多層網(wǎng)絡的合作、競爭策略及魯棒性研究.pdf

1、網(wǎng)絡科學作為一門廣泛交叉的新興學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)結構與動力學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)絡結構的理論框架。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術與人們的生活聯(lián)系日益緊密，不同網(wǎng)絡系統(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)絡科學的前沿課題“多層網(wǎng)絡”也在不斷的研究推進中。本文結合網(wǎng)絡科學的相關知識，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)絡的框架之上構建合作競爭模型，定義網(wǎng)絡之間對外是一種競爭關系，對內(nèi)為合作關系。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)絡間不同合作策略對集群網(wǎng)絡乃至整個網(wǎng)絡資源配置的影響，發(fā)現(xiàn)模塊網(wǎng)絡內(nèi)重要性大的節(jié)點間的結合能夠給網(wǎng)絡帶來更多的利益，并且模塊網(wǎng)絡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)絡矩陣的最大特征值有關。通過這種方法模擬網(wǎng)絡上的動態(tài)過程，可以應用于寬范圍的系統(tǒng)，對企業(yè)之間的

3、競爭有借鑒意義。
　　(2)結合網(wǎng)絡博弈的核心思想，在合作競爭模型的基礎上提出多網(wǎng)絡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)絡模型，基于網(wǎng)絡理性這一前提，考慮經(jīng)典博弈論中的重復博弈，發(fā)現(xiàn)多個網(wǎng)絡中的納什均衡最終狀態(tài)主要由弱網(wǎng)絡的選擇所決，弱小的網(wǎng)絡可以通過不同的連接策略在多網(wǎng)絡之間的競爭中打敗強大的網(wǎng)絡，而強大的網(wǎng)絡并不能改變這個結果。通過網(wǎng)絡矩陣的最大特征值描述網(wǎng)絡的競爭性，發(fā)現(xiàn)弱小網(wǎng)絡之間的合作能夠增

4、強網(wǎng)絡的競爭性。這一結論表示，在一些社會網(wǎng)絡與經(jīng)濟網(wǎng)絡中，連接策略可能受到連接器個體的影響，從而作用網(wǎng)絡整體的資源走向。
　　(3)簡化合作競爭模型，以不同的連接策略定義網(wǎng)絡之間的交互，提出一種便于理解的兩層網(wǎng)絡框架，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)絡的連接策略與魯棒性之間的關系。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中重要節(jié)點連接所形成的網(wǎng)絡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)絡中重要節(jié)點的結合雖然能夠提升網(wǎng)絡