多层网络中主体合作演化策略研究

摘要

理解合作现象的涌现是自然科学的重要目标之一。在复杂系统科学促进知识统一的推动下，各领域学者都加入到合作演化的研究当中。复杂网络科学的发展，促使人们在网络中分析主体间的交互行为以及演化动力学研究，大大扩展了演化博弈论的研究价值及其应用前景。一些非常有价值的研究表明，人们生活在一个充分连接的世界，某个现实网络中看起来毫不起眼的变化，可能在另一个领域或网络中引起巨大的变故甚至灾难。这使得近年来多层复杂网络的研究备受关注。 此前大部分关于合作演化的研究工作都集中在单层的复杂网络之中，然而真实的合作行为发生在多个网络之中，各网络之间的相互关联对个体在网络上的演化过程存在着不可忽视的影响。因此本文重点关注多层网络中合作演化动力学及其演化策略研究，主要工作包括： （1）研究了个体在多层网络中的合作演化动力过程，并重点验证多层网络结构对于合作演化中体现出的鲁棒性。针对当前的合作演化研究忽视了多层网络对主体演化造成的影响，本文将主体在多个网络中获得的收益之和作为主体的适应度来进行合作演化；通过增加背叛者的期望收益、主体策略突变和系统外部攻击的不利条件来验证演化过程中网络结构体现的鲁棒性，对比发现，多层网络利于合作演化的稳定，受到的消极影响比单层网络更少。 （2）研究了一种基于多层网络的共演化策略。由于现实网络中的结构不断变化，且网络结构的改变与主体在网络中的演化过程存在不可忽视的必然联系，本文研究了基于多层网络中的主体自适应断边，随机连边的策略，通过仿真实验发现，该策略有效促进了合作的演化，并深入分析了各实验参数对合作演化的影响，以及共演化策略对网络结构产生的影响。

目录

第1章绪论

1.1 课题相关背景及意义

1.2 课题相关领域发展现状与问题

1.3 论文的主要工作

1.4 本文的组织结构

第2章课题相关理论

2.1 演化博弈理论基础

2.2 合作的涌现

2.3 复杂网络基础

2.4 复杂网络模型

第3章基于合作演化的多层复杂网络鲁棒性研究

3.1 多层复杂网络

3.2 仿真模型与方法介绍

3.3 仿真模拟与结果

3.4 本章小结

第4章基于多层复杂网络的共演化策略的合作演化

4.1 引言

4.2 仿真模型与方法介绍

4.3 仿真模拟与结果

4.4 本章小结

第5章总结与展望

5.1 本文工作总结和主要创新

5.2 今后研究的展望

致谢

参考文献

附录