THE RELATIONSHIPS OF THREE ELEMENTARY CELLULAR AUTOMATA

Limit language complexity of cellular automata which is first posed by S. Wolfram has become a new branch of cellular automata. In this paper, we obtain two interesting relationships between elementary cellular automata of rules 126, 146（182） and 18, and prove that if the limit language of rule. 18 is not regular, nor are the limit languages of rules 126 and 146（182）.     

CATALAN NUMBERS, DYCK LANGUAGE AND TIME SERIES OF ELEMENTARY CELLULAR AUTOMATON OF RULE 56

A new approach to study the evolution complexity of cellular automata is proposed and explained thoroughly by an example of elementary cellular automaton of rule 56. Using the tools of distinct excluded blocks, computational search and symbolic dynamics, the mathematical structure underlying the time series generated from the elementary cellular automaton of rule 56 is analyzed and its complexity is determined, in which the Dyck language and Catalan numbers emerge naturally.     

Limit Set Problem of Multi-Agent Systems with Finite States: An Eigenvalue-Based Approach

This paper studies the limit set of multi-agent system with finite states, in which the system is converted into a linear system through an expansion of space. Then, the structure properties of the system matrix are investigated, and the relationships between the eigenvalues and the limit set are developed. As an application, the nilpotent problem of elementary cellular automata(ECA) known as algorithmically undecidable is considered, and all the nilpotent ECA are found out which consists of rules 0, 8, 64, 239, 253, 255.     

一个基于细胞自动机的多秘密共享方案

基于一维细胞自动机和中国剩余定理提出了一个新的多秘密共享方案.该方案将多个秘密打包成一个大秘密,将其作为细胞自动机的一个初始配置;通过对细胞自动机进行反向迭代来重构所共享的秘密.分析表明,该方案实现简单,在计算上是安全的,并且是一个完善的方案.     

基于组合规则熵的一维二值元胞自动机行为研究

为在Langton参数的基础上对一维二值元胞自动机的性质及其动力学行为进行更细致的分析,提出了用组合规则熵刻画元胞自动机规则的方法并证明了一维二值元胞自动机组合规则熵的最大值和最小值定理.实验还进一步表明组合规则熵能够在Langton参数的基础上对元胞自动机的规则进行更细致的刻画,有利于对元胞自动机动力学行为的分析和提...     

二维细胞自动机伪随机序列发生方法研究

首先介绍了细胞自动机的基本概念。根据具有输入的细胞自动机的转移特征方程推导出了具有梯形结构的二维垂直邻居受限细胞自动机周期等统计特性。根据这些特性提出了一种二维细胞自动机伪随机序列发生方法。计算机模拟表明 ,具有梯形结构的二维垂直邻居受限细胞自动机伪随机序列发生器实现简单 ,产生的序列具有速度高、周期长和统计特性好等优点。     

基于细胞自动机的高速密钥产生方法研究

密钥管理是对称密钥加密体制的核心,而密钥产生方法则是密钥管理的基础。介绍了密钥产生的一般方法;根据输入边界细胞自动机的特性提出了一种基于细胞自动机的高速密钥产生方法,并对其统计特性进行了研究。计算机模拟实验表明:基于细胞自动机的高速密钥产生方法不仅具有良好的统计特性(0/1比特的平衡性等),而且具有非体制受限系统的特点。     

基于演化熵的一维二值元胞自动机行为度量

为实现计算机自动识别和搜索特定类型的一维二值元胞自动机,通过计算其演化熵,实现了对一维二值元胞自动机动力学行为描述的度量,并给出了演化熵平面类型域与其不同动力学行为之间的对应关系,最后结合演化熵分析了不同的Langton参数下一维二值元胞自动机动力学行为的分布情况,发现一维二值元胞自动机的Langton参数在刻画其动力学行为时与普适规律不符,而具有以参数0.5为中心的对称性。     

