基于土壤侵蚀的元胞自动机转换规则框架

黄土高原的土壤侵蚀过程可以被看做是一种地形演变的复杂系统。元胞自动机是一种能够很好的体现这样复杂现象的理论模型,因其非线性的特点使得其在土壤侵蚀的预测方面相比其他模型能够有一定的优势。本文利用元胞自动机的思想对于在降雨条件下的土壤侵蚀过程进行探究。利用每个单位元胞内的水量平衡和泥沙平衡构建元胞之间各参数的转换规则,利用D8流向算法计算水流方向。综合得出一种基于水量平衡与泥沙平衡的土壤侵蚀元胞自动机转换规则框架,并利用netlogo建模环境来实现模型,得出了较好的模拟结果。     

四状态元胞自动机的复杂性研究

四状态元胞自动机较以往的类型来说是一种崭新的类型,本文主要针对该类型的一维元胞自动机进行研究,对几种规则进行涌现计算发现了几种不同的斑图,并在此基础上对元胞自动机的复杂性进行了研究.     

基于元胞自动机的莫莫格湿地土地覆被预测模拟

本文运用元胞自动机结合人工神经网络方法,利用1986年和2004年两时期的ETM遥感影像,对莫莫格国家级湿地自然保护区的土地覆被变化进行了动态的模拟和预测,探讨了元胞自动机模型在湿地土地覆被变化预测和湿地资源保护方面的重要作用,为湿地资源的动态监测与可持续发展提供参考和决策支持。在模型实现过程中,以正六边形元胞取代传统的四边形元胞,克服了传统四边形元胞各向异性的先天不足,减小了模型预测的误差。应用BP神经网络与元胞自动机相结合自动挖掘出元胞自动机模型的转换规则,不仅降低建立多种土地覆被类型预测模拟的难度,而且减少了人为的主观因素,提高了准确性。将模型应用到莫莫格湿地保护区,预测的结果与实际土地覆被类型比较得出预测精度达到约80%,通过对该地区未来34年土地覆被变化的预测,反映出了该地区耕地面积增大、湿地减少的生态环境变坏的趋势,为该保护区的管理和发展提供了参考。     

改进的元胞自动机人员疏散仿真模型研究

近几年来,地震、火灾等自然灾害频繁发生,恐怖袭击事件突发频率也呈日益攀升之势,公共安全问题成为社会热点,灾难突发时人员疏散问题的建模与仿真技术成为研究热点。立足已有的元胞自动机模型,充分考虑了人员在疏散时的心理特点和行为特点,提出了一种改进的元胞自动机模型,通过改进的元胞自动机模型对人员疏散问题进行建模与仿真,更加真实再现了行为人在紧急疏散时表现出来的从众性和自组织性,其研究成果为人群疏散仿真研究提供了有力支持。     

滑动钻进中水力振荡器对钻井提速的影响

现场实践表明,水力振荡器可以有效减少滑动钻进过程的摩擦力,缓解托压问题。为了揭示水力振荡器与钻井提速之间的关系,本文考虑了摩擦力的非线性,建立了带水力振荡器的钻柱动力学模型,引入初始条件和边界条件,求解钻柱振动的有限差分方程,并给出具体的计算流程。将模型应用于实例研究,比较了带振动器和不带振动器的钻柱参数变化,并对水力振荡器的振幅、频率和安装位置进行了敏感性分析。计算结果表明,使用水力振荡器可以更好的降低摩擦力,有利于轴向力的传递;水力振荡器的振幅是影响钻井提速的主要因素,合适的安装位置和频率对钻井提速也有一定的效果,但效果不明显。因此,在安全钻进的情况下,应尽可能的增大水力振荡器的振幅。研究结果对水力振荡器的优选及钻井提速具有重要意义。     

基于MATLAB的非线性方程组的求解方法

对于大量的工程实际问题、经济学问题、动力学问题、数学建模问题等等,面临的困难之一就是非线性方程组的求解。经典的非线性方程组的求解方法有牛顿法、梯度法等等,但这些经典求法在实际应用计算时仍存在许多困难。本文将介绍基于MATLAB的编程计算方法,以此来提高求解非线性方程的效率。     

基于元胞自动机的信息服务扩散过程模拟研究

利用元胞自动机理论,建立了反映信息服务扩散过程的元胞自动机演化模型,分别模拟了用户的需求以及服务-需求匹配度这两个因素对信息服务扩散程度的影响,通过分析模拟结果,得出开展信息服务的一些启示.     

