相依网络间的博弈：理性对系统鲁棒性的影响
物理与社会
2017-03-08 v2 社会与信息网络
摘要
许多现实世界系统由相互依赖的网络组成，这些网络彼此依靠。此类网络通常由不同的实体设计和运营，这些实体旨在最大化自身的收益。在设计各自网络时，这些实体之间存在博弈。本文研究该博弈，探讨实体的理性行为如何影响系统鲁棒性。我们首先引入一个数学模型来量化不同实体间的交互收益。随后，我们研究博弈的纳什均衡并将其与最优社会福利进行比较。我们揭示，只有在每个网络的平均度为常数时，不同实体间的合作才能在连续博弈中实现以最大化社会福利。因此，纳什均衡与最优社会福利之间通常存在巨大差距。实体的理性使得系统天生存在缺陷，甚至在某些情况下使其变得极度脆弱。我们分别针对具有连续策略空间和离散策略空间的两个具体系统分析了我们的模型。此外，我们揭示了一些有助于缩小差距并降低系统脆弱性的因素（例如减弱相依网络的耦合强度、设计合适的系统拓扑依赖关系）。
引用
@article{arxiv.1609.06359,
title = {Game among Interdependent Networks: The Impact of Rationality on System Robustness},
author = {Yuhang Fan and Gongze Cao and Shibo He and Jiming Chen and Youxian Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.06359},
year = {2017}
}