Netlogo基础知识讲解
setup-turtles和setup-patches,分别设置 turtle和patch的初始状态
to setup clear-all setup-patches setup-turtles
end
demo3
;;调用例程setup-patches ;;调用例程setup-turtles
to setup-patches ;;命令所有patches执行指令set pcolor green ;;该指令将patch颜色设置为绿色
将这些全局变量作为参数使用在程序中,就能实 现仿真参数的控制。
例如:选择仿真时长
用滑动条设置仿真时长,对应变量名 terminate-time
2002年发布了1.0版本,用户手册为4.0.2版 本,最新为4.1.1版本
2. 主要功能
多主体建模(重点)
Z 多个移动Agent分布在二维空间中,每个Agent自主行动,所有主体 并行异步更新,整个系统随着时间推进而动态变化。
运行控制 仿真输出
Z 提供了多种手段实现仿真运行监视和结果输出
5.监视仿真运行
监视器控件(monitor)
Z显示turtle数量,monitor表达式“count turtles”
主体标签
Z每个主体有一个变量lable
6.图形输出
在Interface中创建Plot控件,在Procedures 中编制绘图例程。
绘图概念
Z每个Plot控件必须指定一个唯一名,在绘图时通 过Plot名指定在哪个Plot上绘图
Z命令(command)例程 Z报告(reporter)例程
仿真的基本框架
初始化to setup
每一个仿 真周期to
go
对所有Turtle循环 ask turtles
每个Turtle做出决策 forward 1
否
是否结
束?
是
结束
三、编程指南
breed [ ] turtles-own [ ] globals [ ] to setup [ ] end to go [ ] end ask turtles [ set pcolor white ] set-default-shape turtles "person" setxy random-xcor random-ycor
Hale Waihona Puke 仿真推进是通过不断重复执行某个例程实现的 模型中至少要有初始化例程和仿真执行例程
Z 初始化例程实现对模型初始状态的设置,生成所需的 turtles,设置其状态,以及其它工作。
Z 仿真的执行通过例程go实现,在go例程中编写所需执行 的各种指令,完成一个仿真步的工作。
Z 需要在Interface页中建立一个按钮与go例程相联系,该 按钮是一个永久(forever)按钮,点击后将不断重复执行 go例程,直到遇到stop指令或用户再次点击该按钮则仿 真终止。
to go move-turtles eat-grass end
;;turtle随机移动,消耗能量 ;;吃草获取能量
定义eat-grass
turtle吃草获取能量
修改patch颜色表示草的有无
to eat-grass ;;如果turtle所在patch颜色为绿色,表示有草,则吃草, ;;令该patch颜色变为黑色,表示已无草,然后自身能量增加10 ask turtles[ if pcolor = green[ set pcolor black set energy (energy+10) ]
2.建模基本过程
NetLogo模型包括可视化部件和例程两部分, 二者具有紧密联系。
先在Interface中创建可视化控件,然后在 Procedures中实现相应的代码,通过设置控 件的属性将二者联系起来。
Interface中主要有三类部件
Z运行控制 Z参数控制 Z仿真显示
Procedure中的例程分为两类:
set energy energy-50 ;;母体能量减少50
hatch 1 [set energy 50] ;;产生一个后代,初始能量50
]
]
end
to check-death ask turtles[ if energy<=0 [die] ] end
;;如果能量小于等于0则死亡
to regrow-grass ask patches[ ;;青草以0.03的概率再生 if random 100<3 [set pcolor green] ] end
observer是一个全局主体,它观察着由turtles和 patches构成的世界,能够执行指令获取世界全部或 部分的状态,或实现对世界的控制。
虚拟世界
Observer Turtle Patch
(2)空间表达
每个patch有二维坐标(pxcor,pycor)坐标值为整数。 默认情况下,二维世界的水平、垂直坐标范围为(-17,17)
;;绘制初始点
to go move-turtles eat-grass reproduce check-death regrow-grass do-plots end
;;随仿真运行绘制图形
to do-plots
set-current-plot “totals” ;;选定plot控件
set-current-plot-pen “turtles” ;;选定画笔turtles
if ifelse
四、生态系统建模示例
假设要模拟一个简单的生态系统, 该系统中有一种生物以青草为食,通过吃草
获取能量、 该类生物经历成长、繁殖、死亡过程。
1. 初始化
创建生物群体,并将它们随机分布在空间中。
例程(demo1)
to setup
;;定义例程setup
clear-all
改变,需重新定义go例程,
to go move-turtles eat-grass reproduce check-death regrow-grass end
;;移动 ;;吃草 ;;繁殖 ;;死亡 ;;青草再生
to reproduce
ask turtles[
if energy > 50[
;;如果能量大于50则繁殖
每个turtle也有坐标(xcor,ycor)
Z turtle坐标不必是整数,因此turtle不一定正好位于某个patch的中心。
一个patch上也可以同时有多个turtles。 实际上对turtle而言,NetLogo的空间是连续的。
(3)仿真推进
没有明确的仿真时钟变量,也没有提供特定的事件 处理机制
;;设置整个世界为初始状态
;;创建100个turtles,创建后各turtle默认坐标是(0,0)
create-turtles 100
;;命令所有turtle执行语句setxy random-xcor random-ycor
;;各turtle 坐标随机产生,实现turtles在空间中的随机分布
ask turtles
Z绘图时必须使用某个画笔,画笔默认是黑色实 线,也可以创建自定义画笔
绘制turtles数量和青草数量曲线
添加Plot控件 创建两个画笔,分别指定颜色 添加do-plots例程 修改 setup和go例程
to setup clear-all setup-patches setup-turtles do-plots end
[setxy random-xcor random-ycor]
end
2.仿真执行例程
实现turtle随机移动 实现go例程,与forever按钮联系 go 调用move-turtles例程
增加代码: (demo2)
to go move-turtles
end
;;定义仿真执行例程go ;;调用例程move-turtles
Netlogo建模基础知识讲解
北京邮电大学世纪学院 丁锐
NetLogo简介
1.基本情况 NetLogo是一个用来对自然和社会现象进行
仿真的可编程建模环境建模仿真集成环境
由美国西北大学连接学习与计算机建模中心 (Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling,CCL)开发。
set turtles-own random set age ( 22 + random 53 ) set age ( age + 1 ) set house 0
clear-all(ca) forward(fd) 1
create-turles 100 sprout-breeds number [ ] sprout number [ ] hatch number [ ] hatch-breeds number [ ] ask one-of men [set breed ]
二、NetLogo仿真框架
1. NetLogo软件
2.模型的抽象
总体:
Z大量的可移动主体在二维空间中交互作用,随着 时间推进,微观个体的属性不断发生变化,系统 的宏观特征也因此而变化。
从三个方面理解:
Z主体 Z空间表达 Z仿真推进
(1)主体(Agents)
虚拟世界由主体构成,主体能够接受命令, 进行活动,所有主体的行为并行发生。
实验管理
Z BahaviorSpace,自动管理仿真运行,并记录结果。
系统动力学仿真 参与式仿真
Z HubNet
模型库
3.软件特色
完全可编程 简单语言结构 是LOGO语言的扩展,支持智能体和网络结
构 可以定义无限个智能体和变量 多种内置命令帮助使用 支持整型和双精度型浮点数计算 跨平台、可复用的应用。