动物集群运动行为模型-12
【国家自然科学基金】_群集行为_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
科研热词 推荐指数 避障 1 软控制 1 聚集 1 群集智能 1 编队 1 干预 1 多自主体系统 1 多智能体 1 同步 1 势场函数 1 分布时滞 1 vicsek模型 1 lyapunov稳定性 1 formation obstacle avoidancemulti-agent 1 systems p
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 配体 软控制 群集 气味 昆虫嗅觉 嗅觉神经 嗅觉受体 可控智能体 pso算法 g蛋白偶联受体
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
科研热词 群集智能 随机聚焦搜索 避障 行人运动模型 蚁群 虚拟领航者 虚拟企业 群集运动控制 群集行为 编队控制 粒子群优化 社会力模型 滚动窗口法 极限环 局部性原理 多机器人 复杂性 各向异性 势场法 劳动分工 分布式 人群疏散 人群拥挤 人类随机搜索 三维仿真
推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1Leabharlann 17 18 19 20 21 22
科研热词 群集系统 结构特性 数值模拟 多智能体系统 外部因素 分群控制 分布式控制 内在属性 邻域跟随 舆情动力学 自适应跟随 群集疏散 组行为 组群控制 疏散时间 用户—产品二部分网络 用户-产品二部分网络 火灾 序参量 多智能体群集 人员密度 一致性
鱼群效用模型
同
个数的稳定鱼群中，每个个体以稳定的速率运动，固定的时刻中，
控
个体运动方向为上一时刻个体邻居运动方向的平均，fishi 在t 时刻
制
的运动方向为它全体邻居在t -1 时刻运动速度矢量平均。
鱼群效应模型
✓ 基于鱼群效应的车辆行驶协同控制系统中，车辆个体的自组织行 为由四大模块组成： 信息采集与处理模块
采集车辆个体自身的状态邻居车辆的运动状态等参数，及道路环境中 影响车辆运行的条件参数
协同与控制模块
根据不同车辆行驶意图，协调车辆组成目的地相同的车辆群体，统一 规划车辆群体运动
路径规划模块
统一规划车队、车辆的运动路径
运动控制模块
发出的协同命令对车辆个体运动行为参数进行控制
鱼群效应模型
✓ ① 车辆队形控制
鱼群效应模型
✓ ① 车辆队形控制 车辆Carfollower( i) 间必须始终保持平衡状态，以避免碰撞事故。模仿鱼 群模型建立车辆感应区域，车辆外围根据L (L表示Carfollower( i) 与 Carfollower( j) 之间的距离)的变化分为三个感应区域： 当p≤ L ≤ a 时，两车之间将受到引力Fa = - grad |Ua ( q) | = - Ka | q - qg | -Kav | v - vg | 的作用，Carfollower( j) 将迅速向Carfollower( i) 运动，速 度与引力大小成正比。 当r≤ L ≤p时，两车处于平衡状态，车距最优。 当L ≤ r 时，两车受到斥力Fr = - grad | Ur ( q) | 的作用，为防止发生碰撞， Carfollower( j) 将迅速向远离Carfollower( i) 的方向运动，直到达到平衡 距离。
鱼群效应模型
动物集群行为
动物集群运动行为建模与仿真赵龙霍锦云曾剑臣•通过数学建模来模拟动物群的集群运动行为以及探索动物群中的信息传递机制一直是仿生学领域的一项重要内容。
因为这在医学上还是军事学中都是有重要意义的。
本文通过数学建模和编程仿真，解决了题目中所提到的三个问题。
•对于问题一，我们通过观察附件所提供的视频资料和研究以往的研究成果，分析动物集群的行为机制，我们得出：动物在集群行动中，个体与个体之间有在一定距离吸引，又在一定距离排斥的规律，它们之间的信息传递机制即为感知距离的机制。
