活性群體中的集體行為與團(tuán)體識(shí)別研究

1、分類號(hào) 密級(jí)研 究 生 學(xué) 位 論 文論文題目（中文） 活性群體中的集體行為與團(tuán)體識(shí)別研究論文題目（外文） Collective behaviour and groupidentification for active particles研 究 生 姓 名 蘇 春 旺學(xué) 科、專 業(yè) 物理學(xué) · 理論物理學(xué) 位 級(jí) 別 碩 士學(xué) 科 方 向 統(tǒng)計(jì)物理與復(fù)雜系統(tǒng)導(dǎo)師姓名、職稱 黃子罡 教授 俞連春 副教授論 文 工 作起 止 年

2、月 2016 年 6 月 至 2017 年 3 月論 文 提 交 日 期 2017 年 4 月論 文 答 辯 日 期 2017 年 5 月學(xué) 位 授 予 日 期校址：甘肅省蘭州市蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 活性群體中的集體行為與團(tuán)體識(shí)別研究活性群體中的集體行為與團(tuán)體識(shí)別研究摘要得益于近幾十年的技術(shù)發(fā)展，對(duì)各類復(fù)雜系統(tǒng)的研究引起越來越多的關(guān)注，其中一個(gè)方向是對(duì)人類以及其他具有能動(dòng)性的生物群體在空間運(yùn)動(dòng)方面的行為進(jìn)行研究。在生物群體的的遷徙、集體

3、覓食、防御， 人群的圍觀現(xiàn)象、激動(dòng)人群的推搡踩踏等各種不同的情境中都涌現(xiàn)出豐富的集體行為。從微觀層面去理解這些宏觀現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制，其意義不僅僅在于對(duì)生物行為的深入認(rèn)識(shí)，更在于通過適當(dāng)?shù)姆绞饺フ{(diào)控集體行為，興利除弊。通過對(duì)不同生物種類的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)以及數(shù)據(jù)分析，人們?cè)谏锟臻g運(yùn)動(dòng)的個(gè)體行為與集體行為方面都積累了豐富的知識(shí)，通過建立相應(yīng)的模型，能夠復(fù)現(xiàn)出真實(shí)群體中的部分現(xiàn)象。我們根據(jù)Ioannis Karamouzas 等人提出的基于預(yù)計(jì)碰撞時(shí)

4、間的行人間排斥力模型，通過設(shè)置一種非對(duì)稱回型通道約束，研究了這種特殊情境下行人群體對(duì)環(huán)境約束的響應(yīng)行為，發(fā)現(xiàn)不同參數(shù)的群體對(duì)非對(duì)稱的邊界約束產(chǎn)生不同的響應(yīng)，為群體與環(huán)境關(guān)系的研究提供啟發(fā)；同時(shí)模擬了瓶頸型單出口情況下的群體疏散，就一些優(yōu)化控制方法進(jìn)行了探討。大數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)與分析技術(shù)的發(fā)展掀起了數(shù)據(jù)挖掘的大潮，從系統(tǒng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)出發(fā)，分析系統(tǒng)的行為，挖掘隱藏的信息，成為復(fù)雜系統(tǒng)研究的一種新興路徑。壓縮感知 (Compressed Se

5、nsing) 方法是眾多數(shù)據(jù)分析方法中的一種，其主要特點(diǎn)是當(dāng)線性逆問題 (Linear Inverse Problems) 的解本身具有稀疏性的時(shí)候，只需要少量的約束方程 (即少量數(shù)據(jù))，就可以比較準(zhǔn)確地找到這個(gè)稀疏解。我們將做空間運(yùn)動(dòng)的生物群體看作一個(gè)相互作用網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用壓縮感知方法，通過群體中個(gè)體的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來探測(cè)相互作用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，識(shí)別其中的小團(tuán)體，并對(duì)該方法運(yùn)用時(shí)的一些問題進(jìn)行了探討。本文的大體結(jié)構(gòu)以及主要?jiǎng)?chuàng)新之處如下：在第 一章，首