StarLogo在基于agent复杂系统建模与仿真中的应用

介绍了霍兰教授提出的复杂适应系统理论,分析、阐述了用于研究复杂适应系统的多agent建模与仿真方法.详细论述了由麻省理工学院多媒体实验室开发的可编程建模工具StarLogo,以及它在复杂系统研究中的应用.结合著名的“生命游戏”实例,说明了利用StarLogo进行模型的设计与实现过程.将StarLogo与美国圣塔菲研究所提出的复杂系统仿真工具Swarm进行了简单的比较,指出利用StarLogo能够简单快速地进行复杂系统的建模与仿真,有助于形象直观地领悟到复杂现象的本质,加强对复杂系统的理解.

Starlogo对Wiki演化过程模拟探析

本文以Wikipedia为例,概括了Wiki演化过程的主要特点,认为用户数量的增长是Wiki内容数量增加的主要驱动力,大量用户之间的交流与协作是Wiki内容质量显著提高的主要驱动力。本文以CAS理论为基础,运用starlogo软件建立模型,对Wiki的演化过程进行模拟,对模拟结果进行了分析,对模拟效果进行了评价,并提出了进一步研究的建议。

基于StarLogo的海南省农产品流通现状仿真分析

针对目前海南省农产品流通的发展状况,对其存在的问题进行分析,提出建议;利用StarLogo软件对其进行仿真分析,着重分析冷链系统、信息系统在海南省农产品流通发展中的重要性与必要性。提出了海南省农产品要走向世界,必须要融入高速且具有前瞻性、引导性的信息流及完整、高科技的标准化冷链流的观点。

复杂系统研究方法的讨论

兴起于20世纪80年代的复杂性科学,是当代科学发展的前沿之一.复杂系统是复杂性科学的研究对象,因此对研究复杂系统的方法进行总结和归纳是充满挑战且极具意义的.通过讨论,归纳出了自下而上的"涌现"方法和自上而下的"控制"方法这两条研究路线,其中包含了隐喻、模型、数值、计算、虚拟和综合集成6种具体的研究方法.并通过一个简单实例来说明它们的应用,同时指出"涌现"方法更适合人们用来研究更多类型的复杂系统.

基于Multi-agent协商的出行信息个性化服务策略

为了满足个体出行者的信息服务需求、均衡分配路网系统交通量,采用效用理论和multi-agent建模技术,将驾驶员、信息发布单元以及路网管理者分别作为不同的Agent建立模型,提出了基于multi-agent协商的个性化信息服务策略,期望通过Agent之间的协商实现个体出行者与路网管理者之间的利益均衡.应用Starlogo仿真技术,针对5种路网饱和度和6种服务供应-接受比例组合成的30种服务供给模式,分析了该信息服务策略对出行个体和整体路网的影响.仿真结果表明:协商服务最佳适用路况的流量饱和度为0.95,最佳的服务供应比例为60%.

西部小城镇产业集聚问题研究

通过文献分析和定量分析,认为在小城镇的建设进程中,应以产业发展为支撑,尤其应注重产业的聚集问题研究。应用复杂适应系统理论基于StarLogo平台对西部小城镇的产业集聚进行建模与仿真,通过对产业集聚障碍成因的剖析明晰西部小城镇建设的进程和路径,并提出相应的政策建议。

应急疏散条件下家庭集聚行为的仿真研究

被疏散者的出行行为分析是准确估计疏散路网清空时间的重要前提,也是应急疏散中的一个重要问题.文中以被疏散者的家庭集聚行为为研究对象,结合台风"莫拉克"灾害的应急背景,采用线性规划建模的思想,构造了家庭疏散集聚地点选择模型.通过引入家庭成员重要性因子,来表征疏散时兼顾家庭弱势成员的人性化考虑,并综合家庭成员集合时期望总体出行时间最少以及家庭成员彼此之间等待时间最短等优化目标,探讨应急条件下家庭疏散的出行特征.进而结合Matlab及仿真软件Starlogo,对近饱和、饱和以及过饱和3种情况下家庭集聚行为对疏散路网总体清空时间的影响展开分析.仿真结果表明家庭集聚行为将会导致疏散路网清空时长估计结果呈现出15%左右的增幅.

