Control Chaos of a Unidirectionally Traffic Coupled Map Lattice Model

Spatiotemporal chaos is studied by using the unidirectional traffic coupled lattice model with hyperbolic tangent local map. The coupled map lattice (CML) model can simulate the complex traffic flow phenomenon which is similar to the traditional traffic flow model. The nonlinear feedback method is used to study the control of the chaotic system of the unidirectionally traffic coupled map lattice model. The stability of spatiotemporal chaos in the coupled map lattice is realized. The results of numerical simulation show that there is a relationship between control results and control parameters when controlling spatiotemporal chaos to a uniform stable state in a certain phase space compression parameter region.

考虑站点耦合关系的大型城市轨道交通网络级联失效分析

为了解析站点分布密集的大型城市轨道交通网络级联失效传播机理,提出改进的耦合映射格子模型.该模型结合大型城市轨道交通网络站点分布密集特征,量化耦合站点间客流演化及耦合站点抵抗力.为了衡量级联失效在大型城市轨道交通网络中的传播过程与结果,提出失效站点数量比与网络效率比指标.以上海市城市轨道交通网络为例,验证该模型的可行性.结果表明:当节点度高或进站客流量大的站点失效后,耦合站点间的级联失效规模是邻接站点间的约2倍,且由于耦合站点间的级联失效的影响,介数中心性大的站点失效所引起的级联失效传播速度最快.在考虑耦合站点间级联失效时,客流对大型城市轨道交通网络级联失效的作用力是拓扑结构的约9倍.研究结论可以为城市轨道交通网络的规划设计与事故管控提供科学的建议.

基于耦合映像格子模型的半导体股票市场稳定性分析

该文从股票所属板块视角研究了当前中国半导体产业网络的发展现状,将复杂网络理论、超图理论与半导体股票板块相结合,构建了半导体股票板块超网络模型,并利用耦合映像格子模型研究了半导体股票板块超网络抵抗外部干扰的能力。通过分析仿真实验结果得出半导体股票板块超网络在随机攻击下较为鲁棒,超网络较为稳定;在蓄意攻击策略下,半导体股票板块超网络较为脆弱。该文的研究结果对研究半导体产业链的稳定性机理、提高产业链的稳定性等方面提供了一定的理论支持。

基于三维混沌猫映射的数字图像加密算法

提出了一种新的基于3维混沌猫映射的图像加密方法。该方法采用改进的3维混沌猫映射来提高加密的置乱程度,并把耦合映像格子模型(Coupled map lattice,CML)映射引入加密的扩散过程,明显提高了加密系统的初始敏感性和安全性。仿真结果表明,该方法具有足够大的密钥空间和足够高的安全性,不仅能抵抗差分攻击、选择明文攻击、统计攻击等,而且取得了复杂度和速度的良好折中。

基于CML的多重边复杂公交线路网络相继故障研究

为给城市公交系统的规划、建设和管理优化提供决策依据,在现有公交网络模型的基础上,以常规公交线路为网络的节点,公交线路间的若干个公共停靠站点为连边,建立了基于耦合映像格子的多重边复杂公交线路网络模型,基于该模型研究了多重边复杂公交线路网络的相继故障问题。通过Matlab数值仿真技术,详细分析了扰动幅值和耦合强度对网络相继故障的影响。研究结果表明:蓄意攻击多重边复杂公交线路网络中节点度最大的节点最容易造成网络全局故障;另外,耦合强度和扰动幅值越大,多重边复杂公交线路网络越容易发生相继故障。

和谐统一混合择优网络模型耦合映像格子的相继故障

将耦合映像格子的相继故障模型作用于和谐统一的混合择优网络模型(HUHPM),通过仿真分析的方法研究了和谐统一混合择优网络的相继故障行为。仿真中采用了蓄意攻击和随机攻击两种策略。仿真结果表明,同规模的和谐统一混合择优网络抵抗随机攻击的能力比蓄意攻击要强;另外,网络的总混合比对这类网络相继故障行为的扩散有很强的影响,在蓄意攻击下,随着随机性连接的逐渐增加,网络的抵抗蓄意攻击的能力逐渐增强,而在随机攻击下则正好相反,即随着确定性连接的增加,网络抵抗随机攻击的能力越来越强。因此,在实际应用中可以通过调节混合比来增强这类网络的鲁棒性。

