安徽芜湖复杂系统研究论坛

时间：2014年12月14日（星期天）

下午3：00-6：00

地点：安徽师范大学物理学院

报告1：

报告人：聂森（中科大博士生）

报告题目：

基于边攻击的网络可控性能的鲁棒性研究

报告摘要：

网络的可控性能近来成为一个热点问题。通过复杂网络与控制理论的结合，人们发现只需控制网络中的部分节点，即可驱动整个网络使其达到任意状态，并将最小驱动节点数目作为一个衡量网络可控性能的指标。结合级联失效在网络中的传播，我们研究了不同边攻击策略下（随机删除，蓄意删除），网络的可控性在级联失效过程中的变化情况。对于删除负载最大边的情况，ER网络在平均度适中情况下鲁棒性较差，而SF网络在幂律指数适中情况下鲁棒性较好。对于删除多条边的情况，在不同删除方式下，网络可控性随着删除边数的增加呈现交替变化并与网络结构和删除方式相关，当删除边数比例适中时，蓄意删除反而容易抑制级联失效的传播，影响可控性的变化。当删除边数比例较大时，级联失效停止，此时网络的可控性能与删除边的结构类型有关。

报告2：

报告人：王旭文（中科大博士生）

报告题目：Impactof keeping silence on spatial reciprocity in spatial games

报告摘要：

社会系统中个体进行博弈的目的是获得较高的收益。然而如果通过博弈作用获得的收益达不到期望时，个体倾向于脱离博弈以降低潜在消费。特别有趣的是我们称这种特性为“静默”策略。在此我们考虑静默策略在囚徒困境博弈中的影响，其中个体可以作为合作者或者背叛者或者作为静默个体不参与博弈也不获得收益。转为静默或者退出静默依赖与消费水平和静默周期。有趣的是我们发现存在一个适当的消费水平能够确保最优合作环境。对于低的消费水平，静默策略能够通过“石头剪刀布“循环促进合作频率。然而较高的消费水平使得大多数个体选择静默策略以避免参与博弈中时高的支出。这一发现对静默周期整体有效

报告3：

报告人：周斌（中科大博士生）

报告题目：人类社会中的双向选择研究

报告摘要：

双向选择在人类的日常生活中是非常普遍的，在本文中，我们建立了一个关于任意双向选择系统的一个最小模型，并且得到了这个模型的精确解。模型包括了三个影响双向选择的主要因素，分别是双向选择双方各自的个体总数k1，k2和双向选择双方个体所共有的可供选择的总特性数n。 在三种不同的条件下，我们对模型的精确解释式作了近似分析，得到了更简洁的函数关系：配对成功率P和相关变量成简单的反比例关系，并和模型的仿真结果是一致的。现实中男女之间爱情选择是典型的双向选择问题，为了验证模型在现实中的有效性，我们搜集了现实中82组关于乡亲大会的实证数据。由于相亲大会提供的数据信息不完整，基本只提供了参加的总人数和配对成功总数，并没有提供详细的男女双方的各自的人数，所以我们无法用模型和实证数据做精确的对比，我们只能把模型和实证数据做一个粗糙的验证，我们发现大多数实证数都落在了我们的模型可以预测的范围内，但是当参加相亲大会的总人数相对较少时，会有少量实证数据落在模型所能预测的区域范围之外，我们对此也做出了合理的解释。因此总体上讲，理论上验证了模型的合理性，对了解现实中双向选择系统的内在机制有一定的价值和现实意义。此工作发表在 PLoSONE 上：Zhou, B. et al. A model of two-way selectionsystem for human behavior. PLoS ONE 9,e81424;DOI:10.1371/journal.pone.0081424 (2014).

上面的研究属于双向选择在复杂系统和网络科学领域的一个基础性初步研究。其双向选择机制是建立在一个全联通网络上。 为了进一步加深对双向选择课题的研究，我们将双向选择机制拓展到了任意一个网络上，包括主流的网络模型（ER随机网络，WS小世界网络，BA无标度网络）以及现实中的网络。并且给出了在任一一个网络的精确解析解，我们的模型仿真结果和模型的数学解析结果吻合的非常好，说明了我们解析结果的精确性和正确性。我们主要选做了双向选择机制在三个主流网络上的研究：ER随机网络，WS小世界网络，BA无标度网络。经过研究我们发现，一个个体的邻居的数量和状态直接决定了个体的匹配成功率，而且网络的平均度越高，个体的匹配概率也越高。在三个主流网络模型中，我们发现WS小世界网络的拓扑结构最有利于匹配，而BA无标度网络的拓扑结果最不利于匹配。WS小世界网络是在以现实中社交网络为基础上研究建立起来的，那么我们的双向选择机制研究可以暗示现实中社交网络的演化形成很可能遵守着有利于异性个体之间的匹配这一基本规则。这个研究工作对现实中的双向选择研究更进了一步，让我们对双向选择的研究基础从一开始的特殊性网络（全联通网络）拓展到任意一个网络上，我们认为这对后续关于现实中双向选择现象的理论和应用研究有一定的意义和作用。此工作已经被SCIENTIFIC REPORTS 接收

Zhou,B. et al. Bidirectional selection between two classes in complex socialnetworks SCIENTIFIC REPORTS (Accepted)

此外，我们还做一个关于多人多任务处理的课题，现实中同时多个人处理多个任务的现象是非常普遍的，例如每年新生开学，都要按照学校规定的时间到校医院完成多个项目的检验，测试，等等。那么个体在处理这些任务时，现实中一般都采取排队人数最短策略，即是当一个个体在完成一个任务后，去选择下一个未完成的任务时，往往选择一个排队人数最短的任务去处理。那么我们研究的思考的重点是：这种选择策略是否是最好的？我们提更了两种策略，第一种策略是：当一个个体执行完一个任务，去选择下一个未完成的任务时，从未完成的任务里面随机任意选择一个任务执行。第二种策略是：当一个个体执行完一个任务，去选择下一个未完成的任务时，从未完成的任务里面选择一个排队人数最少的任务执行，如果排队人数最少的任务有多个，随机任选一个。对于一个个体而言，要完成所有的任务，选择不同的策略和不同的处理任务的顺序，需要花费的时间自然不同。如何选择一种策略和处理任务的顺序可以用更短的时间完成所有任务将是非常有现实意义的。在本文中，我们建立了一个多人处理多任务的模型，在两种不同处理任务的策略情况下，分析研究个体如何选择处理任务的顺序可以在更短的时间内完成所有任务。通过分别对两种选择处理任务的策略进行单独研究，对其求所有人完成任务的平均值，得出更优的选择策略。通过在混合策略下对所有人处理任务的次序进行研究，计算其相关系数，发现花费时间最短的人群在处理任务次序上的内在规律。这些研究结果对于我们在现实中如何选择处理任务的策略和顺序以缩短处理任务的时间是非常有意义的。此工作发表在Physica A 上。Zhou, Bin, et al. "On theoptimization of multitasking process with multiplayer."Physica A 417 (2015): 41-45.

报告4：

报告人：汪秉宏（中科大教授）

报告题目：人类行为动力学模型及其应用研究