网络演化博弈中的自组织临界性

发布时间：2017-10-13 13:08

  本文关键词：网络演化博弈中的自组织临界性

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【摘要】：演化理论中的一个根本问题为合作行为的涌现,因为个体间的非自私的利他行为显然与达尔文的自然选择相矛盾。除此之外,关于演化还有另一个问题即在演化过程中表现出的“断续平衡”现象,其动力学系统处于临界状态。在本文中我们首先介绍了网络演化博弈和自组织临界模型的基础知识,然后基于推广的Bak-Sneppen(BS)模型,尝试将演化理论中这两个问题联系起来进行讨论分析。BS模型以简单的方式描述了生物系统的演化,在该动力学下系统可以自组织达到临界状态。我们在两种不同网络结构上研究了重复雪堆博弈和囚徒困境博弈,但是对于个体间的竞争过程引用了Bak-Sneppen(BS)演化模型。初始时每个个体都赋予一随机的合作概率,其适合度为与其邻居相互作用所获取的收益。在每个时间步内,适合度最低的个体及其邻居将会改变其合作概率。通过BS模型与两种博弈的耦合,我们统计了群体中适合度最低个体及其邻居的合作概率与系统平均合作概率随时间的演化,并分析了群体合作水平提升的原因。此外,我们还统计了个体变异活动的雪崩尺寸分布及适合度最低个体间的距离分布,发现这两种分布均可近似表现为幂律分布,这表明系统自组织达到了一种临界状态。在临界状态个体在空间尺度上相互关联,因此系统中高水平合作行为的涌现与其有着紧密的关系。
【关键词】：博弈 合作 自组织临界性 幂律
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O157.5;N941.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 网络演化博弈7-21
• 1.1 复杂网络模型介绍7-12
• 1.2 博弈理论基础介绍12-20
• 1.2.1 从经典博弈到演化博弈12-14
• 1.2.2 典型博弈模型14-16
• 1.2.3 促进合作行为的机制16-17
• 1.2.4 演化博弈动力学中的一些方法17-20
• 1.3 本章小结20-21
• 第二章 自组织临界性21-26
• 2.1 自组织临界性理论模型介绍21-25
• 2.2 本章小结25-26
• 第三章 网络博弈与自组织临界性26-40
• 3.1 引言26-27
• 3.2 模型27-29
• 3.2.1 相互作用过程27-28
• 3.2.2 竞争过程28-29
• 3.3 结果与讨论29-38
• 3.3.1 晶格网络29-33
• 3.3.2 随机规则网络33-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第四章 总结与展望40-43
• 4.1 论文的主要内容及结论40-41
• 4.2 未来的工作展望41-43
• 附录A 蒙特卡罗模拟方法43-45
• 附录B 主要程序代码45-52
• B.1 雪崩尺寸分布统计45-48
• B.2 适合度最低个体间距离分布统计48-52
• 参考文献52-57
• 在学期间研究成果57-58
• 致谢58

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本文编号：1025012