离散时间动态网络模型及其在疏散过程中应用的研究
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动态网络的模型与分析介绍:动态网络是指网络中的节点和边随着时间变化的一种网络结构,与传统的静态网络相比,动态网络更能真实地反映出真实世界中各种复杂的关系。
一、动态网络模型1. 时间演化模型动态网络的一个重要特征就是时间的变化,时间演化模型是描述网络节点和边如何随时间变化的数学模型。
常用的时间演化模型有:随机模型、增长模型和演化模型等。
随机模型:随机模型中的节点和边会随机出现和消失,模拟了网络中节点和边的随机变化。
增长模型:增长模型是指网络中的节点和边会随着时间的推移逐渐增加,模拟了网络的生长过程。
演化模型:演化模型是描述网络中节点和边之间的关系随时间变化的模型,可以根据节点和边之间的关系演化规律来推演网络的发展。
2. 网络结构模型网络结构模型是指网络中节点和边之间的连接关系的数学模型。
常用的网络结构模型有:小世界网络、无标度网络和随机网络等。
小世界网络:小世界网络模型是一种介于规则网络和随机网络之间的模型,节点之间的连接关系更倾向于短路径,模拟了现实世界中人际关系的特点。
无标度网络:无标度网络模型是一种节点度数呈幂律分布的网络模型,少数节点拥有大量的连接,模拟了现实世界中少数节点对网络的重要影响。
随机网络:随机网络模型是一种节点之间的连接关系是随机产生的网络模型,节点的度数差异较小,模拟了一些简单的网络结构。
二、动态网络的分析方法1. 社区发现算法社区是动态网络中具有紧密内部联系、稀疏外部联系的节点集合。
社区发现算法通过划分节点集合,帮助我们识别出网络中的社区结构。
常用的社区发现算法有:谱聚类算法、模块度优化算法等。
谱聚类算法:谱聚类算法根据网络中节点之间的相似性构建相似度矩阵,对相似度矩阵进行特征值分解来划分社区。
模块度优化算法:模块度优化算法通过优化网络的模块度,并将网络划分为多个模块,每个模块内的节点之间具有较高的联系。
2. 传播模型传播模型是研究动态网络中信息传播的数学模型,用于模拟信息在网络中的传播过程。
复杂网络中的动力学模型与分析方法一、引言复杂网络是由大量节点和连接它们的边组成的网络结构,广泛应用于社交网络、生物网络、信息传播等领域。
网络中各个节点之间相互作用、信息传递的过程可以用动力学模型进行描述和研究。
本文将介绍复杂网络中的动力学模型以及常用的分析方法。
二、节点动力学模型1. 节点动力学模型的概念节点动力学模型是描述网络中单个节点状态变化规律的数学模型。
常用的节点动力学模型包括离散时间模型和连续时间模型。
离散时间模型适用于节点状态在离散时间点上更新的情况,连续时间模型适用于节点状态连续变化的情况。
2. 节点动力学模型的类型(1)布尔模型:布尔模型是一种离散时间模型,节点状态只有两种可能值:0和1。
通过定义节点间的布尔运算规则,模拟节点之间的相互作用和状态更新。
(2)Logistic模型:Logistic模型是一种连续时间模型,节点状态在[0,1]之间连续变化。
该模型可以描述节点的演化和趋于稳定的行为。
三、网络动力学模型1. 网络动力学模型的概念网络动力学模型是描述网络中全体节点的状态变化规律的数学模型。
在网络中,节点之间的相互作用和信息传递会影响节点的状态演化,网络动力学模型可以用来描述和预测整个网络的行为。
2. 网络动力学模型的类型(1)随机性网络模型:随机性网络模型假设节点的连接是随机的,节点间的相互作用和信息传递也是随机发生的。
常见的随机性网络模型包括随机图模型、随机循环模型等。
(2)小世界网络模型:小世界网络模型是一种介于规则网络和随机网络之间的网络结构。
它既具有规则性,节点之间的连接具有聚类特性,又具有随机性,节点之间的连接具有短路径特性。
(3)无标度网络模型:无标度网络模型是一种节点度数服从幂律分布的网络结构。
少数节点的度数非常高,大部分节点的度数较低。
这种模型可以很好地描述现实世界中一些复杂网络的结构。
四、网络动力学的分析方法1. 稳定性分析稳定性分析是判断网络在不同初始条件下是否趋于稳定状态的方法。
