一维元胞自动机交通流模型随机特性的应用研究

本文对微观一维随机元胞自动机交通流模型的速度控制规则进行了改进,并将其随机特性转化为减速参数合并到宏观一阶连续介质理论交通流模型中,重新构建了反映流量———密度的交通流基本图。在此基础之上,应用微宏观两种模型进行了数值模拟和讨论。     

基于GIS与CA模型的土地利用变化前期研究——以山东省招远市为例

在元胞自动机模型研究的基础上,提出将GIS与元胞自动机模型相结合进行土地利用变化研究。通过前期的工作,定义元胞自动机模型的元胞空间、元胞状态等,为下一步工作打下坚实基础。     

基于规则学习的林火蔓延元胞自动机模型

由于元胞自动机模型本质上的自组织特性与林火行为很接近,近年来基于元胞自动机的林火蔓延模型引起了广泛的关注.典型的元胞自动机是按照确定的映射规则自主地随时间演进的.当环境发生变化的时候规则需要由人工静态地进行调整、修正,因此效率低、对环境变化的适应能力差,模型的可移植性也不令人满意.这是基于CA的林火蔓延模型难以推广的主要原因之一.本文提出了一种应用人工免疫机制对元胞自动机规则进行自适应调节的方法,并在此基础上建立了一个林火蔓延实验模型.仿真实验表明经过规则学习,该模型具有了一定的火线形状的自纠正能力.     

元胞自动机模型在森林景观生态规划中的应用

元胞自动机是有时空特征的离散型动力学模型,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力,对于有空间特征的森林空间结构模拟及景观生态规划具有极大的应用价值。运用GIS描述和处理静态空间信息,元胞自动机模型(CA)则为动态的模型,CA与GIS集成将极大促进GIS对森林景观过程的模拟能力。文章论述了用元胞自动机模型进行森林景观生态规划的基本构想。     

转盘交通流的模拟算法(英文)

以元胞自动机模型为基础,将连续的运动离散化,根据实际中车辆在转盘中变速与换道、进出等交通规则制定了环形多道模拟算法.此外,通过增加车辆尺寸参数,比较准确的模拟了混合车流在单/多车道转盘中的运动.对任意一个转盘,模拟算法可以模拟出转盘的交通流,并得到车辆的平均延误时间,从而判断是否实现了对转盘的最优控制.     

基于元胞自动机的林火蔓延时空演变研究

以林火蔓延时空演变过程的计算机模拟为研究目的,提出一种 GIS空间分析功能和元胞自动机模拟功能相结合的林火蔓延模拟方法.探讨影响林火蔓延的因素,将林火蔓延影响因子概括为土壤特性、可燃物特性、气象因子、地形因子和地理阻隔因素;分析林火蔓延模型,选取毛贤敏的王正非修正模型进行模拟;结合元胞自动机和GIS空间分析技术,对元胞属性赋值;根据林火蔓延的特点,设置元胞的状态;利用元胞扩散算法对元胞扩散过程进行模拟;最后,开发了一个原型系统,对林火蔓延的时空演变过程进行展示.结合 GIS空间分析功能和元胞自动机技术能够较好地对林火的时空演变过程进行模拟.     

基于三维曲面元胞自动机模型的林火蔓延模拟

为了研究林火蔓延的动态预测及可视化模拟问题,该文在分析现有林火蔓延模型的基础上,提出选用三维曲面元胞自动机进行林火建模和蔓延模拟. 该文初步完成了一个整合数字高程模型、气象因子、树种因子的三维曲面元胞自动机模型,设计了数据提取、加工、应用框架,开发出了能够进行林火蔓延三维模拟的软件系统. 并通过八达岭林场局部地区的模拟,指出了应用该模型,可以实现不同条件下的林火蔓延模拟,快速预测林火发展趋势,同时探讨了模型改进的方向.      

