基于CAS理论与CA模型的城市增长仿真

将复杂适应系统(CAS)理论与元胞自动机(CA)模型结合,构建了一个城市增长仿真模型.并将该模型应用于西安的城市规划中,从局部城市化单元的自适应变化及宏观外部约束因素两方面对西安市的城市增长过程进行了仿真.结果表明,在CA中引入适应性思想更加能够反映城市发展的客观规律,尤其是对"城市空心化"的模拟;其中的一些结论对城市规划具有积极的指导意义.     

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.     

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。     

面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型

为模拟灾害蔓延而建立的元胞自动机模型种类繁多，但尚无一种通用的建模方法。基于此提出了一种面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型。首先，通过解析灾害蔓延机理和理论模型，根据灾害动态发展变化过程的相似性，将灾害蔓延分解为灾害量集、时空邻域集、判定规则集、更新规则集4个部分；其次，采用元胞自动机的建模方法将4个部分重新组合，构建灾害蔓延的元胞自动机参数计算仿真模型；最后，利用本方法改进了A.Ohgai的城市火灾蔓延模型，并进行了实例验证分析。研究结果表明：本模型只需输入环境数据和灾害起始扰动，就能得到灾害模型中的各项动态参数，可为多种灾害蔓延仿真提供通用建模方法和实现模式。     

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。     

无信号交叉口的交通自组织行为建模分析

无信号灯的平面交叉路口在城市辅路或社区道路交通中比较常见.两条道的车辆在经过交叉路口时依靠驾驶员的自组织行为安全通过路口时,驾驶员的博弈心理在其中起着重要作用.利用元胞自动机模型,在交叉口引入博弈规则,通过模型仿真研究驾驶员的博弈心理对系统的车流量、平均速度、相变性质等的影响,与有信号控制的系统进行对比,结果表明在高密度情形下,博弈规则下的自组织行为的通行效率优于有信号控制的系统.     

基于时间短时尺度的城市快速路路段元胞自动机交通流速度变化概率分析

元胞自动机交通流运动是利用交通流基本参数来研究加速规则、减速规则、换道规则和车辆移动的变化规律,最重要的是利用车辆速度v来确定不同时间不同交通流条件下的车辆速度变化特性.结合国、内外有关元胞自动机交通流研究的经验和方法,通过分析在同一地点、时间尺度为1 min的交通流在t与t+1时刻的平均速度变化关系来确定基于时间短时尺度的元胞自动机城市快速路路段交通流的速度变化概率,并总结出不同条件下的加、减、匀速概率P,为研究基于时间尺度的元胞自动机城市快速路路段交通流模型提供重要的数据分析基础.     

基于元胞自动机的城市扩展研究

在传统的元胞自动机模型的基础上,结合GIS技术、城市扩展原理建立了研究区的GIS-CA城市扩展模型,模型综合运用灰色局势决策、层次分析法与CA模型确定元胞转变规则。在VS2010平台上,使用VB.NET语言,基于ArcGIS Engine组件开发了研究区城市扩展模拟系统,可模拟与预测研究区的城市扩展情况。使用研究区长春市的实际数据进行了验证,采用1993年、2005年遥感影像作为基础数据,应用GIS-CA城市扩展模型预测了研究区2005年城市用地情况,并进行了对比分析。实验结果显示,采用元胞自动机原理结合GIS技术研究城市扩展情况具有合理性、可行性。     

城市CA模型建模原则与模拟结果检验方法研究

元胞自动机（CA）所独有的特征和构模方式使其在模拟复杂性系统如城市系统等方面表现出强大的模拟能力，作者通过分析CA的特点及其在城市模拟中的应用，着重探讨了城市CA模型的建模原则和城市CA模型模拟结果的检验方法。     

基于元胞自动机的启发式算法的改进

将元胞自动机应用于机器人路径规划,对移动机器人及其周围环境建立元胞自动机模型。机器人环境空间完全已知时,利用启发式算法与元胞自动机模型结合的方法,通过反复遍历具有最低耗费值的一系列元胞生成最优路径。并利用多层次的交互式元胞自动机,在方向有约束和地形耗费不同的环境中实现机器人的路径规划。     

Beijing Urban Development Model: Urban Growth Analysis and Simulation

Urban growth analysis and simulation have been recently conducted by cellular automata (CA) models based on self-organizing theory which differs from system dynamics models. This paper describes the Beijing urban development model (BUDEM) which adopts the CA approach to support urban planning and policy evaluation. BUDEM, as a spatio-temporal dynamic model for simulating urban growth in the Beijing metropolitan area, is based on the urban growth theory and integrates logistic regression and MonoLoop to obtain the weights for the transition rule with multi-criteria evaluation configuration. Local sensitivity analysis for all the parameters of BUDEM is also carried out to assess the model's performances. The model is used to identify urban growth mechanisms in the various historical phases since 1986, to retrieve urban growth policies needed to implement the desired (planned) urban form in 2020, and to simulate urban growth scenarios until 2049 based on the urban form and parameter set in 2020. The model has been proved to be capable of analyzing historical urban growth mechanisms and predicting future urban growth for metropolitan areas in China.     

