基于元胞自动机的突发传染病事件演化模型

运用复杂系统元胞自动机原理和多Agent理论,研究突发传染病事件的演化机理.通过对突发传染病事件特征分析,建立其传递演化模型,并对甲型H1N1事件进行了模拟仿真.结果袁叽突发传染病事件的内在原因是内部能量的积聚,演化过程是由内部个体相互之间发生传递作用使得能量不断积聚到突然大规模释放的过程.内部的传递效率、潜伏期以及基因长度都对演化产生较大影响,如果能降低这种作用,或采用免疫接种和隔离等手段阻止传递的可能性和缩小传递范围,就能有效地阻止突发事件的发生.     

基于渗透理论的林火蔓延模型研究

森林是生态系统的重要组成部分,是人类生存和可持续发展的宝贵资源。一旦发生森林火灾,将给森林生态系统和人类生命财产带来重大损失。通过分析渗透理论的思想,提出了基于二维渗透网格的森林火灾蔓延模型和相应的仿真算法,用来模拟森林树木的分布情况以及林火蔓延过程。理论分析与仿真实验结果表明,当网格单元处于开状态的概率接近0.6时,存在最大渗透簇。提出的模型较好地反映了森林分布密度对于火灾蔓延的影响规律,能对森林防火演练、火灾扑救、灾后损失评估以及森林资源管理起到一定的指导作用。与以往同类算法相比,提出的仿真算法降低了时间复杂度,算法效率有较大提高。     

基于相似度计算的森林火灾应急响应方案选择方法

针对森林火灾突发后快速应急响应决策问题,给出了基于相似度计算的应急响应方案选择方法。在该方法中,首先,对森林火灾事件的属性体系进行描述;然后,给出当前火灾事件的缺失属性值的估计方法;通过计算当前火灾事件与森林火灾源事件各对应属性的相似度,得到全局相似度;在此基础上,提取出与当前火灾事件最相似的森林火灾源事件,并将其应急响应方案作为当前火灾的应急响应参考方案。实例分析表明,提出的方法可行有效。     

基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型

针对传统森林火灾蔓延模型的计算复杂度高、仿真精度低等缺点,提出一种基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型。在模型中通过建立可燃物因素影响因子矩阵和地貌因素影响因子矩阵,并结合实时检测的气象信息,降低计算复杂度;将森林火灾的蔓延行为抽象为每一个模块火点的集群行为,考虑模块之间的关联性,提高森林火灾蔓延仿真模型精度。将模型与王正非模型和二维元胞自动机模型进行对比实验,结果表明模型具有较高精度,能够更加准确地仿真出森林火灾蔓延趋势。     

森林火灾中使用细水雾进行灭火仿真方法研究

森林火灾作为一种极具危害性的自然灾害,其发生和蔓延过程通常受到气候、地形、植被、可燃物等多种复杂因素的影响,导致很难准确地对森林火灾的蔓延与灭火过程进行仿真。对森林火灾的蔓延和细水雾灭火过程进行物理建模,蔓延模型采用树形模块结构来模拟树木燃烧的热解反应,并考虑了温度、风场、质量损失率等因素对树木燃烧蔓延的影响。在使用细水雾进行灭火仿真实验时,重点关注细水雾穿透火焰区域形成水膜以及水分蒸发导致的灭火作用,从而阻止森林火灾的蔓延,成功实现了交互灭火的仿真平台,可以让用户沉浸式地体验森林火灾的蔓延过程,并通过水枪、消防车和无人机进行细水雾灭火仿真实验。该研究成果对消防仿真领域方面的应用具有重要意义。     

基于双层区域模型的舱室火灾模拟技术研究

为了研究舰船舱室内火灾蔓延特点,采用火灾双层区域模型实现舰船舱室火灾蔓延趋势的模拟.通过建立系统能量、质量守恒和气体状态方程、物体间的对流换热过程等,得出了更为贴近实际的单舱室和相r邻多舱室火灾烟气蔓延的数学物理模型.采用数值方法实现模型的求解,并编制了舱室环境下的火灾模拟仿真程序,实现了某舰船内两相邻舱室内烟气温度和烟气层高度随时间变化的仿真过程,其模拟结果同CFAST软件的模拟结果相吻合,验证了建立模型的有效性.     