环境库茨涅茨曲线形成机制的计算机仿真实验

运用计算机仿真技术,在STARLOGO平台上建立一个人工社会仿真模型,仿真研究经济增长与环境污染之间的环境库茨涅茨曲线(EKC)形成机制。结果表明,EKC的转折点出现的时间和顶点的高度,都与收入的环境需求初始值有关,如果收入的环境需求初始值比较小,则人均产量增长速度比较慢,EKC的转折点出现比较迟,转折点的顶点高度比较低;如果收入的环境需求初始值比较大,则人均产量增长速度比较快,EKC的转折点出现得比较早,转折点的顶点高度比较高。提示人们在经济发展初期阶段,应该制定相应经济政策以降低环境的损害程度。

旅游者对海洋环境影响的建模与仿真

我国沿海地区海洋旅游快速发展,被开发进行海洋旅游活动的海岸带及周边的海岛和海域都面临着海洋生态环境问题。为了更为深入地探究旅游给海洋生态环境带来的影响,在梳理了现有的海洋旅游环境的相关文献后,以复杂适应系统理论为基础,利用多Agent系统建模方法构建了一种有旅游者参与的海洋环境系统。该模型力求保留海洋环境系统的一般特性,再现海洋生态环境在受到旅游行为影响后发生的变迁。再利用StarLogo仿真平台对此模型进行仿真,通过调整各类参数模仿不同的旅游行为,对仿真结果进行了分析,还对进一步的研究提出了建议。

生态产业共生系统仿真研究

通过ABM方法研究生态产业共生系统,利用STARLOGO软件平台,并结合案例分析生态产业共生系统的宏观规律。研究结果表明,(1)对于规模相当的不同的生态产业共生系统,在资源输入一定情况下,直接利用输入资源的企业总规模大于对系统内废弃物再利用的企业总规模是有利于系统稳定的:(2)对于特定的生态产业共生系统,系统稳定性对系统参数改变时的敏感性是不一样的,其中对污染物产出指标最敏感,对污染物产生量与系统产出的比例关系其次,对资源输入指标最不敏感;(3)系统时间序列稳定性的变化主要由节点处企业Ⅱ的不稳定性导致。

复杂系统的计算机模拟——探索复杂性的模型方法

组成系统的个体是有适应性的。个体的适应性就产生了系统的复杂性。用象在Sw arm,Starlogo等模拟软件平台上的计算机程序,描述个体的行为,在一定的框架之下,个体平行地动作起来,这包括个体对外界的适应、偶然的小情况、个体的相互作用…如此,计算机模拟就比较真实地反映了复杂世界的一个个方面。几个学者构造了一个电力批发市场的ACE模型,认识了市场结构和市场均衡的规律。说明计算机模拟是探索复杂性的利器。

随机扰动下多源群体觅食系统建模与仿真

群集智能是指复杂的集体智能来自简单个体之间以及个体同环境之间的相互作用.通常对群集智能的研究主要借助于群居生物行为的观察.蚁群觅食行为是研究简单个体产生复杂行为的一个典型的例子.首先建立群体觅食宏观序参数模型.模型考虑了食物源的量和分布以及环境噪声对个体决策的随机影响.给出2个食物源下系统模型的数值解,表明在较大的噪声影响下,系统有一定的概率会脱离最优解,到达次优解.在Starlogo仿真平台下的实验结果表明,觅食蚂蚁的数量同任务完成时间以及碰撞频率之间呈现出幂指数关系.这对自组织系统和群集智能的研究有一定的理论意义,并可以用来指导设计更加有效、适应、可靠的智能系统.

对不同知识背景人群合作创新的仿真研究

本文针对单知识背景和双知识背景两种不同人群的组合,运用starlogo软件,进行了两种不同环境中的合作创新仿真研究。研究发现在单知识背景人群中,产生大量的小范围创新,而大范围创新却非常少;在双知识背景环境下,小范围创新和大范围创新同步增长,且增长迅速。本文由此推断,不同知识背景的人群结合更能带来新鲜的力量,能让彼此有更多的灵感和创造,带来更多的创新,应当鼓励跨学科跨知识领域的联合研究和创造。

出行信息诱导下的路径选择行为模型

以考察先进出行者信息系统(ATIS)对提高出行质量的影响和效果为目的,提出了ATIS诱导下的路径选择行为模型。采用面向Agent的建模方法,将出行者Agent的宏观战略层行为和微观战术层行为统一进行仿真实验分析。通过对系统中Agent微观行为规则的建模,可以"涌现"出整个系统的宏观特征,因此,该仿真模型可以利用来研究城市交通政策的实施效果以及系统的演化规律等。仿真结果显示,ATIS系统对于出行者出行前的出行规划产生了积极影响,并且随着交通流量的增加,ATIS的收益也有所提高。该模型灵活,易于扩充,可以根据实验要求扩充路网以及增加出行者的行为规则。