《大規模人群非線性同步動力學特性研究》是依託武漢大學，由陳丹擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大規模人群非線性同步動力學特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳丹
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究如何在複雜條件（如災害和突發事件）下有效地控制、疏導超大規模人群，對國家安全和社會穩定意義重大。動力學特性分析是揭示大規模人群這種高度複雜的非線性動態系統發生和演化機制的基本手段。當前定量描述大規模人群動力學特徵的方法還是空白，介觀尺度上團體行為形成和演化的機理有待深入研究、人群內部多個尺度上的互動模式還需要深入探討。本項目將基於非線性動力學、信號處理以及複雜系統建模和仿真的最新技術，提出估計人群內部在個體、團體和人群多個尺度上運動同步的新方法，深入理解個人與團體間耦合和動力學同步傳播機制；發展模式識別的方法創新性地獲取人群實時外部和情緒特徵；在大規模人群仿真基礎上支持和驗證動力學分析；最終融合高性能計算技術以實現對複雜條件下大規模人群運動動力學特徵的線上定量評估與行為預測。本項目的開展將為研究應急管理理論體系中的重要環節-複雜條件下大規模人群的管理-奠定新的理論基礎並提供科學方法。
結題摘要
複雜場景中大規模人群動力學特性的定量理解是計算社會安全的研究前沿，屬國家社會安全防範的重大需求，有著重大的科學價值和實際套用前景。本課題組在相關研究中提出一個跨尺度的研究思路，從個體的腦電活動分析、小群體行為到大群體行為的建模仿真與複雜群體場景數據處理： 個體是社會群體的基本組成部分，人群的群體行為是大量微觀個體行為的集體體現，個體行為的發生與演化本質上取決於大腦的動態認知過程。課題組探究個體行為發生機理的腦活動數據高效處理分析的理論與方法，為構建個體行為模型解決腦活動特徵提取以及腦區關聯關係度量的問題。 大規模人群是由大量個體和團體相互作用形成的高度非線性非平穩的動力學系統，人群內部多個尺度上的互動模式是群體行為發生和演化機制的核心問題。課題組研究反映人群多個尺度特性的群體行為模型，重點研究人群各部分之間的相互影響以及人群動力學特性的定量分析。 城市大型人群活動場景是我國社會安全防範的重點，總體表現為場景組成複雜規模大高度動態、人群密集規模流量大行為理解困難、突發事件與災難的發生及其影響難以預測。課題組研究適應於大規模複雜人群場景的仿真理論與方法技術，發展支撐演化分析的高效計算與數據處理方法，解決應急條件下複雜群體行為演化預測的問題。 課題組按計畫工作執行順利，完成並全面超出任務書中的預期成果。在IEEE TC/TPDS/TII/TNSRE等發表SCI論文26篇，包括3篇ESI熱點論文與5篇高被引論文、5篇中國計算機學會認定A類（CCF-A，“國際上極少數的頂級刊物”）期刊論文，其中2篇被CCF-A期刊TPDS選為當期亮點與線上封面論文；包括多位IEEE/AAAS/SCS Fellow在內的國內外專家引用並高度評價了課題組的工作；獲湖北省自然科學優秀學術論文二等獎一項；培養研究生11名。發明專利8項已正式受理，研究成果已面向城市群體性事件預案以及城鎮災難應急規劃等領域開始實際套用。
