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大学生"惊慌"状态下自然倾向性
目的:分析人员在不同心理状态下的自然倾向性.方法:实地统计常态榆林学院大学生的疏散自然倾向;选取实验人员,模拟情景,统计"惊慌"状态下大学生的疏散自然倾向.结果:不同心理状态下,各疏散出口的方向引力概率分别为:{0.59;0.38;0.03};{0.51;0.48;0.01}.结论:学生在不同的心理下,呈现的疏散状态不尽相同,常态的疏散更多受个体行为习惯影响,而"惊慌"心理下的疏散更多呈现一种混乱无序的状态.
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神经干细胞球生长动力学模型
神经干细胞的体外大规模培养对于细胞移植治疗中枢神经系统受损及各种神经退行性疾病有重大意义.体外呈球状生长的神经干细胞球在长大到一定尺寸之后,有可能在其内部由于养分缺乏而形成坏死细胞,这对于干细胞的有效扩增是极为不利的.因此,模拟神经球的动态生长过程并分析出现坏死细胞的临界神经球尺度对于神经干细胞的大规模扩增有重要意义.本研究采用元胞自动机技术建立了模拟神经球生长的动态模型,并结合神经球内养分的扩散传递模型,求解神经干细胞球内出现坏死细胞的临界神经球尺寸以及坏死细胞的扩大规律.计算结果表明,坏死细胞的出现与体外培养条件有一定关系;坏死细胞的出现主要取决于神经球的尺寸,其外部再好的培养条件也不可能抑制坏死的出现.此外,计算结果还表明,神经球内由于氧缺乏而形成的坏死细胞的出现要早于由于葡萄糖缺乏时的情况,并且坏死细胞一旦出现,其增长速度就非常快,有可能很快使整个神经球成为坏死细胞球.本研究所建立的CA模型及神经球内的传质模型可以很好的模拟神经球的生长过程.
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面向大型金属工件组织模拟与预测的元胞自动机-有限元模型
基于能量低原理,本文建立了适用于金属材料塑性变形过程中动态再结晶组织模拟的元胞自动机模型.模拟结果表明:晶界和第二相粒子对位错运动的阻碍作用有利于动态再结晶形核；变形组织中晶粒尺寸符合Weibull分布,平均晶粒边数随着变形量的增加逐渐增大至理想值6.将有限元方法和元胞自动机模型的耦合,本文模拟了金属材料的多道次热轧过程,分析了轧板中再结晶晶粒尺寸及分布、再结晶分数及分布.与实验结果的对比分析表明,耦合的元胞自动机-有限元模型可以很好的用于大型金属工件塑性变形过程的组织模拟与预测.
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基于元胞自动机的水痘传播演化模拟
目的：研究大学生群体中水痘传播流行的特征，基于元胞自动机设计水痘传播模型，提供研究水痘传播演化的方法，寻找控制水痘在大学生人群中暴发蔓延的方法。方法调查杭州下沙大学城大学生5671名，以群体水痘传播建立元胞自动机模型，观察感染概率对水痘传播的影响，观察初始感染人数对水痘传播的影响，分析不同时间隔离水痘感染者对水痘传播的影响。结果大学生中发生水痘112例，发生率1．97％；水痘传播速度与感染概率成正比，水痘的传播与元胞空间内初始感染人数成正比，当感染概率取适中值时，初始感染人数比值0．04时，可在短时间内形成大面积暴发流行；当感染概率取适中值，初始感染人数比值取0．004时，水痘发病传播情况和2010年秋冬季大学城水痘发病相接近；在潜伏期第1天和第7天隔离水痘感染者可有效控制水痘的传播；在潜伏期第14天及发病期第1天隔离水痘感染者也能很好的控制水痘的传播；但发病期第5天及第9天隔离水痘感染者不能有效控制水痘的传播。结论元胞自动机能较好地模拟水痘传播的演化过程，初始感染人数、水痘感染概率及水痘患者是否及时隔离与水痘传播的速度与范围密切相关，也决定了是否会导致暴发流行。
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甲型H1N1流感传播的元胞自动机模型初探
目的 建立数学模型,预测甲型H1N1流感传播规律.方法 利用元胞自动机在时间、空间和状态都离散的复杂系统模型工具,对甲型H1N1流感的传播进行建模并用矩阵实验室(Matlab)进行模拟.结果 模拟结果和实际甲型H1N1流感传播过程接近.结论 甲型H1N1流感传播的复杂性可以借助元胞自动机模型进行建模,从而对疾病进行预测控制.
