第三届中国计算社会科学论坛成功举办

2022年12月29日,由北京大学武汉人工智能研究院举办的智能·文明·道路|第三届中国计算社会科学论坛,通过线上会议与直播平台相结合的方式成功举办。本次论坛主题为“智能社会治理与智能体仿真模拟(ABM)”,采用“小同行”模式,邀请七位资深专家分别从人类文明动力学、新冠疫情模拟预测、计算实验方法、农业减碳政策与技术仿真、新能源转型中ABM方法、观点动力学与演化博弈论的结合以及ABM建模参考准则及描述标准框架等角度分享最新研究内容,并围绕ABM建模的适用问题、验证方法、抽象程度深入研讨。吕鹏教授、贺舟副教授共同担任论坛主持人。

线上会议现场(首屏)
吕鹏教授做主题分享

北大武汉院、中南大学吕鹏教授以《社会系统模拟与人类文明动力学》为主题进行了三个研究的分享。第一是春秋战国时期的诸侯结盟与背盟模拟了统一帝国的形成,求解了最优解参数,并考察了参数的有效性与稳健性。基于反事实推断、考察全谱系效应,从而挖掘国家的存亡之道。第二个研究是东西方文化模式的条件与边界研究。通过探索东西方多智能体系统模拟,探索好战性、联盟概率、战争成本取值,从而得出东西方文化的统一的文明演化模型。第三个研究是利用历史学习来揭示中国模式(统一)的自我强化性,考察混乱-统一的生命周期。通过六轮混乱时期的历史学习,从而探索大一统的内在机制,从历史学习的角度解释了历史上的中国为什么可以统一。此外,还将模型扩展到英国等其他国家,并进行了参数检验。此外,还介绍了生命周期模型、沙堆模型、社会生态系统模型对国家发展兴衰动力学的研究与考察。

武汉大学范如国教授做主题分享

武汉大学范如国教授以《基于传播动力学模型的新冠疫情规模预测研究》为主题进行分享。用传播动力学来预测武汉疫情的发展趋势和拐点。利用在各类传染病传播分析中得到广泛验证的传播模型拟合权威机构公开发布的真实疫情数据,对爆发初期的武汉市疫情发展趋势进行预测,并对各假设场景展开仿真。通过Python平台搭建仿真模型,结合新冠长潜伏期的特点,选用SEIR模型,结合湖北省、武汉市卫健委公开的真实疫情数据,采用粒子群算法设置相关参数,拟合目标函数。以潜伏期5天、7天和10天预测武汉市疫情峰值结果,与后续公布的疫情结果一致,检验了模型的有效性。此外,也对其他国家的疫情进行了仿真与预测,表明疫情结果特点与国家防护政策有直接关系。

天津大学薛霄教授做主题分享

天津大学薛霄教授以《面向“智能社会治理”的计算实验方法》为主题进行分享。首先,薛老师指出社会系统是复杂适应系统,体现在其开放性、自组织、非线性与涌现性等。智能社会系统存在度量难、分析难、优化难的问题。为此,他提出了从“智能社会”到“众智服务系统”的概念。其次,他介绍了计算实验的历史渊源、核心思想、方法框架等。他指出计算实验的难点在于模型构建和实验设计。人工社会有标准模板,然而每个领域之间存在断裂,因此,他提出了模型对接框架,包括主体对接、环境对接、规则对接。再次,以学术圈内卷为案例介绍了计算实验的应用案例。比较了学习机制(社会学习、组织学习、个体学习)、绩效奖励(平均模式、均衡模式、自由模式)对内卷形成的影响。最后,他介绍了计算实验的学习路径,即以复杂性科学为理论支撑,以计算机技术为研究手段,以社会系统为研究领域。

华中农业大学宏观农业研究院副院长熊航教授做主题分享

华中农业大学宏观农业研究院副院长熊航教授以《政策如何改变个体的生产技术选择:基于碳减排政策与农业低碳技术的仿真与实证》为主题进行分享。熊教授围绕碳减排政策如何影响农户的生产技术选择,如何通过农户个体层面的生产结果反映宏观区域层面的政策效果这两个研究问题展开。他从农户生产决策模拟入手,把农户生产决策转化为优化约束问题,建立单位面积碳排放量估算模型,模拟农户在不同的政策条件与生态环境条件下的碳排放结果和收入结果。选取长江流域三个湖北水稻主产区为代表区域、三种水稻种植技术为主要生产方式。以现行政策措施和现行碳交易市场价格为仿真情景的设置依据,并进行参数校准。探讨了三个不同水稻主产区种,不同情景和各项技术下,政策补贴对农户的生产技术决策、政策效率的影响,以及不同资源禀赋的农户的技术选择偏好。提供了一个事前评估碳减排政策实施效果的机理模型,实现了“宏观政策—微观行为一集体结果”仿真建模,为碳排放政策的制定提供了科学依据。