一种互联网AS层拓扑的动态演化模型

了解互联网的拓扑结构、理解互联网的演化机制对优化网络性能、指导网络协议设计至关重要.本文着重探讨了互联网AS(autonomous system,自治域)层拓扑的局部连接偏好性和簇度相关性,提出了局域世界的动态地改变大小和选取方法;并基于互联网规模的摩尔定理给出了网络指数增长的模拟细节;并在吸取局域世界模型思想和PFP(positive feedback preference,正反馈偏好连接)模型非线性择优概率的基础上,充分刻画出拓扑演化过程中节点与链接的生与灭随机事件,建立了一种互联网AS层拓扑动态演化模型(ITALW).计算机建模和数值仿真分析表明,该模型不仅能够模拟大部分网络宏观特征,还能够较为准确地模拟互联网AS拓扑的局部行为.     

基于蒙特卡罗方法的森林冠层BRDF模拟

蒙特卡罗(MonteCarlo)是一种随机统计方法,被广泛用于模拟可见光森林冠层BRDF(双向反射率分布函数)。基于蒙特卡罗方法构建了光子与植被冠层之间的随机过程,给出了蒙特卡罗模拟森林冠层的BRDF的具体实现方法。在此基础上,讨论了蒙特卡罗模拟中的关键技术:光子自由路径的计算;光子散射方向的确定;BRDF热点效应纠正;光子能量收集算法。实践表明,蒙特卡罗方法能准确模拟出森林冠层BRDF,并能作为其他森林冠层BRDF模型的有效检验工具。     

基于战争能量的作战模拟模型

将电磁理论引入到作战模拟当中，创建了一个基于战争能量的作战模拟模型。该模型可以直观地描述战斗力的一些要素在排兵布势阶段所发挥的作用，能够较好地模拟一些现有模型难以直接描述的现象，为作战模拟提出了新的方法和思路。     

电动汽车锂电池PNGV等效电路模型与SOC估算方法

基于PNGV(the Partnership for a New Generation of Vehicles)电池等效模型,考虑了温度对模型参数的影响,提出了一种以电池等效模型的开路电压插值估算电池荷电状态(SOC)的方法。通过锂离子电池的充放电试验与HPPC试验,识别模型参数,然后使用Matlab/Simulink进行仿真计算。仿真和实验表明,所选取的PNGV模型精度高,能真实的模拟电池充放电特性,再结合开路电压插值计算电池SOC,可有效解决安时法(AH)估算SOC存在的累计误差和初始值估算不准确的问题,最终使SOC估算值控制在高精度范围内。     

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。     

集成“3S”技术的森林防火决策支持系统研究

从数据库设计、火险等级预测、火灾损失评估、空间分析、信息提取等功能模块方面,分析了基于地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和遥感(RS)技术的森林防火决策支持系统的结构和开发环境,系统采用组件式GIS技术,成功地实现了3S与林火损失评估模型、林火预测模型的无缝集成.文章还探索地把粗集理论应用在林火等级预测中.该系统具有数据管理、更新、互查询、显示、输出和模型分析等功能,为森林防火管理提供及时的、可靠的信息支持.     

基于图结构的暴雨事件组织方法研究

在高时空分辨率的降雨数据支持下,分析和追踪暴雨事件的精细结构和动态行为成为可能,但存在数据量大、数据组织结构复杂的特点,对暴雨事件的时空组织与存储提出了巨大挑战.本文基于暴雨事件的演化过程,设计了一种"顶点-边界"的图结构表达模型,并构建基于Neo4j的图数据库,实现暴雨事件的组织与存储.图数据结构中的顶点描述暴雨事件对象,记录暴雨事件空间位置、降雨数据等状态信息;图有向边对暴雨顶点进行关联,记录暴雨状态之间的关系、变化速度、方向等动态信息.最后,综合时间序列模型和空间拓扑关系,设计基于图的暴雨事件组织模型,基于Neo4j图存储方式R-Tree空间索引存储暴雨矢量数据集,并构建暴雨事件库.基于Neo4j和Oracle Spatial的暴雨事件库的对比分析结果表明,Neo4j事件库在数据入库和时空查询性能方面具有优势.     

