netlogo仿真作业
构建游客出行规律的NetLogo交通仿真模型
文章编号！007-757X(2019)04-0038-04构建游客出行规律的NetLogo交通仿真模型黄霞，张高煜，杨小铎(上海立信会计金融学院，上海201209)摘要：针对当前以通勤交通为主的传统的城市交通系统已无法满足大量的旅游交通的需求的问题，根据对游客出行规律和旅游交通的研究，提出旅游交通道路建设的相关建议。
定量分析影响游客出行规律的5个因素：出行方式选择、出行逗留时间 和出发地与目的地的距离以及交通属性、目的地属性，并基于N e t L o g o交通仿真系统建立网状、大马路状和树状三种道路模型，为游客提供更加便捷、舒适的出行，促进旅游业的发展"关键词：旅游交通；游客出行规律#交通仿真中图分类号：-P311 文献标志码：ABuilding NetLogo Traffic Simulation ModeSs Based on Travel Rules of TouristsH U A N G Xia，Z H A N G G a o y u，Y A N G Xiaoduo(Shanghai Lixin University of Accounting and Finance，Shanghai 201209)Abstract: The traditional urban traffic system i s mainly a commuting traffic system，i t cannot satisfy the needs of plentiful tourism traffic.This paper gives suggestions on h o w to construct traffic and road based on the research of the rules of travel for tourists and traffic.This paper analyzes quantificationally five factors，t e.，travel mode choice tance of source and destination，traffic feature and destination’s attributes.Then i t builds three simulation system of NetLogo in order to provide convenient and comfortable travel for visitors and tourism.Keywords：Tourism traffic；Trip rules，Traffic simulation0引言在第二次世界大战后，国外学者开始研究旅游学，尤其是在50-70年代经济迅速发展期间，针对旅游者行为方面的研究，主要以旅游者心理需求、旅游动机和旅游者与旅游景点社区居民之间的关系较为多见。
多智能体NetLogo仿真平台
生态学
NetLogo被广泛应用于生态学 领域，如种群动态、生态系统 服务等。
经济学
NetLogo在经济学领域的应用 包括市场模拟、金融风险分析 等。
教育
NetLogo也被广泛应用于教育 领域，如科学教育、计算机科 学教育等。
04
多智能体NetLogo仿真平台的设计与
运行仿真实验
启动仿真实验，观察并记录实验过程。
实验结果与分析
结果一
交通流量模拟结果分析
结果二
生态系统物种竞争与共存结果分析
结果三
经济系统市场行为模拟结果分析
06
总结与展望
研究成果总结
01
实现了多智能体系统的建模与仿真，为复杂系统研 究提供了有效的工具。
02
成功应用于多个领域，如生态、交通、经济等，为 解决实际问题提供了有益的参考。
多智能体NetLogo仿真平 台
• 引言 • 多智能体系统概述 • NetLogo仿真平台介绍 • 多智能体NetLogo仿真平台的设计与实
现 • 平台应用案例与效果分析 • 总结与展望
01
引言
背景介绍
复杂系统研究
多智能体系统是研究复杂系统的有力 工具，通过模拟多个智能体之间的交 互和协作，可以揭示复杂系统的内在 规律和动态行为。
02
它提供了一个图形化的编程环境，用户可以通过拖拽块来构建
模型，无需编写复杂的代码。
NetLogo支持多智能体建模，能够模拟具有自主性、交互性和
03
适应性的智能体行为。
NetLogo平台的的图形界面， 使得建模过程简单易懂，降低了学习门
槛。
可扩展性
多主体建模工具Netlogo介绍
Each person can
Move around within a given range Settle down if the number of same type neighbors is big enough Otherwise, keep moving
诞生规则
如果某时刻，一个空方格（白色）周围邻居中有三个活的生命（黑 色方格），那么该方格就会诞生一个新生生命（白色黑色）
死亡规则
在某时刻，对于已经占领某方格的生命体（黑色）只有当它的邻居中有2个或 者3个是活的（黑色），它才会继续存活，否则不是因为过分拥挤就是因为过 分孤独而死亡（黑色白色）
Boid模型
Pattern formation
Thomas C. Schelling
In 1960, he found the phenomenon of segregation of black and white. One day in flight, a simple game with coins came up his mind He invented this segregation model He won Nobel’s prize in 2005
A Toy Model of Urban Road Network Growth
The traffic flow is determined by the road network The network is shaped by flows in a long time Growth of urban road networks Coevolution of road network and traffic flow
netlogo仿真代码示例(谣言传播)
set o random-float 0. 1
