二维计算动词元胞网络形成模式的整体空间频率分布

计算动词元胞网络是一种以计算动词规则为局部进化规则的新型元胞计算框架。在之前的研究中，已经从中观察到大量模式，例如条纹图形（单色、多色、错位等）、迷宫图形、棋盘格图形、网格图形、斑块图形、复合图形、同质图形、图灵斑图、游动的鱼、波传图等。实验数据表明，计算动词元胞网络有极大的潜力成为又一个通用的模型形成工具。然而这些分类方式往往是根据人眼的直观感受进行，因而缺乏系统性的分析。本文通过大量实验数据对一个特定动词规则矩阵下形成的模式进行统计分析，实验的粒度达到0.2，一共进行1000000次实验。结果表明，同质模式出现的概率为64.23％，整体的空间频率分布集中在最低频区域和3个最高频区域附近。     

一种新的元胞网络模型

用元胞替换传统人工神经网络中的神经元,以局部连接取代相邻层级元胞之间的全连接,用规则演化算法替代BP算法,建立元胞网络模型．设计了元胞网络的训练过程：内嵌的遗传算法用于寻优各元胞状态离散化边界值以及元胞网络拓扑结构．以一个红酒分类基准数据为例,检验了元胞网络的学习性能和分类性能,获得了较为满意的结果．     

基于元胞自动机的单源点最短路求解算法

针对图的单源点最短路问题,提出一种改进的基于元胞自动机模型的求解算法并分析了其算法复杂度.该算法定义了一个元胞自动机模型,通过元胞空间上元胞状态的变化,能够获得某设定结点到其他结点的最短路.在实验阶段,分别用经典Dijkstra算法和提出的算法对随机生成的不完全无向图进行分析.结果表明,相比于经典的Dijkstra算法,该算法不但能够获得与之相同的仿真结果,并且具有规则简单、易于实现、效率高等特点,具有明显的优越性.     

规则计算——探索复杂性的有力模式

自然界中存在着许许多多的复杂系统，这些系统的每一部分的结构可以非常简单，但由于各部分之间存在一定的耦合，最终表现出系统的整体性态极其复杂．基于规则计算的元胞自动机为模拟自然现象和生命现象提供了新的思路和方法，成为探索复杂系统的一种有力模式论文介绍了规则计算的产生和发展，着重阐述了规则计算的本质，并对自下而上的基于规则的建模方法中存在的一些问题进行了总结与展望．     

一类特殊规则的二维混合元胞自动机的GOE问题

无前像位形(GOE)是元胞自动机的一个重要特征,它的存在关系到元胞自动机的可逆性。本文主要利用矩阵代数的原理,针对一类二元域上的特殊混合规则的线性二维元胞自动机进行讨论,给出了在不同的情况下,一个位形是GOE的充分必要条件,以及计算元胞自动机中GOE的个数的算法。     

元胞自动机在区域电能质量评估的应用

为了解决区域电能质量评估模型忽略电能评价指标之间相互影响而带来评价结果不准确的问题,提出了元胞自动机区域电能质量评估模型;并定义了评估模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用元胞自动机"自下而上"的研究思路和自组织特性,并考虑元胞的状态和损伤概率及元胞间的相互影响,动态模拟电能评价指标间的相互作用,得出区域电能质量排序。通过实例比较计算,该评价模型计算简便、适用性强、评价结果综合了各评价指标之间的关系,更为客观准确,为电能质量综合评价决策提供一条新的方法与思路。     

基于模糊逻辑的元胞自动机用于图像处理

提出了一个基于模糊逻辑的元胞自动机模型用来处理图像处理中的图像分割问题。将元胞自动机原理中的元胞状态转化为模糊元胞状态,并将演化规则转化为模糊规则从而建立模糊元胞自动机模型,使图像中灰度水平介于目标和背景之间的像素得以较好地归类,从而得到一种新的图像分割方法。     

基于模糊逻辑的元胞自动机用于图像处理

提出了一个基于模糊逻辑的元胞自动机模型用来处理图像处理中的图像分割问题。将元胞自动机原理中的元胞状态转化为模糊元胞状态,并将演化规则转化为模糊规则从而建立模糊元胞自动机模型,使图像中灰度水平介于目标和背景之间的像素得以较好地归类,从而得到一种新的图像分割方法。     

一维Conway元胞自动机的涌现计算

给出四参数Conway元胞自动机的翻转规则及演化结果. 通过增加相邻元胞数量发现， r=1的规则中没有Wolfram第四等级； r≥2中存在Wolfram第四等级.     

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.     

基于元胞自动机的期权定价模型

针对期权定价难于模拟基础资产价格波动随机性的问题,设计了基于元胞自动机的期权定价模型．该模型将市场参与者看作一个个的元胞,使用元胞规则来模拟金融市场中交易者之间的交互行为。从而在总体上模拟出基础资产价格的变化．比较了模型产出的数据和Black-Scholes模型的计算结果,检验了模型产出数据的正态性,发现基于元胞自动机的期权定价模型不仅具有可行性,而且比Black-Scholes模型更有效．     

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.     

