基于演化博弈论的若干合作演化机制研究

论文摘要

《Science》将“合作行为如何演化”列为21世纪最具挑战性的125个科学问题之一。基于演化博弈论研究合作演化机制,有助于人类发现群智能的涌现机理,认知微观世界、治理宏观世界。本文工作主要包括以下几个方面内容:（1）多样性和随机性机制对合作演化的影响。策略数量的变化带来多样性,种群规模、选择强度和变异率的变化带来随机性。通过构建一种具有多样性和随机性的公共品博弈模型,分别研究了多样性和随机性机制对合作演化的影响。研究发现在中等选择强度下提高种群多样性和随机性有利于促进合作演化。（2）共演化中的断边与重连机制对合作演化的影响。构建了一种依据环境状况决定是否断边与重连边的共演化模型,对比分析五种共演化规则对合作演化的影响。研究发现在共演化中断边机制决定了策略演化,而重连机制影响了结构演化。（3）结构群体间接互惠机制对合作演化的影响。提出了一种交互网与学习网分离的双层网络演化博弈模型,在结构群体中研究了间接互惠机制对合作演化的影响。通过对共演化过程可视化,从微观角度发现由间接互惠机制引起的种群结构动态重连促进合作涌现,同时加剧了种群结构的异质性。（4）部分最佳响应机制对合作演化的影响。提出了个体依据采用相反策略的虚拟收益与实际收益的差值产生概率进行策略更新的部分最佳响应动力学模型。获得了部分最佳响应动力学模型中种群平均合作水平的数值求解方法。比较了部分最佳响应过程、模仿过程以及二者混合过程对合作演化的影响,研究发现:在混合均匀种群中,部分最佳响应过程更有利于促进合作演化,在结构种群中强选择下,部分最佳响应过程更有利于促进合作演化。（5）迁移机制对社区结构种群多策略竞争的影响。对于Moran过程和Wright-Fisher过程,获得了多策略竞争稳态策略频率计算的两个重要参数精确解;并进行了仿真验证和分析讨论,发现中等的迁移水平更有利于促进合作演化。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 背景意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 亲缘选择机制
•     1.2.2 直接互惠机制
•     1.2.3 间接互惠机制
•     1.2.4 网络互惠机制
•     1.2.5 群组选择机制
•   1.3 研究方法
•     1.3.1 随机过程
•     1.3.2 蒙特卡洛方法
•     1.3.3 演化图论
•   1.4 本文主要研究思路
• 2 随机性与多样性机制
•   2.1 引言
•   2.2 多策略公共品博弈模型
•   2.3 多样性和随机性与合作演化
•   2.4 本章小结
• 3 共演化中的断边与重连机制
•   3.1 引言
•   3.2 策略与结构共演化模型
•   3.3 五种共演化规则比较分析
•   3.4 本章小结
• 4 结构群体间接互惠机制
•   4.1 引言
•   4.2 双层网络上的演化博弈模型
•   4.3 结构群体中的间接互惠机制
•   4.4 本章小结
• 5 部分最佳响应机制
•   5.1 引言
•   5.2 部分最佳响应动力学模型
•   5.3 三种演化过程的比较分析
•   5.4 本章小结
• 6 结构种群中的迁移机制
•   6.1 引言
•   6.2 环状社区结构种群迁移模型
•   6.3 迁移机制对多策略竞争的影响分析
•     6.3.1 Moran过程
•     6.3.2 Wright-Fisher过程
•     6.3.3 直接互惠中的应用
•   6.4 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 作者简历及在学研究成果
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 博士论文

作者: 刘爱志

导师: 孙长银

关键词: 演化博弈,合作演化机制,多样性与随机性,断边与重连边,间接互惠

来源: 北京科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学

单位: 北京科技大学

基金: 国家自然基金

分类号: O225

总页数: 111

文件大小: 8741K

下载量: 1060