时间序列模型在电力需求预测中的应用研究【摘要】随着经济、社会和工业的飞速发展,用电的需求量迅速增长,电力行业也逐渐成为影响全球社会经济发展地位的重要的因素,不准确的需求预测增加了电力行业的运行成本,特别是在市场环境中,精度即意味着金钱,准确的电力需求预测是有价值的。
论文以某市为例,利用某市用电量的相关数据,分别应用移动平均法、时间序列法建立模型并对模型进行预测和分析,并对其进行了预测与分析,再通过对这两种预测方法分别赋予不同的权重建立加权组合预测模型来改进预测误差,通过比较分析得出加权组合模型预测的精度更高。
关键词:移动平均法;电力需求预测;时间序列法;加权组合预测法0.引言电力需求预测是电力行业中至关重要的任务之一,对于电力系统的稳定运行、资源调配和规划决策具有重要意义。
准确地预测电力需求可以帮助电力公司合理安排发电计划、优化电力供应链,并提高电力系统的效率和可靠性。
传统的电力需求预测方法主要基于统计学方法或基于经验规则的模型。
然而,这些方法在面对复杂的电力系统和多变的外部因素时往往表现不佳。
为了应对这些挑战,时间序列模型逐渐成为电力需求预测领域的研究热点。
时间序列模型利用历史数据中的时间相关性来预测未来的电力需求。
它们可以捕捉到不同时间间隔内的趋势、周期性和季节性变化,以及其他相关因素的影响。
这种模型的优势在于能够自适应地学习数据中的模式和规律,并在预测过程中考虑到时间的因素。
通过深入研究时间序列模型在电力需求预测中的应用,可以为电力公司和相关研究人员提供有益的参考和指导,进一步提升电力需求预测的准确性和可靠性,推动电力行业的可持续发展。
1.传统的电力需求预测方法及其局限性对用电需求的短期预测是构成电力系统规划的一个关键环节,用电需求预测是电力系统正常工作的基本依据,预测的准确性将对电力系统的经济和安全起到决定性的作用,因而对用电需求进行精确预测,特别是对电力系统的短期和超短期预测,是保证电力系统安全、经济发展的前提和保证。
离散事件动态系统建模与仿真技术研究离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic System,DEDS)是一种用来描述离散事件的数学模型,其在集成电路设计、制造业、物流管理、网络通信等领域中得到了广泛应用。
离散事件动态系统建模和仿真技术是研究这一领域的关键问题之一。
I. 离散事件动态系统简介离散事件动态系统是一种将时间分为离散事件的模型,该模型针对每个事件进行计算,以决定模型的下一个状态。
每个事件的时间戳都是不同的,一次模拟可以包含大量的事件,事件之间可能会有多种关系,这是离散事件模拟的特点。
常见的离散事件动态系统包括排队系统、自动控制系统、网络系统、供应链系统、交通系统等,可以应用于机器人系统、智能交通、虚拟现实等领域。
II. 离散事件动态系统建模离散事件动态系统的建模是指将动态的系统描述成一个离散事件模型的过程,常用的建模框架包括Petri网、DEVS和CTPN等。
Petri网是描述离散事件模型的一种图形化建模语言,其由Petri网元素和变迁组成。
当一个Petri网达到一个使变迁操作成为可能的状态时,变迁将被激活。
Petri网允许对分布式系统进行实时分析和检验,并允许通过变形分析系统行为的改变。
DEVS是离散事件系统建模技术的一种形式化表达,其通过定义系统组件之间的输入输出以及它们之间的转移逻辑来描述系统行为。
DEVS模型一般包含四个部分,输入信号、状态、事件响应函数和状态转移函数。
CTPN是一种图形化建模语言,它通过两个主要元素,控制流程和时间约束,来建模系统的动态行为。
控制流程用于表示系统中的活动和控制流,时间约束表示活动之间的时间上限和下限。
III. 离散事件动态系统仿真离散事件动态系统仿真技术是为了模拟离散事件系统的行为,以便分析和预测其性能。
通常,离散事件动态系统仿真需要从实际系统的模型出发,将系统的模型转换成计算机程序,利用程序模拟实际系统不同的状态和事件,并通过这些状态和事件来推断系统的行为。
离散事件系统建模与分析离散事件系统是指一个系统中发生的事件是离散的,即在时间上是不连续的。
这种系统通常是由一系列状态和转移组成的。