]
ask n-of (ROp * s2) turtles with [color = blue][
set o 1.9 + random-float 0. 1
]
ask turtles with [color = blue][
set o 0. 1 + random-float 1. 8]
create-links-with turtles with, [shape = "circle" and influence > t-condition]
]
to go
ask turtles with [shape : "circle"]
[
let s1 o
let s2 link-nei^ibors with [abs (si - o)< z and shape = "circle"]
turtles-own [
id
o
influence
tenacity
trust]
links-own [
w ]
globals [
tnum
]
to setup
_clear-all-and-reset-ticks
set-default-shape turtles "circle"
let s3 one-of turtles with-max [count my-links]
let s4 count [my-links] of s3
ask turtles [
系统地工程netlogo
《系统工程》课程实验报告班级：学号：姓名：1) 了解Netlogo编程语言的特点和基本语法。
2) 完成Netlogo基本Model的语句解析和仿真流程分析。
学号尾数为1、6号：Computer Science目录下的Pagerank2、7号：Biology目录下的Heatbugs3、8号：Biology目录下的Virus4、9号：Social Science目录下SugarScape中的Voting5、0号：Biology目录下的Ants实验过程与结果：1) 语句解析：turtles-own[ideal-temp ;; The temperature I want to be atoutput-heat ;; How much heat I emit per time step unhappiness ;; The magnitude of the difference between my ideal;; temperature and the actual current temperature here]基础变量[理想温度；；我想要的温度输出热量；；我每次排放的热量是多少不快乐;;我的理想之间的大小差异;,温度和当前的实际温度]patches-own[temp ;; short for "temperature"]自己的修补程序临时;,简称“温度”to setupclear-allset color-by-unhappiness? false;; creating the bugs the following way ensures that we won't;; wind up with more than one bug on a patchask n-of bug-count patches [sprout 1 [set ideal-temp min-ideal-temp + random (max-ideal-temp -min-ideal-temp)set output-heat min-output-heat + random (max-output-heat - min-output-heat)set unhappiness abs (ideal-temp - temp)color-by-ideal-tempface one-of neighborsset size 2 ;; easier to see]];; plot the initial state of the systemreset-ticksendto color-by-ideal-temp;; when scaling the color of turtles, adjust the value;; range by this amount to avoid turtles being too dark or too light.let range-adjustment ( max-ideal-temp - min-ideal-temp ) / 2set color scale-color lime ideal-temp ( min-ideal-temp - range-adjustment )( max-ideal-temp + range-adjustment )endto color-by-unhappiness [ max-unhappiness ]set color scale-color blue unhappiness max-unhappiness 0 endto goif not any? turtles [ stop ];; diffuse heat through worlddiffuse temp diffusion-rate;; The world retains a percentage of its heat each cycle. ;; (The Swarm and Repast versions have 1.0 meaning no ;; evaporation and 0.0 meaning complete evaporation;;; we reverse the scale to better match the name.)ask patches [ set temp temp * (1 - evaporation-rate) ];; agentsets in NetLogo are always in random order, so ;; "ask turtles" automatically shuffles the order of execution ;; each time.ask turtles [ step ]recolor-turtlesrecolor-patchestickendto recolor-turtlesif color-by-unhappiness?