基于元胞自动机与智能体的水污染可视化模拟仿真

【目的】建立水污染可视化扩散模型,以刻画水污染突发事件的复杂性及满足其应急决策平台对可视化的需求。【方法】构建基于元胞自动机和智能体的三维水污染可视化扩散模型,用元胞自动机刻画研究区流域及所在区域地形,并从元胞空间、元胞状态、演化规则方面扩展普通元胞自动机模型,应用水质Agent描述流域中携带污染物的水体,在此基础上结合3S技术充分展现污染物的扩散运移过程,并将文中模型在渭河宝鸡段水污染事件中进行实例应用。【结果】基于元胞自动机和智能体的三维水污染可视化扩散模型充分展现了流域水污染扩散模拟现象的动态性、复杂性、非线性特点。模型在渭河宝鸡段水污染事件中的应用表明,静态水面元胞层和水下元胞层以及动态水质Agent的结合,简化了污染物在水面及水下不同的扩散运移现象,所建模型合理、可靠,能有效预测及模拟污染物的运移扩散过程;同时利用3S技术对流域空间信息进行了展示分析,满足突发水污染事件应急平台对事件模拟高效率、可视化的要求。【结论】所建模型可以为突发水污染事件提供一种预测和模拟方法。     

基于元胞自动机的生物质颗粒慢速热解模型

以数字矩阵作为元胞自动机的表现形式,以演化概率函数模拟反应速率系数,用元胞自动机模拟了生物质颗粒的慢速热解过程,并与微积分的方法作了对比。结果表明,元胞自动机能够逼真地模拟该过程,得到的热解曲线与微积分方法得到的结论一致,且和试验结果吻合;所提出的元胞自动机及其演化程序为进一步的深入研究提供了理论基础。     

集合种群理论研究的数学模型(专论)

集合种群理论是近二十几年发展起来的一种空间生态学理论框架,随着全球范围生境的破坏和破碎,集合种群研究已经成为当今国际生态学的研究前沿与热点,其理论模型为研究保护生物学提供重要技术支撑和理论基础.本文系统地阐述了集合种群理论的几种数学模型,包括Levins模型、斑块模型、元胞自动机模型、联合映射网格模型、概率转移模型和关联函数模型.各种模型有它们各自的侧重点和适用范围,Levins模型、元胞自动机模型、概率转移模型和关联函数模型忽略局域种群动态,斑块模型和联合映射网格模型考虑到局域种群动态;Levins模型和斑块模型只考虑了抽象的空间斑块,忽略了斑块的大小、位置以及斑块之间的距离等信息;元胞自动机模型和联合映射网格模型关注的是斑块之间的相对位置,考虑了生物个体的局部迁移;概率转移模型和关联函数模型考虑到了斑块的空间位置和斑块的大小.     

快速路合流影响区交通安全影响研究

为解决合流影响区对道路交通安全的影响,本研究以分析合流区的交通流特性和通行能力为出发点,通过HCM2000的理论计算和微观仿真的方法,与采集的观测数据结果进行对比,验证仿真结果的可行性,探讨匝道分流流量、减速段长度与分流影响区密度的关系,以4车道和6车道为例进行分析匝道分流流量、减速段长度与分流影响区密度的关系。结果表明,车道合流区密度随着合流与上游流量比例的增大而增大,在同样的分流合流与上游流量比下,4车道合流区的密度要比6车道小,并且两者都呈指数形式的增长;车道合流影响区密度随着加速段长度的增大而减小,当加速段长度为170m时6车道合流区的密度比加速道长度为150m情况下要大。当加速段长度大于240m时,车流密度下降趋势逐渐趋缓,且4车道与6车道的车流密度比较接近。     

高速公路车流量的预测新模型

利用泊松分布，在不考虑随机因素对车流量影响的理想情况下，分别构建出低、高负荷两种状态车流量的数学模型。分析影响高速公路车流量的四个主要随机因素：车速、天气恶劣程度、突发事件、驾驶员对动态视野的感知程度，并设计出更符合实际的高速公路车流量预测模型，为高速公路管理部门合理预测车流量并做好应对准备提供有效的依据。     

