建设“数字地球”的一种重要工具—元胞自动机

认为“数字地球”的核心是全球的信息化，是促进经济发展和社会进步的有效途径，而在地球系统中存在着大量的复杂系统，因此“数字地球”的研究过程中必不可少的应包括对复杂性的研究，元胞自动机正是基于复杂系统的特点而设计的可以用计算机模拟的极为有用的方法，因而元胞自动机也是建设“数字地球”的一种重要工具，在对复杂性和复杂系统理解的基础上，阐述了元胞自动机的基本原理、特征及其在“数字地球”建设中的应用。     

基于元胞自动机的物流系统选址模型

元胞自动机是可模拟复杂结构和过程的模型.在分析现代物流发展特点的基础上,建立基于元胞自动机的物流系统选址模型.应用元胞自动机模拟技术及MATLAB,对物流系统的选址模型进行了仿真研究,并获得了合理和有益的结论,可为实际应用提供建模参考.     

复杂系统在局部规则影响下的宏观表现

复杂系统理论(system complexity)是系统科学中的一个前沿方向,复杂性科学也被称为21世纪的科学。本文从复杂性理论出发,通过元胞自动机和数值计算的方法在不同的局部规则下给出了复杂系统演化的有序和混沌两种结果,并对结果进行了分析和总结。     

面向高效精准柔性混装作业的智能元胞调度方法研究

柔性混装生产多目标调度系统的动态性、开放性和大规模性导致常规算法失效,因此迫切需要研究新的调度算法。在推理其他算法局限性基础上提出使用Agent形成智能元胞自动机ICA使之具有自学习功能,并基于装配投产序列调度和工位任务分派目标,首次建立智能元胞调度ICAS三维网络模型及构造“弹簧邻居”特殊邻域和“弹跳”和“层跃”特别行为,实现混装作业微观自适应调度。仿真实践证明,该智能元胞调度ICAS方法可靠,计算复杂性降低,为复杂调度问题提供了新手段。     

基于元胞自动机的植物生态仿真系统及其研究

复杂性和非线性是物质、生命和人类社会进化中的显著特征。物理科学和生物科学、认知科学和计算机科学、社会科学和经济科学以及哲学和科学史中的复杂系统,引入了一种跨学科的方法论,以解释在自然界和精神领域以及经济和社会中有相同原理的有序的形成。通过研究并开发一个基于元胞自动机的动态植物生态仿真系统平台来研究生态学领域内的一系列植物种群实例,可以更好地对复杂性系统进行深入的研究。     

基于元胞自动机的人员疏散行为模拟研究

公共场所人员疏散已经成为公共安全研究的重要问题,元胞自动机可以对复杂现象进行仿真。采用元胞自动机建模,确定了元胞空间和元胞状态,对疏散过程中疏散人员建立了疏散行为规则,着重探讨了从众行为和小团体行为对疏散结果的影响,并对人员疏散过程进行仿真,对元胞自动机模拟人员疏散行为进行了分析研究。     

基于Langton参数的一维DNA元胞自动机的涌现计算

通过引入DNA元胞自动机的概念, 利用总和规则研究基于Langton参数的半径为3的一维DNA元胞自动机, 得到了Wolfram的4个等级. 结果表明, 随着参数λ的不同, DNA元胞自动机展现出不同的结构, 当λ介于一个中间值时动态行为达到最大的复杂性, 随着λ的进一步增大, 复杂结构逐渐被随机结构所取代.     

元胞自动机：一种探索管理系统复杂性的有效工具

元胞自动机能利用简单的局部规则和离散方法描述复杂的全局的连续系统,已成为探索复杂系统的 一种有效工具。文章阐述了元胞自动机的发展历程、结构、特征及基本理论与方珐;介绍了元胞自动机在寡头 垄断行为、交通管理及工程运输、城市发展、市场营销、股票投资、企业战略等管理领域中的应用;指出元胞 自动机理论的优势与不足,并提出进一步的研究展望。     

地理元胞自动机研究综述

从地理元胞自动机的应用范围、地理元胞自动机转换规则的获取、地理元胞自动机空间划分、元胞自动机与GIS的集成等方面回顾了地理元胞自动机模型的研究,对地理元胞自动机模型研究的发展趋势进行了分析,认为地理元胞自动机模型研究在以下几个方面需要进一步深入：（1）应用范围应进一步扩大;（2）在确定地理元胞自动机的转换规则时应综合考虑自然因素和社会经济因素;（3）应加强地理元胞自动机与多智能体系统的集成研究;（4）应加强对地理元胞自动机的尺度划分及尺度效应的研究;（5）应进一步深化地理元胞自动机与GIS的集成研究。     

利用MATLAB和VC++6.0混合编程技术研究元胞自动机动态演化过程

在论述MATLAB和VC 6.0混合编程的基础上,以二维方格元胞自动机的动态演化过程为背景,对不同边界条件和邻居条件的二维方格元胞自动机在奇偶演化规则下的动态行为进行分析,并通过混合编程技术对其动态演化过程进行"可视化"再现和跟踪,得到了元胞自动机在不同条件下其演化过程具有复杂性、不确定性、平衡性、周期性以及分形性等特性的结论,为进一步发掘和揭示元胞自动机的演化规律提供了研究思路和方法.     

