vicsek模型的研究及其突现行为分析论文

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庆邮电太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：}宣、涌汾签字日期：如，v年f月万日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重压邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重迭虫g电太堂可以将学位论

2、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：黯、i奄晒导师签名：签字日期："沪S21年歹月达日签字Et期：月4-El重庆邮电大学硕士论文摘要突现是复杂系统中通过个体间的非线性交互作用而产生的群体行为，是复杂系统表现出来的高层次事物整体所具有而其组分不具有的一种新特性。针对突现现象的研究已经成为复杂系统及复杂性科学研究热点，突现计算思想为研究群体智能提供了一种新的方法。当前具有突现特性的生物群体模型得到大量理论和应用研究，而Vicsek模型作为根据磁极自旋建立起

3、来的模拟生物鸟群飞行的动力学模型，是群体系统突现行为研究的基础模型之一。本论文以Ⅵcsek模型为研究对象，展开了如下研究：首先，针对Vicsek模型当前不同类型的改进模型均存在个体速率相同、方向不同等不符合实际的情况，根据自然界真实鸟群中存在短程排斥、远程吸引以及初始态个体速度大小方向各不相同的特点，提出了一个基于吸引／排斥权重的改进模型(WAR．Vicsek)。仿真测试表明，该模型能更真实地反映鸟群的队列行为，且出现了更丰富的突现行为，是对突现计算模型的补充。其次，针对突现行为定量判定指标缺少普适性证明的问题，将现有的邻域个体分布指数和平均个体聚类度等突现性判定指

4、标引入WAR-Vicsek模型，并对其突现行为进行了定量分析。仿真实验表明，这些判定指标的曲线变化过程能有效反映突现行为发生的阶段，从而验证了这套判定指标在该模型上具备适用性。然后，针对wAR．Ⅵcsek模型的突现性，从动力学角度引入并分析了速度标准差、平均邻域中心偏移差两个特征量。理论证明和实验均表明，突现行为发生后这两个特征量均收敛于某取值范围内，因此可作为该模型突现行为的定量判定候选指标。最后，开发并完善了群体动力学模型的突现行为仿真分析平台。在这个平台上，主要实现了Swarm模型突现行为仿真及分析、Vicsek模型突现行为仿真及分析、其他突现计算模型仿真等功

5、能。关键字：复杂系统，群体行为，突现，Vicsek模型，定量指标重庆邮电大学硕上论文AbstractEmergence，asanewfeatureofcomplexsystem，isacollectivebehaviorgeneratedvianonlinearinteractionsofsimpleindividualsinthesystem，whichisnotattributedtOanyindividualbutasaglobaloutcomeofindividualcoordination．Researchonemergentphenomenahasbec

6、omehotpointincomplexsystemandcomplexityscience，andemergentcomputinghasprovidedanewmethodofswarmintelligenceresearch．Atpresent，thebiologicalswarmmodelswithemergentpropertyhavebeenstudiedvastly,inwhich，theVicsekmodel，inspiredfromthemagneticspinningonanironatominaFerromagnet，isoneofthebas

7、icmodelsofswarmsystememergenceresearching．Inthisthesis，basedontheVicsekmodel，thefollowingworkshavebeendone．Firstly,thereareproblemsthatdifferentformsofVicsekmodelhavesomeimpracticallimits，suchastheindividualshavethesameratesbutdifferentdirections．Animprovedmodelbasedonweightedattract