一种时变耦合映象格子模型的初值估计方法

耦合映象格子(Coup led m ap lattice,CM L)模型是非线性科学研究中的一个重要模型。从CM L系统中恢复系统的初始条件对信号处理等问题的研究非常重要。本文在符号动力学方法的基础上,针对全局耦合映象模型,提出一种基于时变映象系数恢复信号初值的新方法。实验结果表明,本文方法能够有效地恢复初值的统计特性,使整个格点信号均值等于给定信号均值。此外,采用时变映象系数恢复的信号值与原信号之间偏差、均方误差(M ean square error,M SE)都较传统方法小,而且与原信号之间有较强的相关性,能够更好地刻画实际信号的物理过程,并对系统初始条件作出稳键估计。

基于耦合映像格子模型的ERP分析

利用改进的时变耦合映像格子模型计算了固定位置区域提示下视觉注意范围等级的事件相关电位(Event-related Potentials,ERP)的最大时变李雅普诺夫指数,得到了能够反映系统整体特征的量化参数。

基于时空混沌的海杂波背景下小目标检测

近年来基于混沌理论对海杂波在时域内建模是比较好的工具,然而考虑到海面的电磁波散射是一个时空现象,提出将海杂波建模由原来的时域拓展到时空域建模,采用径向基耦合映像格子算法来重构海杂波的时空混沌动态特性,进而对嵌入在海杂波的小目标进行检测。通过对带有小目标的海杂波实测数据进行处理,能够较准确地检测出小目标的位置,验证了算法的可行性。此外,通过对实测海杂波数据处理,发现距离门含有小目标的海杂波回波幅值小于其他距离门不含有小目标的海杂波回波幅值,验证了海杂波与小目标的回波动态特性的不同。

基于耦合映像格子模型的城市轨道交通网络可靠性研究

为进一步提高轨道交通网络化背景下的系统可靠性,预防系统潜在客流风险,从复杂网络视角,分析了轨道交通网络可靠性及其加权客流网络可靠性。为衡量客流权重对网络可靠性的影响,构建了客流加权可靠性评价指标。利用上海公共交通卡数据,得到网络节点真实客流权重,以实际客流权重为参数,衡量客流加权网络可靠性。基于耦合映像格子(CML)模型,构建上海轨道交通网络动力学模型,模拟不同情境下网络节点引发的网络级联失效动力学过程,并衡量级联失效过程中的网络客流加权可靠性变化情况。结果表明:地铁网络客流加权性质在毁损初始阶段,下降较小;网络毁损规模超过50%,客流加权网络可靠性趋近于0。因此,在网络毁损初始阶段采取措施能有效防止故障在网络扩散。

基于OCML模型的CDMA系统长短码生成方法

讨论时空混沌序列的生成方法并比较分析其作为扩频码的性能优势,为降低单向耦合映像格子(OCML)模型中格点间隔的相关度,提出一种基于模型空间维度的随机格点间隔方法,对系统空间维度分区段,在各区段内随机选取下一时刻序列的格点坐标,并行产生多条随机性好的混沌序列,从而得到码分多址(CDMA)系统的长短码。Simulink仿真结果表明,时空混沌OCML模型因其多维及高复杂度的特性,可同时产生并行性较好的伪随机序列用作CDMA系统的长短码。

时空混沌研究及其在信息加密中的应用

对时空混沌理论及应用现状进行了简述,研究了时空混沌的数学模型及其应用,提出了一种基于时空混沌的耦合映象格子模型的序列密码算法,并在DSP上加以实现.理论分析和安全性测试实验结果均表明,该算法较之基于低维时间混沌的序列密码算法,具有更高的安全性,应用性较好.

大客流干扰下多层公交-地铁网络的韧性评估

为评估车站失效对公交-地铁网络结构和服务质量的影响,研究大客流干扰下公交-地铁网络的韧性是十分必要的。提出有向时间加权的多层公交-地铁网络建模方法,采用改进的耦合映像格子模型,从乘客和运营视角分别提出乘客出行效率比和网络服务效率比作为韧性评估指标,采用德尔菲法-熵权法和博弈论综合赋权法确定指标的综合权重。构建以多层公交-地铁网络韧性指标最大化为目标的时序优化模型,采用自适应遗传算法进行求解。以西安市多层公交-地铁网络为例,考虑大客流提出4种干扰情景,对比分析最优恢复策略与随机恢复策略、优先恢复策略在4种大客流干扰场景下对网络韧性恢复效果的差异。结果表明:在4种大客流干扰场景下,仅考虑车站在运营网络中的重要程度无法得到最优策略,应以网络韧性最大化角度构建模型求解最优恢复次序,最大程度地减少网络性能的损失;增加恢复资源可以缩短恢复时间和提高恢复效率,但恢复资源的增加与网络韧性的提升不成正比。研究结论可以为公交、地铁网络的韧性评估与抢修恢复提供决策依据。