基于细胞理论的开关控制系统.doc

基于细胞理论的开关控制系统如果把航线控制开关看作是一个由细胞组成的活性组织，那么开关的状态可以被表示为打开，关闭，和基于打开和关闭之间的状态，虽然形象地想一想，这玩意其实相当恶心，不过，它立即就变得与普通的开关不一样了，它拥有从打开到关闭之间的连续状态，而不是单纯的打开与关闭。假设用1表示开关打开，0表示关闭，那么，这个开关就能表示从0到1之间一条连续的曲线。如果拿灯泡举例，这个开关就能控制灯泡从熄灭到最亮之间所有的亮度。如果有东西从这个开关口流过（不要觉得恶心，我说的其实是飞机），那么这个开关就可以起到控制流量的作用（类似于肌肉收缩的作用，你想到了什么？想到了什么！）我们来分析下开关-肌肉-神经-收缩 这几个关键词之间的关系。首先，活性组织的基本组成单元是细胞，细胞可以分为两种：肌细胞和神经细胞，神经细胞交织在肌细胞之间，负责接收来自于肌细胞的刺激信号，并将这个信号传到中枢神经和大脑，中枢神经和大脑对这个信号做分析，并返回一个神经信号，最后这个组织的肌细胞接收到来自神经细胞的指令而做出反应，这个也是生物基本的应激过程。可是现在我们面对的是一个虚无的开关，怎么把它与仿生学联系到一起呢，嗯，嗯，首先是你要往恶心的方向想咳，跑题了，首先，我们来分析下神经细胞这个重要的角色，从上面的过程来看，我们知道神经细胞负责接受和传输指令，这些指令其实是细胞在接受到外界刺激以后，产生的电讯号，通过改变细胞膜对离子的穿透性咳，扯远了点。总之，神经细胞的工作就是接受刺激和刺激别的细胞。其实在神经细胞内部，远不止接受和传输刺激两种工作，在现代人工神经网络的理论中，人们公认神经细胞在接受刺激后会有一个处理工程，当这个处理结果超过神经细胞的阈值时，神经细胞才会做出相应的反应。其实我们可以看成是：神经细胞无论在何时都同时接收着两种输入：一个是引起细胞兴奋的输入，一个是抑制细胞兴奋的输入，当细胞对这两个输入进行计算以后，再根据结果决定对不对下一个细胞进行刺激。对于开关，我们假设它就是一个单细胞，（你见过单细胞的那啥没？见过没？你想多了）那么它将接受两个输入信号，一个是引起细胞兴奋的信号，然后是抑制它兴奋的信号，这些信号在实际中就是由与该开关有关系的因素来决定，例如，场内飞机很多，或者越来越多，压力越来越大，那么这个开关就会受到相应的刺激而兴奋，呈开放状态（其实很好理解，某些东西受到刺激就会扩张，变大例如瞳孔，当然是瞳孔，不然你以为是啥），如果航线上通过向它的飞机压力越来越大，它也会受到相应的刺激而被抑制，收缩以减小流量，其实我们还有一点必须要注意，那就是引起细胞兴奋的刺激信号本身是有副作用的，在某种条件下，它们会转换成抑制信号，其实这个也好理解，一个细胞长时间接受高水平的刺激它就会疲劳，这时候细胞内部就会根据这个刺激产生出抑制信号，让细胞不那么兴奋，以避免过度疲劳（麻木不仁的科学依据源自于此）。但是我们通过对现实的分析，与这个开关有关系的因素实在不少，一个细胞只怕是不够用，所以，我们需要把这个开关看成是一群细胞组成的一坨肉额，其实我是想说活性组织，想来也是，你身体上的某些部分也不是靠一个细胞就完成那么恐怖的工作的咳，咳！好嘛，不扯远了，我们需要确定细胞的个数，就需要分析哪些是相关的兴奋刺激条件，哪些是相关的抑制条件，然后再把这些条件一股脑的塞进这坨肉里，然后看它是变大还是缩紧好吧，好吧，我不是故意的，找这些因素真的有点小小的困难，这本来是某些人的工作的，你快点完成吧塞进去，哦不是，输入这些刺激条件以后，我们需要这个细胞群体给我们一个答案，一个从0到1之间表示状态的答案，我们才能知道这个开关应该打开还是关闭，或者应该打开多少（开闸！放水！哇洪水呀好大一片啊）前面那篇论文确定了基于能量系统的机场空域容量或者叫压力评估体系，利用这个理论结合细胞理论来确定开关的状态就是我的最终目的，说白了，能量系统或者理论是用于完成评估和预测这个部分，而细胞理论是用于完成实际控制这一阶段。