复杂系统与复杂性科学

2015年, 第12卷, 第4期　刊出日期：2015-12-15

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涌现计算综述收藏

李劲, 肖人彬

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 1-13. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.001

摘要 ( 16 )

PDF (1977KB) ( 4 )

从涌现现象入手,介绍了涌现计算的基本原理和特点;接着介绍了一种重要的涌现计算模型—元胞自动机,并阐明了涌现计算与群集智能的关系;然后探讨了涌现计算中待求解问题的涌现计算模型映射、自组织现象和同步现象等涌现计算中的若干关键问题;最后从工程涌现计算和社会涌现计算两个方面综述了涌现计算在自动设计,工程优化,交通管理、智能控制、信息处理等工程领域及其在公共管理、市场、经济和军事等社会领域的应用。

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在线社会网络的形成机制——基于跨学科的视角收藏

卫健炯, 胡海波

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 14-24. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.002

摘要 ( 13 )

PDF (1642KB) ( 2 )

从多学科角度综述了驱动在线社会网络形成和演化的机制,重点是趋同性和择优连接这两类较重要的机制。阐述了这些机制最近的研究进展,揭示了各种机制背后的原因及对网络演化的影响,指出了这些机制潜在的应用,澄清了对在线社会网络形成机制的常见误解。最后总结了在线社会网络形成机制的研究意义,包括理论和应用价值,以及未来的研究方向。

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基于有向自然连通度的作战网络抗毁性研究收藏

李际超, 吴俊, 谭跃进, 张小可, 杨克巍

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 25-31. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.003

摘要 ( 11 )

PDF (1189KB) ( 2 )

介绍了作战环的概念,建立了基于作战环的武器装备体系作战网络模型,提出了有向自然连通度指标作为作战网络抗毁性测度。为验证其可行性与有效性,设计了3个仿真实验:边减少、边增加与连接概率增加仿真实验,比较分析有向自然连通度与Laplace矩阵谱半径分别作为抗毁性测度指标的评估效果。研究表明:与Laplace矩阵谱半径指标相比,有向自然连通度指标更加敏感精准;抑制作战网络侦察节点侦察能力对抗毁性影响最为显著;可以通过提高武器装备体系侦察信息准确性、指控能力、火力打击能力及通信能力来增强作战网络抗毁性。

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淬火平均场方法的有效性分析收藏

杨关玲, 杨鑫松

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 32-35. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.004

摘要 ( 12 )

PDF (783KB) ( 2 )

对淬火平均场方法求解爆发阈值的有效性进行分析,利用淬火平均场研究ER网络、SF网络和实证网络上的SIR传播,发现当邻接矩阵的最大特征值所对应的特征向量为非局域特征向量时,淬火平均场得到的理论阈值与真实阈值能较好地吻合;否则,理论阈值低于真实阈值。

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具有圈性结构的城市交通网络承载能力分析收藏

杨国菁, 吴建军

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 36-42. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.005

摘要 ( 15 )

PDF (1103KB) ( 2 )

建立了圈性网络的演化机理,研究了相同路网规模下具有不同圈性网络拓扑结构的交通承载能力,发现在流量不断加载并最终达到饱和状态的过程中,当圈性较小或者较大时,网络流量都比较容易达到饱和状态。相反,当圈性在0.54附近时,网络则更不容易达到拥堵状态。

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考虑出口选择因素的行人疏散模拟研究收藏

陈海涛, 张立红, 杨鹏, 于润沧

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 43-49. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.006

摘要 ( 13 )

PDF (2187KB) ( 2 )

为准确地描述行人的出口选择问题,通过建立出口选择模型、并程序模拟仿真的方法,讨论了决定行人出口选择的三个关键因素:距离、密度和出口宽度。以两出口为例研究表明:只考虑距离作用时,等宽度的两个出口的疏散行人数量由对应的疏散区域决定;进一步考虑密度因素作用后,可有效平衡两个出口的疏散行人,实现了疏散的动态优化;出口宽度不相等时,必须同时考虑3个因素对出口选择的作用,才能更合理地描述疏散过程。该出口选择模型可有效地描述行人动力学特征,适用于非单一出口的一般情况。

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微信网络的连通度模型机制设计收藏

阎春宁, 张欢欢, 刘瑞辉

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 50-54. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.007

摘要 ( 12 )

PDF (740KB) ( 4 )

从微信信息传播的角度设计了3类连通度模型,采用无向网络计算传播速度、传播成本、传播效益和隐私安全4个指标值,提出在不同机制设计下应用不同连通度模型可以达到微信的传播效率与安全可控之间的平衡与优化。

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面向北极航线通航的海运网络演化研究收藏

李振福, 姜书飞, 徐梦俏, 史砚磊, 张小玲

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 55-60. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.008

摘要 ( 6 )

PDF (1125KB) ( 2 )

基于复杂网络理论,构建以港口间海运距离和吸引度为基础的复杂网络演化模型。选取全球25个主要集装箱港口2010年相关数据,对比演化网络、实际网络和同等规模的随机网络,验证了模型的有效性。将模型应用于北极航线通航后的海运网络,结果显示,北极航线通航后海运网络平均路径长度减小,表明北极航线开通加强了港口间的联系;部分东北亚及西北欧港口度值增加较为明显;港口核度更趋于极化,表明北极航线增强了海运网络的层次性。

