集群行为与合作行为涌现的元胞自动机模型

发布时间：2020-07-16 01:33

【摘要】：现实世界的各种复杂系统都是由大量具有相互作用的个体组成,如社会系统、生物系统以及经济系统.在这些系统中大量个体的群体行为备受关注,最为瞩目的当属对集群行为和合作行为涌现过程的研究.本论文也主要是对这两个方面做了相关研究,一方面,在分析研究元胞自动机理论和复杂网络理论的基础上,构建了集群行为涌现的元胞自动机模型,为集群行为涌现过程的研究提供了一种思路；另一方面,结合对演化博弈的理论的认识分析出了自私个体间的合作行为产生的机制和条件,并构建了相应的元胞自动机模型.文章主体内容分为三个部分. 首先,概述了目前集群行为理论的研究状况,然后对元胞自动机的基本理论和发展情况,包括元胞自动机的定义、构成、特征和分类做了简要的介绍.在此基础之上,根据社会关系网络的实际情况,把关系网中的个体看成是一个元胞,通过分析研究规则网络结构以及已有社会关系网络生成算法,构建了人际关系网络结构,确定了元胞自动机邻居的类型,制定了相应的演化规则,构建元胞自动机模型模拟出了集群行为的发展涌现过程,为研究集群行为涌现现象提供了一种方法和思路. 其次,分析了“猎鹿博弈”模型并将其推广至群体的演化博弈中,研究发现在群体的演化博弈中“猎鹿博弈”模型中合作行为的存在成为可能,证明了合作行为存在的条件是只要合作行为者的收益足够的大,就会有越来越多的人选择合作行为.进一步,通过将个体看成是一个元胞，采用Moore型邻居建立了相应的元胞自动机模型,根据行为的相应收益确定元胞的演化规则,通过仿真结果验证了理论分析的正确性. 最后,在研究分析经典囚徒困境博弈的基础上,通过引入一种惩罚机制,在二维网格上建立了群体中重复囚徒困境的元胞自动机模型.分别采用VonNeumann和Moore型邻居进行对比,研究不同的惩罚力度下合作行为的涌现情况,仿真结果表明行为的变化与背叛诱惑指数、惩罚力度、邻居数以及元胞所处环境有关.
【学位授予单位】：西北民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP301.1;N941.4

【参考文献】