我们以鱼群为研究对象，假设鱼群中有一个领航者，然后对它们不觅食和觅食两种情况进行了建模。
在鱼群的信息感知上我们建立了所有个体间吸引排斥函数，此函数通过鱼感知的距离和方向信息来决策鱼的速度大小和方向，再通过与领航鱼的相对速度合成来决定个体鱼最优路径。
在觅食情况下考虑了集群，食物及领航者三方面决策情况，对此三者分别加权来决策鱼群最优路径。
•对于问题二，考虑到视频材料中黑鳍鲨被鱼群包围成圈的情况，我们假定把黑鳍鲨作为鱼群的一员，然后参考模型一建立个体鱼与黑鳍鲨的吸引排斥函数，然后通过加权来决策鱼群路径，做到鱼群与黑鳍鲨的对峙模拟。
•对于问题三，考虑到鱼群中有一些信息丰富者，我们假设它们不仅对鱼群有感知能力，而且对环境也有较强的感知能力，而其他鱼只有对鱼群的感知能力，然后对它们和普通鱼分别建立模型，参考模型一，我们也引入了吸引排斥函数，最后得到鱼群运动模型。
•对前两个问题，我们都进行了matlab编程仿真模拟，得到了较好的仿真效果，同时通过仿真对模型进行了验证。
问题三是前两个问题的拓展，比较符合实际情况，这对研究有较好指导意义。
问题背景在动物界，大量集结成群进行移动或者觅食的例子并不少见，这种现象在食草动物、鸟、鱼和昆虫中都存在。
这些动物群在运动过程中具有很明显的特征：群中的个体聚集性很强，运动方向、速度具有一致性。
通过数学模型来模拟动物群的集群运动行为以及探索动物群中的信息传递机制一直是仿生学领域的一项重要内容。
2024-2025学年八年级生物上学期第一次月考卷及答案
2024-2025学年八年级生物上学期第一次月考卷（考试时间：60分钟试卷满分：50分）注意事项：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
4．测试范围：人教版八上第五单元第一、二章。
5.难度系数：0.76．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共15个小题，每小题1分，共15分。
每小题只有一个选项符合题目要求。
1．我国美丽富饶的南海诸岛有许多是珊瑚礁形成的。
珊瑚礁由珊瑚虫的分泌物堆积而成。
珊瑚虫属于腔肠动物，其显著特征是（）A．体内有消化腔，有口无肛门B．身体呈背腹扁平，左右对称C．体表有外骨骼包围，足分节D2．下列词语中提到的动物不属于节肢动物的是（）A．金蝉脱壳B．庄周梦蝶C．乌贼喷墨D．虾兵蟹将3．下列关于几种无脊椎动物的叙述错误的是（）A．软体动物用足运动，大多具有贝壳B．环节动物身体分节，比线形动物运动更灵活C．比较节肢动物和环节动物，前者的结构更复杂D．腔肠动物身体辐射对称，可从各方向捕获猎物、进行防御，因而比扁形动物更高等4．用吸管吸取少许墨汁，将墨汁慢慢地滴在鱼口的前方，可看到的现象是（）A．墨汁从口吸入后，从鳃盖流出B．墨汁从口吸入后，进入鱼的身体，最后可能从鱼的肛门排出C．墨汁从口吸入后，又从口里吐出D．墨汁没有进入鱼的口里5．鲫鱼游泳的动力主要来自（）A．尾部和躯干部的摆动B．尾鳍的摆动C．胸鳍和尾鳍的摆动D．所有鱼鳍的协调运动6．“天高任鸟飞”，各种姿态的鸟在蓝天中翱翔，形成一幅美丽的画卷，关于鸟类适于飞行的结构特征，叙述错误的是（）A．身体呈流线型，减少飞行中空气的阻力B．气囊可以扩大气体交换的面积C．骨骼轻、薄，有的骨中空，可以减轻体重D．胸肌特别发达，为飞行提供足够的动力7．鳖，俗名“甲鱼”，营养价值高，乃宴席上品。
2024年中考生物复习真题题源专题解密—动物的运动和行为+动物在生物圈中的作用
2024年中考生物复习真题题源专题解密—动物的运动和行为+动物在生物圈中的作用考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。