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开源社区雪崩效应实证研究:以Sourceforge为例收藏

潘向东, 杨建梅, 白桦

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 61-70. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.009

摘要 ( 2 )

PDF (1423KB) ( 2 )

以SourceForge社区为例,研究了开源项目开发过程中的风险传递和崩塌级联反应,对开源社区的雪崩效应进行了实证研究。分析发现,技术关联与合作关联是开源项目之间风险传递的两种主要模式,基于上述关联模式,某个项目的失败会引发一定规模的雪崩级联反应。针对SourceForge开源社区的实证研究结果显示,雪崩规模呈幂律分布,最大雪崩规模仅为18,但规模持续变大,这意味着社区处于创建期到成长期的演化阶段。

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营销信息在部分交叉免疫模型中的竞争传播收藏

苏晓萍, 宋玉蓉

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 71-78. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.010

摘要 ( 2 )

PDF (1402KB) ( 2 )

为更加真实地反映病毒营销中信息的竞争传播,基于经典SIS病毒传播模型建立了一个具有部分交叉免疫的信息竞争传播模型,描述两种传播概率不同的既有合作又有竞争关系信息的传播过程。仿真结果表明:当两信息完全排斥时,支持“赢者通吃”的经典生态学结论;当两种信息间存在一定合作时,合作概率越大较弱病毒存活的规模越大,但弱病毒需要依靠与强病毒的合作而存在;网络度分布越异质越有利于合作。

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军队武器装备编制分形结构的验证方法收藏

孙巨为, 韩振飞, 王小强

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 79-83. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.011

摘要 ( 4 )

PDF (630KB) ( 2 )

为深入研究军队武器装备编制的特点和规律,以美国某一历史时期陆军为例,利用分形理论中信息维数定义,建立了直升机、坦克和步战车等编制的δ-覆盖,测定和检验了编制结构的信息维数,从而定量验证了军队武器装备编制具有分形结构的根本性问题,提出了编制结构信息维数的计算方法。研究表明,军队武器装备编制是一个复杂系统,利用分形维数可以定量说明其结构的自相似性,为进一步研究编制方案的合理性提供了思路。

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考虑观点篡改的观点传播动力学研究收藏

黄庆花, 宋玉蓉

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 84-89. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.012

摘要 ( 10 )

PDF (2602KB) ( 2 )

针对舆论观点在传播过程中不断演化的现象,提出一种考虑观点篡改的新的观点传播模型。考虑节点观点在舆论传播过程中会有一定的概率被社会中的个体所修改,并基于此研究源节点的状态和节点观点的篡改对网络观点传播的影响。仿真结果表明:当网络(WS和BA网络)节点考虑观点篡改时,最终网络中节点的观点与源节点的观点是否相关,取决于网络节点的观点篡改率和源节点的观点强度;而在真实Facebook网络中,不仅仅取决于这两个因素,而且取决于源节点的度。同时实验表明,网络中高度数的源节点的观点比低度数的源节点观点传播更快。

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基于复杂网络视角的农产品价格波动和机理分析收藏

高齐圣, 路兰

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 90-96. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.013

摘要 ( 16 )

PDF (1049KB) ( 2 )

为深入研究中国农产品价格波动和传导机制,选择籼稻、粳稻、小麦、玉米和大豆等5种大宗农产品为代表,借助符号动力学方法建立了农产品价格同步传导复杂网络模型。研究了该网络波动幅度和强度分布、聚集系数、强度与聚集系数相关性等网络拓扑性质,并以中国1997年4月到2012年12月期间相关价格数据进行了实证分析。最后提出了新形势下中国农产品价格调控的对策及建议。

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基于PSO-BP神经网络的城轨列车转向架轮对轴箱故障预测收藏

尹怀仙, 王凯, 张铁柱, 华青松, 秦勇, 郭建媛

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 97-103. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.014

摘要 ( 14 )

PDF (1255KB) ( 2 )

为更好地预测城轨列车故障率,提出基于粒子群算法优化的BP神经网络(PSO-BP)的故障率预测模型,对城轨列车转向架轮对轴箱进行故障率预测。采用Matlab中的Newff函数,运用误差反向传播神经网络(BP)和粒子群算法优化的BP神经网络(PSO-BP)分别对城轨列车故障率预测、建模和仿真。结果表明PSO改进的BP神经网络故障率预测模型的效果明显优于传统BP神经网络预测模型。

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耳蜗神经网络中语音信号传输的刺激条件信息研究收藏

王风娇, 任昱昊, 赵进, 段法兵

复杂系统与复杂性科学. 2015, (4): 104-108. DOI: 10.13306/j.1672-3813.2015.04.015

摘要 ( 11 )

PDF (848KB) ( 2 )

在耳蜗神经网络对语音信号的刺激响应过程中,针对如何区分编码最有效率的语音信号分量问题,提出了刺激条件信息分布计算方法,研究了给定刺激条件下平均不确定性度的减小。实验结果表明:积分发放神经网络膜电位发放的刺激条件信息不仅能够从统计意义上给出平均互信息的大小,而且清晰地表明信号中各分量的编码效率,确定输入信号中对于互信息量起主要作用的事件分量范围以及内部噪声的可利用性,证实噪声强度与最大刺激条件信息量之间的非单调关系,这些研究结果为进一步探索人工耳蜗动作电位发放的解码方案提供了理论依据。

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