多層網(wǎng)絡(luò)的合作、競(jìng)爭(zhēng)策略及魯棒性研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)作為一門(mén)廣泛交叉的新興學(xué)科這些年來(lái)一直不斷的掀起研究熱潮，在過(guò)去的幾十年里它在表征系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)方面做出了突出貢獻(xiàn)，但是他的研究成果主要集中在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的理論框架。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人們的生活聯(lián)系日益緊密，不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間交互也扮演著愈來(lái)愈重要的角色,為了描述不同系統(tǒng)之間的交互,作為網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的前沿課題“多層網(wǎng)絡(luò)”也在不斷的研究推進(jìn)中。本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的相關(guān)知識(shí)，研究主要包括以下三個(gè)內(nèi)容:
　　(1)基于特征向量中心性，在

2、多層網(wǎng)絡(luò)的框架之上構(gòu)建合作競(jìng)爭(zhēng)模型，定義網(wǎng)絡(luò)之間對(duì)外是一種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，對(duì)內(nèi)為合作關(guān)系。揭示合作競(jìng)爭(zhēng)特性，依據(jù)節(jié)點(diǎn)的重要性不同將合作策略與競(jìng)爭(zhēng)策略進(jìn)行分類(lèi)，研究模塊網(wǎng)絡(luò)間不同合作策略對(duì)集群網(wǎng)絡(luò)乃至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源配置的影響，發(fā)現(xiàn)模塊網(wǎng)絡(luò)內(nèi)重要性大的節(jié)點(diǎn)間的結(jié)合能夠給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更多的利益，并且模塊網(wǎng)絡(luò)在資源爭(zhēng)奪的過(guò)程中存在不連續(xù)突變現(xiàn)象，這樣的現(xiàn)象主要和網(wǎng)絡(luò)矩陣的最大特征值有關(guān)。通過(guò)這種方法模擬網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)態(tài)過(guò)程，可以應(yīng)用于寬范圍的系統(tǒng)，對(duì)企業(yè)之間的

3、競(jìng)爭(zhēng)有借鑒意義。
　　(2)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)博弈的核心思想，在合作競(jìng)爭(zhēng)模型的基礎(chǔ)上提出多網(wǎng)絡(luò)之間競(jìng)爭(zhēng)的納什均衡。通過(guò)模擬與仿真各種連接策略下所搭建的納什均衡網(wǎng)絡(luò)模型，基于網(wǎng)絡(luò)理性這一前提，考慮經(jīng)典博弈論中的重復(fù)博弈，發(fā)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的納什均衡最終狀態(tài)主要由弱網(wǎng)絡(luò)的選擇所決，弱小的網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)不同的連接策略在多網(wǎng)絡(luò)之間的競(jìng)爭(zhēng)中打敗強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)，而強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)并不能改變這個(gè)結(jié)果。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)矩陣的最大特征值描述網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)性，發(fā)現(xiàn)弱小網(wǎng)絡(luò)之間的合作能夠增

4、強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)性。這一結(jié)論表示，在一些社會(huì)網(wǎng)絡(luò)與經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)中，連接策略可能受到連接器個(gè)體的影響，從而作用網(wǎng)絡(luò)整體的資源走向。
　　(3)簡(jiǎn)化合作競(jìng)爭(zhēng)模型，以不同的連接策略定義網(wǎng)絡(luò)之間的交互，提出一種便于理解的兩層網(wǎng)絡(luò)框架，基于該模型框架，模擬生活中普遍存在的隨機(jī)故障與蓄意攻擊研究多層網(wǎng)絡(luò)的連接策略與魯棒性之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點(diǎn)連接所形成的網(wǎng)絡(luò)在面對(duì)隨機(jī)故障與蓄意攻擊都存在非連續(xù)突變現(xiàn)象。證明網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點(diǎn)的結(jié)合雖然能夠提升網(wǎng)絡(luò)