基于异质元胞自动机的SARS传播

结合SARS传播的特点,建立了一个SARS传播元胞自动机模型,把人群分为五类:易感者、发病者、疑似患者、确诊患者和因病死亡者。由于考虑了不同个体在传染性、对疾病抵抗能力等方面的差异,因而这一模型是异质的。利用该模型模拟了隔离延迟时间、隔离力度和超级传播者对疾病传播的影响,有助于从微观个体相互作用的角度解释、预测疫情的发展趋势,以及政府对疫情干预措施的效果。     

基于超混沌同步的数字信息保密通信系统

建立了一种改进的新型超混沌系统模型,并提出了实现该超混沌系统同步的控制方法.然后,将该同步控制方法应用于基于混沌掩盖的数字信息保密通信.该方案中不需要将秘密传输的有用信息输入到驱动系统,且发送端只需要向响应系统传递包含两个状态变量的控制信息即可实现混沌同步.因此,该方法比已有方法具有更好的实用性.理论推导和计算机数值仿真实验表明了该方法的有效性.     

基于元胞自动机的复杂系统脆性仿真

复杂系统研究是当前的热点,脆性是复杂系统的一个基本属性．在一个复杂系统中,当一个子系统遭受足够大的打击而崩溃时,整个系统将会崩溃．元胞自动机是一个离散的动力学系统,它可以用来仿真复杂系统的行为．文章应用元胞自动机对复杂社会系统的脆性进行仿真．仿真结果说明传染病扩散对其它社会子系统具有很大的影响．作为复杂系统的一个子系统,传染病的大规模扩散会使社会混乱,进而得出它具有脆性的结论．     

基于混沌同步的保密通信

针对网络数据传输的安全问题,提出了一种基于混沌同步的保密通信方法。通过设计非线性状态观测器,构造了两个混沌系统并使其保持同步,从而实现加密信号的完全再现。同时分析了同步系统的稳定性,给出了设计非线性状态观测器的方法。应用熟知的Rossler混沌系统构建保密通信系统,并进行分析和仿真。仿真结果表明,该方法具有设计简单、同步速度快、保密程度高等特点。     

基于元胞自动机的交通模型综述

对基于元胞自动机的交通模型进行综述，将其分为单车道模型、多车道模型和城市交通模型三类。NaSch模型是最重要的单车道模型，经过改进能够再现许多重要的交通流特性。换道是多车道模型的核心。围绕着动机产生和安全要求提出了多种换道规则，最近的模型能够再现密度反转等异常现象。城市交通模型从系统角度研究了网络交通流的相变规律，近期出现了网络模型与多车道模型相结合的趋势。以TRANSIMS为代表的微观仿真平台在大规模路网中得到了成功应用。然而CA交通模型在方法论上存在不足。一些实证规律未能再现，其实际应用也较少。     

基于状态观测器的超混沌同步保密通信系统

提出了一种基于状态观测器的超混沌同步保密通信系统。用超混沌系统的多个状态量对信息信号进行复杂的加密后注入超混沌系统实现混沌调制,同时将加密后的信息信号混沌掩盖后传送出去。用状态观测器思想实现了发送系统和接收系统的同步,并在接收端将信息信号解密。由于用了超混沌系统的多个状态量对信息信号加密,增加了传输信号的复杂性,提高了通信系统的保密性。     

元胞自动机与经济学应用

元胞自动机开创了复杂性研究的新途径。本文介绍其基本概念和在经济学领域的应用，讨论经济学研究的一些基本原理及其元胞自动机模拟的方法和研究方向。     

三车道元胞自动机交通流模型研究

在Nagel-Schrekenberg（NS）元胞自动机交通流模型的基础上，提出了一种高速公路三车道元胞自动机交通流模型．该模型中所有的车辆均遵循相同的演化规则，并允许车辆以一定概率换道．根据计算机数值模拟．研究了车辆减速概率、换道概率对车流量、车道利用率影响关系，结果表明，在相同情况下，此模型所得到的基本图显示出交通流量比单车道NS模型大，并且发现减少不必要的车辆换道行为可以使驾驶更安全．这些研究为管理三车道的道路系统提供了一定的参考依据．     

基于元胞自动机的创新扩散模型综述

元胞自动机（CA）是一种微观仿真模型，通过在微观层面上模拟个体行为和属性，自底向上地构建模型．更符合创新采纳的真实过程．是研究创新扩散的一种重要方法，CA模型应用于创新扩散已有十多年的时间．但至今仍然缺乏一个统一的研究体系．尚未见有相关的总结性文章发表。本文对这些模型进行综述性研究．旨在找出其中的内在联系．给出一个该领域的研究分析框架。首先从介绍CA入手，用一个具体的扩散模型说明了CA各要素的定义；接下来借鉴Mahaian对数学模型的分类方法将CA模型分为基本模型和扩展模型，并分别对这两类模型进行综述性研究；最后对当前研究的优势和不足分别进行了讨论。     

基于元胞自动机的股票市场投资行为模拟

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研究,并初步建立了基于元胞自动机的股票市场投资行为演化模型,通过对多种市场状态下、股票市场复杂系统的演化的模拟与分析,认为投资偏好和宏观因素是影响股票市场稳定的关键性因素,因此,建议投资者应该多一些自己的独立见解,少一些盲目从众行为,以促进股票市场的稳定和发展。     

元胞自动机在细菌通讯演化模型研究中的可行性

根据细菌的群体感应机制,采用元胞自动机研究方法,建立了细菌信息通讯的演化模型,并利用计算机仿真细菌通讯的演化过程,比较直观地反映了细菌通讯的演化行为.仿真结果发现,模型中细菌的初始密度及细菌的移动特性对演化的效果有很大的影响.     

