论文研究-自适应群体防御模型成本分析 .pdf
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2019-08-16
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自适应群体防御模型成本分析
郝军军
1
，郝五零
1
，李玉华
2
1 云南大学物理系非线性复杂系统中心，昆明（650091）
2 云南大学公共管理学院，昆明（650091）
E-mail：junhao@people.com.cn
摘 要：群体防御是一个非常复杂的系统工程，本文就有关群体防御的防御成本进行分析，
以求在不降低防御准确性的情况下降低防御成本。首先由鸟群歇息抽象出二维的防御模型，
在此基础上得出自适应防御模型，接着提出了警卫成本和避险成本，然后重点对静态外围警
卫成本、静态全面警卫成本及自适应防御成本进行了分析，并分别得出了该模型的防御成本
的最小值。最后简要地叙述了研究多智能的群体防御问题的潜在的应用价值。
关键词：群体防御，防御成本，多智能体，自适应
中图分类号：N94
1．鸟群歇息给我们的启示
有许多关于群体动物行为
[1]
的研究，他们大都集中在对鸟群的飞翔等方面进行分析和研
究。其实鸟群在歇息时候也同样有趣：一群鸟在歇息的时候，大都集聚在一起，处在内侧的
个体两眼全闭合着；外围的个体较为警惕，总是向外的一侧的眼睛时刻注意着周围的动静，
而另一侧的眼睛闭着。
其实不单单是鸟类，还有好多的群居动物大多是这样的。经过大自然的选择，大多数动
物已经能够以最低的能量代价来抵御外界环境的变化。由此我们可以很容易地想到有关群体
防御问题，它们这种群体防御策略可以提高防御的准确性，同时还能有效地降低防御成本。
2．防御模型
在此我们按照从简单到复杂的顺序依次提出三个防御模型：静态外围防御模型、静态全
面防御模型和群体自适应防御模型。
a) 静态外围防御模型
假设鸟群歇息在一个圆形的平面上，其歇息状态的示意图如图 1 所示，相应地我们构造
一个二维防御模型（如图 2），假定如下：
1)群体的圆形结构的半径为 R；
2)外围个体的防御半径为 r；
3)群体中的个体均匀分布，总个体数为 n，每个个体所占据的面积为 S;
图 1 鸟类歇息示意图
Fig1 Sketch map of bird aves’ rest
图 2 二维防御模型图
Fig2 Planar map of the recovery model
R
R+r
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