动态网络上演化博弈的研究

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1、万方数据SubmittedintotalfulfilmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorinControlTheoryandControlEngineeringCHENZHUOProf．XUXIAOMINGDEPARTMENTOFAUTOMATl0NSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYSHANGHAI，RR．CHINAMarch，2012万方数据附件四上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取缛的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何

2、其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：陈学B靛：20／Z年3睫{≯B万方数据附件五上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于，不保密酗。(

3、请在以上方框内打“4")学位论文作者签名：隙卓日期：扫／2年岁月缪日指导教师签名：舞}啦万方数据上海交通大学博士学位论文答辩决议书005032鲫18所在姓名陈卓学学tK)5fj3215}D18控制理论与控制工程学科指学教颊许晓鸣答辩20120)3--14答辩电信楼2号楼530f：=l期地点论文题蹿动态网络上的演化博弈研究投黎表决结果：r／f／r(同意戆数／．必到委负数／成到委员数)答辩结沦：厶过围采通过评语和决议：陈卓的博士论文针对个体运动所形成的动态网络。研究合作的演化与促进合作的方法，具有重要的理论意义与应用前景。论文首先在独立于策略演化的运动过程中，研究'f半回

4、上基于最近邻居与基于作用半径的合作演化动力学；然后针对快速运动与变异噪声等阻碍合作建立的因素，分别通过信誉机制，以及个体在格子上的自主迁移来提高网络的合作水平。论文通过研究与计算试验得到了一些重要的结论，反映作者具备了宽广的基础理论知识和系统深入的专门知识，独立从事科研工作的能力强。在答辩过程中叙述清楚，回答问题正确。答辩委员会经投票表决，一致同意通过其博士学位论文答辩，并建议授予陈卓工学博士学位。o‘，，?年3月，矿蚓职务姓名职称单位签名主席邵世煌教授东华大学彳{￡《0答委员顾幸生教授华东理工大学咧锄辩委委员李翔教授复翻．大学彬I．、】贝会委员王繁成教授t海交通大学

5、钐饿成员銎癸席裕庚教授上海交通大学》拓杯渡签委员／{，、名委受秘书哭沂军工程9币上海交通大学墨衍磊万方数据动态网络上的演化博弈研究摘要合作现象在生物系统与人类社会中非常普遍。但是以进化的观点看，合作者帮助他人的同时减少了自身生存、繁殖的机会，在自然选择中反而处于不利的地位。那么应如何理解个体间的合作呢?这是生物学、社会学与经济学中的一个重要课题。演化博弈论为合作行为的研究提供了一个有力的理论框架。在Nowak与May二Jl入空间维度的概念之后，有大量的工作围绕网络演化博弈的研究而展开。对于静态网络的研究表明，合作行为的演化与网络的结构密切相关。但需要指出的是，网络的结

6、构是由节点自身的动力学过程决定的。因此研究节点动力学驱动的、网络结构的演化对于合作行为的影响，可以帮助我们进一步的理解合作涌现的原因。在现实世界中，运动或迁移是个体的重要特征，也是常见的动力学过程之一。但当前演化博弈的研究中，对个体移动性的关注较少。为了理解移动性对于合作行为的影响，本文将针对个体运动所形成的动态网络，研究合作的演化与促进合作的方法。本文首先在独立于策略演化的运动过程中，分析个体运动对于合作动力学的影响；然后分别通过信誉机制，以及个体的自主迁移来提高网络的合作水平。本文的工作有助于多个体协作系统的设计，主要包括以下四部分的内容：通过对距离的排序来确定个

7、体的邻居，我们研究了群集形成过程中合作行为的演化。个体在运动中一面和邻居对齐方向，一面与邻居进行囚徒博弈。我们将个体的邻居定义为和它距离最近的k个个体，并通过跟踪邻居的变化来判断个体间的作用网络是否固定。研究发现在确定性的策略更新规则之下，合作者依赖简单的策略也可以生存。与静止的情况相比，若邻居的数量较小，低速的移动甚至能够产生更高的合作频率。在运动的速率与背叛的诱惑较小时，中等大小的邻居数量最有利于合作。此外，初始时刻个体的密度也会对网络的合作水平产生影响。其中随着密度的增加，网络的合作频率逐渐下降。通过作用半径来确定个体的邻居，我们研究了群集形成