复杂系统多智能体建模的博弈进化仿真

Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用

2009，45（23）1引言

复杂适应系统（Complex Adaptive System ）是美国计算机

科学家霍兰于1994年首次提出[1]其基本思想是：系统中的成员主体能够与环境以及其他主体进行持续不断的交互作用，在此过程中不断地“学习”和“积累经验”，并根据所学经验改变自身的结构和行为方式，由此在整体层次上突现出新的结构、现象和更复杂的行为[2]。复杂适应系统的复杂性源于其主体的适应

性，即“适应性造就复杂性”[3]

。经济系统就是一个典型的复杂适应系统，是一个有自组织能力和进化能力的综合体。经济系统

中存在各种政治因素、

人为因素、随机因素和偶然事件的影响和干预，一切经济行为及其效应都是相互依赖和相互影响的一系列决策的结果，这种决策行为是双方的一种博弈行为[4]，在研究经济行为及其效应问题就不能不考虑博弈主体决策行为的相互依赖和相互影响[5]，不能不考虑他们的个体理性以及所获信息对博弈均衡的制约和影响[6]。由于系统中的各个经济主体往往表现为有限理性，因此经济主体不可能正确地选择最佳策略，一次性达到均衡，而是通过成员间的某种反复博弈，选择有利的策略逐渐模仿下去，而最终达到一种进化稳定均衡状态。

这种以达尔文的自然选择思想为基础，能够包含有限理性博弈方的学习和策略调整过程，研究博弈方行为和策略动态稳定性，从而适用于分析和预测有限理性博弈的分析理论，就是进化博弈理论[7]。

基于多智能体（Agent ）的整体建模仿真方法是在CAS 理论指导下研究复杂系统的一种有效方法[8]，它结合自动机网络模型和计算机仿真技术来研究复杂系统。在复杂经济系统博弈对象具有以下特征：由于经济系统的复杂性，系统中进行博弈的博弈对象数量巨大；博弈对象不固定，博弈对手经常变换；在具体的博弈过程中，每次博弈一般在两个经济体之间进行；博弈对象的理性层次不一致，经济行为的变化更多是一种缓慢进化

的过程，博弈对象是有限理性的[9]。

该文以基于多智能体的整体建模仿真方法为指导，应用Multi-Agent 的软件仿真建模平台Swarm 进行仿真，在计算机仿真生成的经济博弈环境中对A －gent 的对称博弈进行仿真。

按照以上的思想为指导，以生物进化的复制动态机制来模拟仿真复杂系统经济体的学习与调整机制，在计算机上建立对称合作竞争博弈仿真模型（EGM ），该仿真模型主要研究在仿真

基金项目：国家自然科学基金（the National Natural Science Foundation of China under Grant No.70761003）；国家社会科学基金项目（the National

Social Science Foundation of China under Grant No.08BTQ028

）。作者简介：杨波（1973-），男，博士研究生，讲师，研究方向为：企业信息化、知识管理；徐升华（1952-），女，博士生导师，教授，研究方向为：企业信息

化、知识管理。

收稿日期：2009-05-08

修回日期：2009-06-09

复杂系统多智能体建模的博弈进化仿真

杨波，徐升华YANG Bo ，XU Sheng-hua

江西财经大学信息管理学院，南昌330013School of Information Management ，Jiangxi University of Finance &Economics ，Nanchang 330013，China E-mail ：yb_lh@

YANG Bo ，XU Sheng -hua.Evolutionary simulation game based on module of complex multi -agent puter

Engineering and Applications ，

2009，45（23）：6-8.Abstract ：Adopted by the method of evolutionary simulation game based on ensemble module of Complex Multi-Agent Aystem ，

the article builds a module of evolutionary simulation game —EGM.By making use of Swarm simulation software ，the module is decribed and defined.EGM is applied to different symmetric game models and the result is obtained.It reveals that the initial probability of selection strategies and gains matrix have different effects on the gaining of dynamic stability strategy in different

symmetric game models ，

and it can obtain different evolutionary stable strategies.Key words ：complex system ；multi-agent ；evolutionary game ；Swarm ；ensemble modeling and simulation method 摘要：采用基于复杂系统多智能（Multi-Agent ）体的整体建模仿真方法，利用Swarm 仿真软件平台建立进化博弈仿真模型

（EGM

），对该模型进行了描述和定义，运用EGM 对各类对称博弈模型进行仿真运行，并对结果进行分析。仿真结果表明在不同类型的对称博弈中初始策略选择概率和收益矩阵对动态稳定策略的获得有不同的影响，在给定不同的收益矩阵和初始策略选择概率下可以获得不同的进化稳定策略。关键词：复杂系统；多智能体；进化博弈；Swarm ；

整体建模仿真DOI ：10.3778/j.issn.1002-8331.2009.23.002文章编号：1002－8331（2009）23-0006-03文献标识码：A 中图分类号：TP18

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