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。     

混入智能网联车队的混合交通流元胞自动机模型

针对现有自动-手动驾驶混合交通流元胞自动机模型未考虑智能网联车队队列行为,提出了考虑智能网联车队的混合交通流元胞自动机模型,研究混入智能网联汽车车队的混合交通流特征。对混合交通流中的跟驰行为进行了分析,基于跟驰行为的特征,分别构建人工驾驶跟驰模式、自适应巡航模式、协同自适应巡航车队模式的元胞自动机规则,基于数值仿真实验对不同智能网联车渗透率下的混合交通流特性及拥堵情况进行了分析。结果表明：智能网联汽车的应用可显著提高道路通行能力和车辆平均速度,进而有效地缓解交通拥堵。     

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。     

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。     

基于元胞自动机的知识型企业生命体健康演化模拟

将元胞自动机的建模理论与方法应用于知识型企业生命体健康的演化,初步建立了基于元胞自动机的知识型企业生命体健康演化模型。通过对多种情况下知识型企业生命体的健康演化的模拟与分析,认为构成知识型企业生命体的智能单元的健康保持能力、自修复能力、生命体的初始健康状态是影响知识型企业健康的关键性因素。因此,应加强培育智能单元的群体智慧及智能单元的动态能力,以促进知识型企业的健康持续发展。     

改进点格自动机交通网络模型及交通系统自组织现象的研究

基于点格自动机的原理,提出一种比较切合实际的改进点格自动机交通网络模型。该模型把交通网络分为“道路”和“路口”。用队列来模拟“车流”,车辆密度分为三档。在此模型基础上,研究了不同情况下交通系统中的自组织现象。理论上分析了自组织形成的动态过程。并进行计算机仿真     

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。     

基于元胞自动机的组织内H1N1传播仿真研究

实体组织内H1N1传播的防控对于整个社会的H1N1防控有重要的作用,研究一个组织内H1N1的传播防控对于防控类似的疾病传播有重要的参考价值。文中根据组织内人群之间的关联特性,构造互传播群,基于元胞自动机的基本原理,设定了元胞自动机的演化规则,实现了组织内H1N1传播的元胞自动机仿真。通过实验收集了H1N1仿真传播的数据,描述了H1N1传播的数据特性。研究结果表明,H1N1的传播强度和组织内的人员活动以及及时施措关系密切。

Abstract：

The prevention and control on H1N1 spread within an organization is important for the whole society.And the study on the prevention and control on H1N1 spread acted an important role on the reference about the prevention and control on the similar disease.The inter-transmission-group was structured,according to the relationship within an organization.The cellular automata evolution rules was set based on the basic cellular automata principle,and then,the cellular automata simulation was implemented within an organization.The data on the H1N1 spread simulation was collected through experiments,and then the characteristics data on H1N1 spread was described.The H1N1 spread intensity is related with personnel activities within an organization,and timely measures with it.     

元胞自动机用于金融市场建模

给出了基于元胞自动机的金融市场模型的一个简短综述,特别介绍了针对无约束和有约束股票的两个典型模型及其主要结论.文末提出了元胞自动机建模思想可能的局限性.     

函数优化的元胞蚂蚁算法

蚂蚁算法是一种源于大自然中生物世界的新的仿生类算法,已在一系列困难的组合优化问题求解中取得了成效;元胞自动机作为一种离散的动态模型在大规模的仿真计算能力方面为研究系统的行为提供了有效的虚拟实验室.基于蚂蚁算法和元胞自动机的原理,提出了一种元胞蚂蚁算法及其数学描述,可用于求解连续系统的优化问题.算法在MATLAB环境下实现,并对一些难题实例进行了验证和测试,获得了较好的效果.     

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。     

一维五邻居元胞自动机的演化行为

依据一维五邻居元胞自动机的演化特点,借助于卡诺图,导出其演化规则的函数形式.进一步利用推导出的规则的函数形式,给出演化规则(eOefeOeO)的性质及性质证明和计算机数值模拟.