元胞自动机在景观格局优化中的应用

在景观格局优化方法的发展过程中,以景观模拟演化为核心的景观格局优化模式已显示出优越性,这种模式在大量景观变化模拟预测结果形成的状态空间中搜索景观格局的优化方案,优化的客观性和自动化程度较高。但由于目前在景观尺度上的格局和过程相互作用规律尚缺乏定量的描述,限制了这种优化模式的发展。而基于元胞自动机的空间直观模型,由于元胞自动机固有的特点,在解决一系列技术难点的前提下,有望解决这一模式在目前发展中受到的限制。本文介绍了元胞自动机的原理和在景观生态学中的已有应用,认为元胞自动机获得广泛应用的原因在于,它有且仅有以下3个最本质的特征：状态的表达在空间上的离散性;状态变化的表达在时间上的离散性;状态转变的空间相关性。在此基础上,阐释了元胞自动机应用于景观格局演化的一般优势和相对优势,以及它在景观格局优化应用中存在的困难。针对这些困难,提出了部分的解决方案。最后对于以基于广义元胞自动机的空间直观模型为核心的景观格局优化模式,提出了一个可能的体系结构和流程图。     

技术创新横向扩散的元胞自动机模型及实证分析

本文简要回顾了传统技术创新扩散的定量分析的发展过程，并针对传统定量分析研究的不足，建立了基于元胞自动机技术创新的横向扩散模型。本文利用中国移动通信手机用户数据进行了实证研究，研究显示该元胞自动机模型所模拟出来的结果符合实际情况。     

轮轨垂向接触刚度分析

目前在机车／线路耦合动力学研究中,常采用赫兹非线性理论计算轮轨接触刚度,由于赫兹理论存在局限性,本文采用有限元计算方法,建立了三维轮轨接触模型,考虑了钢轨弯曲对接触区的影响,计算出合理的轮轨接触状态,考虑枕木周期变化对轮轨接触刚度的影响,考虑了道床对轮轨接触刚度的影响,计算得到轮轨接触刚度并与基于赫兹非线性理论的轮轨接触刚度进行比较。     

基于元胞自动机的企业文化认同度仿真

通过元胞自动机模型模拟员工对企业文化态度的动态演化过程,并探索其在外部环境影响下的演化规律及结果。通过对传统的元胞自动机模型进行扩展,引入了外部影响因素变量,以提高元胞自动机模型的表达能力。基于此扩展,建立了企业文化认同度演化模型,并设定了相应的演化规则。通过模拟不同影响因素条件下企业员工对企业文化认同态度的演化过程,分析了各种因素的影响力,并得出企业文化环境因素是员工对企业文化认同度的主要影响因素等结论。     

交通流复杂动态特性的微观和宏观模式研究（英文）

本文在综合分析现有各种类型的交通流模型的基础上，提出更为符合实际的微观模型和宏观模型。具体地说，我们提出了一种全速度差车辆跟驰模型，一种考虑前车速度效应的元胞自动机模型，另一种能较好模拟同步流的元胞自动机模型，以及一种能体现交通流各向异性特征的速度梯度宏观连续模型。通过理论分析和数值模拟，研究了交通流中的各种非线性现象，并探讨了各种不同类型的模型之间的相互联系。     

元胞自动机模拟在市场营销中的应用

元胞自动机（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ａｕｔｏｍａｔａ,ＣＡ）模拟技术为探索市场等复杂的经济和社会系统开创了新途径,本文运用ＣＡ模拟方法,研究存在带外部效应市场的动力学演变行为,为新产品及新技术的扩散理论提供了微观学的机制。     

