复杂网络系统中的信息、疾病与行为传播动力学研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:zwfyazl
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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。
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