基于cas理論的城市空間系統(tǒng)建模與仿真研究論文

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1、華東交通大學碩士學位論文基于CAS理論的城市空間系統(tǒng)建模與仿真研究姓名：王麗申請學位級別：碩士專業(yè)：計算機應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師：杜江洪20080418摘要基于CAS理論的城市空間系統(tǒng)建模與仿真研究摘要隨著經(jīng)濟發(fā)展、科技創(chuàng)新、信息時代到來，交通運輸方式和生產(chǎn)工具產(chǎn)生巨大的變革，城市空間結(jié)構(gòu)的演變形式也越來越復(fù)雜。從發(fā)展趨勢看，城市空間結(jié)構(gòu)演化的研究，有助于人們加深對中國城市化進程、區(qū)域經(jīng)濟一體化與城市產(chǎn)業(yè)集聚等問題的認識。城市空間系統(tǒng)是一個典型的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，其區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的演化被認為是大量微觀主體的區(qū)位

2、決策在時間維的累積和空間維的集聚過程，同時還應(yīng)該重視宏觀變化對微觀主體的反饋和約束。這種微觀和宏觀不同尺度的關(guān)系問題已經(jīng)稱為當前城市空間演化系統(tǒng)研究關(guān)注的焦點。從城市系統(tǒng)中各個微觀主體的交互作用，以及各主體與環(huán)境間的交互與反饋角度來研究城市空間系統(tǒng)，能夠更加真實地模擬復(fù)雜的現(xiàn)實城市空間系統(tǒng)。本文以城市空間系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演化為主要研究對象，提出了城市系統(tǒng)空間演化模型的概念框架，從定性層面揭示了城市空間系統(tǒng)中各類主體之間的交互；利用多Agent“自下而上”的建模技術(shù)構(gòu)建了城市空間系統(tǒng)模型；利用面向?qū)ο蟮腏a

3、va編程技術(shù)進行各類主體的程序設(shè)計，在Swarm平臺下對MAS模型進行仿真，最終的仿真結(jié)果符合城市空間結(jié)構(gòu)演化理論——分散化集中理論。這一仿真結(jié)果證實了模型的現(xiàn)實可行性，對城市規(guī)劃有一定的借鑒價值。關(guān)鍵詞：復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)；Agent；城市空間演化；Swarm；仿真；分散化集中IAbstractRESEARCHONURBANSPACESYSTEMANDSIMULATIONBASEDONCASTHEORYABSTRACTAlongwiththedevelopmentofeconomy,theinnovat

4、ionofscienceandtechnologyandthecomingofinformationage,themodeoftraffictransportationandproducetooltakeahugetransformation,theevolutionformofUrbanSpacialStructure(USS)becomemoreandmorecomplex.Tothetrendofdevelopment,theresearchonUSSevolutionredoundtostr

5、engthentheunderstandingofsomeproblems:urbanizationinChina,theeconomicintegrationofareaandtheindustrycentralizeincitybypeople.UrbanSpatialSystem(USPS)isacomplexadaptivesystem,whichisanaggregatingprocessincludingmassdecision-makingsofmicrocosmicagentsins

6、paceandtimedimensionsandtheeffectandfeedbackofmacroscopicaltransformationonmicrocosmicagents.Atpresent,therelationshipbetweenmicrocosmicandmacroscopicscaleshasbecomethefocusinUrbanSpacialEvolution(USE)research.Itisbelievedthattherealcomplex.USPScanbesi

7、mulatedmorevividlyfromtheviewofinteractionsamongvariousagentsandbetweenagentsandtheirenvironment.TakingthestructureevolutionofUSSasresearchobject,thethesispresentsanconceptualframeworkofspatialevolutionmodelofurbansystem,themodeldisplaysthealternationb

8、etweenkindsofagentsinUSSunderdeterminethenaturelay;theUSSmodelisbuiltwiththe“bottomup”technologyofthemulti-agent;theprogrammerisdesignedwithobject-orientedJavaprogrammingtechnique.ThesimulationofMASmodelundertheSwarmsimulatingplatform,t