|
Эта публикация цитируется в 6 научных статьях (всего в 6 статьях)
Интеллектуальный анализ данных
Модель структурообразования урбоэкосистем как процесс автоволновой самоорганизации в активных средах
А. Э. Сидорова, Н. Т. Левашова, А. А. Мельникова, А. Е. Семина Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, физический факультет, кафедра биофизики, кафедра математики
Аннотация:
Предложена модель пространственно-временной самоорганизации урбоэкосистем как суперпозиция сопряженных активных сред, учитывающая неоднородности антропогенных и природных факторов. Данный вид экосистем характеризуется высокой скоростью роста численности и плотности населения за счет концентрации жилых, промышленных, торговых и иных объектов, а также средств коммуникации. Перечисленные условия нарушают динамическое равновесие потоков энергии, вещества и информации, снижают «буферную емкость» природных подсистем и увеличивают нелинейность, а, следовательно, и неустойчивость, системных процессов. В основе модели – модифицированное авторами уравнение ФитцХью–Нагумо, учитывающее неоднородности антропогенных (активатор) и природных (ингибитор) факторов. Обоснованность применения уравнения данного типа определяется относительной простотой системного анализа двух уравнений типа «активатор – ингибитор». Получены условия формирования возбудимого/невозбудимого состояния активной среды и начального всплеска автоволны в зависимости от плотности населения и кинетических параметров системы (активатора и ингибитора), а также критерии формирования переходных зон между городами (на основании расчетов, сделанных по данным аэрофотосъемки). Полученное значение безразмерной модельной величины плотности населения в области переходного слоя (барьера на пути автоволнового фронта) и на окраинах жилых массивов позволило выявить коэффициент пропорциональности между параметрами модельной задачи и соответствующими величинами в реальной городской среде. Безразмерная модель подтверждена данными динамики численности и плотности населения и картографическими данными Москвы с 1946 по 2014 годы. Модель позволяет выявлять пороговые значения управляющих параметров и рассмотреть основные принципы развития автоволновых процессов, формирующих структуры урбоэкосистем.
Ключевые слова:
активные среды, автоволновая самоорганизация, урбоэкосистемы.
Материал поступил в редакцию 04.05.2017, опубликован 15.05.2017
Образец цитирования:
А. Э. Сидорова, Н. Т. Левашова, А. А. Мельникова, А. Е. Семина, “Модель структурообразования урбоэкосистем как процесс автоволновой самоорганизации в активных средах”, Матем. биология и биоинформ., 12:1 (2017), 186–197
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/mbb288 https://www.mathnet.ru/rus/mbb/v12/i1/p186
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 168 | PDF полного текста: | 53 | Список литературы: | 18 |
|