《计算机应用研究》|Application Research of Computers

基于复杂agent的水污染运移仿真模拟

Simulation of water pollution transport based on complex agent

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作者 李建勋,解建仓,高阳,李维乾
机构 1.西安理工大学 a.经济与管理学院;b.水利水电学院,西安 710048;2.西安工程大学 计算机科学学院,西安 710048
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文章编号 1001-3695(2015)04-1078-04
DOI 10.3969/j.issn.1001-3695.2015.04.028
摘要 针对水污染运移仿真表现力不强的问题,采用复杂性理论思想,在干流河道多尺度分解的基础上形成水质体积微元,建立具有吸附行为、自净行为、沉降行为、挥发行为、平推行为、扩散行为和演化行为的复杂agent模型,开展基于高性能计算技术的agent计算力优化,实现以多agent涌现为特征的污染物运移仿真模拟,并在数字地球上进行可视化表现。实验表明,该方法能够有效反映污染物的演化状况,并可以汇集3S所提供的地形地貌数据,更加丰富直观地表现水污染运移过程。
关键词 复杂性理论;智能体;水污染;污染物运移
基金项目 国家“十二五”水体污染控制与治理重大专项课题(2012ZX07201-006)
国家自然科学基金资助项目(51109177)
中国博士后科学基金资助项目(2014M562441)
本文URL http://www.arocmag.com/article/01-2015-04-028.html
英文标题 Simulation of water pollution transport based on complex agent
作者英文名 LI Jian-xun, XIE Jian-cang, GAO Yang, LI Wei-qian
机构英文名 1. a. College of Economic & Management, b. Institute of Water Resources & Hydroelectric Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China; 2. School of Computer Science, Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048, China
英文摘要 According to the deficiency in simulation of water pollution transport, adopting the complexity theory, this paper formed a water quality triangle infinitesimal according to the multi-scale decomposition of watercourse. It built the complex agent model with adsorption behavior, self-purification behavior, settlement behavior, volatilization behavior, plug-flow beha-vior, diffusion behavior and evolution behavior. It optimized the calculation power resource of agent by the high performance computing technology, and implemented the contaminant transportation simulation by taking the emergence of multiple agents as a character, and displayed in the digital earth. The experiment results show that this method can effectively express the status of pollutants evolution, and describe the migration process of water pollution more intuitively with topography data collected and provided by 3S.
英文关键词 complexity theory; agent; water pollution; contaminant transport
参考文献 查看稿件参考文献
  [1] 王林刚. 基于三维GIS的河流突发水污染事故模拟研究[D] . 西安:西北大学, 2011.
[2] ANNAN J D. Modeling under uncertainty:Monte Carlo methods for temporally varying parameters[J] . Ecological Modelling, 2001, 136(23):297-302.
[3] 彭森. 基于WASP模型的不确定性水质模型研究[D] . 天津:天津大学, 2010.
[4] HERCULES M, PETROS A, JACQUES G. Modelling of water pollution in the Thermaikos Gulf with fuzzy parameters[J] . Ecological Modelling, 2001, 142(1):91-104.
[5] 汪守东, 沈永明, 姜恒志. 基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究[J] . 水科学进展, 2007, 18(6):871-878.
[6] 刘英春, 麻红宝, 孙爱花. 基于未确知信息河流突发性排污水质模型研究[J] . 山东建筑大学学报, 2007, 22(3):218-221.
[7] 汪金城, 华小军, 赵旻, 等. 河流污染物扩散可视化模拟方法研究[J] . 人民长江, 2014, 45(2):46-48, 55.
[8] 徐丙立, 林珲, 龚建华, 等. 扬州市区京杭大运河水污染可视化模拟研究[J] . 系统仿真学报, 2009, 21(12):3653-3660.
[9] 王璐, 谢能刚, 李锐, 等. 基于元胞自动机的水体污染扩散漂移仿真[J] . 水利学报, 2009, 40(4):481-485.
[10] 翟俊, 何强, 肖海文, 等. 三峡流域一体化水污染应急管理系统开发及应用[J] . 土木建筑与环境工程, 2010, 32(2):128-133.
[11] 李维乾, 解建仓, 李建勋, 等. 基于元胞自动机与智能体的水污染可视化模拟仿真[J] . 西北农林科技大学学报:自然科学版, 2013, 41(3):213-220.
[12] 钟亮, 池天河. 水污染实施可视化系统研究[J] . 计算机仿真, 2011, 28(4):242-245.
[13] 张波, 秦宇, 郝千婷, 等. 水污染事故水质时空模拟和动态调控仿真系统研究[J] . 武汉大学学报:信息科学版, 2013, 38(9):1108-1112.
[14] 李文君, 黄强, 杨明祥. 松花江突发水污染可视化模拟系统研究与实现[J] . 计算机工程与应用, 2012, 48(9):211-214.
[15] 秦翠红, 郭秀锐, 程水源, 等. 基于系统动力学的三峡库区利于水污染控制模拟[J] . 安全与环境学报, 2012, 12(5):29-33.
[16] 李建勋, 沈冰, 解建仓, 等. 多属性群体决策的水文预报择优及组合方法[J] . 系统工程理论与实践, 2010, 30(12):2315-2320.
[17] PAULY M, KEISER R, KOBBELT L, et al. Shape modeling with point-sampled geometry[J] . ACM Trans on Graphics, 2003, 22(3):641-650.
[18] SULLIVAN O D, HAKLAY M. Agent-based models and individualism:is the world agent-based[J] . Environment and Planning A, 2000, 32(8):1409-1425.
[19] 卿晓霞. 基于multi-agent的分布式污水处理智能化系统研究[D] . 重庆:重庆大学, 2007.
[20] 郭莲英. 基于agent的城市河流水环境智能决策支持系统关键技术研究[D] . 哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2005.
[21] 刘军民, 刘志诚, 汪妮, 等. 基于agent的防汛决策模型的方案研究[J] . 水土保持通报, 2007, 27(4):92-96.
[22] 庄巍, 逄勇, 吕俊. 河流二维水质模型与地理信息系统的集成研究[J] . 水利学报, 2007, 38(s1):552-558.
收稿日期 2014/3/18
修回日期 2014/5/4
页码 1078-1081,1090
中图分类号 X522;TP391.9
文献标志码 A