（不要觉得高深，这跟拉大便其实没啥区别，再说，这是为以后的发展提供方便嘛哈哈哈）期待着某人快点完成那些啥条件的整理我都迫不及待想要做实验了好了，废话怎么总是跟着我的嘴巴转悠，咳，这回是真的咳嗽嗯，嗯，我说正事，说正事，前面说到了引起细胞兴奋和抑制细胞兴奋的条件，现在我们就来分析一下，关于我们所面对的开关到底关系到哪些兴奋和抑制条件。首先解释下开关，其实这个应该是这篇文章开始就需要说明的问题，不过我倒是觉得放到这里来说也没什么问题，更好，嗯，更好。这个开关的全称是：航线控制开关，一条航线连接两个机场（或者叫终端区），按照方向分类他们其实是两条航线，就像高速路被中间的隔离带分开，而这些位于各个交接点的航线控制开关就好像是高速公路的收费站，都有4个航线控制开关，分别控制单方向的进，出，举个例子，广汉机场到遂宁的航线，在距离广汉DME15海里的位置是交接点，这个点同时是广汉至遂宁的进口开关，也是遂宁到广汉的出口开关，这两个开关的作用是独立的，他们之间会相互影响，但是并不明显，他两个的关系嗯，关系比较复杂，后面再说。开关解释清楚了，那么就让我们看看这玩意缩紧或者张开的条件是什么。先来看看兴奋条件：（我们需要在整理这些条件的时候，就把他们数据化标准化，说简单点就是全部用0到1之间的实数来表示这些条件，为什么？后面你就知道了）1. 航路使用条件（最先必须满足的基础条件）包括天气，各种限制等造成的航线使用情况，就不往复杂去了，直接分为可用，部分可用，不可用三种情况。高端的来了：如果用01之间的实数来表示这三种状态，那么基本上00.3属于不可用，0.30.8属于部分可用，0.8以上到1属于可用。不要问为什么这样分，我就是这样分的这个使用条件是最基本的引起兴奋的条件，也就是说，关于这个要素，必须达到0.3以上，这个开关才有可能被打开（注意只是有可能）。2. 转场需求的增加（其次满足的条件）这是引起兴奋的主动因素，有需求才有市场，哦是，才有流量，一般来讲，这个要素是导致开关打开并处于工作状态的最主要的原因，有转场需求的时候，这个要素的值始终为1，没有的时候，为0.3. 本场压力的持续增加（再次满足的条件）本场压力的持续增加也是刺激开关兴奋的因素之一，但这是被动因素，因为需要减小压力，分流，所以开关有被打开的需求，就像你拉肚子，那是憋不住的打住，打住这一部分因素然仍然很重要，而且，上一篇论文专门就是用来介绍这玩意的评估方法和理论。这个因素看起来对航线控制开关影响不大，至少比前面两个因素影响小，但是为什么要那么辛苦专门创立一套理论来研究他呢，呵呵，嘿嘿，哇哈哈咳，嗯，因为它影响最强烈的不是进口开关，而是出口开关，当然这里还没讨论到那去。再来看看抑制条件们：1. 航路使用条件又是它，没错确实是它。作为基本条件，它是兴奋因素同时也是抑制因素，当这个要素达不到0.3时，这个开关是被强制抑制的。这一因素与其他因素不同，在产生兴奋影响的同时也在产生抑制，例如在兴奋因素方面，它的值为小于0.3，神经细胞将直接忽略掉这个刺激，将这个兴奋信号作为0输入，而大于等于0.3的时候小于0.8的时候，按下限取值为0.3，在可用的时候，也是按下限取值为0.8，这样的下限取值就是这个兴奋信号本来带来的抑制作用。（别问我为什么要这么做，因为谁也不能一兴奋了就拿出100%的劲儿，什么叫省着点儿，这个就叫省着点儿。）2. 航线容量超过限制条件（主动因素）不解释了，航线上都超标了还往里放那是在赶猪进圈生怕挤不死。3. 相对应的出口开关的情况。这个是被动条件，关于这一条，唯一需要解释的，就是默认出口开关为开放状态，它的开放与关闭，与它所对应的终端区的压力情况相关联，然后它再作为进口开关的抑制条件而存在。目前我只能分析出这么多兴奋和抑制条件，但我觉得基本上这些角色也应该够决定一个开关的开放状态了。以下为纯粹的假设：这些兴奋和抑制信号（全是0-1之间的数）通过与权重相乘以后，在细胞内部进行一个函数计算，这个细胞有个临界值，当计算结果超过这个临界值，细胞就会输出一个0到1之间的数