基于元胞自动机的交通枢纽内人群疏散效率研究

利用元胞自动机仿真不同出口位置和不同内部布局下交通枢纽内人员的疏散情况,通过制定合适的人员行走规则,对交通枢纽内人员疏散进行仿真分析。结果表明,正面中央开口时人员的疏散效率最高,此时由于人员相对于出口大概呈对称分布,人员对过道的利用率达到最高;和正面边缘开口相比,出口位置设置在侧面更好,以减少行人在行走过程中方向的变化从而减少疏散时间。当在侧面开口时,在靠近出口墙壁处设置过道可以提高人群的疏散效率,并且适当地增加过道数目,可以对疏散人群起到分流的作用,从而对人群的疏散也很有利。     

一种基于元胞自动机的安全多重图像水印算法

提出一种多重图像水印算法,利用元胞自动机和元胞自动机变换丰富复杂的性质增强水印安全．将图像分割成不重叠的子块,由混沌序号序列决定一个子块中将嵌入哪个图像水印,通过水印私钥对水印进行置乱加密和对子块进行二维元胞自动机变换,然后在低频系数中量化嵌入加密水印．实验结果表明,提出的算法有很好的安全性、不可见性和鲁棒性,多个水印的嵌入和提取互不干扰．     

一种非完全初等元胞自动机模拟

提出了一种非完全初等元胞自动机模型，即奇偶元胞自动机，并根据该模型进行了大量的计算机模拟实验，其结果显示，该模型的内涵比一般的初等元胞自动机丰富。     

一种基于2-by-n元胞自动机的高质量伪随机数发生器

为了满足密码学对高质量的随机序列的需求,提出一种新的基于2-by-n元胞自动机的伪随机数发生器.并着重于最大周期的要求,首先介绍了在细胞自动机中与之相关的机制,随后给出了基于2-by-n CA的二维梯形伪随机数发生器,详细说明了该发生器的规则及最大周期.最后使用该发生器产生用于测试的伪随机序列.计算机模拟表明,提出的二维梯形伪随机序列发生器产生的伪随机序列完全可以通过FIPS 140-2测试标准,证明该发生器具有良好的统计特性,完全可以应用于密码学领域.     

基于多速度元胞自动机的海洋平台人员疏散

为了研究海洋平台人员疏散过程,定量评估疏散方案的合理性,基于元胞自动机模型开发适用于海洋平台人员逃生疏散的仿真系统,提出在离散模型中精确考虑多种人员速度的方法. 使用真实海洋平台疏散实验数据校核模型参数,并对比商业软件maritimeEXODUS的计算结果,验证仿真系统的可行性. 从疏散时间和出口使用效率对无烟和有烟场景下的人员疏散结果进行对比和量化分析,并提出优化方案. 结果表明：有烟环境不仅折减人员移动速度,延长疏散时间,更会影响人员的路径选择,导致疏散不平衡.     

基于可逆元胞自动机的图像加密算法

提出一种基于一维可逆元胞自动机（RCA）的新的图像加密算法,算法中可逆元胞自动机（RCA）规则和随机数据的应用使得图像具有更高安全性。可逆元胞自动机（RCA）加密算法将已知灰度图像变为二值图像,然后将其数据重新排列成一0-1序列,应用可逆元胞自动机（RCA）规则实现图像加密。灰度图像加密的仿真结果表明所提出的算法满足混合特性和扩散特性,一般的解密算法根本不可能对这种加密图像解密。     

一种非完全初等元胞自动机模型

提出了一种非完全初等元胞自动机模型，即奇偶元胞自动机，并根据该模型进行了大量的计算机模拟实验，其结果显示，该模型的内涵比一般的初等元胞自动机丰富     

基于元胞自动机的字符图像平滑

建立了字符平滑的元胞自动机模型,用于处理字符图像中常见的黑白噪声,通过分析元胞自动机的局部转换函数,编写了相应的演化规则和算法,最后利用MATLAB编程分别对不同的含黑白噪声图像进行了处理,平滑效果良好,并与传统中值滤波方法进行比较,说明将元胞自动机用于字符图像平滑是一种非常有效的方法,同时元胞自动机适合并行计算,该方法也为图像处理的VLSI电路实现提供了一种新的途径.     