轻量级WebVR地铁站大规模火灾情景实时仿真研究

大规模火灾仿真需要庞大的计算量和卓越的渲染能力，对Web端实时在线火灾仿真系统的实现提出了挑战。提出了一套轻量级Web端地铁站火情实时仿真技术框架。基于火灾安全领域中的计算公式整理简化，分析地铁站防烟设施影响，提出了基于防烟分区的两阶段烟雾扩散模型，实现烟雾扩散趋势计算；提出了Web端的防烟分区级多粒度粒子发射器框架，完成火焰和烟雾形态的渲染，实现基于Web端实时计算和可视化过程。试验验证表明：本文方法与专业火灾模拟软件模拟结果在大体趋势上相近，并且打开网页即可实时在线对火灾进行模拟，在便捷性上拥有显著优势。     

基于主体的动态竞争模型的设计与仿真

企业竞争是一个动态演化过程，结合复杂适应系统理论，借鉴Holland的ECHO模型的建模思想，从系统演化的角度出发，给出了基于主体的动态竞争模型框架，设计了相应的运行机制。最后，建立了市场竞争的简化模型，设计了相应的仿真参数，通过Swarm仿真平台模拟了零售商的动态竞争行为和演化过程，并对仿真结果进行了分析。     

劳资冲突行为演化的随机突变分析及稳定性

针对员工群体与组织之间在利益分配过程中冲突行为的演化过程，借助于演化博弈理论建立复制动态方程，同时结合突变理论将复制动态方程转化为经典的尖点突变模型，运用突变理论分析员工层面与组织劳资冲突行为的演化过程。在此基础上，在尖点突变模型中加入随机扰动项，解释员工层面与组织在受到随机扰动的情况下对抗行为的演化，并给出对抗事件演化的稳定性分析。最后，给出模型的数值模拟分析。模拟结果表明：员工的边际生产率越高，员工群体层面爆发冲突行为发生突变的可能性越高，员工的边际生产率越低，冲突行为越趋于稳定；员工的努力成本越低，在员工发生对抗事件过程中组织采取强硬措施的可能性越高；对抗事件对员工层面造成的损失越大，冲突事件发生突变的可能性越小。     

高大空间建筑火灾数值仿真模型的应用研究

采用经验公式、区域模型和场模型这三种国际上最常用的数值仿真方法来分别研究大空间建筑火灾的特性.通过数值试验,了解不同仿真模型的模拟效果和异同,从而选择出适合大空间建筑火灾模拟分析的模型和方法以及适用条件.此外对FDS模拟大空间建筑火灾的相关参数进行了研究,分析了不同参数设置对模拟结果的影响,可为今后科学研究和工程实践提供参考.     

基于分类基因的非常规突发事件免疫风险识别模型

运用免疫学基因理论研究非常规突发事件识别问题,构建了突发事件免疫风险识别框架,建立了基于信息熵的免疫风险识别器模型,在突发事件分类免疫基因假设的基础上进行了突发事件信息免疫模拟,总结出各类事件在显性概率、变异概率以及能量的阈值,并将单一的能量指标转化为分类信息,揭示了突发事件分类信息映射关系,研究显示非常规突发事件存在较多问题信息,但大多隐藏于大量的可控信息与可辨信息中,并通过案例分析验证了模型的科学性。模型的应用有利于对非常规突发事件的预测识别,更有利于免疫系统与非常规突发事件进行更深层次的学科融合。     

突发洪水灾害事件关联度模型

洪水灾害发生过程中各事件之间的关联度直接影响洪水灾害的演化方向。基于知识元理论,分析突发洪水演进过程中的洪水灾害系统要素,构建系统要素知识元模型,通过分析环境单元、承灾载体知识元与灾害事件知识元间的作用关系,建立环境单元、承灾载体知识元子网络与突发事件知识元子网络构成的超网络。利用超边相似度匹配算法,计算突发洪水灾害演化过程各事件知识元的关联度,定量描述突发洪水灾害事件关联关系及程度,为后续研究洪水灾害事件演化、挖掘事件间隐藏关系提供支持。以沂沭河流域洪水灾害演化过程为例,计算沂沭河流域突发洪水灾害事件间的关联度,以关联关系图表示,证实了研究方法的有效性。     

基于复杂适应系统的群体组织形成模型及其模拟

以复杂适应系统理论为基本指导思想,利用基于主体的计算机建模方法,在Swarm平台上构建和实现了群体组织形成过程模型.通过设置模型的各种模拟参数,对组成群体组织的微观主体行为,以及主体与主体之间的相互作用进行模拟实验,在可视化窗口观察组织形成的整体动态演化过程,并对模拟结果进行了分析.该模型与实际现象相符合,表明了模型的有效性.