集体空间行为是多主体系统(Multi-Agent System,MAS)中一类广泛的集体涌现现象。目前集体空间行为的研究包括群集行为(Flocking Behavior)[1-6]、群体协作行为[7,8]、空间聚集行为[9-12]、一致性行为[13-15]、蜂拥行为[16-19]等等。在这类行为的动态演化过程中,主体(Agent)间受到空间因素制约的相互作用机制决定了其行为演化方式。如Vicsek模型[20]以其简单的主体间相互作用及其演化展示了空间上多个体群集运动模式的多样性。其中,主体间相互作用构成的动态网络拓扑结构决定了个体间相互作用的传递效果和方式,对集体空间行为的演化起着基础性的作用。信息是集体空间行为演化的关键因素,它与主体间相互作用的过程密切相关。信息的传播及利用方式在很大的程度上决定着主体间相互作用的传递效果和方式,从而进一步影响多主体系统在整体水平上的集体空间行为演化。信息的作用广泛体现在人类社会、经济、生物等多个领域中的集体空间行为演化中。由于现实多主体系统中的主体间相互作用形式多样,制约因素复杂,在不同情形下的集体空间行为从行为模式上、群体效率上都存在差别。一些现实中的因素,如个体异质性、竞争与合作关系多样性、局部空间特性等,造成了系统在演化过程中的复杂性,难以用数学模型中宏观变量的方式来进行描述。而基于主体建模(Agent-based Modeling)是一种以自底向上方式分析复杂系统的方法,非常适合用来研究可模块化的、分布式的、并带随机复杂性的复杂多主体系统。　　 本文以经济中的市场交易、生物种群间的追捕与防御,以及微生物群体的聚集行为作为研究对象,分别建立了基于agent的空间市场演化模型、带攻击防御的群集模型和利他性微生物空间聚集演化模型。本文建立这些模型重点是为了考察空间因素制约下的信息在不同系统环境中的传播方式及其作用效果,以及不同控制参量下系统空间结构演化的差别和多样性。空间市场聚集系统描述和分析了经济社会的交易主体在交易需求的驱动下,利用不同信息交流方式产生空间聚集的行为；带攻击防御的群集系统描述和分析了在智能多个体对抗的条件下,信息在群集行为演化中的传播条件和效果:微生物利他性聚集演化系统分析和研究了微生物的聚集演化的环境以及影响聚集的制约因素。这些模型的结论存在一些共性:1)作为多个体模型,群集行为或聚集行为等集体空间行为的演化是通过个体在空间上的相互作用进行的,这类微观作用机制往往具有空间约束性。如个体的视野半径、局部空间排斥效应等。2)集体空间行为的演化与往往整体效率联系在一起。个体行为的利他性外部效益以及个体优化自身利益的行为动机使得群体在空间上具有内生的聚集性。如带攻击防御的群集行为使得群体间信息充分传递,整体防御效率得到提高:市场的空间聚集使得交易成功率得到增加；而微生物的生长聚集使得群体对物质的利用程度增加,整体的自适应能力增强。3)在多主体聚集演化的过程中,由于主体对局部空间具有一定的要求,在空间聚集的过程中使得微观规则的负面效应体现出来。因此,在相应参量发生改变的时候,集体空间行为的演化体现出多样性的差别。