社会物理学:概念体系、工具范式与发展趋向

社会物理学使用自然科学方法,探究社会规律与运行法则,是计算社会科学的支撑学科,先后经历机械社会物理学、量子社会物理学、计算社会物理学三个发展阶段.社会现象与自然现象具有系统共性,这是社会物理学的认识论基础.复杂适应系统理论、牛文元三大理论体系、三大公理体系等,构成社会物理学的基础性理论体系.社会物理学存在两大类研究工具,即行人动力学模型与社会网络模型.社会物理学在社会研究方面应用广泛,包括人类群体行为(格子气、元胞自动机、磁场力、排队、社会力、分子动力学等模型)、政治学研究(磁铁磁性、地震算法、平均场理论、热力学原理等模型)、产业发展研究(工农业介质、反射与折射)、城镇化方面(牛顿引力模型、"断裂点"理论)、人口迁移方面(势差导致梯度、梯度引起力、作用力引起流)与网络舆情研究(社会燃烧、社会激波、社会行为熵等理论).在计算社会科学时代,社会物理学将发挥更大的作用.     

人工交通系统的基本方法研究(英文)

本论文主要讨论的是人工交通系统的基本研究方法。文中首先对我国仿真交通系统发展的现状进行了归纳总结，并得出自上而下的传统的还原式的仿真交通系统研究方法很难或无法解决复杂交通系统所面临的诸多问题，而自下而上的综合型的人工交通系统研究方法为复杂交通系统的研究提供了一条有意义的途径。然后，本文以城市交通为主要研究对象，融合物流系统和生态系统，从系统的观点出发，采用自下而上的基于代理的建模技术，在“不断探索和改善”的原则下，利用人工社会、计算实验、平行系统、交通服务水平指数等方法和理论，结合从定性到定量的综合集成研讨厅方法，在不断探索和改善的原则下，寻求城市交通、物流和生态等城市化问题的有效解决方案，建立城市交通系统全面、协调、可持续发展的新型研究方法和体系。     

基于演化和计算的管理科学

基于系统科学的研究进展,分析复杂性科学、演化经济学、理论与计算化学、计算经济学的方法论及研究思路对管理理论的影响,针对目前管理理论的现状,论述了复杂适应系统理论应用于管理理论研究的必要性,提出基于演化和计算思想的管理学研究新视角——计算管理学,探讨计算管理学研究的建模思想、建模分析框架和计算框架平台,分析了计算管理学研究的应用前景。     

基于多Agent的协同设计系统体系结构研究

将多Agent技术引入到计算机支持的协同设计（CSCD）领域中来,有效地解决了设计者之间信息的共享、通信和协作问题。分析了基于多Agent的协同设计技术的特点,提出了一个基于多Agent的协同设计计算模型,利用这个计算模型和多Agent的关键技术,实现了一个基于多Agent技术的复杂产品协同设计系统框架原型。     

技术的社会进化模式

本文运用控制理论与系统工程的思想和方法提出了一个基于负反馈复杂社会系统的技术进步的模式。通过对该模式的分析 ,揭示了技术进步的趋势与社会需求的大小无关而由复杂社会系统的结构所决定 ,指出社会因素对技术进步起到决定性的作用 ,这种决定性的作用是通过改变复杂社会系统的结构得以实现的。     

复杂系统理论在构建和谐社会中的应用

复杂性是复杂系统理论的特征,在社会系统的复杂性基础上,提出应用复杂系统理论构建和谐社会,为认识与解决和谐社会建设中的复杂性问题提供了一种解决思路。     

科技管理计算化

科技管理计算化研究是宏观层面上对科技管理量化的研究,它们与管理计算、社会计算一样都受东西方社会人文传统的影响,所以,科技管理计算应符合科学发展规律,也必须符合社会人文传统,这是一个科学与哲学相互结合、互相渗透的课题.首先阐述这种结合的必要性和可行性,特别认为:源于几千年前的中国的社会人文传统能指导社会向和谐、平稳、持久方向发展,根据其中精髓提出的<模糊生克计算>方法及其模型就是将科学与社会人文传统相互结合的范倒;进一步将<模糊生克计算>方法及其模型应用于科技管理问题的定量分析,如<高校大学科平台建设>中的预测和<高校科技发展目标>中的预测等,研究说明科技管理计算化有可能为科学发展提供有参考价值的科学依据.     

