基于考虑个体心理属性的Vicsek模型的动态网络收敛性研究

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近年来,研究一致程度问题是学术界一大热点。群体行为在自然界中非常普遍,多个体以某种规则通过相互合作和自组织,完成单独个体无法完成的复杂任务。越来越多的研究人员对一些动物的群体行为进行了研究,试图解释这些动物群体行为趋向一致的内在机制。Vicsek模型是研宄一致性问题的经典模型,现有研究中很多人通过改变Vicsek模型中交互的各种规则和参数来提高收敛效率,但没有人考虑个体心理属性。群体决策问题和一致性问题有很多共性,本文尝试将研究一致性问题的改进的Vicsek模型研究动态网络收敛性问题。群体由于集中了若干个体的智慧知识而具有个体不可替代的优越性,群体中各个体的知识和信息、价值观及地位等因素均有不同,使得群体中各个体成员对方案可能存在不同的偏好,如何从成员个人的偏好意见形成群体一致的选择,成为群体行为领域需要研究的问题。现有研究中,都是将Vicsek模型系统中的个体看做同质的,每个个体都是根据邻居个体的状态来简单地更新自己的状态。然而,在群体决策中,每个决策个体都是有心理特性的,他们会对自己的状态或者选择有一定程度的坚持或者自信,不会完全盲目、被动地接受他人的状态作为自身随后的状态。本文深入研究了在Vicsek模型中加入个体属性对动态网络收敛性的影响,并以群体决策为实例进行了仿真研究。与Vicsek模型不同,本文考虑群体中不同个体的差异,针对Vicsek模型中的方向控制协议,首次将自信度和容忍度引入Vicsek模型个体方向更新的计算。针对这两种情况进行了不同的仿真实验。仿真结果表明,群体决策中个体的心理属性对决策过程有非常显著的影响,对现实群体决策有很好的启发,在进行群体决策前,事先了解决策个体的各种特性,在决策规则中将这些特性事先考虑进去,将会对决策效率有帮助,同时增强了对决策过程的可控性,该研究将对现实群体决策有一点的指导意义。
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