基于城市流模型的城市群扩张模拟——以武汉城市圈为例

随着区域城市化和城市区域化的不断发展,城市群扩张已成为中国城市化进程研究中备受关注的课题,城市群的扩张模拟也成为一个热点研究问题.在传统的城市扩张模拟中,CA(cellular automaton, 元胞自动机)模型以其独特的规则简单,可扩展性强等优点,在城市扩张模拟方法中逐渐占据主导地位,但目前CA模型主要应用于对单一城市的扩张模拟,对大范围区域内城市群的综合扩张模拟精度不高.该文引入了城市流模型对传统CA模型加以改进,将空间相互作用力量化并嵌入CA模型的转换规则中,并以武汉城市圈为例,应用改进模型模拟了武汉城市圈的扩张变化.结果显示,相比传统的Logistic-CA模型,该文提出的模型精度更高,说明城市群内部空间作用力对城市群扩张影响显著,同时,预测了武汉城市圈2020年的城市扩张情况.研究表明,未来城市扩张将集中在中心城市边缘地带.     

城市科学的学科体系及其发展途径

城市科学的产生，适应了城市化进程不断加速和充分发挥城市中心作 用的现实需要．城市科学由分属５个系列的数十门学科构成，目前呈现两种 互补的发展态势：发散分化与收敛综合，促进城市科学的发展，要求强化有 关城市课题的综合研究，组建综合性城市研究机构，创办相关专业．     

基于生态位原理的城市生态位分析研究——以广西区14个地市为例

选择反映城市生态位的指标因子,并根据计量模型,测算广西区14个地市的城市生态位值.分析了广西区14个地市在城市发展过程中存在的问题,提出几点扩充城市生态位的策略和措施.     

基于元胞自动机模型的开采沉陷模拟

 开采沉陷模拟对矿区的环境治理和生态恢复具有重要意义.本文将开采沉陷理论与地理元胞自动机相结合,基于GIS平台,以VS2010为开发工具,利用面向对象的方法,构建了开采沉陷元胞空间,探讨了开采沉陷元胞自动机模型的框架结构及实现方法,构建了开采沉陷模拟对象关系图,建立了开采沉陷元胞自动机演化模型.以山西某煤矿为例,开发了开采沉陷元胞自动机原型系统,根据研究区的煤层条件和开发方法,进行了模拟实验,分析未来开采沉陷的演变过程,为土地复垦和生态修复提供依据.结果表明,采用面向对象的方法能够较好地进行开采沉陷系统分析和开发,基于GIS和CA进行开采沉陷模拟,开发方便,系统兼容性好,能够展示更多的时空信息,便于数据管理.在空间划分上,CA模型能够与传统的预计方法有机融合,较为准确地预测未来的地表塌陷损毁情况,为塌陷区治理提供依据.由于开采沉陷涉及的学科较多,未来还需进一步完善演化模型,探讨三维空间下的系统演化过程,提高模拟的真实感和实用性.     

贝叶斯概率与元胞自动机的非线性转换规则

利用朴素贝叶斯分类器(NBC)、高斯径向基函数和离散模型获取城市CA模型的非线性转换规则,提出NBC—CA模型,并将该模型应用于深圳市1988-2010年城市演变的动态模拟中。研究结果表明,所提出的CA模型能反映复杂城市系统的非线性、不确定性特点,模型模拟的结果要比传统MCE方法模拟精度高。NBC—CA模型中的径向基参数可解释不同空间变量的作用下,城市发展的集中区域以及空间变量对城市发展的影响范围,能够反映城市发展的模式和特征。     

基于车辆微观行为的城市交通模拟软件系统框架

回顾了国内外城市交通微观模拟系统的发展状况,对机动车辆的微观行为模式进行了研究.重点探讨了在非自由车流状态下车辆的行驶行为,在此基础上,采用面向对象的软件技术,设计了包括13个主要模块的城市交通微观模拟软件系统框架,描述了各模块的主要功能及相互关系.     

社会经济发展转型与城市规划发展趋势

城市发展转型受社会经济转型的直接影响,城市规划应适应城市发展转型要求.从社会经济发展转型,提出了城市发展目标的转变,进而分析了城市规划从单一规划走向多规融合、从规模扩张走向内涵发展、从城市本位走向城乡统筹、从建设本位走向生态优化、从物质本位走向文化繁荣、从生产本位走向宜居为本、从空间本位走向精神家园、从政府主导走向公众参与等8大新的趋势.     

国内外城市经济基础理论研究综述

城市经济基础理论是根据对外输出比较利益的观点解释城市经济增长的来源,是城市地理学中的经典理论,是城市发展机制与过程的理论总结以及对其研究的理论工具.采用文献调查法对国内外城市经济基础理论的研究进行系统的梳理,以了解国内外城市经济基础理论研究的现状与应用领域;运用对比分析法,对比分析国内外研究、应用的差异,并总结其特点.研究发现国内和国外城市经济基础理论的发展和研究都已较成熟和丰富,涉及对城市经济基础理论的剖析和检验、理论分析的方法以及对理论的应用,并且应用领域较为广泛,但二者的研究又有不同之处与不同的侧重点.     

基于数据包络分析模型的新疆城市社区治理效率分析

社区作为城市的基层单位，治理成效直接关系到新疆基层社会的稳定和发展。开展新疆这个多民族聚居区域的城市社区治理绩效研究，对丰富和发展中国特色的社区治理理论体系和社区发展模式，创新党的基层治理理论意义重大。本研究构建了社区治理数据包络分析模型，从社会流动性、社会新增就业状况、社会服务水平等维度分析新疆整体城市社区的治理效率，并通过比较新疆不同地区城市社区治理效率，发现新疆城市社区治理效率在地区间的也存在差异，且同一地区内各县市区之间也存在差异。