北京市拥堵路段典型交叉口交通流量调查与分析

采用人工记数法对北京市区某典型拥挤路段6个相关路口全天6个时段的机动车和非机动车交通量进行了观测．根据流向建立了该路段不同时段的交通量观测表和流量流向图，以及相应路口的交通量基本数据库。运用交通工程理论和方法分析了该路段的交通特性和变化规律。结果表明．该路段道路容量和通行能力明显不足：提出了改善该路段交通状况的措施：增加该路段道路容量，提高道路通行能力，加强高峰时段路口交通管理与控制，规范行车秩序．等等。调查所得结果可作为有关部门改善城区交通拥堵状况、预测未来交通流状态、规划交通路网等的决策依据。     

T型交叉口交通流数学模型的描述

以信号控制交叉口交通流模型的研究现状为基础,结合交通波理论,建立了T型信号控制交叉口的交通流数学模型,并应用该模型对哈尔滨市某T型路口的交通流进行分析,验证了模型的有效性。     

小区开放对周边道路通行能力影响的研究

首先通过因子分析法,提取出了道路通行能力的3个主因子:流量因子、交通通达度因子和延误时间因子,并建立了基于因子分析的道路通行能力评价模型;然后按小区结构不同将其分为4种类型,根据VISSIM软件仿真模拟模型,得到不同类型小区开放前后的车辆数量、平均车速、平均行程时间和平均延误时间的数值,通过数值的横向和纵向的对比,得到开放小区会降低主干道上的车流量,但在某些道路级别和车道数目的情况下也可能造成主干道上的车速降低、平均行程时间提升和平均延误时间提升等结论.     

高速公路交通流模型研究

文章在对已有高速公路交通流参数模型进行深入分析、研究的基础上,对参数模型中存在的一些问题进行改进;通过对几种典型的交通流状态进行仿真研究,并与实际数据比较,得出了以改进模型描述高速公路宏观交通流更具实际意义,更能准确的描述高速公路交通流的真实行为的结果。     

车-液耦合响应下液罐车稳定性控制仿真

为了提高液罐车行驶安全性、减少液罐车侧翻、失稳所带来的危害,对于液罐车在转向或换道时车-液耦合动态响应对整车稳定性的影响进行了研究。联合液体纳维斯托克斯和流动控制方程,应用计算流体动力学软件ANSYS/Fluent建立并求解液体晃动模型,通过结合液体晃动模型和三自由度液罐车刚体模型获得液罐车车-液耦合动力学模型,分析有无控制策略情况下,液体晃动对液罐车横向稳定性的影响。仿真结果表明:提出的模糊差动制动控制策略能够有效提高车辆抗侧翻能力,减少罐车运输过程中交通事故的发生,对液罐车运输有指导意义。     

基于改进型蚁群算法和Gauss-Markov随机场的植物病斑自适应分割

针对植物病害图像成分复杂、病斑排列无规则等特点,提出了基于改进型蚁群算法和Gauss-Markov随机场的自适应病斑分割算法。该算法采用自适应信息素更新策略,对信息量进行有差别的动态更新,克服了标准蚁群算法容易陷入局部最优造成的早熟、停滞现象。同时,利用Markov随机场的局部相关特性并结合Gauss分布组成线性平稳自回归模型,针对植物病斑特征建立分割模型。最后,采用改进型蚁群算法对其进行优化,并结合Gauss-Markov随机场最大后验概率估计,实现对植物病斑的自适应分割。仿真试验表明,改进后的算法能够针对植物病斑特性实现自适应分割,鲁棒性较好。然而,对于蚁群算法与Markov的最佳耦合方式及参数初始值的设置仍需作进一步研究。     

基于逻辑回归CA的土地利用变化模拟——以广州市花都区为例

利用C#语言结合ArcEngineGIS平台编程对广州市花都区土地利用演变CA模拟进行研究,利用逻辑回归方法确定特征变量概率,并结合约束条件、领域作用和随机作用项共同确定元胞转换概率,通过与转换概率阈值的比较确定元胞在下一时刻的转化状态。结果表明,模拟的总体精度为79.3%,MoranI指数与实际情况较接近,说明该模型具有较强的实用性。