基于开放复杂巨系统理论的能源安全及预警研究

基于复杂系统理论和方法,给出能源安全的科学定义和内涵解析,提出以开放复杂巨系统理论研究能源安全问题的研究视角:建立了包括能源供给者、能源消费者、经济环境影响、社会环境影响、生态环境影响和安全调控等子系统的能源安全开放复杂巨系统,并时系统开放性、复杂性、层次性等特性进行分析;最后,利用综合集成复杂系统问题研究方法,构建了能源安全预警系统,并详细给出了系统的设计和实现方法.为国家能源安全问题的认识、分析和解决提供了理论框架和研究方法.     

计算治理：一个值得重视的新兴交叉领域

数字时代的国家治理现代化呼唤与之相匹配的理论和技术。为满足这一需求,本文提出一个交叉学科的新研究领域——“计算治理”。“计算治理”是针对数字社会中“信息—物理—社会”强耦合的关键特征,融合复杂性科学、控制论、社会科学、信息科学等学科,系统深入地研究国家治理体系和治理能力现代化建设的相关基础理论与逻辑基础,构建数字时代社会治理体系,设计稳健和灵活相兼顾的治理机制;同时利用大数据、人工智能等新一代信息技术方法工具,研发数字时代社会问题感知技术和新一代信息技术驱动的社会治理技术支撑体系。     

基于典籍的春秋社会时间序列演变分析方法初探

春秋时代作为中国古代历史发展的重要转型时期,经济、政治、文化等各领域都发生了急剧的变革。研究这一时期社会变迁,对于阐释中华文化的历史渊源、发展脉络、基本走向,建构中国特色社会主义传统文化观皆有非常重要的意义和价值。文章以《左传》为语料来源,以文本挖掘为手段分析春秋社会演变规律,借助社会变迁相关理论对春秋时代进行结构、表现及动力等不同维度的描述,进而从文本分析的角度构建对应的量化指标。通过融合词频分析、聚类分析、时间序列分析、社区结构挖掘等多种文本挖掘技术,实现各项量化指标的计算。实验结果表明,研究设计的文本计算方法较好地描述了春秋社会结构演变、演变动力及演变表现,与人文学者研究结果基本一致。对于人文计算的开展具有一定理论价值与实践意义,但在模型构建、特征挖掘的方法以及结果评价方面仍有待进一步提升。     

从现实世界到MAS世界--基于MAS理论的复杂系统建模思想探讨

首先对Agent及MAS的本质特性进行分析,指出Agent在本质上是具有一定理性的意识系统,MAS则是一种基于涌现的分布式问题求解模式。其次,重点讨论了MAS与复杂系统的关系,指出MAS与其在本质上的相关性。最后,通过揭示MAS建模思想所反映出的世界观,将MAS建模的意义扩展到自然系统、社会系统、生态系统等广泛的现实世界,从而得出,在对各类复杂系统进行分析的过程中,从现实世界映射到MAS世界是直观、合理、可行的。     

Harvesting random embedding for high-frequency change-point detection in temporal complex systems

Recent investigations have revealed that dynamics of complex networks and systems are crucially dependent on the temporal structures. Accurate detection of the time instant at which a system changes its internal structures has become a tremendously significant mission, beneficial to fully understanding the underlying mechanisms of evolving systems, and adequately modeling and predicting the dynamics of the systems as well. In real-world applications, due to a lack of prior knowledge on the explicit equations of evolving systems, an open challenge is how to develop a practical and model-free method to achieve the mission based merely on the time-series data recorded from real-world systems. Here, we develop such a model-free approach, named temporal change-point detection (TCD), and integrate both dynamical and statistical methods to address this important challenge in a novel way. The proposed TCD approach, basing on exploitation of spatial information of the observed time series of high dimensions, is able not only to detect the separate change points of the concerned systems without knowing, a priori, any information of the equations of the systems, but also to harvest all the change points emergent in a relatively high-frequency manner, which cannot be directly achieved by using the existing methods and techniques. Practical effectiveness is comprehensively demonstrated using the data from the representative complex dynamics and real-world systems from biology to geology and even to social science.     