中考新考法：从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
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1．（新情境）（2023•凉山州）如图甲是关节示意图，图乙是通过关节置换治疗相应关节疾病的示意图。
图乙中的“置换部分”对应图甲中的（）A．①关节头B．②关节囊C．③关节腔D．④关节窝【答案】A【解析】关节是由关节面、关节囊和关节腔三部分组成。
关节面：关节面包括关节头和关节窝。
关节面上覆盖一层表面光滑的关节软骨，可减少运动时两骨间关节面的摩擦和缓冲运动时的震动。
关节置换是治疗关节疾病的手段，如图是置换部分相当于①关节头。
故选：A。
2．（新情境）（2023•长春）航天员在太空中可以利用太空跑台进行跑步锻炼，以应对失重带来的影响。
下列相关叙述正确的是（）A．跑步由运动系统独立完成B．关节由关节头和关节窝两部分构成C．骨骼肌收缩牵动骨绕关节活动D．每组骨骼肌两端都附着在同一块骨上【答案】C【解析】A、完成任何一个运动都要有神经系统的调节，有骨、骨骼肌、关节的共同参与，多组肌肉的协调作用，才能完成，错误。
B、关节由关节头、关节窝、关节软骨、关节囊和关节腔构成，关节头、关节窝称为关节面，错误。
C、骨骼肌有受刺激而收缩的特性，当骨骼肌受神经传来的刺激收缩时，就会牵动着它所附着的骨，绕着关节活动，于是躯体就产生了运动，正确。
D、骨骼肌包括中间较粗的肌腹和两端较细的肌腱（乳白色），同一块骨骼肌的两端跨过关节分别固定在两块不同的骨上，错误。
故选：C。
3．（新设问）（2023•晋中）观察如图所示蓝脚鲣（jian）鸟的形态，你推测其很可能善于（）A．飞行和游泳B．飞行和爬行C．跳跃和游泳D．奔跑和爬行【答案】A【解析】图中的蓝脚鲢属于鸟类，具有大型的两翼，因此善于飞行；趾间有蹼，适于在水中游泳，因此推测其很可能善于飞行和游泳。
动物集群运动行为模型系列之十
动物集群的运动研究摘要针对动物集群运动机理的研究在近几年受到了国内外学者的广泛关注。
研究这些集群运动不仅对人们的工作和生活具有重要的现实意义，对了解自然界和生物系统也具有深远的科学意义。
集群运动的研究具有广阔的应用前景：在工程方面，生物群体中的同步、避障机制可以有效地应用到分布式机器人集群、无人驾驶飞行器群、卫星群的运动控制等。
本文针对动物集群的运动进行了研究，完成了对动物集群运动的数学模型建立和计算机模拟，并通过改进的模型对动物集群躲避捕食者和集群中领导者的作用进行了分析。
文中首先对Vicsek和Boid两种常见的模型进行分析，通过Matlab得到仿真结果并对其影响因素进行了定性分析。
在此基础上提出自己的模型用于模拟动物种群运动，并尽量在新模型中弥补Vicsek模型和Boid模型的不足。
新的模型考虑了集群中个体的视角范围，以使结果更加接近实际。
在考虑躲避捕食者的时候，在每个个体的运动规则中加入对捕食者的感知与避让，即让每个个体在捕食者进入感知范围内后都尽力改变方向朝着远离捕食者的方向运动，并且将此原则设立为最高优先级，通过计算机模拟得到了较好的效果：当捕食者接近时，近处的个体会优先躲避捕食者，并通过对邻居的影响使得整个集群形状发生改变以避开捕食者，远离捕食者的过程中集群中的个体运动又会逐渐同步。
并考虑各个参量对同步速度的影响。
针对有领导者的集群，本文对领导者在原有运动原则的基础上加入一个优先方向，领导者的运动方向受到优先方向和周围的邻居共同影响。
模拟结果显示经过一段时间的同步，集群最终会按照领导者的运动规律进行运动。
针对模型中各个参数的影响，本文进行了定量的分析。
分析结果显示随机影响（噪音）对集群的最后同步效果有较强影响但对同步速度影响不大，集群中个体的感知范围和集群密度的增大都对同步速度有积极的影响，而视角只在一定范围增大才对同步速度有积极影响。