北京师范大学韩战钢教授做主题分享

北京师范大学的韩战钢教授以《Carbon pricing mechanism analysis by ABM model systems mapping》探讨了新能源转型中ABM的应用与思考。韩教授认为在快速转型的时代,电力行业的结构性变化以及所涉及的行为者和受影响的利益相关者的高度分化和异质性需要新的研究视角,即智能体模拟与系统框图相结合。随后,考虑到碳定价机制的异质性、不确定性、相互作用与反馈,韩教授介绍了系统框图(systems mapping)以直观和定性的方式探索反馈,智能体模拟(Agent-based modeling)来定量探索异质性和动态性。将强化学习、拍卖算法与ABM进行结合,搭建最小成本优化模型。通过模拟各种不同能源的生产情况与碳排放的结果,从而计算能源生产过程中的碳税。最后,韩教授认为系统框图与ABM结合的新思维为分析能量转换提供了新视角,需要跨学科合作。系统框图分析表明,除了“强化效应”外,碳排放权交易体系(ETS)政策中可能存在“平衡效应”。碳税可能会为结构性变化提供更多激励,但也存在一定的不确定性。

北京邮电大学武斌副教授做主题分享

北京邮电大学武斌副教授以《Bridging the gap between opinion dynamics and evolutionary games》为主题进行了分享,探讨了观点动力学与演化博弈论的结合与隐含联系。武斌副教授通过验证在边演化速度远快于观点的网络中,演化网络上的投票模型和演化博弈论中的完整网络上的Moran过程在固定概率和限制行为上等价,联通了观点动力学与演化博弈论。基于此,他将演化网络上的群体内偏见观点动态转变为完整网络上的协调博弈,其中个人可能与持有类似观点的人保持稳定关系;以及对共存博弈的群体外偏见观点演化。也就是解释了人们为何愿意与自己观点一致或不一致的人来往,解释了什么条件下不同的观点可以共存。这些等价结果不仅提供了对观点形成的博弈论见解,而且为从观点演化的角度理解博弈论中的基本概念(如报酬和纳什均衡)铺平了道路。

中国科学院大学贺舟副教授做主题分享

中国科学院大学贺舟副教授以《复杂管理系统中主体行为的建模参考准则及描述标准框架》为主题进行了分享。贺教授认为当前对主体行为的建模和描述存在两个突出的问题:一是在主体行为建模方面缺乏准则,难以科学、系统地建模主体行为;二是在主体行为描述方面缺乏规范,大量文字描述极易造成歧义。有必要提出复杂管理系统中主体行为的建模参考准则及描述标准框架。针对主体行为建模方面研究较丰富、可选建模方法多种多样、主体行为描述方面的研究相对较少的现状,他首次以复杂管理系统研究为目标,提炼主体行为建模需求,总结主体行为建模准则。一是分析主体属性,分门别类;二是关注信息来源,引入行为;三是明确行为目的,视为函数;四是首选运筹模型,体现寻优。基于建模准则,提出了包含主体、属性、感知、行为四个要素的主体行为描述标准框架,融合了计算机领域面向对象编程的范式以及管理科学领域的概念。他指出,该描述标准框架有三个特点:基于符号,定义数学符号规范,实现描述的准确性和简洁;表格展示,定义各个表格的规范,实现描述的结构化;编程友好,面向对象编程范式高度贴合,便于编程者实现主体模型。

圆桌论坛环节,特邀嘉宾及与会师生围绕如何进行更加有效的智能体模拟?这一主题进行小同行模式交流,就“ABM适合进行什么样的研究?”“ABM模型如何验证?”“仿真模型的终止时间条件?如何估计仿真模型的求解时间复杂度?”“ABM模型抽象程度应该是多少?确定最优的抽象程度的理论或经验上的标准是什么?”等问题进行了激烈的讨论与观点的分享。

最后,与会专家对参会的中青年同学进行了寄语。本次论坛有利于促进智能体模拟的共同体建设,助力国家治理现代化。本次论坛聚焦ABM方法本身,在“智能社会治理”这一国家治理现代化最新阶段的背景下,提供了国内ABM研究方法的跨学科的交流平台,对如何使用、验证、评估、整合、扩展、优化ABM方法进行了深入性的探讨和交流,为ABM方法在智能社会治理研究中进一步的发展提供了重要参考。在场的学生表达了自己的参会感受和感悟,大家纷纷表示本次参会受益匪浅,拓宽了自己的学术视野,增加了跨学科知识储备。最后,吕鹏教授和贺舟副教授对本次会议进行总结发言,本次论坛圆满结束。本次论坛吸引了来自多所高校及实验室的700余人次参与。其中在线会场参与人数150人左右,直播平台参与600余人次。

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