基于元胞自动机的传染病传播模型研究

从复杂适应系统的观点,通过建立元胞自动机模型的方法模拟疾病传播这个复杂的过程.并对SARS地传播过程成功地进行了模拟。同时以此为基础针对可能对传染病产生影响的几种因素作了具体地考察,如人员的移动、及时就医等,考察这些因素对控制传染病达到稳定的具体影响,并给出一些控制这类问题的建议。     

基于元胞自动机的流行病传播模型及模拟

讨论了一种基于元胞自动机的流行病建模方法,并在该模型的基础上模拟了不同传播特性流行病的传播与控制过程。模拟结果与这些不同传播特性流行病传播的宏观特征相吻合,表明元胞自动机是流行病的一种有效的建模方法。同其他的流行病建模方法相比,该模型结构简洁灵活,计算方式简单,模拟过程直观,易于分析。     

基于元胞自动机的网络蠕虫病毒传播仿真

针对模拟网络蠕虫病毒的传播,提出基于元胞自动机模型的网络蠕虫病毒传播的方法。将病毒的传播过程分为2个阶段,并分别对不同的阶段建模。经过仿真,可以获得不同状态的计算机系统的数量、蠕虫病毒的数量和病毒传播趋势等信息。结果表明,用元胞自动机模型仿真蠕虫病毒传播能够更清晰地反映出网络蠕虫病毒传播的趋势,与实际的蠕虫病毒传播符合较好。     

元胞自动机地铁人员疏散模型仿真

基于元胞自动机模型对地铁人员疏散进行研究,通过对地铁的疏散个体微观建模,构建出元胞的移动规则,从而确定元胞下一时间步长的移动路径。针对地铁紧急情况下的疏散情形,提出了两种基于元胞自动机的疏散规则:概率计算方法和元胞空间场吸引法。利用VC++开发环境与OpenGL图形库对地铁的人员疏散情况进行仿真,描述不同疏散规则下的地铁疏散整个动态过程,并分别模拟得出不同的疏散效率,从而为指导地铁紧急情况下人员疏散提供理论依据。     

基于元胞自动机的交通流计算机模拟

元胞自动机是把复杂系统量化为简单的个体,在元胞自动机模型中.空间、时间都被离散化,每一个相互作用的单元仅为有限的状态.以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上交通流中运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟模型,标定了元胞长度和最大速度等参数,分析了元胞变换的原则;详细探讨了元胞自动机在道路交通模拟中的应用,设计出了交通元胞自动机的结构,分析了交通元胞自动机所采取的状态变换原则,建立了一维(单车道)交通流模拟模型;并利用C语言编程实现模拟.模拟结果符合实际交通流的特点.     

基于元胞自动机的机场场面交通仿真模型

随着我国民用航空的迅速发展,机场负荷不断加大,给机场管理带来较大的压力,建立机场场面交通仿真系统是一种有效的措施.本文针对机场场面复杂路网的交通特性,在NS模型的基础上,重新设定了元胞的属性,将机场转化成多一维元胞自动机模型.并对机场场面交通进行了模拟仿真.结果表明该模型能较合理的表现机场上飞机的行为规则.     

自组织现象的元胞自动机模拟与图示

将确定性元胞自动机、随机元胞自动机、及作者创建的多元随机元胞自动机，用于模拟自然界广泛存在的自组织现象。建立了若干自组织行为的元胞自动机模型，并用自己编制的ＰＣＷｉｎｄｏｗｓ环境下的通用元胞自动机程序，模拟ＢＺ振荡反应、定向压力下结晶条带形成、天分子化学反应等自组织过程。最后对该程序的工作平台及主要的模拟与功能作了简单的说明。     

基于元胞自动机的行人模型仿真研究

为了直观地显示行人行走的特性以及与车流之问的相互作用,在分析行人交通特性后,以元胞自动机(CA)和规则描述为理论基础,提出基于CA的行人仿真模型,利用VC建立相对于其他交通对象的行人避让模型,最后用OpenGL对模型进行可视化渲染.方法以模型与现实世界的高相似性有效克服了精确数学模型在仿真行人交通时的难题.结合行人cA模型和行人避让模型开发了混合交通流仿真试验原形系统.仿真结果表明,方法有效地模拟了现实交通状况,在城市交通规划、交通需求管理和交通控制等领域有广泛的应用前景.     

基于元胞自动机模型的交通流混沌仿真研究

研究一维元胞自动机模型——Nagel-Schreckenberg（NS）模型的交通流混沌问题。用Matlab程序产生交通流时间序列,在一定参数组合情况下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程,并在此基础上讨论了车辆密度和车辆减速概率的变化对交通流运动状态的影响。结果表明,当车流密度超过某一值时,NS模型仿真出的交通流会产生混沌现象;而交通流混沌产生的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素。     

道路网元胞自动机交通流仿真研究

对于交通流移动对象的模拟,论述了现有模型的不足,并提出基于道路网的元胞自动机模型（RN-CA）。该模型不仅模拟移动对象在交通流中的行为,还引入不同类型道路和车辆情况下的发车、跟车、超车和矫正模型,使模拟更精确、可靠。采用Dijkastra算法,综合考虑道路长度、车道数、流量、平均速度等因素动态计算最优行驶路径。对于行车时间预估,采用模拟加预估的方式,综合考虑当前和历史路况。为了改进系统的性能,系统采用可调节线程数目的模拟方式。     

