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abm单创小程序开发

ABM(Agent-Based Model)单创,是一种利用代理人模型来进行数值模拟和分析的方法。与传统的宏观经济模型不同,ABM单创采用微观视角,通过对每个个体行为的建模,来模拟整个系统的演化和变化。ABM单创在社会、经济、生态、交通等领域得到了广泛的应用。本文将介绍如何利用小程序进行ABM单创开发。

1. 所需工具

- 微信小程序开发工具

- JavaScript编程语言基础知识

- ABM单创模型设计

2. 微信小程序开发

在微信小程序开发工具中,建立一个模板页面。在页面中添加按钮,将按钮事件绑定到对应的函数中。在函数中,调用ABM单创模型,并将模拟结果通过UI界面呈现。具体步骤如下:

1) 在wxml中添加按钮

```

```

2) 在js文件中声明我们的模型

```

// 定义一个公共类

class Person {

constructor(x, y) {

this.x = x;

this.y = y;

}

}

// 定义我们的模型

class Model {

constructor(n) {

this.n = n;

this.persons = [];

for (let i = 0; i < n; i++) {

let x = Math.floor(Math.random() * 100);

let y = Math.floor(Math.random() * 100);

this.persons[i] = new Person(x, y);

}

}

step() {

for (let i = 0; i < this.n; i++) {

let newX = Math.floor(Math.random() * 100);

let newY = Math.floor(Math.random() * 100);

this.persons[i].x = newX;

this.persons[i].y = newY;

}

}

}

// 导出我们的模型

module.exports = {

Model: Model

}

```

在上述代码中,我们定义了两个类,一个是Person类,它代表每一个代理人,我们用x和y坐标表示代理人在空间上的位置。另一个是Model类,我们在其中定义了n个代理人,用一个数组来表示。step方法用于模拟一个时间步长,对每个代理人进行移动。

3) 在js文件中定义simulate函数

```

const model = require('model.js');

Page({

// ...

simulate: function() {

let n = 100;

let model = new Model(n);

for (let i = 0; i < 100; i++) {

model.step();

}

console.log(model.persons);

// 展示模拟结果

}

})

```

在simulate函数中,我们通过调用Model类的构造函数和step方法,来模拟我们的ABM单创模型。通过console.log输出模拟的结果,进而在UI界面展现出来。

3. ABM单创模型建设

在上面的代码中,我们还没有定义真正的ABM单创模型。一个完整的ABM单创模型通常需要包括以下三个部分:代理人的行为模式(Behavioral rules)、状态变化(State transition)、空间关系(Spatial relationships)。

以一个简单的人群聚集为例来介绍如何建立这三个部分:

1) 行为模式:我们假设代理人具有寻找并靠近同类的行为。当代理人知道与他们距离较近的代理人的数量时,他们会寻求靠近这些代理人。我们将代理人们称为树立者。

```

class Model {

constructor(n) {

// 定义代理人个数

this.n = n;

// 定义代理人、随机分配位置

this.persons = [];

for (let i = 0; i < n; i++) {

let x = Math.floor(Math.random() * 100);

let y = Math.floor(Math.random() * 100);

this.persons[i] = new Person(i, x, y);

}

// 定义寻找距离

this.r = 20;

}

step() {

// 计算各个树立者之间的距离

let distances = [];

for (let i = 0; i < this.n; i++) {

distances[i] = [];

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

let distance = Math.sqrt(Math.pow(this.persons[i].x - this.persons[j].x, 2) + Math.pow(this.persons[i].y - this.persons[j].y, 2));

distances[i][j] = distance;

}

}

// 寻找距离较近的树立者

for (let i = 0; i < this.n; i++) {

let count = 0;

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

if (i !== j && distances[i][j] < this.r) {

count++;

}

}

if (count > 0) {

let xSum = 0;

let ySum = 0;

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

if (i !== j && distances[i][j] < this.r) {

xSum += this.persons[j].x;

ySum += this.persons[j].y;

}

}

let xAvg = xSum / count;

let yAvg = ySum / count;

this.persons[i].x = xAvg;

this.persons[i].y = yAvg;

}

}

}

}

```

2) 状态变化:当人们追寻它们的同类时,它们不会立即停止并悬停不动。而是继续前进,直到再次与足够数量的其他人相遇。因此,我们给代理人定义一个速度,并在模型的状态变化部分中计算代理人应该移动的位置。

```

step() {

// 计算各个树立者之间的距离

let distances = [];

for (let i = 0; i < this.n; i++) {

distances[i] = [];

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

let distance = Math.sqrt(Math.pow(this.persons[i].x - this.persons[j].x, 2) + Math.pow(this.persons[i].y - this.persons[j].y, 2));

distances[i][j] = distance;

}

}

// 寻找距离较近的树立者

for (let i = 0; i < this.n; i++) {

let count = 0;

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

if (i !== j && distances[i][j] < this.r) {

count++;

}

}

if (count > 0) {

let xSum = 0;

let ySum = 0;

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

if (i !== j && distances[i][j] < this.r) {

xSum += this.persons[j].x;

ySum += this.persons[j].y;

}

}

let xAvg = xSum / count;

let yAvg = ySum / count;

// 计算代理人的速度

let distanceToAvg = Math.sqrt(Math.pow(this.persons[i].x - xAvg, 2) + Math.pow(this.persons[i].y - yAvg, 2));

let speed = 1;

if (distanceToAvg > 10) {

speed = 0.5;

}

// 计算代理人的下一个位置

let xNext = this.persons[i].x + (xAvg - this.persons[i].x) * speed;

let yNext = this.persons[i].y + (yAvg - this.persons[i].y) * speed;

this.persons[i].x = xNext;

this.persons[i].y = yNext;

}

}

}

```

在代码中,我们首先计算每个人之间的距离。找到距离较近的树立者,计算拥挤度并移动到该位置。

3) 空间关系:在ABM单创模型中,代理人通常分布在空间上。在我们的人群聚集模型中,我们可以简单地将树立者分布在一个定长、定宽的平面上。在状态变化部分,代理人带着其位置向新位置移动(或没有移动)。

```

class Person {

constructor(id, x, y) {

this.id = id;

this.x = x;

this.y = y;

}

}

class Model {

constructor(n) {

// 定义代理人个数

this.n = n;

// 定义代理人、随机分配位置

this.persons = [];

for (let i = 0; i < n; i++) {

let x = Math.floor(Math.random() * 100);

let y = Math.floor(Math.random() * 100);

this.persons[i] = new Person(i, x, y);

}

// 定义寻找距离

this.r = 20;

}

step() {

// 计算各个树立者之间的距离

let distances = [];

for (let i = 0; i < this.n; i++) {

distances[i] = [];

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

let distance = Math.sqrt(Math.pow(this.persons[i].x - this.persons[j].x, 2) + Math.pow(this.persons[i].y - this.persons[j].y, 2));

distances[i][j] = distance;

}

}

// 寻找距离较近的树立者

for (let i = 0; i < this.n; i++) {

let count = 0;

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

if (i !== j && distances[i][j] < this.r) {

count++;

}

}

if (count > 0) {

let xSum = 0;

let ySum = 0;

for (let j = 0; j < this.n; j++) {

if (i !== j && distances[i][j] < this.r) {

xSum += this.persons[j].x;

ySum


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