一种二维元胞自动机图像并行加密算法

本文给出一种在二维离散小波分解(DWT)基础上,应用二维元胞自动机并行对数字图像进行加密算法。该并行算法使用小波变换将加密的数据集中到图像数据的低频系数上,大大地减少了需要加密和解密的运算量。同时,算法自动根据CPU的核数进行并行任务的分配,能充分利用二维元胞自动机良好的并行特性,进行快速加密。仿真试验结果证明了该方法的有效性,分析表明该算法具有高效、密钥空间大的特点,且具有一定抵抗恶意攻击的鲁棒性和抗统计攻击的能力。     

基于元胞自动机的基本路段行程时间研究

以城市基本路段上的行程时间为研究对象,研究了多车道、含渠化区、信号控制影响下的行程时间.通过对驾驶员基本移动规则、换道特性、信号控制反应的描述,基于NaSch模型建立了基本路段上的元胞自动机模型CAUB,并利用CAUB对行程时间进行了研究.结果表明,基本路段上的行程时间与流量和信号设置有关,也同转向流量比例有关,且呈现突变的特性.     

A cellular automata evacuation model considering friction and repulsion

At present, the study of traffic flow has got constructive achievements[1-5]. The pe- destrian flow, similar to the traffic flow, is attracting more and more attention. Pedestrian evacuation is a multi-agent system composed of pedestrians with interactions. Its dy- namic characters are similar to those of the traffic flow. The local interactions among pedestrians and those between pedestrian and environment (e.g. wall, door, smoke) de- cide the complicated, global behaviors of pedestrians, e.g…     

A microcosmic discrete occupant evacuation model based on individual characteristics

Presently, the evacuation models studying the human movement can be classified into two kinds. One is simply based on the occupants?movement while the other con-siders the interaction of movement and behavior as well[1, 2]. The former only considers the evacuation ability of a building; the exit direction and exit velocity depend on physical elements, such as the occupant density and maximum throughput of exits, etc. In these models, individual occupant characteristics are ignored; people抯 mo…     

基于遗传元胞机的多态性作业车间布局建模

针对多态性作业车间布局问题,根据车间物流关系和二维空间约束条件,构建车间元胞机框架模型,并且引入遗传算法优化模型当中的自组织演化规则,最终建立多态性作业车间布局遗传元胞机模型.采用系统布置设计方法求取布局方案的初始解,在保证初始解有效性的基础上提高算法的寻优速度和精度,以物料搬运费用最小、车间面积利用率和设备平均利用率最大为模型多目标函数.通过实例验证了遗传元胞机模型求解多态性作业车间布局的可行性与实用性.     

基于人工势场与细胞自动机的移动机器人路径规划算法

提出了一种基于细胞自动机（Cellular Automata,CA）和人工势场的全向移动机器人路径规划算法,并通过一个4层的细胞自动机模型实现了该算法。通过构造扩张的障碍占位网格地图可在规划算法中将机器人简化为一个点,然后通过建立数值化的障碍人工势场图来考虑障碍物的局部影响,并使用CA模型得到距离传播图,最后通过搜索势场超曲面的最小值获得从起始点到目标点的最优无碰撞路径。仿真结果表明,提出的算法可以获得最优无碰撞路径,最优路径足够光滑且与障碍有较大的安全距离,便于全向移动机器人跟踪。     

基于二维元胞自动机的温度场模型的分析

铣刀片在切削过程中受到周期性的热冲击,切削热产生恶劣的温度场对刀片造成破损,温度场在铣刀片切削过程中呈现出非常复杂的变化,研究切削热和切削温度的产生和变化规律是揭示刀具破损磨损产生机理的重要手段。利用有限差分法结合切削温度试验和利用元胞自动机理论对铣刀片温度场进行研究,可以建立二维波形刃铣刀片温度场算法系统,得出切削中各点的温度场,为刀片槽型重构奠定基础。     

基于元胞自动机的自动驾驶交通流仿真研究

为解决自动驾驶环境下高速公路合流区大型车屏障判别条件不足、交通影响研究较少且多为定性分析的问题,建立了引入车间时距的跟车模型和考虑安全距离的换道模型,形成能够表明合流区交通特性的元胞自动机模型,量化分析了宏观参数(主路和匝道流量及主路大型车比例)与微观参数(车间时距、屏障长度)对大型车屏障形成的影响规律. 宏观层面得出了大型车屏障显现时的主路和匝道流量不同组合情况,且发现当主路和匝道流量满足一定水平后,主路大型车比例0.4是大型车屏障形成的临界值. 大型车屏障的微观判别条件为连续3辆及以上的大型车成队列行驶且车间时距不大于1.5 s. 此外,大型车屏障的交通影响主要表现为入口匝道流量降低、匝道平均延误和交通冲突数增加. 该研究成果可为自动驾驶环境下高速公路针对大型车管控策略的制定提供理论依据.

     

基于元胞自动机的埃博拉药物配送系统设计

采用元胞自动机模型预测了西非36个地区埃博拉患者的未来人数,针对抗埃博拉病毒药物保质期较短的特点,根据所需药物数量设计出了该药物的二级配送系统,提出了最短时间配送系统、最低成本配送系统2种模型,并进一步阐述了运行效率更为高效的跨国界最低成本配送系统。更多还原