标准元胞自动机模型的缺陷及拓展研究

具备时空计算特征的元胞自动机模型（CA）与GIS集成将极大促进GIS对地理过程的模拟能力。标准元胞自动机在元胞形态、邻居规则等方面的定义存在极大限制，制约了元胞自动机对真实世界的模拟和应用能力。论文充分研究了空间模型与元胞邻居描述的关系，发现元胞邻居在空间关系上存在拓扑邻接、空间邻近和复杂相离三种关系，传统思路的模型扩展很难完全解决CA的局限性，尤其是复杂相离关系。为此，论文在面向对象的思想基础上提出了基于地理实体的元胞自动机概念模型。     

元胞自动机研究进展

元胞自动机是一个具有简单运算规则的动态模型,但却能展现出复杂的行为．元胞自动机引起了许多研究者的关注,相关研究工作已经广泛展开．论文综述了元胞自动机的研究进展及在不同领域的一些应用．     

基于模糊元胞自动机的复杂图案、纹理生成实现

结合模糊规则和元胞自动机的机理,分析了模糊元胞自动机的基本原理,根据元胞自动机的不同构形,提出多种模糊元胞自动机演化规则,并根据这些基本规则,分别用3邻元、5邻元以及9邻元进行元胞状态更新,生成了多颜色\复杂、漂亮的图案和织物纹理,其结果在针织织物设计中意义重大.     

基于地理空间实体的矢量元胞自动机研究

元胞自动机是能模拟复杂行为的离散动力学模型，GIS与元胞自动机的集成对于模拟地理时空过程具有很大的优势。但是标准CA的一些限制因素如空间尺度、精度及数据量问题、邻居定义等制约了其模拟真实世界的能力。本文通过分析地理现象和元胞自动机之间的关系，从元胞及状态、元胞空间、邻居、转换规则、离散时间五个方面对标准元胞自动机的组成部分进行了扩展，构建了在不规则的地理空间中基于地理实体的元胞自动机模型，同时提出了一个通用的基于地理实体的元胞自动机模型和地理信息系统集成的框架。     

基于元胞自动机的某装备供电系统脆性建模

装备供电系统中,由于某一个子系统或元器件的故障而导致整个系统连锁故障的事故时有发生,表现出很强的脆性。为了降低供电系统脆性事故发生率,实现简洁高效的保障,关键在于研究供电系统的脆性机理,实现针对性的保障。基于此,将元胞自动机理论应用到某型装备供电系统的脆性研究之中,提出并建立了应用元胞自动机来模拟供电系统脆性作用及其崩溃机理的元胞自动机模型。在本模型中,定义了元胞、元胞空间、元胞规则、元胞邻居及时间等的构成方法。利用装备供电系统脆性元胞自动机模型,仿真研究了供电系统在受到干扰或攻击情况下的脆性传播过程,探讨了供电系统不同子系统的脆性特性,证实了该模型是研究装备供电系统脆性的一种行之有效的方法。     

126号初等元胞自动机时间序列的非周期性

元胞自动机是结构简单但行为复杂多样的离散动力系统.本文以模拟90号初等元胞自动机为基础,证明了126号初等元胞自动机下任意有限初始条件迭代产生的时间序列是非周期的.     

基于元胞自动机的拓扑排序算法

目的 利用元胞自动机的特性,找到一种新的拓扑排序算法.方法 将AOV网构造成一个元胞自动机模型,采用经过改造的邻接链表作为元胞的数据结构,并在其中引入随机编号项,所有元胞依据随机编号顺序地遵守演化规则进行演化,实现拓扑排序.结果 利用元胞自动机的时空局部规则和并行计算特性,设计并验证了拓扑排序算法.结论 与传统算法相比本算法在时间、空间复杂性上都有较大改善,并且在应用元胞自动机理论解决图的问题方面有所贡献.     

126号初等元胞自动机的演化复杂性

用形式语言理论和符号动力学对126号初等元胞自动机的演化复杂性进行研究.证得其1-演化语言为正规的,而n≥2时其n-演化语言为非正规的.     

股市投资复杂性的元胞自动机模拟

以上海股票交易市场为研究对象,将元胞自动机的建模理论与方法应用于股票市场的复杂性模拟。建立了基于投资分析的元胞自动机模型;采用分形理论为工具,应用重标级差(R/S)方法,对比现实与模拟数据,验证了模型仿真的有效性;应用模型,通过改变初始值和规则,进一步研究了股票市场的复杂性。     

126号初等元胞自动机的演化语言复杂性

元胞自动机是结构简单但行为复杂多样的离散动力系统.通过形式语言和符号动力学工具研究了126号初等元胞自动机的演化语言,证明了宽度大于1的演化语言不是上下文无关语言,而是上下文有关语言.