基于元胞自动机的国家演化模型研究

利用元胞自动机的思想和建模方法,建立了模拟多个国家通过战争彼此兼并的演化模型.在本模型中,国家的领土面积用该国所辖元胞数目近似地表示,国家整体实力用所辖各元胞实力之和表示.数值实验给出了模型产生的国家领土面积分布和国力强弱分布,所得结果与当前实际情况非常接近.本模型可以无困难地推广到多个个体在一个封闭系统中竞争,仅有极少数个体最终获胜的情形,文章所得结果对于该类复杂系统的建模具有普适意义.     

局部车道缩减的双车道元胞自动机交通流模型研究

针对道路使用过程中可能发生的意外,考虑双车道有一条车道出现局部维护,车辆需要绕行的情况,在一维对称双车道元胞自动机模型的基础上,建立一种有局部车道缩减的双车道元胞自动机模型,结合实际交通情况给出计算机数值仿真的流量-密度图,分析受堵车道上的交通状况,并给出受堵车道的时空斑图。数值仿真结果显示,对于不同的延迟概率,整个路段都有相应的瓶颈流量,对受堵车道上的换道规则的调整有助于增加该车道上的换道车辆数,减少车辆的滞留。     

混沌语音保密通信仿真实验

基于CVFS法构造了混沌语音保密通信系统,为满足掩盖语音信号的要求,对混沌变量进行了预处理。仿真实验表明,只要预处理信号的功率足够大,就可以达到保密通信的目的。因为预处理后的混沌信号功率谱密度在语音信号的频率范围内比语音信号强,故该方案可以抵抗基于滤波的攻击。     

基于混沌算法的自适应预测模型

在混沌算法神经网络的预测模型中 ,适当选择非线性反馈项 ,能使网络的动力学在权空间具有混沌行为 ,网络系统在学习和训练过程中能够跳出能量的局域极小达到全局极小或其近似 .本文基于EP进化算法建立一种自适应机制 ,使得网络能够根据学习和训练的结果优化非线性反馈项 .应用这种算法的神经网络对基于 Mackey-Glass方程和 Lorenz系统的时间序列进行在线预测 ,结果表明 ,网络具有很好的自适应预测性能.     

一种新的混沌同步机制及其在保密通信中的应用

由于投影同步算法的比例因子很难预测,因此提出了一种基于控制的改进的混沌投影同步算法。利用Lyapunov稳性定理,使得藕合混沌系统的误差函数快速衰减到零,同时证明该改进算法的可行性。实验表明,改进后的算法比原PS算法更有效。     

基于细胞自动机的电梯混合系统建模及仿真

电梯系统是一种典型的混合系统,对电梯系统所包含的连续和离散两种变量进行深入细致地考察分析,是建立准确的电梯运行模型的关键。细胞自动机理论能有效地将混合系统中的连续变量和离散变量连结起来,构建清晰、可靠的数学模型。利用细胞自动机模型模拟电梯运动行为,派梯队列进行派梯控制,构造的基于细胞自动机的电梯混合系统模型,模型结构简单,运行效果良好。在通用的MATLAB开发环境下实现了电梯混合系统模型仿真。该建模方法具有一定的通用性和可扩展性。     

基于正交试验和元胞自动机模型的加速并行遗传算法

针对标准遗传算法中存在早熟收敛、后期收敛速度慢以及解精度低的问题,结合正交试验设计和元胞自动机模型,提出了一种改进的加速并行遗传算法(APGA)。APGA利用正交试验设计确定较好的初始种群,利用元胞自动机模型固有的并行计算能力设计并行遗传算法,借助元胞信息的动态性和多元性实现正交加速过程。仿真结果表明,APGA能够有效地防止早熟收敛,可以极大地提高遗传算法的搜索效率和解的精度。     

基于多值元胞机的混合非机动车通行能力研究

电动自行车在我国飞速发展,其与自行车所形成的新的混合非机动车流呈现出与传统单一自行车流不同的运行规律,目前这一领域却缺乏相应的研究。针对这种混合非机动车流建立了一种适应于系统内存在更高速度车辆的多值元胞自动机模型来模拟其运行状况,从而得到了混合非机动车流在不同参数下交通流模型的流密图。结果显示:当电动自行车所占比例提高,混合非机动车流通行能力会得到相应提高,然而,车流鲁棒性变差;因换道机理不同,与混合机动车流相比,混合非机动车流通行能力随低速车比例增加下降较慢;当车道从2米变为3米时,通行能力可增大约68%。     

基于元胞自动机的地下矿火灾蔓延仿真方法

提出了基于元胞自动机模型的地下矿火灾发生时火灾在巷道网络系统中蔓延的可视化仿真方法。在该方法中,用元胞自动机模型描述地下矿巷道网络系统,用元胞来描述火焰蔓延能量单元,该单元用火焰温度、蔓延速度、烟雾浓度和有毒气体浓度等状态参数来描述。在仿真过程中,可以获得大量关于火灾蔓延、灾害动态、灾害严重程度及其可行的调控方法。该方法将时间、空间和系统行为有机地结合起来,在形象、直观、真实的条件下完成火灾在巷道系统中蔓延的仿真。