粒子方法及在社会系统与交通系统中的应用研究

论文摘要

本文紧紧把握当前各种粒子方法的发展前沿,针对拉格朗日粒子方法应用范围狭窄和交通流粒子方法移动模拟过程中所存在的问题以求改进与拓展,从社会系统的突发性事件模型和水利工程交通系统建模两个方面进行了较为深入地研究,可得到如下主要结论:1)提出把复杂的社会网络系统离散化为相互关联的子系统和个体成员,从微观角度将相互关联的个体成员拟化为存在相互作用的拉格朗日粒子,从而掌握个体粒子的行为和突发事件对每个成员的相互影响程度。2)以受突发事件影响的社会系统成员为出发点,追踪各成员的行为状态并分析成员之间的相互关联和扩散作用,建立突发性传播事件在社会系统中的拉格朗日粒子方法模型,并且提出以并行分布系统来实现复杂系统性质的途径。3)在简要介绍各种粒子方法的应用范围基础上,着重探讨了复杂系统通用化模拟算法;从复杂系统建模的角度提出了能够集成多种系统模型、宏微观能够互访的粒子方法建模技术,同时给出了社会仿真系统的四层概念体系框架。4)从驾驶员——车——环境整体系统角度分析两两相互关系,对各种实体之间的关系和属性进行描述,阐述车辆通过路段及交叉口过程的逻辑特性;提出了车头时差的概念,作为车辆粒子换道超车过程的辅助判断。5)建立水利工程交通系统的多系统粒子方法模型,对路网内车流运动进行动态过程追踪,并且对路段粒子运行系统模型进行了模拟分析;提出了能够融合各种长度车辆的道路拥塞度(DOC)的概念,并针对道路车辆密度ρ进行了应用比较分析。总之,本文将拉格朗日粒子方法引入到社会系统来解决某些问题的思路拓展了系统科学中复杂系统建模研究方法和发展空间;粒子方法在水利工程交通系统的应用和改进有助于在微观层面系统地了解汽车的运行状况和动态特性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 粒子方法概述
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文主要研究工作及技术路线
• 第二章 粒子方法介绍
• 2.1 引言
• 2.2 拉格朗日粒子方法及应用
• 2.3 粒子方法在交通系统和社会系统的应用
• 2.4 复杂系统与系统建模
• 第三章 社会系统突发性事件的粒子方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 社会系统粒子模型的建立
• 3.3 社会系统突发性事件的研究方法
• 3.4 复杂系统通用化模拟算法
• 3.5 社会系统仿真框架
• 第四章 大型水利工程交通系统粒子方法仿真模型研究
• 4.1 引言
• 4.2 水利工程交通系统分析
• 4.3 交通流理论的瓶颈与粒子方法的应用思想
• 4.4 粒子方法系统模型
• 4.5 路段粒子运行模型的应用
• 第五章 结论
• 5.1 主要结论
• 5.2 应用前景与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