气体钻井中钻柱瞬态动力学分析

根据空气钻井中钻柱实际工作状态,在ANSYS中建立计算模型,对其进行瞬态动力学仿真,分析仿真结果,得到钻柱的瞬态动力学特性,从而为实际工程应用及合适的材料选取做准备。     

减振器安放位置对钻头轨迹的影响规律分析

针对减振器安放位置的优选问题,基于钻柱振动方程与系统动力学基本理论,建立了钻柱系统动力学模型,并根据实钻井眼参数和操作参数建立了钻柱系统和钻头轨迹的数值计算模型,分别对不同减振器安装位置的案例进行了仿真计算、分析和优选。结果表明减振器安放位置对钻头在第一、三、四象限的运动影响较大,且得出了距离钻头0.6m时为最佳安放位置的结论。采用本文研究所推荐安放参数可改善钻头的切削效果,有利于井斜预防和轨迹控制。     

基于案例推理元胞自动机的农村居民点变化模拟

运用元胞自动机模型对研究区农村居民点变化进行模拟分析,采用案例推理方法获取元胞转换规则,以MARKOV方法对模型进行数量控制,采用改进的Kappa系数对模拟结果进行精度验证。以湖北省鄂州市1991- 2004年农村居民点变化作为模型训练数据,2004-2009年变化数据对模型进行参数校验,模拟得到2009年农村居民点分布情景,对照2009年研究区实际情况,模拟结果总体百分比精度为96.68%,改进的Kappa系数值为0.93。研究结果表明基于案例推理元胞自动机模型具有较高的模拟精度,可用于农村居民点变化模拟分析。     

基于案例推理元胞自动机的农村居民点变化模拟北大核心CSCDCSSCI

运用元胞自动机模型对研究区农村居民点变化进行模拟分析,采用案例推理方法获取元胞转换规则,以MARKOV方法对模型进行数量控制,采用改进的Kappa系数对模拟结果进行精度验证。以湖北省鄂州市1991-2004年农村居民点变化作为模型训练数据,2004-2009年变化数据对模型进行参数校验,模拟得到2009年农村居民点分布情景,对照2009年研究区实际情况,模拟结果总体百分比精度为96.68%,改进的Kappa系数值为0.93。研究结果表明基于案例推理元胞自动机模型具有较高的模拟精度,可用于农村居民点变化模拟分析。     

基于元胞自动机的网络话题传播研究

如今人们获取信息数据越来越依赖于互联网,针对网络话题传播热度问题,建立基于用户情感的网络话题热度预测模型。首先将经典的传染病模型改进为网络话题传播模型,考虑到此类模型会存在求解微分方程困难等方面的缺点,采用了基于Von Neumann型邻居规则的元胞自动机进行仿真预测,然后选取典型网络话题传播事件来对其话题热度进行仿真预测,得到的话题热度走势图与实际走势图相近,仿真预测结果较好。     

基于地理元胞自动机的土地利用变化研究

土地利用及其变化是一个相当复杂的现象与过程,它既受自然因素的制约,在一定地域上又受社会、经济、技术等因素的强烈影响,具有明显的综合性和地域性.同时,土地利用变化对区域和全球环境变化又起着十分重要的作用.因而,土地利用变化研究已成为国内外近期研究的热点问题之一.本文介绍了采用地理元胞自动机进行土地利用变化研究的优点、原理及方法,并以河西走廊地区为实例,采用Idrisi的CA-MARKOV模块进行了土地利用变化的分析和预测,得出河西走廊地区1995年到2005年土地利用变化的特点.研究表明,与一般的研究土地利用变化的GIS方法和统计方法相比,地理元胞自动机具有快速、准确、实时性强的特点;与动态模型相比,采用地理元胞自动机进行土地利用变化研究具有简明易行的特点.     

基于灾变机制下元胞遗传算法的精英迁移策略的研究

引入灾变机制的元胞遗传算法并非使种族退化,而是尽快摆脱进化迟钝状态,开始新计算的有效手段。实验证明,在灾难区域范围内采用不同的个体植入方法,即采用不同"精英迁移"策略的元胞遗传算法,用于求解复杂多峰函数优化问题,获得了较好的效果。