无尺度网络结构化成因研究

《无尺度网络结构化成因研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国防科学技术大学研究生院硕士学位论文摘要无尺度网络是一类结点度符合幂指数分布的复杂网络。分析无尺度网络的动态演化过程，合理解释其形成机制是当前复杂网络研究的热点问题。BA模型是分析和解释无尺度成因的主要工具，它将网络结构变化模拟为定向的选择过程。但事实上，网络结构的形成是多种因素综合作用的结果，形成过程并不具备明确的方向性。结合图论和博弈论的相关理论，本文尝试从新的角度剖析无尺度网络的动态演化过程，得出竞争和合作是导致复杂网络无尺度结构形成的内因。本文的主要工作和创新点列举如下：1)基于新的视角剖析无尺度网络的动态演化过程、设计算法

2、并予以编程实现。借鉴图上博弈相关理论，本文首次把“亲缘选择”、“直接互惠"、“间接互惠"、“网络互惠"、“组间选择”等因素加以综合设计出基于进化规则的博弈算法，并将其用C抖编码实现。2)设计多个实验模拟无尺度网络的结构化过程，首次确定无尺度网络成因是“竞争”和“合作"。本文从选取博弈策略、设置参数范围等方面设计多个实验来论证算法的合理性，并基于实验结果对博弈过程进行分析，最后得出本文的主要结论：“竞争"和“合作’’是导致网络无尺度结构形成的内因。此外，我们用“外在适应值"表示个体获取成功的能力，“内在适应值”表示个体具有的内在品质，

3、得出“‘外在适应值’越高的个体其‘内在适应值’往往也越高”、“利己的合作带来‘外在适应值’和‘内在适应值’双赢的结果”、“具有高‘不确定性’的个体若其‘外在适应值’很低，则最终有可能变成‘外在适应值’很高的个体’’等实验结论。这些结论显示几乎所有无尺度网络都具有相似的内在演化机制。主题词：复杂网络，演化，无尺度，图上博弈，竞争，合作第i页国防科学技术大学研究生院硕士学位论文ABSTRACTAscale-freenetworkiSaclassofcomplexnetworkwhosedegreedistributionfollowsa

4、powerlaw．Analyzingtheevolutionofascale-freenetworkandgivingaproperformaldescriptionarehotissuesintheresearchofcomplexnetwork．BAmodeliscurrentlymostacceptedmodelexplainingtheformationofscale—freenetworks．Inshort，themodelsimulatestheevolutionofnetworkstructuresasadirecte

5、dselectionprocess．Thisconflictswiththefactthatthestructuralformationofanetworkisacomplexprocessaffectedbymanyfactorswithoutanyexplicitdirections．Inthispaper，wetrytodevelopanalternativemodelcombininggraphtheoryandgametheory，andconcludethatformationofcomplexnetworksareth

6、eresultsofbothcompetitiveandcooperativefactors．Themainworkandcontributionsofthisthesisareasfollows：i)Newalgorithmsaredesignedandimplementedbasedonanovelperspectiveofanalyzingtheevolutionprocessofascale-freenetwork．UsingessentiallythecoreconceptsinthetheoryofGamesOilGra

7、ph，morethanfivefactorssuchas‘kinselection’，’directreciprocity’，’indirectreciprocity’，’network"reciprocity’，’groupselection’arecombinedtogethertomodelthenetworkevolution．Basedontheanalysis，thegamealgorithmbasedonevolutionaryrulesisdesignedandimplementedusingC++language．

8、ii)Competitionandcooperationaretheinternalreasonsfortheforrflationofascale—freenetworkbasedonouranalysisandsimulation