离散事件系统建模与分析是一种用来描述该系统的方法,它可以通过数学和计算理论来分析系统的行为和性能。
建模离散事件系统可以通过状态转换图进行建模。
状态转换图一般包含有限个状态和转移,它用来描述系统在不同状态下的转移条件。
状态转换图中每个节点表示系统的一个状态,例如,某个物流系统中的一个节点表示快递包裹的“妥投”状态。
节点之间的有向边表示系统从一个状态转移到另一个状态所需满足的条件。
例如,物流系统中从“已发货”转移到“妥投”状态需要快递包裹被签收。
另外,离散事件系统还可以用有限状态自动机进行建模。
有限状态自动机是一种用来描述状态转移的数学模型,它由有限个状态和转移组成。
有限状态自动机可以通过状态转移函数来描述状态之间的转移条件。
例如,某个售货机系统可以用有限状态自动机来描述,当顾客付款后,自动机会检测付款金额是否足够,如果足够,则发放商品并退还余额,否则提示顾客继续添加。
分析离散事件系统的行为和性能可以通过模型检测来分析。
模型检测是一种自动化的方法,它可以对系统模型进行分析和验证。
模型检测可以用来验证系统是否符合某些规定和约束条件,例如,某个互联网应用程序的数据传输是否符合协议规范。
另外,离散事件系统还可以用仿真来进行行为和性能的分析。
仿真是一种通过计算机模拟的方法来描述系统的行为和性能。
仿真可以通过随机事件来模拟系统的实际行为,例如,某个交通信号灯系统中,车辆的到达和离开时间可以用随机的方式来模拟。
结论离散事件系统建模与分析是一种重要的方法,它能够帮助系统设计者更好地理解和控制系统的行为和性能。
离散事件系统可以通过状态转换图和有限状态自动机进行建模,通过模型检测和仿真来分析系统的行为和性能。
离散事件系统建模与分析在工业控制、互联网应用、交通运输等各个领域都有着广泛的应用。
离散时间疏散模型在建筑出口设计中的应用【摘要】对于城市各大公共场所来说,出口的疏散能力在很大程度上影响着人民群众的财产安全,如果建筑物出口的疏散能力小,在人员密集的时候人群就不能在规定的时间内数疏散,很容易造成堵塞现象,如果这种堵塞不能及时消除,很容易引起人员的恐慌,甚至引发踩踏事件,因此,设计人员在商场等建筑物的设计中,一定要对疏散口的疏散能力进行专业的评估,设计大小适中的疏散口。
本文主要探究离散时间疏散模型在建筑物出口设计中的应用。
【关键词】离散时间疏散模型;建筑物;出口设计;应用随着国民经济的发展,各个大中型建筑物如雨后春笋般矗立于我国的各个城市中,对于城市各大公共场所来说,出口的疏散能力在很大程度上影响着人民群众的财产安全,如果建筑物出口的疏散能力小,在人员密集的时候人群就不能在规定的时间内数疏散,很容易造成堵塞现象,如果这种堵塞不能及时消除,很容易引起人员的恐慌,甚至引发踩踏事件。
所以,设计人员在商场等建筑物的设计中,一定要对疏散口的疏散能力进行专业的评估,设计大小适中的疏散口。
研究影响建筑物疏散的因素可以减小人群密集风险,预防踩踏事故的发生。
一般情况下,建筑物出口的疏散能力不仅与出口的宽度有密切的关系,还与出口的人流通过率有紧密的关系,在传统影响建筑物疏散能力的研究中,一般把建筑物出口的人流通过率作为固定的数值进行研究,实际上出口的人流通过率是一个不断变化的处置,人流的多少会因为时间的不同而有较大的变化,除此之外,人流的速度和人群密度也对人流通过率有着较大的影响,因此,疏散时间的计算在建筑物出口的设计中起着非常关键的作用。
目前,国际上已有一些针对不同建筑物的疏散时间计算公式,这些计算公式使用方便、使用范围广泛,但还存在着一些弊病,最为突出的表现是当前的疏散时间计算公式不能真实的反映出人员的实际疏散情况,特别是人群密度较高时的情况。
虽然目前人群在建筑物中的疏散数据可以通过电脑来模式,但是由于电脑模拟软件主要针对人群的特性,并不能全面的得出建筑物的人群疏散时间,因此,还需要运用离散时间疏散模型来详细的计算出建筑物中人群的真是疏散时间,为建筑物出口的设计提供真是有效的参考依据。
