复杂系统的计算实验方法——原理、模型与案例

图书标准信息

• 作者 薛霄
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2020-09
• 版次 1
• ISBN 9787030643742
• 定价 79.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸

【内容简介】

内容简介：
  本书以计算模型的设计和分析为主线，从方法理论、计算模型和应用案例3个方面介绍计算实验方法的知识体系，为该方法的理论研究与具体应用提供指导。书中所覆盖的课题包括计算实验的方法框架与系统平台，基础的计算模型（如状态自动机、马尔可夫模型、系统动力学、博弈模型、排队论等），经典的计算模型（如元胞自动机、糖域模型、社会生态系统模型等），以及不同领域的应用案例。
   本书适用于复杂系统、社会计算、计算机仿真、计算实验等领域从事教学科研的师生以及相关的专业人员；也可供政府相关部门的决策者，从事社会学、经济学、组织学和管理学等领域的相关人员参考。

【目录】

目录

第1部分  方法理论篇 

第1章  导言    3 

1.1  复杂性科学    3 

1.1.1  复杂系统的概念    3 

1.1.2  复杂性科学研究的历史阶段    7 

1.2  计算实验方法    13 

1.2.1  计算实验的起源    13 

1.2.2  计算实验的应用    15 

1.3  本书的组织结构    18 

1.4  重要的经典文献    20 

1.5  小结    22 

参考文献    22 

第2章  计算实验的理论基础    25 

2.1  引言    25 

2.2  复杂性的实验分析    25 

2.2.1  计算实验的目的    25 

2.2.2  计算实验的模式    26 

2.2.3  计算实验的质量维度    28 

2.3  系统的复杂性的规律    29 

2.3.1  复杂性的成因分类    29 

2.3.2  结构复杂性的规律分析    31 

2.3.3  分布复杂性的规律分析    34 

2.4  系统复杂性的解释    38 

2.4.1  系统复杂性理论：解释    38 

2.4.2  基于顺序逻辑的建模解释    39 

2.4.3  基于反向逻辑的建模解释    41 

2.5  小结    43 

参考文献    44 

第3章  计算实验的方法框架    45 

3.1  引言    45 

3.2  现实建模    46 

3.3  系统开发    48 

3.4  实验执行    50 

3.5  结果分析    51 

3.6  模型评估    53 

3.7  结果应用    54 

3.8  小结    55 

参考文献    56 

第2部分  计算模型篇 

第4章  基于数学变量的模型    59 

4.1  引言    59 

4.2  系统动力学    59 

4.2.1  系统动力学概念    59 

4.2.2  描述模型    61 

4.2.3  模型示例    64 

4.2.4  分析    66 

4.3  博弈模型    67 

4.3.1  博弈的概念    67 

4.3.2  博弈中的行为推理    69 

4.3.3  最佳应对与严格占优    73 

4.3.4  动态博弈与进化博弈    75 

4.4  排队模型    78 

4.4.1  排队系统概述    78 

4.4.2  单服务台排队系统    81 

4.4.3  单级多服务台排队系统    84 

4.4.4  多级多服务台排队系统    85 

4.4.5  其他类型的排队系统    86 

4.5  马尔可夫模型    88 

4.5.1  基本概念    88 

4.5.2  系统建模    88 

4.5.3  模型示例    89 

4.5.4  隐马尔可夫模型    90 

4.6  小结    93 

参考文献    93 

第5章  元胞自动机模型    95 

5.1  引言    95 

5.2  相关文献    96 

5.3  元胞自动机的概念    97 

5.3.1  定义    97 

5.3.2  研究问题    98 

5.3.3  概念和形式模型    99 

5.3.4  元胞自动机的实现    105 

5.3.5  分析    107 

5.4  谢林隔离模型    107 

5.4.1  背景介绍    107 

5.4.2  模型设计    108 

5.4.3  隔离实验    109 

5.5  康威生命模型    112 

5.5.1  人工生命    112 

5.5.2  康威生命游戏    113 

5.6  小结    115 

参考文献    116 

第6章  多Agent系统模型    118 

6.1  引言    118 

6.2  相关文献    119 

6.3  研究问题    120 

6.4  概念模型设计    120 

6.4.1  Agent    121 

6.4.2  组织    123 

6.4.3  环境    123 

6.4.4  规则    124 

6.4.5  定制    124 

6.5  多Agent系统实现    126 

6.5.1  如何感知    126 

6.5.2  如何决策    129 

6.5.3  如何行为    130 

6.5.4  如何交互    134 

6.5.5  如何协作    135 

6.6  小结    137 

参考文献    137 

第7章  人工社会：SugarScape    139 

7.1  引言    139 

7.2  基础的糖域模型    140 

7.2.1  简单的糖域模型    140 

7.2.2  糖域内的人工社会    142 

7.2.3  Agent种群内的财富分布    145 

7.2.4  Agent波浪的移动    148 

7.2.5  邻居的社交网络    149 

