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《西北工业大学》 2005年
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复杂性理论及其在城市系统研究中的应用

吴晓军  
【摘要】:城市系统是以城市为载体的自然、社会与经济的复合系统,具有复杂系统的多层次、高维性、多尺度、非线性、自组织特征。复杂系统理论是现代系统理论与非线性理论进一步发展与深化的产物,其智能性、适应性与抽象性等生命系统的特征使人工生命研究方法成为系统复杂性研究的主体。 本文以复杂系统的人工生命研究方法为主线,以解决城市系统中的问题为中心,从理论、方法与应用三个层面对人工生命理论在城市系统中的应用进行了研究。综合起来,本文的主要内容包括: 1、阐述了城市系统的相关概念,揭示了其复杂性的特征;对城市系统所关注的研究内容进行整理,得出其四个研究领域;回顾了城市系统理论的形成及研究现状,指出复杂性、动态性的研究是城市系统研究的前沿;回顾了复杂性理论产生的历史背景,指出现阶段人工生命研究方法已经构成了系统复杂性研究的主体;最后对复杂性理论在城市系统研究中的应用进行了概括与总结。 2、系统分析了近年来复杂性的人工生命研究方法,通过研究动态系统演化过程中规则与结构的变化,提出了从网络动力学、群体智能到复杂适应系统的复杂性人工生命研究方法的框架体系,并对各种研究方法的理论、应用及特征进行了总结。 3、对元胞自动机在城市系统研究中的应用进行总结,包括城市空间复杂性模拟、城市问题研究以及城镇体系模型等。通过对城市影响区划分理论的研究,提出了元胞自动机扩展模型在加权Vonoroi 图生成中的应用,构造了基于断裂点理论的城市影响区生成算法,并引入到陕西省10 地市城市影响区的生成与研究之中。 4、介绍了遗传算法与模式理论,并对其在城市系统研究中的应用进行归纳与总结。对城市区位配置问题及相关理论进行了研究,构造了遗传算法在城市消防点选址优化中的通用模型,并将该模型用于西安市消防点选址和责任区划分优化的研究。实证表明,本文提出的模型是一种能有效解决城市消防点区位配置问题的通用模型。 5、系统介绍了粒子群优化算法,将GA 与PSO 结合,提出GA-PSO 混合规划算法;将GP 算法解的树型结构转换为线性表结构,提出GA 规划算法。利用GA-PSO混合规划算法、GA 规划算法以及GP 算法对西安市城市交通量进行预测。结果表明,在算法收敛性上,GA-PSO 混合规划算法优于GA 规划算法,而GA 规划算法显著优于GP 算法。 6、对免疫系统原理及由此发展起来的人工免疫系统模型与算法进行了介绍。提炼人工免疫系统的特征,并对其在城市演化模型、区位选址以及地图识别等领域
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:N941.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张乐珊;基于元胞自动机和VR-GIS技术的城市空间增长三维动态模拟及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
2 石云龙;基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真[D];中国地质大学(北京);2010年
3 于群;电力系统大停电的自组织临界特性研究[D];中国电力科学研究院;2010年
4 张健华;高校科技成果转化中的政府职能研究[D];南开大学;2010年
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6 张鸿辉;多智能体城市规划空间决策模型及其应用研究[D];中南大学;2011年
7 董欣;网络化:关中—天水经济区空间发展策略及规划模式研究[D];西安建筑科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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【参考文献】
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【共引文献】
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6 邓方;陈杰;陈文颉;朱琳;;元胞自动机及其在兵力推演中的建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 王春生;吴敏;曹卫华;;基于集成预测模型与专家推理策略的铅锌烧结配料优化方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 洪露;穆志纯;;一种新的克隆混沌调节算法的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 郭玉堂;刘路路;;基于佳点集遗传算法的边缘检测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
2 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
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6 王劲松;复杂系统脆性理论及其在电力系统风险分析中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 赵金宪;复杂系统脆性理论在煤矿生产系统脆性风险评价中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李思志;网络购物感知风险研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
9 张乐珊;基于元胞自动机和VR-GIS技术的城市空间增长三维动态模拟及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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5 杨俊;席建超;解鹏;葛全胜;李雪铭;高航;;基于CA模型的旅游小镇增长的时空模拟与应用——以河北三坡镇为例[J];地理研究;2013年05期
6 常运华;刘学军;李凯辉;吕金岭;宋韦;;大气氮沉降数值模拟的演替进程与模型筛选[J];干旱区地理;2013年03期
7 李君霞;曹菡;周影;杨沛;李起栋;;基于智能体的行人路径查找微观模型研究[J];计算机工程与科学;2008年03期
8 吴农;张良;王军;;地震灾害下建筑物内人员逃生模拟系统的研究——现状与问题的综合分析[J];建筑学报;2009年01期
9 寇晓东;徐滨;;普通高校本科专业建设质量综合评价体系构建[J];科技信息;2009年29期
10 吕晓;黄贤金;钟太洋;赵雲泰;陈逸;陈志刚;;建设用地扩张过程的时间均衡态势分析[J];农业工程学报;2013年15期
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4 张琪;密云地区电网无功优化的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
5 林德明;基于元胞自动机的复杂系统脆性研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 张云娥;基于粒子群算法的中压配电网规划研究[D];华北电力大学(河北);2007年
7 陈莞;产业集群结构分析及其演化的元胞自动机模拟[D];福州大学;2005年
8 王宏;基于元胞自动机的交通流仿真及其与信号预测控制相结合的研究[D];北京交通大学;2009年
9 高春霞;基于脉冲耦合神经网络和进化算法的图像分割方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
10 林中营;毛细管电泳分析条件优化方法研究[D];浙江大学;2006年
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