第17卷第4期2021年4月中国安全生产科学技术Journal of Safety Science and TechnologyVol. 17 No. 4Apr. 2021doi : 10. 11731/j. issn. 1673-193x. 2021. 04. 005室内人员疏散时间快速预测模型研究**收稿日期:2021 -01 - 18*基金项目:国家自然科学基金项目(72074196 )作者简介:江延立,硕士研究生,主要研究方向为公共安全与应急管理$ 通信作者:盖文妹,博士,副教授,主要研究方向为公共安全与应急管理江延立",盖文妹",李 群2(1•中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083 ; 2.中国安全生产科学研究院,北京100012)摘 要:为准确快速估算室内人员疏散时间,基于传统Togawa 模型,提出1种基于出口处人员流动速率的室内人员疏散时间快速预测模型,并利用Pathfinder 软件模拟某房间人员疏散过程,对比快速预测模型与传统Togawa 经验公式计算结果。
结果表明:快速预测模型计算量少,可获得更多更精确人员疏散信息$研究结果可为室内人员疏散提供理论支撑$关键词:应急管理;疏散时间;滞留时刻'Togawa 模型中图分类号:X956文献标志码:A 文章编号:1673 - 193X (2021) -04 -0030 -05Research on rapin prediction model of indoor personnel evacuation timeJIANG Yanli 1 , GAI WenmeO , LI Qun 2(1. School of Engineering and Technology , China University of Geosciences # Beijing 100083 # China ;2. China Academy of Safety Science and Technology # Beijing 100012 # China )Abstract : In order te xccurately and quickly estimate the indoor personnel evacuation time , based on the traditionxl Togawxmodel , x rapid prediction model of indoor personnel evacuation time based on the personnel Oow rate xt the exit wxs proposed.Compared with the traditionxl Togawx model , the rapid prediction model did not require the globxl calculation , and the calcu lation efficiency wxs higher. The Pathfinder software wxs used te simulate the personnel ewcuation process of x room , and tak ing the simulation results xs reference , the calculation results of the rapid prediction model and the traditionxl Togawx empiri cal formula were cempared. The results showed thxt the rapid prediction model had less calculation amount and ceuld obtainmore and more xccurate personnel ewcuation information. The research results can provide thearetical suppoS for the indoorpersonnel ewcuation.Key words : emeraency manaxement ; ewcuation time ; detention time ; togawx model0引言人员必需疏散时间由3部分构成:探测报警时间、人员预动作时间和人员疏散时间。
