[發(fā)明專利]為工業(yè)過程或技術(shù)系統(tǒng)提供控制輸入信號的裝置、方法及計算機(jī)可讀介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380010037.6
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN104137106B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 亞歷山德羅斯·索帕薩基斯
• 申請（專利權(quán)）人: 亞歷山德羅斯·索帕薩基斯;西曼特斯有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/00
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11018
• 代理人: 于會玲,宋志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及為工業(yè)處理或技術(shù)系統(tǒng)提供控制輸入信號的裝置、方法以及計算機(jī)可讀介質(zhì)。更具體地，控制輸入信號包括關(guān)于對象的預(yù)測位置的信息，其中預(yù)測位置基于蒙特卡羅模擬(Monte Carlo Simulation)來計算。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請將于2012年2月21日提交的美國臨時專利申請US61/601,048、于2012年2月22日提交的瑞典專利申請第1200144-2號以及于2012年2月21日提交的瑞典專利申請第1200105-3號的全部內(nèi)容通過引用特此并入本申請。

背景技術(shù)

近幾十年間，在呈指數(shù)增長的CPU功能的激勵下，計算密集型模型和應(yīng)用迅速發(fā)展。其中，通過元胞自動機(jī)(CA)和/或蒙特卡羅方法的點陣模型明顯增加并且越來越多地用于描述和理解多種多樣的復(fù)雜物理和生物系統(tǒng)。例如，CA已用于對氣體現(xiàn)象、城市發(fā)展、免疫過程以及結(jié)晶化進(jìn)行建模。CA的最眾所周知的應(yīng)用是對生命系統(tǒng)的建模。

蒙特卡羅方法用于各種科學(xué)應(yīng)用。對于某些專業(yè)計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)被模擬了多達(dá)1010個網(wǎng)格點。然而，在許多情況下，當(dāng)動態(tài)關(guān)系達(dá)到平衡時，臨界慢化(critical slowing down)發(fā)生，因此即使蒙特卡羅方法也變得計算代價高。

在用于數(shù)值更新隨機(jī)動態(tài)關(guān)系的許多選擇中，動力學(xué)蒙特卡羅(KMC)算法或n階法是最杰出的，原因是在接近平衡的過程處沒有慢化效應(yīng)。在這方面，由KMC算法執(zhí)行的每個動作都帶來成果。在KMC下，每次迭代時，更新對象都執(zhí)行動作，而與系統(tǒng)是否接近平衡無關(guān)。結(jié)果，在文獻(xiàn)中KMC是最受歡迎的，原因是其避免了由于該臨界慢化現(xiàn)象(其對通常的蒙特卡羅方法會是有害的)而過多的計算開銷。

與蒙特卡羅方法結(jié)合的點陣模型往往用作對涉及處于噪聲影響下的許多相互作用的物體的系統(tǒng)建模的方法。盡管這樣的方法在空間和石油勘探中特別與引起重大創(chuàng)新相關(guān)，但在許多領(lǐng)域都遵循這樣的方法。類似地，通過點陣氣體CA或點陣玻爾茲曼方法建模的分子動態(tài)關(guān)系與更好地理解在流體物理中的大量基本科學(xué)問題有關(guān)。

基于點陣的模型通過引入包括預(yù)定數(shù)量的單元的空間離散點陣來描述對象系統(tǒng)，在該模型內(nèi)，將引起對象相互作用和動態(tài)關(guān)系。一個通常的方法是建立馬爾科夫鏈，其引起與對系統(tǒng)的方案進(jìn)行構(gòu)建有關(guān)的動態(tài)關(guān)系。所應(yīng)用的隨機(jī)動態(tài)關(guān)系取決于描述系統(tǒng)的微觀相互作用的物理屬性。結(jié)果，根據(jù)系統(tǒng)的微觀行為的知識來仔細(xì)考慮米特羅波利斯(Metropolis)、阿倫尼烏斯(Arrhenius)、格勞伯(Glauber)、川崎(Kawasaki)及其他速率。這種方法論的應(yīng)用范圍涵蓋顆粒材料、交通流量、生態(tài)學(xué)、點陣玻爾茲曼和點陣氣體、表面生長，僅列出幾例。

目前的動力學(xué)蒙特卡羅模擬通常利用基于點陣的方法，其中，系統(tǒng)中的每個對象可移動至通過基于點陣的方法定義的有限數(shù)量的離散位置。

然而，已發(fā)現(xiàn)到，基于點陣的方法與大量缺陷相關(guān)聯(lián)的。因此，用于為工業(yè)過程或技術(shù)系統(tǒng)提供包括關(guān)于預(yù)測位置的信息的控制輸入信號的改進(jìn)裝置、方法或計算機(jī)可讀介質(zhì)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明最好尋求緩和、減輕或者消除現(xiàn)有技術(shù)中所發(fā)現(xiàn)的缺陷，并且通過提供根據(jù)所附專利權(quán)利要求的裝置、方法以及計算機(jī)可讀介質(zhì)來解決這些找到的問題。