复杂网络系统中的信息、疾病与行为传播动力学研究

发布时间：2017-05-20 09:04

  本文关键词：复杂网络系统中的信息、疾病与行为传播动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：实际社会系统中的传播和扩散现象极其普遍,对于实际社会系统中组织和机构的运行非常重要,因此对于传播和扩散行为的研究具有巨大的理论价值和实际应用价值。为此,复杂系统中的传播动力学研究已经发展出了一系列重要的模型和理论用以研究和描述各种不同的传播现象,例如策略的竞争和扩散、潮流和时尚的发展、传染病的传播、新技术或创新的普及、消息的传播和扩散以及行为的传播等等。在详尽阐述复杂网络概念、演化博弈论理论以及传播动力学理论方法的基础上,我们研究了当存在其他机制下的网络博弈的演化规律以及策略的扩散行为；并且从理论上详细研究了在特定机制下以及网络结构上的消息扩散以及疾病传播的特点。本文的结构以及研究亮点如下：本文第一章首先对用于刻画复杂系统的复杂网络进行了介绍,其中包括网络平均度、度分布,度关联、聚集系数等网络结构参数以及随机网络、小世界网络和无标度网络等经典网络；其次介绍了演化博弈理论以及经典的博弈模型和纳什均衡等概念,最后对传播动力学的基本概念和方法进行了介绍。在本文第二章第一部分我们研究了考虑个体记忆效应、社会加强效应以及衰减效应并且用消息的粘滞性和持续性来量化这三个机制共同作用的消息传播模型。通过在树形网络以及规则晶格网路上的模拟和理论分析我们发现高簇系数并不总是消息的传播和扩散,只有当社会加强效应比较强的时候才可以。在第二部分我们着重对洋葱网络具有延迟的疾病传播行为进行了研究,发现了与洋葱网络结构层次性成正相关的震荡行为。在第三部分,我们将传染病传播研究扩展到更为复杂也更符合实际的个体具有迁移行为的集合种群网络中去,发现了不同迁移行为对于疾病爆发与感染规模的不同影响。在第三章第一部分我们将社会心理学中的一致性原理与经典的囚徒困境演化模型结合起来,分别在个体间利益冲突强和弱两种情况下探讨一致性框架下少数规则和多数规则对于系统中合作行为作用和影响的异同,进而对社会学中少数规则和多数规则作用本质究竟是否相同而展开的争论提供一个可能的答案。在第二部分我们重点介绍在一个囚徒困境博弈的系统中既有利他惩罚又有自私惩罚并伴随逃避惩罚机制的的情况下,在特定的参数条件下系统中除能够维持一定水平的合作者之外第一类社会困境和第二类社会困境能够得到有效的缓解。在本文最后一章我们对于复杂系统中的传播和扩散动力学的研究进行总结和展望。
【关键词】：复杂系统 复杂网络 演化博弈论 疾病/消息传播 统计物理
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O157.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 简介10-57
• 1.1 复杂网络11-33
• 1.1.1 复杂网络的描述11-12
• 1.1.2 复杂网络的结构参数12-16
• 1.1.3 各种复杂网络模型及特性16-33
• 1.2 传播动力学理论33-45
• 1.2.1 传播动力学的背景34-38
• 1.2.2 复杂网络上的传播动力学研究38-45
• 1.3 博弈45-56
• 1.3.1 演化博弈论47-52
• 1.3.2 合作涌现和维持的机制52
• 1.3.3 网络博弈52-56
• 1.4 小结56-57
• 第二章 复杂网络上的传播动力学研究57-98
• 2.1 考虑记忆效应、社会加强效应与衰减效应的消息传播57-75
• 2.1.1 记忆效应、社会加强效应与衰减效应57-58
• 2.1.2 研究动机58
• 2.1.3 模型58-60
• 2.1.4 结果与分析60-72
• 2.1.5 总结72-75
• 2.2 洋葱网络上的流行病传播研究75-87
• 2.2.1 洋葱网络77-78
• 2.2.2 研究动机78
• 2.2.3 模型78-79
• 2.2.4 结果与分析79-87
• 2.2.5 总结87
• 2.3 集合种群网络上不同迁移行为下的流行病传播研究87-97
• 2.3.1 集合种群网络上的流行病研究87-89
• 2.3.2 研究动机89
• 2.3.3 模型89-92
• 2.3.4 结果与分析92-97
• 2.3.5 总结97
• 2.4 本章小结97-98
• 第三章 复杂网络上的演化博弈与策略扩散98-134
• 3.1 规则晶格上具有一致性效应的囚徒困境博弈98-113
• 3.1.1 一致性以及多数人影响与少数人影响98-100
• 3.1.2 研究动机100
• 3.1.3 模型100-102
• 3.1.4 结果与讨论102-111
• 3.1.5 总结111-113
• 3.2 具有逃避规则的自私惩罚机制下的囚徒困境博弈113-133
• 3.2.1 自私惩罚与利他惩罚113-115
• 3.2.2 模型115-117
• 3.2.3 结果与分析117-132
• 3.2.4 总结132-133
• 3.3 本章小结133-134
• 第四章 总结与展望134-141
• 4.1 工作总结134-136
• 4.2 展望136-141
• 附录A 附录141-149
• A.1 对近似141-144
• A.2 各种经典博弈模型144-149
• 参考文献149-168
• 在学期间的研究成果168-169
• 致谢169

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本文编号：381153