三维空间内鱼群复杂群体行为的建模与仿真研究

发布时间：2021-05-18 21:40

　　近年来，作为一种复杂系统，群体行为受到众多领域专家的广泛关注，对群体行为的研究也成为了国家重点研究课题之一。为了进一步探索复杂系统，本文在三维空间内，利用多智能体技术、并行化技术以及计算机仿真技术，建立群体自我组织模型，对鱼群复杂群体行为作了深入研究。与此同时，本课题对生物学、生态学以及经济学的研究给予了一定的帮助。首先，本文对传统的公制距离作用（metric distance interaction，MDI）模型进行优化改进，建立新型MDI模型，在三维空间内模拟出鱼群群聚常见的三种行为形态：平行状态（parallel）、圆环状态（torus）及云集状态（swarm），并实现了三种形态之间的自动转换，符合自然界鱼群群聚现象。然而，在传统模型仿真中，并没有实现鱼群形态之间的自动转换，从而证明了新模型的合理性及优越性。其次，本文依据拓扑距离作用（topological distance interaction，TDI）的思想，建立了TDI鱼群仿真模型，据我们所知，这是学术界首次在三维空间内运用TDI模型来研究鱼群群聚行为。同样，在三维空间内模拟出鱼群群聚的三种形态：parallel、tor... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景
    1.3 课题研究的目的与意义
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本文研究内容及结构安排
第2章 鱼群建模基础
    2.1 引言
    2.2 群体行为建模方法
        2.2.1 欧拉法
        2.2.2 拉格朗日法
        2.2.3 基于仿真的建模方法
    2.3 本章小结
第3章 鱼群群体行为建模
    3.1 引言
    3.2 MDI 模型建立
        3.2.1 模型建立
        3.2.2 与传统模型对比
    3.3 TDI 模型建立
    3.4 本章小结
第4章 鱼群群体行为仿真
    4.1 引言
    4.2 MDI 仿真结果及分析
        4.2.1 MDI 模型仿真结果
        4.2.2 MDI 模型定量分析
    4.3 TDI 仿真结果及分析
        4.3.1 TDI 模型仿真结果
        4.3.2 TDI 模型定量分析
    4.4 MDI 模型与 TDI 模型对比
        4.4.1 模型实现
        4.4.2 仿真效果
    4.5 本章小结
第5章 大规模群体行为研究
    5.1 引言
    5.2 大规模群聚形态的实现
        5.2.1 JCUDA 技术
        5.2.2 大规模形态的实现
    5.3 大规模群聚形态仿真及分析
        5.3.1 模型正确性
        5.3.2 大规模群聚形态
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于并行计算的大规模群体行为建模与仿真方法研究[J]. 孟凡亮,胡晓峰,蒋亚群,禹海全,徐旭林.  计算机应用. 2010(06)
[2]基于本体的设备维护知识表示研究[J]. 许楚銮,于德介,刘坚.  计算机应用研究. 2009(09)
[3]鱼群集群行为的建模与仿真[J]. 赵建,曾建潮.  太原科技大学学报. 2009(01)
[4]基于并行处理的分析仿真解决方案[J]. 姚益平,张颖星.  系统仿真学报. 2008(24)
[5]用java实现鱼群游动模拟系统[J]. 杨永娟.  安徽理工大学学报(自然科学版). 2006(04)
[6]基于高性能计算环境的并行仿真建模框架[J]. 刘奥,姚益平.  系统仿真学报. 2006(07)
[7]组合优化问题的人工鱼群算法应用[J]. 李晓磊,路飞,田国会,钱积新.  山东大学学报(工学版). 2004(05)
[8]从群集到社会行为控制[J]. 程代展,陈翰馥.  科技导报. 2004(08)
[9]并行仿真技术综述[J]. 赵会平,潘刚,徐心和.  计算机仿真. 2003(11)
[10]面向联盟企业的智能化专业搜索体系设计与实现[J]. 田力威,尹朝万.  计算机科学. 2002(11)



本文编号：3194527