一种基于元胞自动机的人群疏散 仿真算法研究

以安徽博物院内人群疏散问题为例,根据最小费用最大流与广度优先搜索(BFS)方法提出了一种基于元胞自动机的人群疏散仿真算法.首先,算法通过设定数值矩阵,分别对人物状态、地形状态与影响人群逃离的因素进行量化; 其次,结合最小费用最大流的思想,建立人群在复杂地形中的逃离规则; 最后,应用该算法以疏散单层和多层人群为例进行仿真,结果显示博物院1层的疏散性能弱于2层,工作人员的疏散引导可大幅缩短疏散时间(由无人引导的4 423 s降至为1 876 s).对比3种不同算法的仿真结果显示,本文算法优于传统算法,与文献[7]算法接近,但本文算法因考虑了人群疏散时的心理因素,因此本文算法更符合实际.     

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。     

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.     

元胞自动机仿真技术

元胞自动机仿真技术（ＣＡＳＴ）开创了探索复杂性的新途径，在材料、生物、物理等领域有广泛的应用前景，是发达国家激烈竞争的重大前沿学科领域，本文综述了ＣＡＳＴ的产生与发展过程，概括了仿真模型的构成要素，评述了ＣＡＳＴ的典型应用实例，着重指出了ＣＡＳＴ是对材料进行原子级微观辅助设计的强有力工具，最后，探讨了ＣＡＳＴ的特点：它抓住了简单性与复杂性这一对主要矛盾，从而触及并体现了其它有关矛盾，诸如局部与整体     

基于元胞自动机的低头族行人效率模型

为科学量化轨道交通通道中低头族行人对通行效率的影响,在实地采集轨道交通通道低头族行人的视频数据的基础上,采用视频自动识别技术,提取了低头族行人的低头频率、抬头频率、行走速度和转角等参数.从策略层和操作层解析了低头族行人的补偿式行为特征,验证了正常行人与低头族行人在转角、行走时间、行走速度之间的异同.利用基于动态参数模型的元胞自动机模型,结合低头族行人的补偿行为特征,构建低头族行人的数值模拟模型,分析出不同混入率低头族行人密度、通行时间、个体空间占用面积与流量之间的相互关系.结果发现30%以上的低头族行人对行人流影响显著.该研究有助深入解析行人行为特性,完善仿真模型在模拟多类型复杂行人流中的应用,并为轨道交通内部设施规划和客流管控提供理论依据.     

元胞自动机与计算机模拟

元胞自动机是时间和空间都离散、物理参量只取有限数值集的物理系统的理想化模型，在该系统中每个元胞都具有其内在状态，并由有限数量的信息位组成：近年来，元胞自动机模型应用于各个领域，特别在计算机模拟中取得了较大进展。本文将从介绍元胞自动机理论入手，探讨元胞自动机技术应用于计算机模拟。     

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．     

基于元胞自动机法的晶粒长大模拟

采用元胞自动机（Cellular Automata，简称CA）法对晶粒长大过程进行了计算机模拟和分析．模拟结果表明，CA法能够较好地模拟晶粒长大过程，所反映的晶界迁移规律及其拓扑特征符合晶粒长大的物理机制，是一种简便、有效的模拟方法．     

基于元胞自动机的交通流分析

结合元胞自动机的理论,对车辆运行建立了交通流数学模型.通过C++软件描述了运行车辆除超车之外靠右行规则下,交通流量随换道概率变化的情况;通过Matlab软件进行仿真模拟,揭示了交通密度在右行规则控制下所形成的交通流的规律性.结果表明:在靠右行驶规则下,适当的转向概率和车速有利于交通流量的提升.     

北京地下交通枢纽安全标识研究

地下交通枢纽是人群大量聚集的场所,由于其空间相对封闭,因此安全标识在预防突发状况,进行紧急疏散等情况下将起到重要的作用.通过研究安全标识的内容与分类,分析了北京地下交通枢纽安全标识现状,并对地下交通枢纽安全标识设计提出建议.     

