《基於動態網路結構的膜計算系統及其算法研究》是依託北京大學，由牛云云擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於動態網路結構的膜計算系統及其算法研究
- 項目負責人：牛云云
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為自然計算的一個分支，膜計算不僅為計算機科學提供了一種新型的高性能計算模型，而且在生物醫學、語言學、經濟學、密碼學、機器人控制器等諸多領域具有潛在的套用價值。目前，具有動態網路結構的膜計算系統因其在系統建模、算法設計等方面的獨特優勢而逐漸引起關注。本項目擬深入研究基於動態網路結構的膜計算模型以及基於該模型的算法。主要研究內容包含以下幾點：（1）深入研究膜結構的動態變化對膜計算系統計算能力的影響，構造基於動態網路結構的膜計算系統；（2）結合DNA 納米技術的最新研究成果，探討其生物實現方案；（3）在動態網路膜系統框架下，研究進化膜計算算法及其在城鎮運輸網路中的套用。研究的關鍵點是：“細胞”間的動態網路連線方式設計以及如何在“細胞”中融入DNA的數據存儲與進化特徵。該項目為膜系統的生物實現提供了新思路，也為分析結構框架對進化膜計算算法性能的影響提供了依據。
結題摘要
作為自然計算的一個分支，膜計算不僅為計算機科學提供了一種新型的高性能計算模型，而且在生物醫學、語言學、經濟學、密碼學、機器人控制等諸多領域具有潛在的套用價值。目前，具有動態網路結構的膜計算系統因其在系統建模、算法設計方面的獨特優勢而逐漸引起關注。本項目深入分析了細胞及細胞網路的動態結構和功能特徵，建立了具有動態網路結構的新型膜計算模型，以此模型為框架進行了膜進化算法的研究和基於動態網路結構的膜系統的建模方法的研究，探討了基於動態網路結構的膜算法在城鎮運輸網路中的套用。在動態網路結構的膜系統框架下，對規則執行的時間相關性進行了研究，分析了時間無關膜系統的計算有效性即是研究其求解NP完全問題的能力。受到細胞遷移規律的啟發，我們在動態網路結構膜系統的框架下，提出了一種新型膜系統，智慧型決策P系統。該系統中的細胞被看作是具有一定智慧型的會移動的個體，具有了位移屬性。它也可以看作是一種基於細胞遷移過程的新型建模技術。本項目將動態網路結構的框架與最佳化算法相結合，通過分析膜系統的相關特性對最佳化算法性能的影響，構建了新型的膜算法。針對物流運輸領域的碳排放、多車型、多能源、道路限行等實際問題，提出了基於動態網路結構膜系統的最佳化模型和求解策略。
