2-2 主体仿真决策框架与应用.pdf

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1、主体仿真决策框架与应用贺舟 中国科学院大学 经济与管理学院 副教授 博士生导师 www.AgentL|简介|p贺舟l中国科学院大学经济与管理学院，副教授，博士生导师l研究方向：复杂系统建模与仿真、仿真决策l学术兼职：管理科学与工程学会理事、中国运筹学会决策分会理事l社会兼职：工业互联网产业联盟供应链特设组副主席l欢迎报考博士和硕士研究生，也欢迎本科生前来实习l课题组常年招收博士后，若入选中国科学院特别研究助理税前基本年薪不低于40万元，欢迎应聘201主体仿真概述02主体仿真与智能决策03主体仿真决策框架04主体仿真决策应用目录 CONTENT|01主体仿真概述什么是仿真？|p各种定义l用能代表

2、所研究的系统的模型做实验(Korn,1978)l所有支持模型建立与模型分析的活动即为仿真活动(Spriet,1982)l是一种利用模型开展模拟试验研究的科学活动(王维平 等,1997)p共同点l仿真是基于模型的活动5仿真的要素与分类|p三要素l系统、模型、计算机（试验）p分类l离散事件仿真(discrete event simulation,DES)l系统动力学(system dynamics,SD)l主体建模与仿真(agent-based modeling and simulation,ABMS)6仿真的要素与分类|7系统状态可在任意时间点获得系统状态只能在离散时间点获得系统状态随时间连续变

3、化系统状态变量的变化只在特定时刻变化，而在两个特定时刻之间保持不变常微分方程偏微分方程(SD)离散事件系统(DES,ABM)差分方程主体建模与仿真（ABMS）8p主体建模（agent-based modeling，ABM）l模拟主体（agent）的行为和交互，以评估对整个系统的影响p主体仿真（agent-based simulation，ABS）l利用主体模型（agent-based model,ABM）开展模拟试验研究的科学活动p接下来介绍三个较为著名的主体模型|生命游戏9pGame of life（John H.Conway，1970）l模拟生命活动中的生存、灭绝、竞争等复杂现象l主体占据

4、一个方格，有两种状态（生、死）和8个邻居-在当前时刻，如果一个元胞状态为“生”，且八个相邻元胞中有两个或三个的状态为“生”，则在下一时刻该元胞继续保持为“生”，否则“死”去（太拥挤或太孤独）；-在当前时刻，如果一个元胞状态为“死”，且八个相邻元胞中正好有三个为“生”，则该元胞在下一时刻“复活”，否则保持为“死”|生命游戏10滑翔机glider播种机在线网站：https:/bitstorm.org/gameoflife/|生命游戏11大型系统携带内啡肽的蛋白质涌现：系统表现出“总体超过了各部分总和”的特征告知微观规则，难以预见宏观现象；告知宏观现象，难以设计微观规则|种族隔离模型Segregat

5、ion model12当某一居民周围的8个居民中与其相同的比例低于某一阈值，该居民就会“搬家”，随机前往网格中任意空格子Thomas C.Schelling（2005年获得诺贝尔奖）1971年提出：如何解释种族隔离居住的社会现象？|鸟群模型Boids模型13Craig Reynolds（3D电脑动画学者）1987年提出：鸟群行为是如何产生的？电影场景蝙蝠侠归来 Batman Returns(1992)|鸟群模型Boids模型14鸟只有三个规则Alignment：和视野内的鸟群保持整体的飞翔方向Separation：不要和其它鸟靠的太近Cohesion：飞向视野内鸟群的中心|02主体仿真与智能决

6、策智能决策与仿真决策16p我和其它教师正在共同编写决策分析教材l智能决策章节有四章：13.数据驱动的决策；14.算法决策；15.仿真决策；16.决策支持系统p什么是仿真决策？l采用了计算机仿真技术的决策l仿真技术利用了计算机的计算能力，展示和刻画采用不同决策方案后的过程和结果，便于决策者结合其它决策方法制定合理决策|智能决策与仿真决策17p为何采用仿真决策？l狭义的决策就是综合考虑多个方案的结果，从中选择最优或满意解，但从方案到后果，并不是那么明显|买家秀卖家秀主体仿真和决策的结合方式18p1/2主体的行为采用合理的决策方法刻画l1/4反应式行为的建模-代表模型：If-then-else的规则