第13卷第3期 智能系统学报 Vol.13 No.3 2018年6月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jun.2018 D0:10.11992/tis.201612018 网络出版t地址：http:/kns.cnki.net/cms/detail/23.1538.TP.20170703.1601.002.html 基于囚徒困境策略的改进K网络上的合作博弈 邓云生，杨洪勇 (鲁东大学信息与电气工程学院，山东烟台264025) 摘要：为模拟现实世界的合作行为，本文在HK网络模型基础上提出了一种具有高聚类幂律可调性质的新的网络 模型，并分析了囚徒困境博弈在此网络上的演化。通过仿真实验，研究了该网络的高聚类特性对合作行为的影响。 大量实验表明，网络的高聚类特性可以极大促进合作现象的涌现。同时研究也发现，随着诱惑参数的变大，合作水平 也会随之下降，但幅度不大。总之，该演化博弈模型可以促进合作现象的涌现并抵御背叛策略的传播。 关键词：HK网络：高聚类系数：幂律可调：囚徒博弈：合作行为；网络博弈；背叛的诱惑：收益矩阵 中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1673-4785(2018)03-0479-07 中文引用格式：邓云生，杨洪勇.基于囚徒困境策略的改进HK网络上的合作博弈.智能系统学报，2018,133：479-485. 英文引用格式：DENG Yunsheng,YANG Hongyong.Improved cooperative behavior in HK networks based on the prisoner di-- lemma game[Jl.CAAI transactions on intelligent systems,2018,13(3):479-485. Improved cooperative behavior in HK networks based on the prisoner di- lemma game DENG Yunsheng,YANG Hongyong (School of Information and Electrical Engineering.Ludong University,Yantai 264025,China) Abstract:To simulate the cooperative behavior using the HK network model,we proposed a new adjustable power-law high-clustering network model to analyze the prisoner dilemma game.Through simulations,we investigated the effect of high clustering on the cooperative behavior.The experimental findings suggested that high clustering coefficient values may considerably contribute toward the emergence of cooperative behavior.We also found that with increasing tempta- tion,the level of cooperation decreased and the variation was small.Altogether,the evolutionary game model promotes cooperation and hinders betrayal. Keywords:HK network;high clustering coefficient:adjustable power law;prisoner dilemma game;cooperative behavi- or,network game;temptation to betrayal;payoff matrix 随着复杂网络研究的兴起，许多现实世界中的 1网络博奔研究现状 系统都可以使用复杂网铬进行描述。系统中的元素 被视为网络中的节点，节点的边用来表示元素之间 最为成功的复杂网络模型当属W$小世界网络 的相互作用和关系。例如，现实社会中的演员合作 模型四和BA无标度网络模型。许多复杂网络方 网、交通运输网、Internet网等都可以用复杂网络进 面的研究都是基于这两个模型而展开的。然而这两 行描述。现实网络规模巨大，节点间联系多而复杂 个模型都有不足之处，不能真实再现现实中的网络 的拓扑结构引起许多学者的极大兴趣，对其进行了 结构。WS模型具有与现实网络相符合的高聚类系 大量的研究。 数特征，但其度分布为泊松分布，这与现实网络不 符。BA模型的度分布具有与现实相符的幂律特 收稿日期：2016-12-14.网络出版日期：2017-07-03 基金项目：国家自然科学基金项日(61673200)， 点，但其聚类系数却很低，这一特征与现实网络尤 通信作者：杨洪勇.E-mail:hyyang@yeah.net. 其是社会网络的特征相去甚远。DOI: 10.11992/tis.201612018 网络出版地址: http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1538.TP.20170703.1601.002.html 基于囚徒困境策略的改进 HK 网络上的合作博弈 邓云生，杨洪勇 （鲁东大学 信息与电气工程学院，山东 烟台 264025） 摘 要：为模拟现实世界的合作行为，本文在 HK 网络模型基础上提出了一种具有高聚类幂律可调性质的新的网络 模型，并分析了囚徒困境博弈在此网络上的演化。通过仿真实验，研究了该网络的高聚类特性对合作行为的影响。 大量实验表明，网络的高聚类特性可以极大促进合作现象的涌现。同时研究也发现，随着诱惑参数的变大，合作水平 也会随之下降，但幅度不大。总之，该演化博弈模型可以促进合作现象的涌现并抵御背叛策略的传播。 关键词：HK 网络；高聚类系数；幂律可调；囚徒博弈；合作行为；网络博弈；背叛的诱惑；收益矩阵 中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：1673−4785(2018)03−0479−07 中文引用格式：邓云生, 杨洪勇. 基于囚徒困境策略的改进 HK 网络上的合作博弈[J]. 智能系统学报, 2018, 13(3): 479–485. 英文引用格式：DENG Yunsheng, YANG Hongyong. Improved cooperative behavior in HK networks based on the prisoner di￾lemma game[J]. CAAI transactions on intelligent systems, 2018, 13(3): 479–485. Improved cooperative behavior in HK networks based on the prisoner di￾lemma game DENG Yunsheng，YANG Hongyong (School of Information and Electrical Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China) Abstract: To simulate the cooperative behavior using the HK network model, we proposed a new adjustable power-law high-clustering network model to analyze the prisoner dilemma game. Through simulations, we investigated the effect of high clustering on the cooperative behavior. The experimental findings suggested that high clustering coefficient values may considerably contribute toward the emergence of cooperative behavior. We also found that with increasing tempta￾tion, the level of cooperation decreased and the variation was small. Altogether, the evolutionary game model promotes cooperation and hinders betrayal. Keywords: HK network; high clustering coefficient; adjustable power law; prisoner dilemma game; cooperative behavi￾or; network game; temptation to betrayal; payoff matrix 随着复杂网络研究的兴起，许多现实世界中的 系统都可以使用复杂网络进行描述。系统中的元素 被视为网络中的节点，节点的边用来表示元素之间 的相互作用和关系。例如，现实社会中的演员合作 网、交通运输网、Internet 网等都可以用复杂网络进 行描述。现实网络规模巨大，节点间联系多而复杂 的拓扑结构引起许多学者的极大兴趣，对其进行了 大量的研究。 1 网络博弈研究现状 最为成功的复杂网络模型当属 WS 小世界网络 模型[1]和 BA 无标度网络模型[2]。许多复杂网络方 面的研究都是基于这两个模型而展开的。然而这两 个模型都有不足之处，不能真实再现现实中的网络 结构。WS 模型具有与现实网络相符合的高聚类系 数特征，但其度分布为泊松分布，这与现实网络不 符。BA 模型的度分布具有与现实相符的幂律特 点，但其聚类系数却很低，这一特征与现实网络尤 其是社会网络的特征相去甚远。 收稿日期：2016−12−14. 网络出版日期：2017−07−03. 基金项目：国家自然科学基金项目 (61673200). 通信作者：杨洪勇. E-mail：hyyang@yeah.net. 第 13 卷第 3 期 智 能 系 统 学 报 Vol.13 No.3 2018 年 6 月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jun. 2018