大型场馆疏散模型研究大型场馆疏散模型研究疏散模型是指利用数学方程和计算机模拟技术来研究人群在紧急情况下的撤离行为和疏散效率的科学方法。
大型场馆疏散模型研究是指在大型场馆中,通过建立适当的数学模型和运用计算机模拟技术,对紧急情况下的人群疏散行为进行研究。
大型场馆如体育场、会展中心等,通常会举办各种大型活动,人员流动性大,人数众多,安全问题常常引起人们的担忧。
对于这些场馆来说,确保人员的安全、高效的疏散已经成为一个重要的问题。
传统的疏散方法往往基于经验和直觉,缺乏科学性和标准化。
而运用疏散模型可以对人群的疏散行为进行科学研究,提供定量的指导和参考,对场馆的安全管理起到重要作用。
大型场馆疏散模型的建立基于以下几个方面的考虑:人群特性、空间结构、外部条件以及疏散策略。
人群特性包括人员数量、年龄、性别、身体条件等因素,这些因素直接影响到人员的行动能力和疏散行为。
空间结构包括场馆的布局、大小、出入口、通道等要素,这些因素会影响人员流动的路径和速度。
外部条件如火灾、地震等紧急情况会对人员的疏散产生重要影响。
疏散策略是指在紧急情况下,如何通过引导、控制和指挥人群的行动,以达到最佳的疏散效果。
在建立大型场馆疏散模型时,常用的方法包括微观模型和宏观模型。
微观模型注重个体行为,考虑人员的个体特性和行动决策,建立人员粒子的运动模型,并通过计算机模拟来模拟整个过程。
微观模型相对准确,但是计算量大。
宏观模型注重整体行为,将人员分为不同的区域,建立区域内人员密度的动态方程,通过求解方程来预测人员疏散的结果。
宏观模型计算量较小,但是对个体行为的刻画不够准确。
大型场馆疏散模型研究可以应用于多个方面。
可以用于评估场馆的疏散方案,通过模拟疏散过程,评估不同方案对人员疏散时间和安全的影响,并优化疏散策略。
可以用于指导场馆的设计和改造,通过模拟疏散过程,优化场馆的布局和通道设置,提高场馆的疏散效率。
可以用于培训和演练,通过模拟疏散过程,培训场馆工作人员的应急反应和疏散指挥能力,并进行定期演练。
建筑物人员疏散模型的数学建模及仿真分析在建筑物中,人员疏散的安全问题一直备受关注。
为了更好地保障建筑物内人员的生命安全,对建筑物人员疏散行为进行数学建模及仿真分析势在必行。
本文将介绍建筑物人员疏散模型的数学建模方法,并通过仿真分析,探讨了不同因素对人员疏散时间的影响。
一、建筑物人员疏散模型的数学建模1.1 建筑物结构模型建筑物的内部结构对人员疏散起着重要作用。
为了更好地模拟建筑物内部,可以采用图论中的图模型,其中建筑物的房间和走廊可以表示为节点,相邻的房间之间的通道可以表示为边。
通过这种方式,可以建立建筑物的结构模型。
1.2 人员行为模型人员的行为对疏散效果有着巨大影响。
在疏散模型中,可以将人员的行走行为建模为随机游走模型。
通过考虑人员的移动速度、行走方向及拥挤度等因素,可以建立人员的行为模型。
1.3 应急情况模型在实际情况中,疏散行为往往发生在紧急情况下,如火灾、地震等。
因此,在建筑物人员疏散模型中,需要考虑这些应急情况的影响。
可以通过引入外部输入来模拟应急情况的发生,从而建立应急情况模型。
二、仿真分析2.1 人员疏散时间仿真通过建立建筑物人员疏散模型,可以进行仿真分析,计算出人员疏散所需的时间。
在仿真分析中,可以考虑不同的建筑物结构、人员行为和应急情况,以及其他可能的影响因素。
通过对不同情况的仿真分析,可以评估建筑物的疏散效果,优化建筑物的设计和管理。
2.2 影响因素分析在进行仿真分析时,需要考虑各种可能的影响因素,如建筑物结构、人员行为、应急情况等。
通过对这些影响因素的分析,可以了解它们对人员疏散时间的具体影响程度。
例如,建筑物结构中是否存在狭窄的通道会影响人员疏散的速度,人员行为中是否存在混乱和恐慌会增加疏散时间等。
通过对这些影响因素的分析,可以为建筑物的设计和管理提供科学依据。
2.3 优化建议通过对建筑物人员疏散模型的仿真分析,可以得出优化建议。
例如,如果发现某些楼层的疏散时间较长,可以考虑增加通道或重新规划楼层布局以缩短疏散时间。