一种用于微观组织模拟的三维元胞自动机模型

元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型,特别适合于处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题,如材料微观组织的演变模拟．它非常适合于计算机模拟实施．利用C 计算机语言,运用OpenGL网形函数库建立了一种三维元胞自动机模型．该模型具备了经典元胞自动机的基本特征,因此可以根据需要进行扩展．由于运用了0penGL的实时3D技术使得模拟结果更加逼真,并可以从多角度进行观察．文中运用该模型进行了简化的枝晶生长模拟,并与二维的模拟结果进行比较,验证了该模拟的正确性．     

基于安全因素考虑的交通枢纽标识系统设计研究

交通枢纽空间复杂,其标识系统设计首先要考虑安全因素.本文论述了影响交通枢纽空间安全的因素,提出了交通枢纽空间对标识系统的要求,分析了当前标识系统存在的问题,论述了基于安全因素的交通枢纽标识系统的组成及设计原则.最后强调标识设计要以安全性为第一考虑要素.     

元胞自动机交通流混合模型的研究

在一维元胞自动机交通流NS模型、FI模型和VDR模型的基础上,考虑不同车辆的驾驶员具有其个性的驾驶方式和习惯,具体表现在不同的驾驶员采用适合于自己行车规则的交通流模型在道路上驾车行驶,从而分别对道路上不同车辆的驾驶员按NS模型和FI模型、NS模型和VDR模型、FI模型和VDR模型的混合驾驶进行了研究和讨论。结果表明,FI-VDR的混合模型更能反映道路畅通、车流增大及描述交通流的复杂非线性现象。     

基于元胞自动机的航空器起降间隔研究(研究生论坛)

为研究机场跑道、滑行道结构、机型比例对航空器起降间隔的影响,在分析跑道、滑行道运行方式基础上,细化航空器起飞、着陆占用跑道滑跑、滑行过程,定义航空器元胞尺寸和速度位置演化规则,构造航空器滑行元胞自动机模型。计算机数值模拟得到滑行道位置、机型比例、机型组合改变时,起降间隔、间隔标准差的变化趋势。仿真结果表明,滑行道距离跑道头越近,起飞间隔越小;滑行道接近着陆航空器减速滑跑结束位置时,着陆间隔最小;滑行道距跑道头450m-800m时,平均间隔最小为135s, 800m-900m时,间隔标准差最小为20.9,与全中型机相比,全小型机时平均间隔减少17.8%,间隔标准差减少42.3%。该模型能量化机型、滑行道位置等关键因素对起降间隔的影响,能为提高机场吞吐量提供技术支持。     

双子随机填充问题的原胞自动机模型和平均场分析

将双子随机填充问题纳入原胞自动机模型,并用团块近似平均场理论分析之。得出了线性、六角、正方和三角格阵的双子平均覆盖度     

轨迹分析与元胞自动机在土地利用动态模拟中的应用

元胞自动机模型是一种时间、空间、状态都离散,空间上相互作用及时间上因果关系皆局部的网络动力学模型.在该类模型研究中,经常将其与其他类型模型相结合使用,以提高模拟有效性.轨迹分析是一种可用来分析时序动态变化的新方法.本文在总结、分析元胞自动机与轨迹分析模型各自特点的基础上,探讨了两者在土地利用动态变化研究中联合应用的可能性,为以后建立基于轨迹分析与元胞自动机的土地利用动态模型奠定理论基础.通过对天津滨海新区土地利用变化进行初步模拟,证实了该理论的可行性.     

手动驾驶和ACC混合车流元胞自动机模型研究

针对由手动驾驶车辆和ACC（自适应巡航控制）车辆组成的混合车流,考虑驾驶员的个体驾驶特性差异和ACC车辆的运行原理,构建了各自的运行规则,提出了一个新的元胞自动机模型．给出了周期边界条件下的计算机仿真结果,并对其进行了分析和讨论．结论表明：车流中保守型驾驶员的存在导致了道路利用率的降低,而合理的匹配各种车辆的混合比例,...     

地铁出口和内部条件对人员疏散的影响分析及应用

应用STEPS软件,采用计算机仿真技术对地铁出口人员疏散进行了研究．考虑了建筑物内部结构和人员行为对疏散的影响,建立了简单的地铁车站疏散模型,并利用该模型详细模拟了在不同出口和内部条件下的人员疏散过程．获得了不同时刻的人员分布状态,找到了不利于人员疏散的“瓶颈”位置,分析了地铁出口条件对于人员疏散的影响．这些结果可指导建筑物的疏散设计和建筑火灾等紧急情况下人员的安全疏散．     

宁波杭州湾大桥对宁波交通的影响分析

本首先分析宁波市交通现状和宁波杭州湾大桥的交通流预测情况，并进一步分析大桥对宁波交通网络布局的影响，从而得出基本结论：大桥对宁波交通发展具有重大影响。