Research of Stochastic Behaviour of Cellular Automata

Autor: Serhii Hlushenkov, Ruslan Chornei
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Mohyla Mathematical Journal; Vol. 5 (2022): Mohyla Mathematical Journal; 46-52
Могилянський математичний журнал; Том 5 (2022): Могилянський математичний журнал; 46-52
ISSN: 2663-0648
2617-7080
DOI: 10.18523/2617-70805202246-52
Popis: A wide range of complex systems with local interactions could be described by cellular automata. Despite the fact, that in general, behaviour of each cellular automata on its own could be quite simple, their effective combination, or setting unusual interaction rules may result in extraordinary system with much more complicated behaviour, or unexpected and ambiguous observation results. Stochasticity in interactions between cells approximates simulated environment to real conditions and helps finding optimal strategy, which would be more stable under all circumstances and events, especially unlikely ones. Stochastic cellular automata are often used for modelling natural phenomena and processes, simulating traffic flows, cryptography, and so on. Finding an optimal strategy – is a key problem in managing environments with available outside influence.This article shows existence of optimal strategies for stochastic cellular automata systems, gives an example of applying improving strategy algorithm in case of extinguishing forest fires, analyses chosen strategy optimality.
Клітинні автомати дають змогу моделювати широкий спектр складних систем із локальною взаємодією. Попри те, що загалом поведінка окремо взятих клітинних автоматів може бути дуже простою, вдала їх комбінація або задання нестандартних правил взаємодії може значно ускладнити поведінку системи і призвести до доволі неоднозначних та непередбачуваних результатів спостережень. Стохастичність допомагає наблизити симульоване середовище до реальних умов і знайти оптимальну стратегію, яка буде більш стійкою до усіх можливих видів подій, в тому числі малоймовірних. Саме стохастичні клітинні автомати широко використовують у відтворенні природних явищ та процесів, симуляції транспортних потоків, криптографії тощо. У середовищах з наявним зовнішнім впливом стає актуальною задача оптимального керування системою.У цій статті розглянуто оптимальні стратегії керування для систем стохастичних клітинних автоматів, наведено приклад використання алгоритму покращення стратегії в задачі гасіння лісових пожеж, проаналізовано оптимальність вибраної стратегії.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: