元胞自動(dòng)機(jī)與CTM學(xué)習(xí)體會(huì)課件

小議元胞自動(dòng)機(jī)在交通中的應(yīng)用0●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●目錄●●0●●第一部分:元胞自動(dòng)機(jī)基木知第二部分:幾種經(jīng)典的用于交通的元胞自動(dòng)機(jī)模型第三部分:考慮連續(xù)車輛速度的CA模型●第四部分:元胞傳輸模型模型交通事件的發(fā)生與消散第五部分:自己的MATLAB模擬第六部分:總結(jié)CA的不足與下一步工作展●●●●●●●●●●0●●、元胞自動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)●●●●●●●●1.1~12定義與特征●●0●●●1.1定義元胞自動(dòng)機(jī)的英文名稱是cellularatuomaton,是一種運(yùn)用簡單規(guī)則,對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行模擬的種理想化模型。1.2特征是空間、時(shí)間都是非連續(xù)的,是離散的。二是自動(dòng)機(jī)的參數(shù)只取若干個(gè)確定的數(shù)值?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?.3發(fā)展歷程●●0●●1.3發(fā)展歷程●第一階段——起始階段上世紀(jì)中葉,JohnVonneumann對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的邏輯抽象進(jìn)行了研究。同時(shí),他本人提出了一種能夠進(jìn)行自復(fù)制的元胞自動(dòng)機(jī)這種自動(dòng)機(jī)是由二維方形網(wǎng)格組成,由數(shù)千個(gè)基本元胞構(gòu)成具有能進(jìn)行自我復(fù)制的功能,(接下頁)●●●●●●●●1.3發(fā)展歷程●●0●●●●每個(gè)元胞在同一時(shí)刻,呈現(xiàn)的狀態(tài)可能是29個(gè)可能狀態(tài)中的一種。演化規(guī)則主要取決于每個(gè)元胞目前所處的狀態(tài)以及最靠近這個(gè)元胞的4個(gè)位于東、南、西、北方向的鄰居的狀態(tài)。●這個(gè)規(guī)則就是Vonneumann規(guī)則后來,E.F.Codo,C.G.Langton和JBg等又提出了新的一些規(guī)則。●●●●●●●●1.3發(fā)展歷程●●0●●第二階段:發(fā)展階段●元胞自動(dòng)機(jī)被提出之后的幾十年中,不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究,并將它應(yīng)用到了不同的領(lǐng)域?！?970年,數(shù)學(xué)家JohnConway提出了生命游戲機(jī)的概念,體現(xiàn)了元胞自動(dòng)機(jī)能夠模擬復(fù)雜的功能。同時(shí),元胞自動(dòng)機(jī)還被用于圖像處理中?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?.3發(fā)展歷程●●0●●第三階段:全面發(fā)展階段20世紀(jì)80年代初,SWolfram對(duì)一維元胞自動(dòng)機(jī)的多種規(guī)則進(jìn)行了研究,提出了著名的Wolfram規(guī)則。他注意到,元胞自動(dòng)機(jī)是一個(gè)離散的動(dòng)力系統(tǒng),因而即使在非常簡單的構(gòu)架下,它也能顯現(xiàn)出許多連續(xù)系統(tǒng)中遇到的行為。由于元胞自動(dòng)機(jī)的布爾性質(zhì)(布爾性質(zhì)即是無(接下頁)●●●●●●●●1.3發(fā)展歷程●●0●●數(shù)值誤差),同時(shí)元胞自動(dòng)機(jī)也沒有傳統(tǒng)模型的舍位,故可根據(jù)精確數(shù)值計(jì)算的數(shù)學(xué)模型來研究像復(fù)雜性這樣的概念。Wolfram的成果有力地證明,元胞自動(dòng)機(jī)是統(tǒng)計(jì)力學(xué)的重大課題?！癞?dāng)今,wolfram規(guī)則仍然是很多學(xué)術(shù)研究的課●同時(shí),元胞自動(dòng)機(jī)也被應(yīng)用于交通、地理、巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、理論力學(xué)等領(lǐng)域●●●●●●●●14元胞自動(dòng)機(jī)在交通中的應(yīng)用元胞自動(dòng)機(jī)在交通中的應(yīng)用主要用于仿真交通流交通流的再現(xiàn)與仿真,能夠?yàn)槿藗兏玫卣J(rèn)識(shí)交通流的特性和內(nèi)在規(guī)律提供參考,