关键词：Vicsek模型Boid模型有限视角范围集群运动目录1.问题重述 (1)2.模型假设 (1)3.符号说明 (1)4.问题分析 (2)5.问题一 (5)5.1.模型的分析 (5)5.2.改进的Boid模型 (5)4.2.1有限视角角度 (5)4.2.2单个个体速率可变的情况 (6)4.2.3改进后的Boid模型 (7)5.3.仿真验证 (8)5.4.结论 (10)6.问题二 (11)6.1.模型的收敛 (11)6.1.1噪声对收敛速度的影响 (11)6.1.2鱼群密度对收敛速度的影响 (12)6.1.3感知范围对收敛速度的影响 (12)6.2.结论 (13)7.问题三 (13)8.模型的评价与改进 (13)10.1 优点 (15)10.2 缺点以及改进 (15)9.参考文献 (15)1. 问题重述自然界中存在着大量的群体运动现象。
生态学：种群及其基本特征
生态学：种群及其基本特征1、种群及其基本特征名词解释1、种群：是同一时期内一定空间中同种生物个体的集合，种群是物种存在的基本单位，是生物进化的基本单位，也是生物群落的基本组成单位。
2、种群生态学：研究种群的数量、分布以及种群与其栖息地环境中的非生物因素及其他生物群落之间的相互作用。
3、种群动态：研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。
4、内分布型：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群的内分布型，一般有均匀分布、随机分布和成群分布。
5、最大出生率：是指理想条件下中群内后代个体的出生率。
实际出生率：是一段时间内种群每个雌体实际的成功繁殖量。
特定年龄出生率：特定年龄组内每个雌体在单位时间内产生的后代数量。
6、最低死亡率：种群在最适环境下由于生理寿命而死亡造成的死亡率。
生态死亡率：种群在特定环境下的实际死亡率。
7、年龄锥体：是以不同宽度的横柱从上到下配置而成的图，横柱从上到下表示不同的年龄组，宽度表示各年龄组的个体数或各年龄组在种群中所占数量的百分比。
种群年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。
8、生命表：用来呈现和分析种群死亡过程的表，分为动态生命表和静态生命表。
静态生命表：根据某一特定时间对种群做一年龄结构的调查资料而编制的，称为静态生命表。
综合生命表：加入了mx栏，即同生群平均每存活个体在该年龄期内所产后代数，这样的生命表称为综合生命表。
9、同生群：动态生命表总结的是一组大约同时出生的个体从出生到死亡的命运，这样一组个体称为同生群，这样的研究叫做同生群分析。
10、生命期望：是种群中某一特定年龄的个体在未来所能存活的平均天数。
11、净增殖率（R0）：存活率lx与生殖率mx相乘，并累加起来，即得净增殖率。
12、K-因子分析：根据连续观察几年的生命表系列，我们就能看出在哪一时期，死亡率对种群大小的影响最大，从而可判断哪一个关键因子对死亡率ktotal的影响最大，这一技术称为K-因子分析。
动物集群运动行为模型-
动物集群运动行为模型摘要在自然界中，许多动物群在运动过程中具有很明显的群体活动特征，针对动物群的集群运动行为，在充分查阅资料的基础上，本文建立了数学模型来模拟集群运动行为并探索了动物群中的信息传递机制。
问题一要求建立数学模型模拟动物的集群运动。
通过将动物种群分为Free rein -Group 和Leader Followers -Group ，在已有的Vicsek 动物群模型和Boid 动物群模型基础上，同时考虑了惯性运动和非惯性运动，从而建立改进后的动物集群运动模型。