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元胞自动机模拟物种生态策略选择的研究
本文在100×100的二维网格平面上赋予元胞自动机L(生命长度)与P(繁殖期)两种属性,在空间以及捕食两种压力的共同作用下模拟物种对于生态策略选择,时间标度T以单位时间作为步长.当只给予生存空间压力的情况下,固定p=0.5,L初始值20,模拟生态系统在T=120时达到稳定,L平均值稳定在2.1.对于以上系统,在不同的生殖时间P=0.7,0.5,0.3,0.1下,物种对空间的占领速度的百分数变化,在T=120,145,220,450附近,空间占有率分别稳定于60%,55%,67%,77%左右,而L值稳定于3.1,2.5,4.6,6.0附近.当使L与P双参数自由变化,发现P平均值稳定于2.4,L平均值稳定于0.6.当给与生存压力与捕食关系双重压力下,发现L平均值变化为S型曲线.
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元胞自动机算法在医院体检排队中的应用
目的:构建体检排队系统的优化模型,实现对受检人员体检排队的定性描述及量化分析,以提高设备利用率、减少受检人员等待时间.方法:建立以体检时间、路途时间及排队时间之和小为目标函数的非线性规划模型,利用元胞自动机模拟求解.结果:得到每个个体的体检项目、体检顺序及相应时间安排.结论:该算法适用于个人体检排队的安排.
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元胞自动机及其在传染病防控领域中的应用
元胞自动机是一种时间、空间和状态都离散的动力系统,可以对事件的发展趋势进行模拟.本文就元胞自动机的历史、现况和前景以及元胞自动机在各个领域,特别是在传染病领域的应用展开了全面的阐述,为该领域的科研人员提供参考.
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某高校甲型 H1N1流感传播元胞自动机模拟研究
目的：探索元胞自动机（CA）在模拟分析甲型 H1N1流感暴发传播中的应用价值。方法通过中国知识基础设施工程（CNKI）查询2009年1月—2015年3月间公开发表的甲型 H1N1流感相关文献，按纳入标准选择并提取流感疫情数据，并以重庆市某综合性大学2009年10月12日—11月20日发生的一起甲型 H1N1流感疫情为数据原型，利用 Matlab 7．0软件构建 CA 模型，对疫情进行模拟和分析。结果该高校共有在校学生17820名，2009年流感疫情持续时间为40 d，当近距离有效感染发病率为0．04时，CA 模型对此次疫情的模拟情况好，基本再生数为1．202。结论CA 在模拟一定条件下经空气传播性疾病的流行特征方面具有一定的可靠性，可为疾病的预防与控制提供参考依据。
关键词： 甲型 H1N1 流感 元胞自动机 基本再生数 传染病 模型 -
基于元胞自动机的艾滋病传播模型研究
目前艾滋病(AIDS)已成为我国面临的主要公共卫生问题之一,为了在某种程度上对疫情的发展做出估计和预测,对元胞自动机方法进行了研究,结合AIDS传播机理和特点,建立了一个AIDS传播模型.通过传播模型分析了隔离力度和AIDS免疫人对AIDS传播的影响,研究了AIDS的传播机理、特点和控制因素以及某种程度上对疫情的发展做出估计和预测.模型结构灵活,能够在演化过程中随时改变控制策略,这是传统微分方程模型所不能比拟的,对病的传播控制和预防有着重要的意义,而且对AIDS流行病学的教学中起到以往课堂教学所不能起的作用.