科学计算:科技创新的第三种方法

科学计算利用先进的计算能力认识和解决复杂的科学工程问题,它融建模、算法、软件研制和计算模拟为一体,是计算机实现其在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具。计算、理论和实验一起已成为当今世界科学技术创新的主要方式。本文简要回顾了计算数学和科学计算的发展历史,从数值代数、数值逼近、最优化方法和微分方程计算方法等4个方面简要介绍了计算数学的主要研究内容和最新进展,最后提出进一步发展我国科学计算的建议。     

一种新型信息基础设施：高通量低熵算力网（信息高铁）

人类正在进入一个“人机物”三元融合的万物智能互联时代,需要一种新型信息基础设施,即全球规模的高通量低熵算力网,形象地简称为“信息高铁”。文章介绍了信息高铁的愿景,包括基础性需求、关键科学技术问题和系统结构。与互联网、云计算、大数据、物联网等现有网络计算系统相比,信息高铁的目标是原生支持“人机物”三元融合和低熵有序,降低系统无序的负面影响,提升系统通量与应用品质。     

多理论视角下企业云ERP系统转换意愿研究

随着云计算的不断发展,云企业信息系统(EIS)显示出其优势,愈来愈多企业愿意考虑从传统EIS转换到云EIS系统。然而,却很少研究探讨企业在EIS的转换议题,本研究整合信息系统成功模型和技术接受模型,发展一个多理论框架去探索企业向云ERP转换的意愿。我们从企业管理者收集了199份调查问卷,通过结构方程模型验证本研究模型与假设,结果发现有用性和易用性是影响转换意愿重要因素,易用性、信息质量和系统质量则正向影响认知有用性,这些结论,给未来转换意愿研究提供了参考,我们建议云服务供应商应重视系统本身的易用性和有用性,提高系统质量并关注信息质量,以帮助他们提供企业需求的产品,吸引更多企业从传统EIS转换到云EIS。     

关于超级计算发展战略方向的思考

超级计算能力是国家科技竞争力乃至综合国力的重要标志,也是经济社会发展、国防和国家安全的重要支撑。特别是在网络化、大数据、云计算和虚拟现实迅猛发展的背景下,超级计算不但是科技发展的利器,正引发科研模式的根本变革,也将成为重要的社会基础设施,并最终深刻地改变我们的生产和生活方式。但目前超级计算正面临应用效率低、能耗高、稳定性差和难以应用等严峻挑战。基于在复杂系统多尺度模拟方面多年的探索和积累,文章提出,按照计算对象、模型、软件与硬件的逻辑和结构一致的原理优化计算机体系结构,缓解和克服商品化通用硬件系统开发中的难点,可能是突破这些瓶颈的一条具有普遍意义的途径。     

Beyond individual-centric privacy: Information technology in social systems

In the public debate, social implications of information technology are mainly seen through the privacy lens. Impact assessments of information technology are also often limited to privacy impact assessments, which are focused on individual rights and well-being, as opposed to the social environment. In this article, I argue that this perspective is too narrow, in terms of understanding the complexity of the relation between information technology and society, as well as in terms of directions for managing this relation. I use systems theory to show that current approaches focus mostly on individual impact of information technology developments rather than their mediating role in society itself. I argue that this should be complemented by an analysis of impact on individuals (psychic systems) via co-construction of the environment (social system). I then take up the question of what the role of information technology in social systems would look like in terms of the social relations of trust and power, and how this can complement privacy in discussions on impacts of information technology.     

SecureCPS: Cognitive inspired framework for detection of cyber attacks in cyber–physical systems

In the era of autonomous systems, the security is indispensable module for flexible computing environment. Due to increased computer power and network speed, a new computing paradigm, such as cognitive inspired computing, will emerge. Such a paradigm provides human-centered services that are convenient and enjoyable at any time, anywhere, and on any device. On the foundation of smart city environment, human computer interaction, intelligent services, and universal device connectivity, Cyber Physical Computing for Cyber Physical systems has recently been investigated. However, in this proposal, a cognitive inspired framework for securing CPS is scrutinized. The cognitive ability is conceded to the search engines by updating the PageRank ranking methodology. The proposed framework, named SecureCPS is trained with real time collective dataset for marking the relevancy of web page with the support the facial expressions. The eye regions are marked using Focal Point Detector algorithm. The framework is validated with machine learning models and resulted in achieving 98.51% accuracy and its outperforms the existing frameworks.