将影响动物集群运动的五种因素：排斥、吸引、一致、诱惑和恐惧转化为作用力分析，得到表示动物群运动的通用模型，其中非惯性情况下速度方向表示为：()()()()()()a a r r o o t t f f D k D k D k D k D k D k λλλλλ=++++u r u u r u u r u u r u u r u u u r惯性情况下加速度方向表示为：()()()()()()a a r r o o t t f f A k A k A k A k A k A k ωωωωω=++++u r u u r u u r u u u u u r u u r u u r 通过改变系数的相对大小可模拟出动物群的觅食、集群、躲避天敌等运动形式。
在问题二中，我们建立模型刻画了沙丁鱼群躲避黑鳍礁鲨鱼的运动行为。
首先确定距离安全最大化和角度安全最大化两条原则，然后分析沙丁鱼个体躲避黑鳍礁鲨鱼的逃逸运动，进一步拓展到整个沙丁鱼群躲避鲨鱼的逃逸模型，并使用MATLAB 进行仿真得到鱼群躲避鲨鱼图像。
问题三考虑到动物群中有一部分个体是信息丰富者（即Leader ）。
在非惯性运动的条件下，分析了Free rein -Group 和Leader Followers -Group 的信息传递机制，并利用MATLAB 具体对比分析了有无领导者以及领导者数量多少对种群运动方向决策达成效率的影响，得出领导者数量越多，群运动方向决策效率越高的结论。
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鱼群运动行为模型摘要本文研究了鱼群运动时受环境及邻近同族的影响而改变速度方向的机制，并以此为基础分析了鱼群在躲避捕食者和觅食时的信息传递和转移路线。
对于问题一，本文考虑平衡状态时，即没有捕食者威胁也无觅食和迁移的需求时，个体鱼的游动规律。
本文假设个体鱼在二维平面内游动时能够感知到一定范围（R ）内的同族的位置和游动方向，并遵循四个规则：惯性规则、靠近规则、对齐规则、规避规则，个体鱼的运动方向由这四个规则对鱼的影响大小决定，111223344t t t t t P P P P P λλλλ+=+++，11cos sin t t t t t t x x v P y y v P ++=+⋅⎧⎨=+⋅⎩。
由此可对每一条鱼的运动状态进行迭代更新。
对于问题二，本文考虑在二维平面中引入捕食者，并假设捕食者将游向其感知范围（R 0）内距离其最近的个体鱼，同时受其自身游动惯性的影响，则其游动方向11122t t t P P P λλ+=+。
由此可对捕食者的游动状态进行迭代更新。
当捕食者靠近个体鱼，出现在个体鱼的感知范围内时，小鱼将产生避险意识，避险方向为捕食者到个体鱼的方向，同时向其感知范围内的个体鱼发送告警信号，接受到告警信号的个体鱼将产生离散意识，离散方向为其感知到的避险个体鱼游动方向的平均方向。
则此时小鱼的游动方向1112233445566t t t t t t t P P P P P P P λλλλλλ+=+++++。
由此可对捕食者和个体鱼的运动状态进行迭代更新。
对于问题三，本文仅考虑掌握食物源位置信息的信息丰富者，它们在遵循问题一中提出的游动规则条件下，将主动靠近食物源，并且把它向食物源游去的信息告知邻居，召集其它个体鱼共同觅食。
对于非信息丰富者来说，它能受到其感知范围内信息丰富者的召集信息，并趋向这些信息丰富者的实际游动方向的平均方向，追随它们共同觅食。
此时个体鱼的游动方向：1112233445566t t t t t t t P P P P P P P λλλλλλ+=+++++。
对于信息丰富者，受到召集作用的权重60λ=。
对于非信息丰富者，游向食物源的权重50λ=。
由此可得鱼群觅食的集群运动情况。
关键词：个体运动 集群运动 运动规则一、 问题重述1.1问题背景在动物界，大量集结成群进行移动或者觅食的例子并不少见，这种现象在食草动物、鸟、鱼和昆虫中都存在。
这些动物群在运动过程中具有很明显的特征：群中的个体聚集性很强，运动方向、速度具有一致性。
在生态系统中,动物个体的行为相对简单,集群后却能表现出复杂的群体行为。
个体行为是构成群体行为的基础,个体之间的组织结构、个体行为之间的关系和群体行为的涌现机制是研究群体行为的关键要素。