7.3  性别、出生与死亡    151 

7.3.1  有性繁殖    152 

7.3.2  生命进化论    154 

7.3.3  人口的变化    156 

7.4  文化与冲突    158 

7.4.1  文化过程    158 

7.4.2  朋友网    162 

7.4.3  季节迁徙    163 

7.4.4  战斗    164 

7.5  糖与香料的交易    169 

7.6  小结    173 

参考文献    173 

第8章  社会生态系统：SLE模型    175 

8.1  引言    175 

8.2  社会学习演化模型：SLE    176 

8.2.1  SLE框架    176 

8.2.2  个体进化    177 

8.2.3  组织演化    179 

8.2.4  社会演化    180 

8.3  社会生态的实验系统    182 

8.3.1  总体框架设计    182 

8.3.2  供应侧设计    184 

8.3.3  需求侧设计    187 

8.3.4  供需匹配设计    189 

8.4  社群化制造的用例分析    190 

8.4.1  社群化制造的概念    190 

8.4.2  计算实验的参数初始化    192 

8.4.3  计算实验案例    193 

8.5  讨论    197 

8.6  小结    199 

参考文献    200 

第3部分  应用案例篇 

第9章  互联网的跨界影响力分析    205 

9.1  引言    205 

9.2  互联网影响评估方法（服务桥）    206 

9.2.1  “服务桥”模型    206 

9.2.2  供应侧的能力模型    208 

9.2.3  需求侧的特征模型    209 

9.2.4  “服务桥”的工作流程    210 

9.3  计算实验系统构建    212 

9.3.1  实验系统的运行机制    212 

9.3.2  需求侧Agent模型的构建    213 

9.3.3  供应侧Agent模型的构建    213 

9.4  互联网对O2O产业的影响分析    215 

9.4.1  案例研究    215 

9.4.2  实验参数设置    217 

9.4.3  实验过程分析    219 

9.5  讨论与预测    221 

9.5.1  互联网对销售行业的影响    221 

9.5.2  互联网对金融行业的影响    222 

9.5.3  互联网对制造行业的影响    223 

9.5.4  互联网对医疗行业的影响    223 

9.6  小结    224 

参考文献    224 

第10章  新零售的跨界竞争力分析    227 

10.1  引言    227 

10.2  相关工作    228 

10.2.1  跨界服务的概念    228 

10.2.2  跨界服务分析方法    229 

10.2.3  跨界服务的应用领域    229 

10.3  基于价值链的跨界服务分析框架    230 

10.4  新零售案例研究    232 

10.4.1  传统电子商务的运作模式    232 

10.4.2  传统电子商务的能力分析    233 

10.4.3  新零售商实施策略    235 

10.5  新零售实施策略的实验分析    236 

10.5.1  计算实验系统设计    236 

10.5.2  平台模式的策略实验    238 

10.5.3  自营模式的策略实验    240 

10.6  讨论    243 

10.7  小结    244 

参考文献    244 

第11章  O2O服务推荐策略的影响因素分析    247 

11.1  引言    247 

11.2  相关工作    248 

11.3  基于反馈机制的O2O服务推荐框架    249 

11.4  服务推荐策略设计    251 

11.4.1  基于服务节点的服务策略（Service­CF）    251 

11.4.2  基于服务路径的服务策略（Path­CF）    253 

11.4.3  基于持续反馈的服务策略（O2O­CF）    255 

11.5  构建O2O服务推荐计算实验模型    256 

11.5.1  系统环境模型    256 

11.5.2  服务Agent模型    257 

11.5.3  用户Agent模型    258 

11.6  计算实验结果    259 

11.6.1  计算实验的初始化    259 

11.6.2  计算实验案例    261 

11.7  小结    265 

参考文献    265 

第12章  智慧矿山应急服务的实验研究    268 

12.1  引言    268 

12.2  研究背景和动机    268 

12.2.1  研究背景    268 

12.2.2  研究问题    270 

12.3  基于计算实验的情境感知服务评估方法    271 

12.3.1  情境感知服务策略的定制    271 

12.3.2  计算机实验系统的构建    272 

12.3.3  服务策略效果评估    273 

12.4  煤矿环境感知服务的实现    274 

12.4.1  不同的报警服务实现策略    274 

12.4.2  不同的疏散服务实施策略    275 

12.5  计算实验系统建模    277 

12.5.1  系统实体模型    277 

12.5.2  系统运行模型    277 

12.6  服务策略实验评估    279 

12.6.1  服务策略实验平台简介    279 

12.6.2  服务策略实验案例    280 

12.7  分析和讨论    286 

12.8  小结    286 

参考文献    287 

第4部分  总结与展望篇 

第13章  总结与展望    291 

13.1  总结    291 

13.2  展望    292 

参考文献    295