复杂系统中的合作演化与自组织斑图

目前,复杂系统中大量个体的集体行为在社会学、生物学和物理学领域备受关注.对这些集体行为的研究中,合作涌现和自组织斑图的研究尤为瞩目.基于此,简要介绍国内这一领域的相关研究进展,包括基于演化博弈探讨自私个体间的合作行为和相互竞争物种间的自组织斑图.

文化传播模型中的非平衡相变

采用Monte Carlo数值模拟的方法研究了社会体系中文化突变对文化传播的作用.文化突变机制的引入,使得文化传播模型展示出丰富的相变行为.随着文化突变参量的变化,在一定条件下,体系出现从无序到有序和从有序到无序的相变.在相变点的邻域内,文化畴大小的概率分布函数p(s)与文化畴大小s成幂指数关系,p(s)～sτ.此外,通过引入系统平均学习概率,研究了文化的突变机制和学习机制的联系.研究表明,个体文化突变可以增加整个体系文化交流的机会.

股票交易时间间隔分布特征的实证研究

通过对中国股票市场中大量投资者的股票交易数据进行统计分析,发现个体买入和卖出股票的时间间隔分布具有幂律分布的特征,均能通过阈值为0.9的Kolmogorov-Smirnov统计性假设检验且幂指数几乎一致,可能体现着人类买卖这种相对应行为的相关性。股票交易次数和交易金额的分布也具有明显的胖尾现象,但并不具有幂律分布的特征。结果表明中国股市仍以小投资者居多,而且投资者的平均交易次数偏少。

视线受限情况下逃生出口对疏散效率的影响

在应急疏散中,合理的逃生出口数量和出口大小能够极大地提高逃生效率.本文通过建立恐慌人群的疏散模型,定量研究了逃生出口数量和出口大小对逃生效率产生的影响.为了研究恐慌人群决策如何受恐慌程度的影响,建立了视线严重受限(例如浓烟弥漫)情况下的逃生模型.在这种极端情况下,人群只有两种逃生策略:随机逃生和沿墙找出口,前者受恐慌程度控制.研究表明,出口数量和出口宽度的增加均能显著提高逃生效率,有趣的是,适当的恐慌程度下逃生效率达到最佳.

初态变化对四物种捕食模型演化行为的影响

采用Monte Carlo数值模拟方法对二维正方格子上的四物种循环捕食模型进行研究.相对于四物种等概率的初始条件,研究了四物种不等概率随机分布的初始条件对系统动力学相变行为的影响.研究表明:系统初态状态对体系的动力学演化过程和非平衡相变行为具有非常重要的影响.

基于XGBoost方法在脑电波数据上的大脑年龄诊断研究

随着年龄的增长大脑的功能会衰退.可以通过决策实验获取年轻人和中老年人的行为决策脑电信号,定量分析大脑随年龄增长而出现的变化.本文提出了一种基于熵的脑电波刻画方法,结合机器学习的方法能够比较准确地诊断人类的大脑年龄.研究结果表明,年轻人和中老年人在原始脑电信号上存在明显的电压差异.此外,XGBoost的分类性能优于Logistic Regression(LR)方法的,最高精度可达91%,比LR的高出7.22%.通过XGBoost增益指标对特征重要性排序,发现在决策过程中受试者大脑中央和颞区域的决策反应差异最大,而机器学习分类方法更容易在这些特征区域做出更好的分类.

Effects of information asymmetry on cooperation in the prisoners' dilemma game

Effects of inforination asymmetry on cooperation in the prisoners＇ dilemma game are investigated. The amplitude A is introduced to describe the degree of information asymmetry. It is found that there exists an optimal value of amplitude Aopt at which the fraction of cooperation reaches its maximal value. The reason lies in that cooperators on the two-dimensional grid form large clusters at Aopt. In addition, the theoretical analysis in terms of the mean- field theory is used to understand this kind of phenomenon. It is confirmed that the information asymmetry plays an important role in the dynamics of the dilemma games of spatial prisoners.

基于脑电波信号的色差评价研究

组织10名色觉正常、生理和心理健康、年龄和教育背景相近的观察者进行心理物理实验.通过记录和分析观察者观察不同颜色、不同色差大小刺激的32个电极上的脑电波数据,探讨了CIELAB颜色空间中红、绿、蓝、灰四种颜色、大小分别为10和5的两组色差刺激产生的事件相关电位(ERP)的区别.实验结果表明,在注视色差刺激时,脑部右侧和枕区N1成分呈现明显的规律性,N1电位从脑前到脑后逐渐减小、振幅逐渐增大,且色差越大N1电位越大(振幅越小);而P3成分在脑部中线区域比其他区域较有规律,但其规律性比N1成分弱.

基于金融数据分析的美国银行并购杠杆率研究

适当的银行杠杆率对银行具有非常重要的意义,因为银行杠杆率过大则风险过高,而杠杆率过小则银行获利能力低.本文通过分析美国银行最近十五年的报表数据,研究了美国银行并购过程中的杠杆变化.数据分析表明,银行间的并购促使杠杆率整体下降,银行的资本杠杆因此得到了优化.一方面,高风险高杠杆率的银行被并购,另一方面,低杠杆率的银行通过并购获得更高的资本.本文通过建立模型,验证了这一并购引起的杠杆率分布集中化的推论.

CImg图像处理库在可视化编程中的应用

介绍了C++计算机编程语言环境下CImg图像处理库的应用,通过数值计算的课堂教学和科学研究方面的探索,为非计算机专业的大学生实现可视化编程提供了一个简单而有效的途径。

小世界网络中投资者的从众行为

研究了社会网络中个体连边不同的重连概率下股票市场的收益率的概率分布情况,发现重连概率较小时收益率呈现了波动丛集性、收益率的概率分布呈现尖峰胖尾等典型现象。此外,股票的原始收益率不具有长记忆性,而原始收益率取绝对值后却具有长记忆性。

基于功率谱熵特征提取的脑电波大脑年龄预测

大脑会随着年龄的增加而出现功能衰退,通过决策实验获取年轻人和中老年人的脑电信号,可以定量分析大脑随年龄增长而出现的变化。提出了一种基于熵的脑电波刻画方法,并利用机器学习的方法能够比较准确地预测人的大脑年龄。研究表明,脑电波功率谱熵（PSE）具有良好的时域分辨能力和更准确的区分效果,年轻人在做决策时的脑电波功率谱熵的分布是大于中老年人的,即年轻人所产生的脑电波信息量更大。此外,支持向量机（SVM）的分类效果优于随机森林（RF）方法,最高平均精度达88.02%,比随机森林高出2.66%。通过基尼指数对特征重要性排序,还发现决策过程中左眼电区域、大脑的颞和中央区域的决策反应差异很大,分类器更容易在这些特征区域做出更好的分类。