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生物模式的元胞自动机模型(Ⅱ):菌落的生长模式
对生物模式形成机制的探讨一直是生命科学特别是发育生物学的重要课题.我们曾应用元胞自动机方法建立了一个从单细胞及其行为到细胞与细胞、细胞与胞外环境相互作用下生物模式的形成模型.本文应用此模型,同时考虑到营养物和代谢对细胞繁殖的影响,模拟菌落的生长模式.
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基于SARS RNA序列可视化方法的进一步分析与研究
我们提出了一种新的基因可视化分析方法.该可视化方法基于元胞自动机(CA)原理,将RNA序列的一维信息转化为二维可视图谱;在将此方法应用到SARS RNA序列的分析中, 可以发现SARS-CoV 病毒不同于其他非SARS的冠状病毒的RNA序列可视特征;在此基础上,对得到的RNA特征序列进行片断提取,用片断可视化取代全序列可视化,并用主成分分析(PCA),支持向量机(SVM)等算法对RNA片断进行分析.结果证明,SARS-CoV的该类特征具有很好的模式可分性,与模式分析方法的结合则可以作为可视化的佐证,可以更充分地利用特征片断作为判别SARS-CoV的一种非常规的手段.
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一种新的SARS DNA序列的可视化分析方法
传统的DNA序列分析方法是对DNA序列的比对,而本文则给出了一种新的DNA分析方法.它是基于S.Wolfram的元胞自动机(CA)原理,将DNA序列的一维信息转化为二维可视图谱.使用本方法应用于SARS DNA序列分析中, 并发现一个SARS病毒不同于其他非SARS病毒的DNA序列特征.通过比对已知的冠状病毒家族各病毒株的全序列二维图谱,证明该特征是SARS病毒所特有的,这有助于SARS的临床鉴定.
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生物模式的元胞自动机模型(I):盘基网柄菌的聚集模式
对生物模式的形成机制的探讨一直是生命科学特别是发育生物学的重要课题.目前已经积累了大量的多学科的研究数据并提出了一些的理论,但生物模式形成的真正机制仍然很不清楚而需更深入的探索.本文试图运用元胞自动机方法建立一个从单细胞及其行为到细胞与细胞、细胞与胞外环境相互作用下生物模式形成的模型.并应用此模型,基于"诱导开关"概念,提出一种新的离散模型来模拟盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)的聚集模式.
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神经干细胞球在生物反应器内培养的模拟计算
采用元胞自动机技术建立的模拟神经球生长的动态模型,结合反应器中培养的神经球内部养分的扩散传递模型,求解了神经干细胞球内出现坏死细胞核的临界神经球尺寸和坏死细胞核的扩大规律,以及反应器内养分浓度的变化情况.计算结果表明,坏死细胞核的出现与体外培养条件有一定关系:神经球培养密度、培养基养分浓度和培养基与神经球之间的传质情况等都有一定程度的影响;但是坏死细胞核的出现主要取决于神经球的尺寸,过大的神经球内必定会出现坏死细胞核,即使在生物反应器中良好的外部培养条件下也不可能抑制它的出现.此外,神经球内由于氧缺乏而形成的坏死细胞核的出现要早于由于葡萄糖缺乏时的情况,并且坏死细胞核一旦出现,其增长速度就非常快,有可能很快使整个神经球成为坏死细胞球.本文所建立的元胞自动机(Cellular automata, CA)模型及各种生物反应器培养条件下神经球内的传质模型可以很好的模拟神经球的生长过程.
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菌落生长模式的一些定量分析
菌落生长模式的探讨,不仅是微生物生态学模式形成的重要研究内容,而且对多细胞生物体的发育生长模式形成的研究有一定的借鉴意义.在同时考虑到营养物和代谢对细胞繁殖的影响,我们曾建立了菌落生长的一个元胞自动机模型,模拟了不同条件下菌落的生长模式[1].本文引入分形维数、回转半径、菌落数、营养微粒数、代谢微粒数和产量系数等定量指标来描述菌落的生长模式.
