复杂网络上重复囚徒困境博弈的研究

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1、第26卷第7期计算机应用研究Vol.26No.72009年7月ApplicationResearchofComputersJul.20093复杂网络上重复囚徒困境博弈的研究aab王伊蕾,杨洪勇,李涛(鲁东大学a.计算机科学与技术学院;b.网络中心,山东烟台264025)摘要:为了研究博弈理论在复杂网络上的影响,对Zachary网络应用重复囚徒困境博弈的思想提出了两种网络演化算法,即随机算法和伪度优先算法,并对重复博弈后的复杂网络特性进行了分析,其中包括度分布特性和聚集系数。最后采用Newman算法,对经过伪度优先算法后的网络进行社团结构分析,发现伪度优先算法可以明显改善网络的社

2、团结构。结果表明经过两种算法后的网络,度分布依然服从幂律分布,聚集系数均有所增加,而且伪度优先算法增加幅度很大。关键词:囚徒困境;纳什均衡;一报还一报策略;复杂网络中图分类号:N94;F224文献标志码:A文章编号:100123695(2009)0722683203doi:10.3969/j.issn.100123695.2009.07.079Researchofiteratedprisoner’sdilemmagameoncomplexnetworkaabWANGYi2lei,YANGHong2yong,LITao(a.SchoolofComputerScience&Tech

3、nology,b.NetworkCenter,LudongUniversity,YantaiShandong264025,China)Abstract:Tostudytheimpactofgametheoryoncomplexnetwork,thispaperputforwardtwonetworkevolutionaryalgorithms2randomalgorithmandpseudovaluefirstalgorithmthatapplyiteratedprisoner’sdilemmagametheoryonZacharynetwork.Andstudiedthene

4、tworkcharactersafteriteratedgames,whichincludeddegreedistributionanditsclustercoefficientcharacters.AtlastadoptedNewmanalgorithmtoanalysisnetworkcommunitystructuresafterpseudovaluefirstalgorithm,foundthatthisal2gorithmcouldimprovenetworkcommunitystructures.Theresultsshowthatdegreecharacterof

5、networksafterthetwoalgo2rithmsalsoobeyscale2freedistributionandtheirclustercoefficientincreasewithgamesgoonwhileclustercoefficientincreasealotafterpseudovaluefirstalgorithm.Keywords:prisoner’sdilemmagame;Nashequilibrium;tit2for2tattactics;complexnetwork复杂网络的研究是复杂性理论研究的一部分,作为研究复复杂的行为,系统中出现了多个

6、亚稳态,并在这些亚稳态之间[12]杂性科学和复杂系统的有力工具,复杂网络为研究复杂性提供进行跳转。应用进化囚徒困境博弈模型,Szabó等人研究了了全新的视角。现实世界中的许多系统均可以用复杂网络来在三种不同的拓扑结构下,收益矩阵元参数和温度对合作行为[1][2]描述,如社会网络中的科研合作网、公司董事网,信息网维持的影响。[3][4][5～7]络中的万维网、科研引用网、语言网,技术网络中的[8]基于重复博弈的算法描述因特网等。对于复杂网络的研究极大地改变了人们对复杂外部世界的认识,让人们认识到了以前的理论尚未涉及到的问[13]一个常规的博弈由下面几部分组成:a)至少有两位决题。

7、各种复杂系统具有相同的严格结构,均受制于某些基本的策者,或比赛者、代理人参与博弈,以下均称为博弈个体;b)博法则,认识这些法则,可以将其应用到不同领域,帮助人们解决弈个体i有自己的博弈策略Si;c)按照相应的博弈规则进行博一系列重要问题。博弈论是研究依据其他参与者的效用(utility)情况,理性弈,并根据收益函数Ui获得收益;d)在博弈过程中,博弈个体参与者策略之间相互作用的一门科学[9]。总体上讲,复杂网以使自身的收益最大化为最高目的,即以此为指导原则进行策络上的进化囚徒博弈研究沿着三条