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。     

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．     

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。     

基于元胞自动机的行人流疏散模拟研究

根据二维元胞自动机的Moore邻居确定行人运动规则,建立基于元胞自动机的行人流疏散模型,对房间内人员疏散过程进行模拟研究,得到了疏散时间与房间出口宽度、人员密度之间的变化关系.该模拟结果对紧急情况下的人员疏散具有一定的指导意义.     

基于多层协作机制的人员疏散模拟研究

为加强疏散模拟的真实性,在充分研究疏散复杂性的基础上,提出了基于多层协作机制的疏散模拟方案.分别采用智能体模型、地理信息系统模型和元胞自动机模型对人员描述层、建筑环境层与驱动转换层等功能层次进行了构建.各层次在实现自身功能的同时交互协作,达到整体功能的优化.模型较好地反映了建筑布局特征与人员疏散行为特征,实现了元胞状态的动态描述与记录,具有多层协作机制良好的扩展性.模拟结果与实测值和经验公式值相比较,符合较好.     

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。     

一种体现心肌细胞传导记忆的元胞自动机模型

元胞自动机是研究心肌电信号动力学行为的重要辅助工具,但经典Greenberg-Hastings元胞自动机具有恒常的速度分布,不能反映心肌细胞电信号传导速度对历史状态的记忆。本文在Greenberg-Hastings元胞自动机基础上考虑心肌细胞上一个状态周期对心肌组织电信号传导速度的影响,建立了一种体现心肌细胞传导记忆的元胞自动机模型。利用所建立的模型,本文不仅能模拟心肌组织中稳定螺旋波的产生与维持,还再现了螺旋波的多普勒失稳、爱克豪斯失稳以及这2种失稳同时产生的现象,这些螺旋波失稳现象是经典Greenberg-Hastings元胞自动机模型所无法产生的,并对以上现象的产生原因进行了分析。本文的结果为进一步利用元胞自动机方法探讨心肌细胞传导记忆性对螺旋波动力学规律的影响提供了参考。     

基于人工势场和元胞自动机的人员疏散系统仿真

基于元胞自动机模型对公众场合火灾中人员疏散进行研究,通过对火灾中疏散个体微观建模,结合人工势场将影响人行为的火、门和障碍物等各种因素量化,构建出元胞的移动规则,从而确定元胞下一时间步长的移动路径.仿真结果显示,该系统能够较真实地模拟人员疏散过程.     

基于GIS的CA-PSO多出口场景疏散模型研究

参考当前所处位置的人员密度以及所选出口的密度大小,融合元胞自动机与粒子群优化算法,建立了一个新的CA-PSO人员疏散模型模拟教学楼中学生的疏散过程.通过对同一疏散环境中教室的学生进行模拟疏散实验对比,结果表明:在元胞自动机模型基础上结合粒子群优化算法,模拟疏散过程的结果更加符合实际,疏散效率高.将其结合地理信息系统,模拟教学楼某楼层学生疏散行为,具有较好的实用性和通用性.     

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。     

考虑车辆间博弈行为的交通流

从二维城市道路元胞自动机交通流模型和一维道路元胞自动机模型两个方面介绍车辆间博弈行为对交通流的影响.总结了目前交通流研究中引入合作者和背叛者之后,道路交通状况的改变.通过考虑车辆之间的博弈行为,研究司机驾驶行为对道路上车流量的影响,希望找到能使交通系统车流量达到最大的驾驶行为准则.     

元胞自动机双车道模型耦合效应研究

将元胞自动机的演化与交通规则相联系，建立元胞自动机交通流模型。研究由快慢双车道组成的交通系统当车道的车辆密度不对称时所引起的系统交通流特性的变化。计算机数值模拟结果表明，在不同的初密度分布条件下，双车道模型呈现出无耦合的自由运动相，有耦合的自由运动相，有耦合的两道各为局部阻塞相与畅通相的混合相似及无耦合的局部阻塞相等各种自组织行为。     

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。     

基于运动模式和元胞自动机的火灾环境下人员疏散模型

为模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出了一种基于运动模式和元胞自动机的人员疏散模型。该模型借助智能移动机器人的运动模式,并考虑了火灾环境对人员的疏散行为的影响,即火灾环境对人员造成的生理心理影响从而导致低效的疏散行为。引入一个健康度的概念,在疏散过程中,人员的健康度会受到其周围的烟气浓度、温度,氧气、二氧化碳和一氧化碳浓度的影响而不断下降,从而导致人员的疏散方向的错位和疏散速度的下降。模拟了不同期望速度的人员从发生火灾的建筑物中疏散的典型过程。模拟结果与实际情况相符,模型为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架。     

非洲猪瘟舍内传播元胞自动机仿真研究

为了研究非洲猪瘟在封闭式猪舍内传播的规律,本文通过引入SI模型,并在此基础上进行改进,结合猪舍内猪只的移动规律及个体体质的差异,分析猪舍内猪只感染非洲猪瘟的概率;设计猪只个体接触后的感染规则,构建元胞自动机模型进行仿真,模拟非洲猪瘟在猪舍的传播情况;通过将元胞自动机模拟的非洲猪瘟的传播仿真结果与传统SI模型的传播数据进行对比分析。结果表明,元胞自动机仿真非洲猪瘟舍内传播能够与传统的SI模型传播数据可以实现较好的拟合,拟合度为0.96,同时使用元胞自动机作为非洲猪瘟的传播模型在预测方面具有优势,可以通过迭代对传播过程可视化,进而实时预测非洲猪瘟在密闭猪舍的传播轨迹,为相关传染病的仿真研究提供了理论指导。     

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．     

基于元胞自动机的井下人员逃逸仿真方法研究

本文提出了基于元胞自动机模型的人员在井下逃选仿真方法。在该方法中,首先用元胞自动机模型描述了地下矿巷道网络系统．用元胞来描述人员逃逸过程。在此基础之上,又增加了对人的分析,不再把人看成无意识的粒子,如人的速度和人的强壮程度。人的速度不再是一个定值,而是可变的;本文为考虑在矿井下的人员逃逸提供了一个可行的框架。     

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.