基于细胞自动机的生长系统仿真模型研究

该文定义了一种广义生长系统,给出了其微分方程模型,在此基础上提出了一种基于广义生长系统生长机理和微分方程模型的细胞自动机仿真模型的设计方法,并利用此方法设计了广义生长系统的细胞自动机仿真模型(GCASM)。GCASM采用维的细胞自动机作为生长空间,采用Moore邻域作为其细胞邻域,演化规则根据生长系统生长机理和微分方程模型设计,GCASM细胞代表一个由广义生长系统状态变量确定的特定值。对GCASM进行的统计特性分析结果显示,模拟生长系统的细胞自动机仿真模型在数学期望意义下与所模拟的生长系统的动力学微分方程模型具有较好的一致性。     

基于元胞自动机模型的礼堂人群疏散仿真

为了消除礼堂的安全隐患,制定行之有效的应急预案,有必要对礼堂人群疏散运动进行研究,掌握礼堂人群疏散的一般特点和规律。采用基于二维元胞自动机模型对某高校礼堂发生人群疏散运动进行仿真,找出影响礼堂人群疏散效率的关键因素,为高校礼堂设计提供支持;为高校礼堂制定突发事件应急预案提供参考。     

基于PageRank算法改进的元胞自动机模型

针对在线零售业务系统中用户要进入许多无关页面才能找到所需商品的问题,站点应能根据群体用户购买兴趣动态调整网页分配,即站点自适应。借用PageRank算法对元胞自动机模型进行改进,实现站点的自适应调整。与原模型相比,改进模型的演化规则简单、时间复杂度低、性能更优越。     

基于元胞自动机的植物生态仿真系统研究

为了建立植物生态系统微观与宏观之问的关联,并在多个层次上描述生态系统复杂性,文中建立了一个基于元胞自动机理论的植物生态仿真系统,以研究单植株与整体生态现象之间的关系.该方法避免了传统分析方法中直接求取单株属性与宏观统计量之间解析关系所遇到的困难,而且相较于其它模拟方法,元胞自动机理论提供了更为完善的理论框架,并且元胞空间与植物分布空间有着直接映射关系.为了说明该系统的有效性,选择了生态学中的一个实例濒危植物明党参(Changium smyrnioides)的种群生长进行了动态模拟,并选取同科的峨参(Anthriscus sylvestris)作为对照种进行了比较分析.实验分析表明,仿真系统能够较好的重现出物种个体规律和整体生态现象之间的关系,获得物种在不同生存策略上的显著差异,而且这些结果与实际生态学结论相吻合. 观统计量之间解析关系所遇到的困难,而且相较于其它模拟方法,元胞自动机理论提供了更为完善的理论框架,并且元胞空间与植物分布空问有着直接映射关系.为了说明该系统的有效性,选择了生态学中的一个实例濒危植物明党参(Changium smyrnioides)的种群生长进行了动态模拟,并选取同科的峨参(Anth iscus sylvestris)作为对照种进行了比较分析.实验分析表明,仿真系统能够较好的重现出物种个体规律和整体生态现象之间的关系,获得物种在不同生存策略上的显著差异,而且这些结果与实际生态学结论相吻合. 观统计量之间解析关系所遇到的困难,而且相较于其它模拟方法,元胞自动机理论提供了更为完善的     

基于细胞自动机的动态云实时模拟

具有真实感云的实时模拟应用非常广泛。基于细胞自动机技术建立云模型,明确了边界网格点的处理方法。通过改进变换规则,引入了上升气流的作用,加快了运行速度并反映了云的真实特性。在光照计算过程中,将多重前向散射光照运用于细胞自动机方法中,并将近似米氏散射的Henyey-Greenstein相位函数嵌入到前向散射光照模型。仿真实验表明,该方法提高了云的外观的真实性,可以实现云的实时绘制。     

基于摩尔奇偶型的元胞自动机演化模型

由于元胞自动机的理论基础较为薄弱,对元胞自动机的演化规则的研究和分析是个倍受关注的挑战问题.在奇偶元胞自动机的基础上,提出了一种摩尔奇偶型的元胞自动机演化模型,通过大量的计算机仿真实验,证实PCA与MPCA在演化过程中均具有一定的演化基元、演化框架和演化周期规律.提供了研究元胞自动机演化规则的新思路,并进一步将提出的演...     

基于元胞自动机的自行车流模型

研究交通系统中自行车流模型问题,为克服传统交通流模型难以表达自行车不遵循车道随机蛇行和穿插特性,能获得精确自行车交通流参数的问题,提出一个新的基于元胞自动机理论的自行车流模型.在对自行车元胞空间结构及状态值等参数进行重新定义的基础上,模型中创新地引入随机偏移概率来描述自行车骑行时的随机蛇行与穿插行为.在模型中引入不同随机偏移概率值来仿真,对所获得交通流参数分析,认为蛇行及穿插行为使自行车流容易发生阻塞并降低了车道通行能力,结果表明,符合自行车流的观测统计特征和客观现象,说明引入随机偏移概率的合理性.模型为进一步研究混合交通流阻塞形成机理提供了一种可靠方法.     

基于元胞自动机扩展模型的图的最短路径算法

利用元胞自动机在元胞空间上的并行特性,采用元胞动态邻居,时间段自适应调整的方法,构造出一种新的基于元胞自动机扩展模型的最短路径搜索算法,即通过简单规则的元胞状态演化,得到带权图的最短路径;该方法经过优化,能够达到Dijkstra算法的时间效率;并且为基于元胞自动机扩展模型解决图的问题的提供了新的思路。     

基于元胞自动机的城市交通流仿真系统

利用元胞自动机理论，建立了单车道及交叉路口交通流模型。为了使用户直观的了解交通运行状况，以便采取有效的优化措施对交通进行管理，设计并实现了城市交通流仿真系统。该系统具有优化功能，能够通过对数据的分析，产生交通管理的优化策略，对优化城市交通提出可供借鉴的措施。