多層網(wǎng)絡(luò)的合作、競爭策略及魯棒性研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)作為一門廣泛交叉的新興學(xué)科這些年來一直不斷的掀起研究熱潮，在過去的幾十年里它在表征系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與動力學(xué)方面做出了突出貢獻，但是他的研究成果主要集中在單個網(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中。本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的相關(guān)知識，研究主要包括以下三個內(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)建合作競爭模型，定義網(wǎng)絡(luò)之間對外是一種競爭關(guān)系，對內(nèi)為合作關(guān)系。揭示合作競爭特性，依據(jù)節(jié)點的重要性不同將合作策略與競爭策略進行分類，研究模塊網(wǎng)絡(luò)間不同合作策略對集群網(wǎng)絡(luò)乃至整個網(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)點間的結(jié)合能夠給網(wǎng)絡(luò)帶來更多的利益，并且模塊網(wǎng)絡(luò)在資源爭奪的過程中存在不連續(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)。通過這種方法模擬網(wǎng)絡(luò)上的動態(tài)過程，可以應(yīng)用于寬范圍的系統(tǒng)，對企業(yè)之間的

3、競爭有借鑒意義。
　　(2)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)博弈的核心思想，在合作競爭模型的基礎(chǔ)上提出多網(wǎng)絡(luò)之間競爭的納什均衡。通過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)可以通過不同的連接策略在多網(wǎng)絡(luò)之間的競爭中打敗強大的網(wǎng)絡(luò)，而強大的網(wǎng)絡(luò)并不能改變這個結(jié)果。通過網(wǎng)絡(luò)矩陣的最大特征值描述網(wǎng)絡(luò)的競爭性，發(fā)現(xiàn)弱小網(wǎng)絡(luò)之間的合作能夠增

4、強網(wǎng)絡(luò)的競爭性。這一結(jié)論表示，在一些社會網(wǎng)絡(luò)與經(jīng)濟網(wǎng)絡(luò)中，連接策略可能受到連接器個體的影響，從而作用網(wǎng)絡(luò)整體的資源走向。
　　(3)簡化合作競爭模型，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)點連接所形成的網(wǎng)絡(luò)在面對隨機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)點的結(jié)合雖然能夠提升網(wǎng)絡(luò)