[發(fā)明專利]基于介數(shù)分析囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中合作水平的方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910136080.6
• 申請(qǐng)日: 2019-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN109919791A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張尊棟;張藝帆;劉小明;周慧娟;林祥興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q50/00
• 分類號(hào): G06Q50/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

1.一種分析囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中合作水平的方法，其特征在于，包括：

第一步，確定網(wǎng)絡(luò)模型以及網(wǎng)絡(luò)模型中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)N≥2，構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，該復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)表示為z_x，N≥x≥2；構(gòu)建囚徒困境博弈模型，設(shè)置其中的收益矩陣為每個(gè)節(jié)點(diǎn)均包含背叛和合作兩種策略，其中背叛表示為節(jié)點(diǎn)合作表示為節(jié)點(diǎn)b表示對(duì)于合作的節(jié)點(diǎn)而言其背叛帶來的收益；

第二步，計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)z_x的收益其中，z_y表示節(jié)點(diǎn)z_x的一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)，Ωx表示節(jié)點(diǎn)z_x的全部鄰居節(jié)點(diǎn)所組成的集合；記節(jié)點(diǎn)z_x的鄰居節(jié)點(diǎn)中所具有的最大的收益為P_Y；

第三步，計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的介數(shù)B_x；

第四步，計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的策略擴(kuò)散能力為前導(dǎo)因子其中，α表示調(diào)整因子，α的取值范圍是[-3，3]；

第五步，計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的策略擴(kuò)散概率其中，k表示廣義的噪聲因子，為小數(shù)；

第六步，對(duì)所述各節(jié)點(diǎn)z_x分別按照其所對(duì)應(yīng)的策略擴(kuò)散概率q進(jìn)行策略更新，以確定各節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的下一步策略；

第七步，根據(jù)所述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的策略生成狀態(tài)矩陣；

第八步，重復(fù)上述第一步至第七步，直至各節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的策略趨于穩(wěn)定；獲得穩(wěn)定狀態(tài)下復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)z_x中采用合作策略的比例記為c；

第九步，改變所述收益矩陣中對(duì)于合作的節(jié)點(diǎn)而言其背叛帶來的收益b，重復(fù)上述第二步至第八步，獲得b取不同值時(shí)所對(duì)應(yīng)的采用合作策略的比例c；

第十步，分別以背叛帶來的收益b和采用合作策略的比例c作為兩坐標(biāo)軸建立b-c圖，獲得囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中的合作水平。

2.如權(quán)利要求1所述的分析囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中合作水平的方法，其特征在于，所述第一步中，各節(jié)點(diǎn)的初始策略由如下步驟確定：

步驟a1，獲取所述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的合作者比例的初始值為C；

步驟a2，在全部節(jié)點(diǎn)中隨機(jī)選擇其中的個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置其初始策略為合作，該個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置其余節(jié)點(diǎn)的初始策略為背叛，該個(gè)節(jié)點(diǎn)

3.如權(quán)利要求1-2中所述的分析囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中合作水平的方法，其特征在于，所述第三步中，所述節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的介數(shù)B_x為該復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的最短路徑經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)z_x的數(shù)量。

4.如權(quán)利要求1-3中所述的分析囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中合作水平的方法，其特征在于，所述廣義的噪聲因子k取0.1。

5.如權(quán)利要求1-3中所述的分析囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中合作水平的方法，其特征在于，所述第六步具體為：

步驟601，所述節(jié)點(diǎn)z_x對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)在[0，1]之間均勻分布；

步驟602，將該隨機(jī)數(shù)與該節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的策略擴(kuò)散概率q比較大小；若不超過q則將該節(jié)點(diǎn)z_x更新為相反的策略；否則，保持該節(jié)點(diǎn)z_x的策略不變；

步驟603，對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)z_x進(jìn)行上述步驟601至步驟602，直至確定全部各節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的下一步策略。

6.如權(quán)利要求1-5所述的分析囚徒困境網(wǎng)絡(luò)博弈中合作水平的方法，其特征在于，所述第八步中，重復(fù)上述第一步至第七步1000次以使得各節(jié)點(diǎn)z_x所對(duì)應(yīng)的策略趨于穩(wěn)定。