异质个体的网络演化博弈动力学与调控策略研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
61004098
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
荣智海
依托单位：
东华大学
学科分类：
F0304.系统工程理论与技术
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
韩芳；齐金鹏；唐漾；周豫苹；潘黎明；屠黎俊；刘晓洁；
关键词：
调控策略异质个体演化博弈群体动力学复杂网络

项目摘要

长期以来人们认为个体差异性服从均匀的泊松分布，近年来大量复杂网络实证性研究显示个体的差异性呈现非泊松的幂律分布。本项目基于个体生命周期建立异质群体演化博弈模型，深入研究个体的显著差异性与网络结构对博弈动力学的作用机理。首先，在规则网络上研究异质群体博弈，利用合作簇的演化揭示个体差异性对不同博弈行为的反馈作用规律；然后，研究小世界、度异质、度相关、聚类等重要复杂网络特性对异质群体合作演化的影响，通过个体生命周期的差异性提取博弈学习骨干网，反映博弈信息在网络系统中的动态变化；在此基础上，利用个体差异性表征其在网络系统中重要程度的不同，通过具有互惠性质的规则牵制调控少量关键异质个体的行为，使期望行为在网络中有效传播，达到优化系统性能的目的。本项目的研究将有助于更好地理解现实复杂系统中广泛存在的合作行为与个体差异性的演化机理，为多智能体的行为调控和系统优化设计提供理论依据和方法上的指导。

结项摘要

本项目系统研究了个体策略异质性和结构异质性对于网络演化博弈动力学的作用机理，并基于节点中心性研究了牵制控制对于集群行为的调控策略。项目主要成果包括：(1)系统研究了网络上异质策略对合作行为的影响。提出了生命周期自演化的网络博弈模型，在平均收益框架下研究了规则网络和无标度网络上个体生命周期与策略共演过程；在规则网络上研究了个体收益与环境对于个体合作行为的影响；将直接互惠机制与网络互惠机制结合，提出了网络上的宽容针锋相对和赢存输去规则，研究了网络结构对于不同策略规则的演化作用机理。(2) 系统研究了网络异质性等结构特性对于合作行为扩散的影响。从渗流相变角度分析了规则网络上最大合作簇的形成和扩散问题；研究了异质无标度网络上聚类系数对于多人博弈的作用机理，揭示了网络聚类结构特性对多人公共品博弈的反馈互惠机制；研究了异质无标度网络上中心节点之间连接特性和空间性对于博弈合作行为的影响；在正则随机网络上研究了合作和背叛行为扩散的不同模式，利用个体学习过程提取信息交互的博弈学习骨干网，研究了博弈学习骨干网的结构与合作动力学之间的相互作用机理。(3)研究了牵制控制等对于集群动力学的影响。提出了分布式自适应牵制控制算法，将其应用到全局同步与聚类同步；提出了基于局部信息的局域中介数的牵制控制策略，针对Internet自治层网络从节点中心性角度比较了其与全局中介数牵制策略的控制效果；基于粒子群算法研究了搜索动力学不同分布形式对于系统优化的作用机理；从中心性角度研究了上海地铁网络的演化。在Physical Review E、EPL、New Journal of Physics、IEEE Transactions on Cybernetics、Journal of Theoretical Biology、Physica A、Chaos, Solitons & Fractals等期刊上发表10篇SCI收录论文，被J. R. Soc. Interface等SCI期刊引用55次。撰写两篇综述(EI收录)，系统介绍了网络演化博弈和博弈真人实验领域国内外最新的研究成果。在IFAC、CCC、CCDC等国内外学术会议上宣读4篇EI源论文。