基于元胞传输的高速公路收费站站前广场通行能力模型

高速公路收费站的通行能力是一个重要的交通特征指标，可以为评估收费站拥堵程度和服务水平提供理论支撑，但是收费站站前广场是几何形状不规则的畸变区域，难以直接得到通行能力的显式值。元胞传输模型可以很好地简化站前广场形状，将站前广场划分为规则形状的元胞，基于元胞传输建立了站前广场通行能力模型，通过收费站监控视频采集大量数据标定模型参数，在不同站前广场长度和收费车道配置的情况下，对站前广场的理论通行能力进行了计算。为验证多场景下模型的准确性，利用VISSIM软件进行仿真，仿真参数采用相关的实测数据，为避免仿真随机性，进行多次实验取平均值，最后得出了站前广场通行能力的仿真值，通过对仿真值与计算值进行对比，验证结果误差为5.19%，误差在可接受范围内，说明了模型具有可行性。利用模型计算得到的理论通行能力与实际通行能力相互比较，作为判定收费站站前广场拥堵程度的标准，进一步为疏散拥堵提供解决方案。     

基于元胞自动机的自嵌入图像认证水印算法

提出了一种用于图像认证的分块自嵌入水印算法,图像分块后,根据基密钥产生的基函数,对子块进行两层元胞自动机变换,由高层低频系数产生初始构型,再由整数混沌序列计算对应子块的局部规则,由该局部规则的元胞自动机从初始构型演化生成基于图像内容的水印,再用量化系数技术将水印嵌入低层低频系数.利用元胞自动机对初始构型和局部规则的多变性,能有效检测并定位对图像内容的恶意篡改,避免矢量量化等攻击,同时也增强了算法的安全性.实验结果表明算法对JPEG压缩有较好的鲁棒性,检测时不需要原始图像.     

基于元胞自动机的井巷火灾仿真

提出了一种基于元胞自动机的井巷火灾可视化仿真方法.在矿井巷道可视化的基础上,通过对火灾元胞进行表征,综合考虑可燃物类型与投放密度、井巷通风、井巷坡度等因素对井巷火源引燃效果的影响及双扩散作用、井巷通风、浮力作用和节流作用等因素对火灾烟气蔓延效果的影响,采用概率函数进行元胞自动机建模,构建了表达元胞温度的井巷火源燃烧模型和表达元胞浓度的井巷火灾烟气蔓延模型.基于火源元胞燃烧演化规则和烟气元胞蔓延演化规则,通过可视化手段展示了井巷火灾火源燃烧和有害气体浓度的时空发展变化.同时以矿山实际数据进行检验,说明了基于元胞自动机的井巷火灾仿真的可行性与有效性.     

一种机器人路径规划的元胞自动机算法

利用元胞自动机模型解决移动机器人的运动路径规划问题。该算法环境空间已知且被分解成规则的方形元胞网格,机器人根据转换规则由当前元胞向邻居元胞移动最终形成最优路径。最后在实验环境中进行仿真,结果显示在机器人起点和终点的运动方向有约束的情况下也能迅速规划出最优路径,表明了该算法的可行性和有效性。     

PCB布线的元胞蚂蚁算法研究

将元胞自动机思想引入到蚂蚁算法中,提出一种新的进化算法--元胞蚂蚁算法,通过算法的元胞演化机制对信息素的二次分配,有效地扩大了对解空间的覆盖率.将元胞蚂蚁算法应用于PCB布线问题,以路径最短和通孔数量最少化为目标,辅以分布布线、避障规则等手段,最后用Delphi实现.通过对一个实际布线问题的测试,得出了比Protel更好的布线结果.     

初等元胞自动机在加法规则下的演化

本文总结了经典元胞自动机模型理论,并在此基础上定义了初等元胞自动机的加法规则。引入代数方法探讨了初等元胞自动机在其中一种加法规则下的演化性质,由此推出了一些相关性的结论。它是初等元胞自动机在其加法规则下所特有的,使其在模拟事物时更具有方向性,不但丰富了初等元胞自动机的理论,而且为研究元胞自动机的理论提供了可行的方案。为了便于直观的验证某些结论,本文利用了初等元胞自动机的状态迁移图来加以描述它的演化过程。     

成像测井裂缝自动识别元胞自动机方法研究

针对成像测井裂缝自动识别任务,提出了一种基于元胞自动机模型的图像识别算法。以成像测井图像中裂缝的灰度值较大并且裂缝基本连续为依据,通过制定免疫规则建立了一个基于元胞自动机模型的成像测井裂缝自动识别模型,基于元胞自动机的局部规则以及其并行计算的机制,进行成像测井裂缝的自动识别。该模型原理简单,并且易于实现。实验结果表明,通过指定的免疫规则,能够达到很好的裂缝识别效果。     

元胞机制下机坪机会网络缓存控制策略

针对机坪感知机会网络中节点缓存空间的限制导致的数据拥塞问题,提出元胞演化规则下机坪机会网络缓存控制策略(ACER).建立基于节点拥塞度的路由通信模型,对节点拥塞度进行判断,在拥塞度较低节点中进行基于概率的数据路由通信,对于拥塞度较高的节点使用元胞自动机的消息丢弃策略,有效地缓解了因数据拥塞产生的网络投递率低等问题,使节...