群體約束情境下隨機(jī)搜索行為建模與分析.pdf

1、動(dòng)物的覓食行為往往呈現(xiàn)隨機(jī)搜索的特征，例如隨機(jī)游走、布朗運(yùn)動(dòng)、Lévy Walks等。然而，許多群居動(dòng)物的覓食行為不僅具有隨機(jī)搜索特征，而且具有群體的一致性和凝聚性特征。以往對(duì)動(dòng)物覓食行為的研究只關(guān)注隨機(jī)搜索特征，忽視了群體的一致性和凝聚性特征。因此，為了更好地理解群居動(dòng)物覓食行為，我們嘗試對(duì)具有群體一致性與凝聚性約束特征的動(dòng)物隨機(jī)搜索行為進(jìn)行仿真建模與分析，并將該模型運(yùn)用于移動(dòng)目標(biāo)的搜捕問(wèn)題。
　　本文對(duì)動(dòng)物群體在覓食過(guò)程中所呈

2、現(xiàn)的復(fù)雜搜索行為進(jìn)行建模，提出了具有群體約束的環(huán)境驅(qū)動(dòng)社會(huì)力模型。根據(jù)動(dòng)物群體的行為是由環(huán)境和個(gè)體間相互作用共同引起的這一觀點(diǎn)，我們將這兩種影響因素量化為社會(huì)力，并通過(guò)受力分析的方法確定兩種因素對(duì)個(gè)體行為決策的影響程度。仿真結(jié)果顯示環(huán)境驅(qū)動(dòng)社會(huì)力模型能夠呈現(xiàn)了個(gè)體的Lévy Walks特征，同時(shí)保持著群體的凝聚性和一致性。此外，我們還分析了個(gè)體屬性與社會(huì)力中的相關(guān)參數(shù)（例如社會(huì)力量級(jí)）對(duì)搜索行為和搜索結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明個(gè)體屬性中感

3、知域的劃分是影響群體約束下隨機(jī)搜索機(jī)制的搜索效率以及群體特性的關(guān)鍵因素。
　　此外，本文將上述提出的具有群體約束特性的社會(huì)力模型與隨機(jī)搜索策略相結(jié)合，提出了群體約束下基于Lévy策略的間歇性搜索機(jī)制，應(yīng)用于移動(dòng)速率大于搜索者的目標(biāo)的搜捕。該機(jī)制中，個(gè)體間相互作用力約束執(zhí)行間歇性搜索策略的搜索者的行為，使得整個(gè)搜索過(guò)程中群體保持一個(gè)整體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)制比無(wú)群體約束的隨機(jī)搜索機(jī)制更能勝任大空間、小群體情況下的搜捕任務(wù)，且在對(duì)敏銳度