动物集群运动行为模型-10.docx

PAGE \* MERGEFORMAT23 鱼类集群运动行为的研究与模拟 摘要 在动物界中，动物的集群运动现象十分普遍。许多个体行为简单的动物，集群后却能表现出复杂的群体行为。对动物群体的集群运动进行研究和模拟对我们进一步了解动物界中的生物运动情况产生进一步的了解。在本文中，我们基于鱼群算法着重对鱼群的集群运动进行分析。 在问题一中，我们建立了鱼类集群运动的初级模型，考虑鱼类聚群运动和随机运动等最一般的情况，利用分隔规则，内聚规则以及步长和方向的随机性进行限制。运用MATLAB进行分析模拟，得出不同迭代次数下的鱼群分布及鱼群运动路线图。在问题二中，引入了鱼群的逃逸行为，分别对捕食者和被捕食者设定捕食规则和逃逸规则，通过MATLAB仿真对模型进行进一步的模拟，得出了符合现实中捕食行为和逃逸行为的结果。在问题三中，我们假设一部分鱼是信息源丰富者，定义适应度函数，考虑鱼群的追尾行为，按照所定义的最优运动方向算法运用MATLAB进行模拟仿真，更好地展现了信息丰富的鱼群对鱼群整体的集群运动所造成的影响。 本模型在聚群行为，逃逸行为，觅食行为，追尾行为等方面都给出了很好的模拟，与实际情况较为相符。并且我们通过动画演示非常直观地展现了鱼群聚群行为，逃逸行为，觅食行为，追尾行为。对进一步了解和研究鱼类集群运动行为具有很重要的意义。 关键字：集群运动，鱼群算法，计算机仿真。 目 录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc333514354 一、 问题重述  PAGEREF _Toc333514354 \h 2  HYPERLINK \l _Toc333514355 1.1 问题背景  PAGEREF _Toc333514355 \h 2  HYPERLINK \l _Toc333514356 1.2 目标任务  PAGEREF _Toc333514356 \h 3  HYPERLINK \l _Toc333514357 二、 问题分析  PAGEREF _Toc333514357 \h 3  HYPERLINK \l _Toc333514358 三、 基本假设  PAGEREF _Toc333514358 \h 3  HYPERLINK \l _Toc333514359 四、 符号说明  PAGEREF _Toc333514359 \h 3  HYPERLINK \l _Toc333514360 五、 模型建立与求解  PAGEREF _Toc333514360 \h 5  HYPERLINK \l _Toc333514365 5.1 问题一：鱼类集群运动的初级模型  PAGEREF _Toc333514365 \h 6  HYPERLINK \l _Toc333514372 5.1.1 问题分析及模型准备  PAGEREF _Toc333514372 \h 6  HYPERLINK \l _Toc333514373 5.1.2 模型的假设  PAGEREF _Toc333514373 \h 6  HYPERLINK \l _Toc333514374 5.1.3 模型的建立与求解  PAGEREF _Toc333514374 \h 6  HYPERLINK \l _Toc333514375 5.2 问题二：引入逃逸行为的鱼类集群运动模型  PAGEREF _Toc333514375 \h 9  HYPERLINK \l _Toc333514378 5.2.1 模型假设  PAGEREF _Toc333514378 \h 9  HYPERLINK \l _Toc333514379 5.2.2 模型的建立与求解  PAGEREF _Toc333514379 \h 9  HYPERLINK \l _Toc333514380 5.3 问题三：具有信息丰富者条件下的集群运动  PAGEREF _Toc333514380 \h 11  HYPERLINK \l _Toc333514381 5.3.1 模型假设  PAGEREF _Toc333514381 \h 11  HYPERLINK \l _Toc333514382 5.3.2 模型的建立与求解  PAGEREF _Toc333514382 \h 11  HYPERLINK \l _Toc333514385 六、 模型的评价  PAGEREF _Toc333514385 \h 13  HYPERLINK \l _Toc33351