[let max-unhappiness max [unhappiness] of turtlesask turtles [ color-by-unhappiness max-unhappiness ]]endto recolor-patches;; hotter patches will be red verging on white;;; cooler patches will be blackask patches [ set pcolor scale-color red temp 0 150 ]endto step ;; turtle procedure;; my unhappiness is the magnitude or absolute value of the difference ;; between by ideal temperature and the temperature of this patch set unhappiness abs (ideal-temp - temp);; if unhappy and not at the hottest neighbor,;; then move to an open neighborif unhappiness > 0[ ifelse random-float 100 < random-move-chance [ bug-move one-of neighbors ][ bug-move best-patch ] ]set temp temp + output-heatend;; find the hottest or coolest location next to me; also ;; take my current patch into considerationto-report best-patch ;; turtle procedureifelse temp < ideal-temp[ let winner max-one-of neighbors [temp]ifelse [temp] of winner > temp[ report winner ][ report patch-here ] ][ let winner min-one-of neighbors [temp]ifelse [temp] of winner < temp[ report winner ][ report patch-here ] ]endto bug-move [target] ;; turtle procedure;; if we're already there, there's nothing to doif target = patch-here [ stop ];; move to the target patch (if it is not already occupied)if not any? turtles-on target [face targetmove-to targetstop]set target one-of neighbors with [not any? turtles-here]if target != nobody [ move-to target ];; The code above is a bit different from the original Heatbugs ;; model in Swarm. In the NetLogo version, the bug will always ;; find an empty patch if one is available.;; In the Swarm version, the bug picks a random;; nearby patch, checks to see if it is occupied, and if it is,;; picks again. If after 10 tries it hasn't found an empty;; patch, it gives up and stays where it is. Since each try;; is random and independent, even if there is an available;; empty patch the bug will not always find it. Presumably ;; the Swarm version is coded that way because there is no ;; concise equivalent in Swarm/Objective C to NetLogo's;; 'one-of neighbors with [not any? turtles-here]'.;; If you want to match the Swarm version exactly, remove the;; last two lines of code above and replace them with this:; let tries 0; while [tries <= 9]; [ set tries tries + 1; set target one-of neighbors; if not any? turtles-on target [; move-to target; stop; ]; ]end;;; the following procedures support the two extra buttons;;; in the interface;; remove all heat from the worldto deep-freezeask patches [ set temp 0 ]end;; add max-output-heat to all locations in the world, heating it evenly to heat-upask patches [ set temp temp + max-output-heat ]end; Copyright 2004 Uri Wilensky.; See Info tab for full copyright and license.设置清除所有设置color-by-unhappiness ?假创建bug;,以下方式确保我们不会;,风与不止一个bug补丁问n[错误数补丁发芽1(设置ideal-temp min-ideal-temp +随机(max-ideal-temp - min-ideal-temp)设置输出温度min-output-heat +随机(max-output-heat - min-output-heat)设置不满abs(ideal-temp - temp)color-by-ideal-temp脸便是邻居设置大小2;;更容易看到]];,画出系统的初始状态reset-ticks结束对color-by-ideal-temp;,当缩放海龟的颜色,调整值海龟;,范围的数量,以避免太暗或太轻。
