【元胞自动机】基于元胞自动机模拟生命演化、病毒感染等实例附matlab代码
【元胞自动机】基于元胞自动机模拟生命演化、病毒感染等实例附matlab代码
TT_Matlab
博主简介：擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真，完整matlab代码或者程序定制加qq1575304183。
1 内容介绍
元胞自动机，也叫细胞自动机，是一种离散模型。散布在规则格网 (Lattice Grid)中的每一元胞(Cell)取有限的离散状态，遵循同样的作用规则，依据确定的局部规则作同步更新。大量元胞通过简单的相互作用而构成动态系统的演化。不同于一般的动力学模型，元胞自动机不是由严格定义的物理方程或函数确定，而是用一系列模型构造的规则构成。凡是满足这些规则的模型都可以算作是元胞自动机模型。因此，元胞自动机是一类模型的总称，或者说是一个方法框架。其特点是时间、空间、状态都离散，每个变量只取有限多个状态，且其状态改变的规则在时间和空间上都是局部的。
将所有元胞自动机的动力学行为归纳为四大类（Wolfram. S.，1986):
⑴ 平稳型:自任何初始状态开始，经过一定时间运行后，元胞空间趋于一个空间平稳的构形，这里空间平稳即指每一个元胞处于固定状态。不随时间变化而变化。
⑵ 周期型：经过一定时间运行后，元胞空间趋于一系列简单的固定结构（Stable Patterns）或周期结构（Perlodical Patterns)。由于这些结构可看作是一种滤波器（Filter），故可应用到图像处理的研究中。
⑶ 混沌型：自任何初始状态开始，经过一定时间运行后，元胞自动机表现出混沌的非周期行为，所生成的结构的统计特征不再变止，通常表现为分形分维特征。
⑷ 复杂型：出现复杂的局部结构，或者说是局部的混沌，其中有些会不断地传播。
2 仿真代码
%%
CELLULAR AUTOMATA
DEMO
(
by
thomas starzynski
)
% game of life, majority game, copy cat, infection, wolframs 1d CA
% university of basel - 2016
clear
; close all; clc; % clear memory and close all windows
clear
global
; %
clear all
global
variables
addpath
(
genpath(cd
)) %
add
all child-folders to path!
%% MAIN PROGRAMM
% generate main structure
generateGUI
(
)
;
%
generate settings
generateGOLSettings
(
’on’
)
;
generateMGSettings(
’off’
);
generateCCSettings(
’off’
);
generateINFSettings(
’off’
);
generateWOLFSettings(
’off’
);
%
set
default
setting values
setDefault_fun
(
1
,
1
)
; % can be used also to initialize values!
3 运行结果
4 参考文献
[1]张晓玲, 王文平, 陈森发,等. 基于元胞自动机的知识型企业生命体健康演化模拟[J]. 系统管理学报, 2007, 16(1):6.
[2]郭良杰, and 赵云胜. "基于元胞自动机模型的人员疏散行为模拟." 安全与环境工程 21.4(2014):6.