基于细胞自动机的信号控制交叉口交通流模拟

应用细胞自动机方法对信号控制交叉口的动态交通流进行建模和模拟,可以使比较复杂的交通状态模拟用相对简单的计算来实现。介绍了几种用于交通流模拟的细胞自动机模型及其研究进展,在上基础上,给出了一种新的细胞自动机模型来描述车辆在交叉口的转移状态,讨论了交通拥挤和延误的二维演变,并用这一方法模拟了不同规则下的车道变换问题,通过比较模拟结果和原始输入方案可以优化信号配时。     

格值自动机的产生式推理建模方法

针对多规则多结论的复杂产生式推理,将形式化语言识别能力和产生式推理结合起来,提出一种基于格值自动机的产生式推理建模方法.首先,利用格值自动机理论优点,将复杂产生式推理过程用格值自动机的格值语言描述出来,从而建立通用的产生式推理模型;其次,给出模型的规则间逻辑正确性验证方法,以及模型随规则库更新而更新的方法;最后,用实例验证建模方法的正确性.结果表明:该方法可以充当专家系统的辅助决策系统,具有较好的现实意义和实用价值.     

基于时间自动机的嵌入式系统AADL模型可调度性验证

采用时间自动机形式化模型检验方法建立了结构分析与设计语言(AADL)调度模型的自动机,实现了从AADL模型到时间自动机模型的自动转换与验证.首先,设计了周期、非周期的线程时间自动机模板及抢占、非可抢占的调度器时间自动机模板,建立了AADL调度模型到时间自动机模型的语义映射法则.然后,设计了自动化模型转换插件,并将其集成到OSATE建模工具中,实现了建模、转换、验证的集成开发环境.最后,利用UPPAAL工具对时间自动机模型进行模拟与验证.仿真实验结果表明,所建立的模型转换方法能够有效、实时地将AADL模型转换为时间自动机模型,并可在UPPAAL中分析原模型的可调度性.     

一种一维细胞自动机的分类

讨论了基本细胞自动机的一种扩展模型,通过二元矩阵展现了局部规则与全局演化的关系.利用矩阵的秩对这类细胞自动机进行了计算机实验分类.     

高阶细胞自动机新的数据压缩方法

构造出高阶置换映射，进而得出更有效的高阶细胞自动机超并行数据压缩方法，与细胞行动机超并行数据压缩方法相比，其处理速度可以成倍地提高。证明了用遗传进化算法得到的高阶细胞自动机元胞级无失真数据压缩规则的正确性和可行性。并推广到任意阶，给出了对应的置换映射，之后讨论了有关的时间复杂性及高阶数据压缩方法的有效性。     

基于元胞自动机理论的协同设计任务调度模型

分析了设计任务调度的特点,提出了基于元胞自动机理论的调度模型。对元胞自动机任务调度模型进行了数学描述,对设计任务调度的策略进行了分析,建立了元胞自动机目标调度模型,通过具体算例对所提出的模型进行了验证,表明元胞自动机模型可以有效地进行任务调度的优化。     

优先级调度规则建模研究

基于规则的调度方法已广泛应用于各类调度问题的求解中。为揭示规则对调度系统所产生的具体作用,研究了调度规则的建模问题,并主要运用Ｐｅｔｒｉ网为优先级调度规则建模。文中首先分析了普通Ｐｅｔｒｉ网模型中分别存在于库所、令牌和变迁这三个层次上的顺序冲突现象,认为这些冲突可通过引入相应的优先级调度规则来解决;接着结合实例运用三种类型的扩展Ｐｅｔｒｉ网对各层次的优先级调度规则建模;最后通过分析规则调度系统的结构特征,指出可运用混合动态系统领域的有关理论来研究规则调度系统的建模、分析和控制问题。     

基于轨迹映射模型的天车多目标调度方法

为有效解决生产过程中的多天车调度问题,在统筹考虑天车任务初始态和时空约束等特征的基础上,提出一种全新的天车轨迹映射模型.结合传统差分进化方法,将库位分配规则和天车分配算法融合到调度算法的每一次迭代过程中以指导算法寻优.以最小化入库订单延迟成本和最小化出库订单等待成本作为评价指标,设计仿真试验并与经典多目标优化算法进行对比,验证了算法是有效可行的,进一步的数值试验表明了合理的调度规则可以有效提高天车调度性能.     

基于UPPAAL的虚拟生产系统仿真

虚拟生产系统(VPSs)是一种为应对易变的和不确定的制造环境而提出的新型生产资源结构形式.针对VPSs的特点,提出了基于自治与协调机制的控制结构.应用赋时自动机理论以及在UPPAAL的辅助下,对VPSs进行了DEDS的建模.为获得期望的性能(生产流程和时间)和行为特性(避免冲突和死锁),设计了基于启发式调度规则的自治与协调监控器,并进行了系统分析和时间最优调度的计算与仿真,从而构建起兼顾控制和调度问题的VPSs闭环监控系统.     