多主体建模工具Netlogo介绍课件
go
对所有Turtle循环 ask turtles
每个Turtle做出决策 forward 1
否
是否结
束？
是
结束
多主体建模工具Netlogo介绍
Boid模型 在Models Library中Biology菜单下找到Flocking
多主体建模工具Netlogo介绍
手动建立Game of Life
多主体建模工具Netlogo介绍
Boid模型
多主体建模工具Netlogo介绍
每只鸟的邻域
A bird’s Neighborhood
多主体建模工具Netlogo介绍
规则1——靠近
Cohesion: steer to move toward the average position of neighbors
NetLogo是Star-Logo的最新版本 NetLogo是一个很容以上手的高级建模玩具。
多主体建模工具Netlogo介绍一个简单实例：气体模型
多主体建模工具Netlogo介绍
Step by step • 打开Netlogo界面，添加2个按钮setup 和go，注意把go上面的Forever勾上 • 选择Procedure选项卡，编写代码
Game of Life
多主体建模工具Netlogo介绍
生命• 游197戏0年，John
Conway提出了一个 有趣的计算机程序： 生命游戏 • 这是一个方格世界， 每个方格仅仅有黑、 白两种颜色
多主体建模工具Netlogo介绍
生命游戏的规则 想象一个外星空间存活者很多方格生命，如果一个方格是黑色的，那 么这里就有一个生命，如果是白色的就没有
多主体建模工具Netlogo介绍
NetLogo生物学仿真实验室的搭建
)*+(,-,生物学仿真实验室的搭建孙!杰!!浙江省杭州市余杭高级中学!杭州!"%%%$$"摘!要!本文以计算机Q<2E/A/仿真模型为平台#将实验环境虚拟化#开展探究性实验#提升解决实际问题的能力$在利用Q<2E/A/仿真模型时#学生能自主运行仿真软件#通过归纳与推理的方法#形成概念$运用教学管理的自动化使评价指标量化#可做到追踪学情%精准教学$关键词!Q<2E/A/!仿真实验室!血糖调节!核心素养!高中生物学!!Q<2E/A/是一个用来对自然和社会现象进行仿真的可编程建模环境$该模型可以实现多个变量对系统的影响#尽可能地还原真实情境$学生通过与仿真模型的交互#模拟现实中变量的变化#探究知识获得的过程$依托计算机的强大运算能力#从多角度进行分析#多重表征结果$!"搭建)*+(,-,生物学仿真实验室%:%!Q<2E/A/的官网与运行!教师和学生可在Q<2E/A/官网!;225)G G--,:3/02;X<42<03:<1(G3<2,/A/G"下载或在线运行软件$%:'!计算机Q<2E/A/仿真模型!打开官网运行网页版Q<2E/A/后#从其自带的模型库中选择所需模型#,血糖调节-模型的初始界面如图%#欲了解软件的具体操作可参考有关文献&%'$!%"左上的按钮用于控制模型#且滑块的参数可根据需求调节$图%!,血糖调节-模型初始界面!'"左下是数据输出窗口)当Q<2E/A/仿真模型运行后#实时输出血液中葡萄糖浓度%胰岛素浓度%胰高血糖素浓度和糖原浓度H个数字显示框和%个表示随着时间变化血液中胰岛素%胰高血糖素和葡萄糖浓度变化的坐标系$!""右侧是模型创设的虚拟世界#模拟生物体内的胰岛素%胰高血糖素与葡萄糖的分子运动$#"案例 体液调节之 血糖调节 的计算机模型搭建':%!教学目标!!通过Q<2E/A/建立血糖调节模型#并说出影响血糖的因素("运行Q<2E/A/模型模拟血糖调节中胰岛素%胰高血糖素和葡萄糖分子运动(同时认识到稳态的重要性#形成生命观念(#分析仿真软件运行后得到的数学模型#锻炼科学思维#探究血糖调节机理($根据血糖调节机理#推测糖尿病患者胰岛素%胰高血糖素和血糖浓度变化趋势与健康人有何不同(改变Q<2E/A/参数进行评价#并对糖尿病患者提出相应的治疗方案#尝试解决现实问题#承担社会责任$':'!学情分析!授课对象是高二的生物学选考班#学生具有一定的生物学基础#且科学思维较强#对于模型分析也比较熟悉(本案例是研究微观的分子运动#通过这些激素分子的调节维持血糖的稳态#对学生来说既熟悉又陌生$陌生是对于其机理并不了解#微观分子运动十分抽象$':"!教学环节!具体包括如下环节!)电子资源")':":%!提供探究实验环境 构建物理模型!师生首先通过计算机Q<2E/A/仿真软件,血糖调节-模型的应用#搭建虚拟化探究环境#模拟生物体内的胰岛素%胰高血糖素与葡萄糖的分子运动#将微观运动可视化(同时模型提供了探究工具#利于开展进一步的探究活动$ ':":'!运行仿真实验 构建数学模型!通过比较摄食!点击模型中的按钮"前后胰岛素%胰高血糖素和血糖浓度三者变化曲线#探究三者之间的关系!图'"$分析坐标系图及数据#设置问题串)!正常情况下#"条曲线有波动吗0"胰岛素升高信号是什么(#胰高血糖素变化趋势及原因($胰岛素与胰高血糖素有怎样的相互作用$':":"!得出实验结论 构建概念模型!!以表格形式归纳胰岛素与胰高血糖素的功能与相互作用("以概念图形式整理血糖调节机理$':":H!实验延伸!胰高血糖素降低原因是胰岛素分泌增多还是血糖高0请课后查阅文献$':":#!创设新的学习主题用于评价!!模拟糖尿病患者)用Q<2E/A/模型来模拟#将,胰岛素的敏感性-值从$:M#调至$:%##探究糖尿病致病机理$降低胰岛素敏感性后#胰岛素%胰高血糖素和血糖浓度三者曲线变化坐标系图如图"甲("糖尿病治疗手段)结合血糖调节机理#学生能想到通过,多运动-来增加血糖去路#+%"+生物学教学'$'%年!