通过数学模型来模拟动物群的集群运动行为以及探索动物群中的信息传递机制一直是仿生学领域的一项重要内容。
目前主要研究有仿生的群体优化算法,群体组织内部的通信机制及其应用方面 ,如微粒群算法、 蚁群算法、 群体机器人等。
1.2 目标任务题目要求查阅相关资料，思考动物集群运动的机理，建立数学模型刻画动物集群运动、躲避威胁等行为，主要针对以下问题分析建模：1. 建立数学模型模拟动物的集群运动。
2. 建立数学模型刻画鱼群躲避黑鳍礁鲨鱼的运动行为。
3. 假定动物群中有一部分个体是信息丰富者(如掌握食物源位置信息，掌握迁徙路线信息)，请建模分析它们对于群运动行为的影响，解释群运动方向决策如何达成。
二、模型假设(1) 假设所有个体鱼具有相同的物理特性；(2) 假设所有个体鱼具有有限感知能力以及遵循共同的行为规则 ；(3) 假设所有个体鱼之间的相互作用及信息的交互不受外界因素影响；(4) 假设捕食者和个体的运动速度相等并且保持不变；(5) 假设所有信息丰富者掌握的是同一食物源的信息。
三、符号说明符号符号说明 A i鱼群中的个体鱼 R 个体鱼感知范围的半径1t P 下一个时间步长周期个体鱼的运动方向1t P本周期t 中A 1的游动方向P周期t当前个体到邻居平均位置的方向2tP邻居的平均方向3tP小于碰撞距离的邻居到当前个体方向的平均值4t个体鱼决策方向是的权重值P个体鱼为了躲避威胁而以最快方式逃逸的方向5tP该个体鱼受其它个体发出的告警信号的平均方向6tr 个体间避免碰撞的最小距离R0捕食者的威胁范围四、问题分析在自然界中，动物出于生存、避险、觅食、求偶、繁殖等原因往往选择采取群体行为的方式。
某些动物个体的行为相对简单,集群后却能表现出复杂的群体行为。
这些动物群在运动过程中具有聚集性很强，运动方向、速度保持一致性等明显的特征。
在生态系统中,个体行为是构成群体行为的基础。
本文认为由个体简单运动到群体复杂行为是存在一种映射关系的。
个体之间的组织结构、个体行为之间的关系和群体行为的涌现机制是研究群体行为的关键要素。
文章的总体思路是要从个体的行为、个体与个体的相互作用、个体在群体中的作用等角度出发，通过数学方法模拟动物的群体运动行为，并利用Matlab软件编程实现模型的仿真，探索动物群的集群运动行为以及动物群中的信息传递机制。
对问题一：题目要求建立合理的数学模型来模拟动物的集群运动。
为了能够建立简洁易懂的模型，在本文中选取鱼群为研究对象，研究鱼群的形成和行为，希望通过研究个体鱼的运动机制科学阐释集群行为的内在变化原因。
针对鱼群的形成、结构和行为，很多研究者从不同角度提出了一些理论和模型。
本文通过研究个体鱼在群体中位置和速度随时间的不断变化的规律，采取从个体到局部，从局部到整体，自下向上的建模思想 ,对个体鱼进行建模 ,进而通过个体遵循一定的行为规则来研究个体之间以及个体和环境之间的相互作用，最终探讨出鱼群集群运动的形成机理，并合理推广至对动物群的研究。
对问题二：题目要求建立数学模型刻画鱼群躲避黑鳍礁鲨鱼的运动行为。
针对这个问题，本文在问题一研究的基础上，考虑仍然沿用其个体鱼的运动模型。
当有某些个体受到鲨鱼威胁时，它们一方面选择最快的逃逸方式躲避，一方面发出告警信号与其感知范围内的其它个体进行信息交互。
这样，这些受威胁的个体鱼和得到告警信号的个体鱼在下一时刻的运动方向就较其它个体及其上一时刻有了较大不同。
基于此，可以采用数学公式计算其不同范围内的个体鱼的运动方向和位置坐标的变化。
对问题三：假设动物群中的部分信息丰富者是提前已知的，并且其不一定是集聚的。
为了简化问题的研究，本文仍然以鱼群为例，探讨鱼群觅食的集群行为。
当有一部分个体掌握食物源位置信息，这部分个体直接向食物源运动，同时通过个体间的信息交互将信息传递给其它个体，引起其它个体运动状态和位置坐标的改变，从而形成集群的觅食行为。