一种基于进化博弈论的云计算虚拟计算资源配置模型

目前针对云计算的资源配置策略研究多关注于云计算资源提供商状况,研究云计算资源提供商的虚拟资源调度管理策略,可以提高云计算资源的可靠性和资源利用率.本文针对云应用提供商,提出基于进化博弈论的自适应资源配置模型,以性能目标为进化博弈目标,通过该模型得到最优的资源分配策略.对比实验结果显示,本模型能有效减少资源的使用.     

面向高效精准柔性混装作业的智能元胞调度方法研究

柔性混装生产多目标调度系统的动态性、开放性和大规模性导致常规算法失效,因此迫切需要研究新的调度算法。在推理其他算法局限性基础上提出使用Agent形成智能元胞自动机ICA使之具有自学习功能,并基于装配投产序列调度和工位任务分派目标,首次建立智能元胞调度ICAS三维网络模型及构造“弹簧邻居”特殊邻域和“弹跳”和“层跃”特别行为,实现混装作业微观自适应调度。仿真实践证明,该智能元胞调度ICAS方法可靠,计算复杂性降低,为复杂调度问题提供了新手段。     

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,利用所提方法改进了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：所提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。     

基于虚拟股市的演化复杂性度量与分析

建立了基于遗传元胞自动机的虚拟股市模型,股市中的股民用元胞代表,股民具备自主学习的能力,同时亦受邻近股民投资历史的影响,股民间的相互影响通过选择算子与交叉算子实现,外界环境通过改变变异概率影响股市系统的演化行为.提取了度量系统演化复杂性的特征量,并在此基础上,研究了它与个体数量及耦合强度之间的关系.大量实验表明：足量的个体与适度的耦合强度有利于维持系统的长期演化.     

自适应元胞遗传算法与股票价格行为分析

与以往侧重于刻画从众模仿行为的元胞自动机价格模型不同,论文基于Moore型邻居投资者分布结构,以预测精度为切入点,将遗传算法引入到元胞自动机股票价格模型中,投资者与“邻居”沟通和分享信息,并由遗传算子来优化其对股价进行预测的各要素权重;研究了两种预测模式下的权重演化行为。以及权重交叉概率对股价行为（收敛性、波动性等）的影响;模拟了预期驱动下,股价与市场情绪的关系．研究认为：元胞遗传算法的引入,较好地驱动着股票价格回归基本价值,减轻了股票市场的波动性．     

机器人路径规划的元胞自动机算法

采用Moore型邻居规则建立机器人路径规划的元胞自动机模型和演化规则,通过对移动机器人的路径进行演化,讨论了周围环境已知情况下的移动机器人元胞自动机路径规划问题。在演化规则中增加危险度检测,使得机器人能够避免碰撞和穿越障碍,仿真实验结果表明,利用元胞自动机可以实现复杂环境的机器人路径搜索,避免死锁和碰撞,达到快速的最优路径。     

基于不同分配策略的云计算任务调度性能比较与分析

形式化描述了云计算环境下的负载均衡任务调度问题,借助动态规划方法形式化推导了最早完成时间的启发式优先分配策略,给出了基于先易后难优先分配策略、先难后易优先分配策略的启发式云计算任务调度算法。阐述了基于顺序调度策略、先易后难优先分配策略、先难后易优先分配策略等启发式任务调度算法和基于禁忌搜索策略、元胞演化策略等智能任务调度算法。针对不同分配策略的云计算任务调度进行性能比较与分析,提出了完成时间可改进百分比和资源负载平衡因子的调度性能评价指标,实验数据对比充分表明:与启发式调度算法相比,智能调度算法能减少任务执行时间,优化资源负载均衡性能。     

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。     

求解约束优化问题的元胞混洗蛙跳算法及应用

为解决混合蛙跳算法在求解连续函数优化问题中出现的收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种求解约束优化问题的元胞混洗蛙跳算法.算法利用元胞的邻域结构代替基本蛙跳算法的分组方法,进而克服经典混洗蛙跳算法分组的缺点.通过元胞自动机的邻域结构和演化规则降低算法的选择压力和保持种群多样性,利用改进的螺旋进化方式和混沌变异方式平衡局...     

任意相邻元胞自动机中的复制斑图

给出了任意相邻元胞自动机复制的动力学描述, 发现一 种新的复制现象: 拷贝复制. 通过研究Boolean型变量和概率型变量的演化方程, 发现这种 复制行为只发生在Boolean型变量中, 概率型的演化结果不具有复制行为. 即使在Boolean型 变量中, 相邻点的作用与远程点的作用也存在着差别.     

三维Fredkin规则元胞自动机

给出了三维Fredkin规则的元胞自动机. 通过选择三维Von Neumann相邻以及三维Fredkin规则, 实现了元胞自动机在三维空间中对简单初始构型的自我复制.