第HI卷"第I期图'!摄食前后胰岛素%胰高血糖素和血糖浓度三者变化曲线图"!胰岛素%胰高血糖素和血糖浓度三者曲线变化坐标系图从而降低血糖$用Q<2E/A/模型来模拟#将,新陈代谢速率-值从%$$调至'$$#提高新陈代谢来模拟运动$胰岛素%胰高血糖素和血糖浓度三者曲线变化坐标系图如图"乙$$"总结基于Q<2E/A/#笔者还带领学生开展了,探究自然选择基因频率与进化的关系-,生态系统的营养结构-模型的搭建活动$通过这些探究活动发现Q<2E/A/具有以下特点)!Q<2E/A/采用数据表征%图形表征和语言表征#多角度反应变量对因变量的影响#有助于学生解决实际问题("Q<2E/A/具有强交互性#通过界面按钮控制多个变量#有目的性的实现对仿真系统的控制$操作者在进行操作之时#即时获取数据及曲线图#可模拟动态过程(#教学评价是连接,教-与,学-的,指南针-#是深化教学认识论的方法论&''$在该教学模式中#学生可以通过改变Q<2E/A/的参数对已学知识进行评价$当然#学生在第一次使用Q<2E/A/计算机仿真模型时需要花费一定的时间学习(若开展模型库中没有的实验#则需自己编程建模#对学生要求较高#目前英文的界面也存在障碍等$!)电子资源主要参考文献&%'杨宇杰#刘佳璐#郑晓蕙:基于Q<2E/A/的计算机建模在中学生物学教学中的应用&N':生物学教学#'$%##H$!'")%$%':&''刘贞娟:浅谈新课程标准下发展性评价在历史教学中的运用&N':中学政史地!教学指导版"#'$%H!%%")#I:"+'"+生物学教学'$'%年!第HI卷"第I期。
NetLogo模型讲解：交通模型 Traffic Grid(街区、红绿灯)
]
globals 原语可以定义全局变量，
turtles-own
[
speed
;; 车的速度
up-car? ;;是不是朝下开的，真（true）为向下开，假（false）为向右开
wait-time ;; the amount of time since the last time a turtle has moved
;; 更新阶段 phase next-phase tick end
这个对应于界面上 choose light 按钮，如果鼠标点击到黄绿灯，程序会停止，但是我运行了， 没感觉到停止，这个大家实现了可以和我说一下
to choose-current if mouse-down? [ let x-mouse mouse-xcor let y-mouse mouse-ycor if [intersection?] of patch x-mouse y-mouse [ update-current unlabel-current make-current patch x-mouse y-mouse label-current stop ] ]
原语学习： floor floor number 返回小于等于 number 的最大整数 random random number 如果 number 为正，返回大于等于 0、小于 number 的一个随机整数。 如果 number 为负，返回小于等于 0、大于 number 的一个随机整数。 如果 number 为 0，返回 0。 heading 这是一个内置海龟变量，指明海龟面向的方向，该值在[0,360)。0 是北，90 是东，等等。设 置这个变量实现海龟转动。
[ user-message (word "There are too many cars for the amount of " "road. Either increase the amount of roads " "by increasing the GRID-SIZE-X or " "GRID-SIZE-Y sliders, or decrease the " "number of cars by lowering the NUMBER slider.\n" "The setup has stopped.")
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netlogo仿真作业
NetLogo是一个多代理仿真建模环境，可用于模拟自然和社会现象。
下面是一个简单的NetLogo仿真作业示例，假设我们正在模拟一个生态系统中捕食者和猎物的行为。
作业要求：
1. 使用NetLogo创建一个简单的捕食者和猎物模型。
2. 捕食者（predator）和猎物（prey）都有一定的生命值（health）。
3. 捕食者会尝试攻击猎物，每次攻击会消耗一定的生命值。
4. 猎物可以逃跑（escape），成功逃跑可以恢复一定的生命值。
5. 模拟运行一段时间后，查看并分析捕食者和猎物的数量变化。
操作步骤：
1. 打开NetLogo，创建一个新的模型。
2. 在模型中添加两个类：捕食者和猎物。
3. 为每个类设置属性：位置（xcor, ycor）、速度（pxcor, pycor）、生命值（health）。
4. 为每个类编写代码：捕食者代码应包括攻击和追逐猎物的行为；猎物代码应包括逃跑的行为。
5. 运行模型，观察并记录结果。
6. 分析结果，总结经验教训。
示例代码：
捕食者代码：
```netlogo
to attack-prey [target]
if target != nobody and predator-distance [target] < attack-distance [target]
[ set health (health - target-health)
if target = nobody [ set target one-of prey ]
face target
fd (speed ) ]
end
```
猎物代码：
```netlogo
to escape [target]
if target != nobody and prey-distance [target] < escape-distance [target]
[ set health (health + escape-health)
rt random-angle ]
end
```
注意事项：
在编写代码时，要确保逻辑正确，避免出现无限循环等问题。
可以尝试修改参数和规则，以观察不同的行为模式和结果。