五、模型的建立5.1问题一的模型5.1.1 模型的分析个体行为是构成群体行为的基础，在一个集群中所有个体行为的匹配结合就映射一种集群的运动行为。
为了研究集群的运动行为就必须研究清楚集群中每一个个体的运动行为和由个体构成的局部的运动行为。
对于研究的鱼群行为来说，本文采取自下而上的建模方法，根据对问题的分析，文章对这种模型分为三层：最下层分析个体鱼（设为1......i jA A A）的运动模型，并且假定个体鱼的运动满足设定的游动规则[5]，模型具有普遍地适用性。
中间层通过分析个体鱼之间的相互作用，个体鱼的运动信息所能影响到的范围，形成局部（局部1…局部n）的行为。
在最上层分析局部行为扩大到集群就构成集群运动的行为模型。
从个体到集群的行为关系略图如下图。
意义特性图 1 个体到集群的行为关系图5.1.2 模型的建立5.1.2.1个体鱼运动模型1. 个体鱼运动的的简化本文描述的是个数为N的一群可视为质点的个体鱼在L*L的二维周期边界条件的平面运动的情况，并且每一时刻每个个体鱼运动的速度大小均相同。
2. 对个体鱼的定义每一个个体鱼是一个自驱动的个体，形状大小相同，具有一定的感知能力。
它能感知的范围是以其质心为圆点的半径为R的圆形区域，且它能感知这一区域内其他个体鱼的所有动态信息（包括速度大小和方向，有没有发出告警信号等）。
3. 运动规则描述（1）惯性规则，个体鱼在得到需要改变运动的信号时，鱼游动的方向不可能立刻改变 ,这时表现出一种惯性的作用。
（2）靠近规则，为了不脱离鱼群，需要尽量靠近邻居的中心。
如图a.（3）对齐规则，为了保持鱼群运动的连贯性，每个个体鱼尽量与邻居的方向一致。
如图b.（4）规避规则，为了保持鱼群运动的一致性，个体鱼运动尽量避免碰撞。
如图c.图a 图b 图c图 2 运动规则描述示意图 4. 运动模型的建立假设每一个体鱼在t 时刻具有相同大小的速度，而运动速度的方向是任意的或随机的，并且位置坐标在给定的平面内是已知的。
建立个体鱼的运动模型就是要研究个体鱼在下一个时刻t+1（1表示一个时间步长）时刻运动的方向和在坐标平面内的位置。
3中的四条规则对改变鱼下一时刻游动方向都起一定作用, 那么在本文中把这四个方向的平均方向作为鱼下一时刻游动的方向。
取个体鱼A 1研究其运动。
由于方向就是与水平方向的夹角, 因此仅仅需要对上述四个方向与水平方向的夹角进行平均 ,即为下一时刻该鱼的游动方向。
用公式表示为：11234t t t t t P P P P P +=+++ （1） 其中 1t P +为下一个时间步长周期个体鱼的运动方向, 1t P 为本周期t 中A 1的游动方向,2t P 为周期 t 当前个体到邻居平均位置的方向, 3t P 为邻居的平均方向, 4t P 为小于碰撞距离的邻居到当前个体方向的平均值 (见图 3)。
指向邻居中心邻居的方向图 3 运动方向的确定图考虑到各规则对鱼的影响力不同, 个体鱼作为自主决策的自驱体在决策时考虑的先后级不同，所以还需要对各个方向加权, 取加权平均值 ,权重的大小文中可以根据偏好确定。
则公式转化为：111223344t t t t t P P P P P λλλλ+=+++ （2）其中12341λλλλ+++=。
下面给出四个规则所代表的四个方向的具体实现方法：（1） 惯性规则的实现：1t P 为本周期t 中A 1的游动方向, 本周期内的运动 方向由上一时刻的运动方向所确定，即11t t P P -=。
（2） 靠近规则的实现: 每个个体都有向邻居中心靠拢的特性, 邻居中心 为观察范围内各个体所在位置的平均值。
假设当前A 1所处的位置为()000,D x y ，(),i i i D x y 为当前各个邻居的位置 ， 则邻居平均位置()()(),,i i iD x y D x y i N N =∈∑，2t P 为周期 t 当前个体到邻居平均位置的方向,则20arctant y y P x x -=- （3） （3） 对齐规则的实现: 个体会和它的邻居朝同一个方向游动。