2019美赛ICM_D题（基于元胞自动机的蚁群算法）

资 源 简 介

2019美赛ICM_D题（基于元胞自动机的蚁群算法）

详 情 说 明

2019年美国大学生数学建模竞赛ICM的D题聚焦于结合元胞自动机与蚁群算法的创新应用。该题目要求参赛者建立一个多智能体系统模型，模拟蚂蚁群体在复杂环境中的路径优化行为。

核心思路是通过元胞自动机的离散网格结构来模拟环境空间，每个元胞（单元格）存储信息素浓度等状态变量。蚁群算法则作为决策机制，蚂蚁根据局部信息素浓度和启发式规则选择移动方向，同时动态更新路径上的信息素。这种混合模型既保留了元胞自动机对复杂系统时空演化的刻画能力，又发挥了蚁群算法在分布式优化中的优势。

解决此类问题的典型步骤包括：1) 设计元胞状态转换规则以反映环境变化；2) 定义蚂蚁的感知半径与移动策略；3) 建立信息素挥发和增强的动态方程；4) 引入目标导向的启发因子。该模型可扩展到物流路径规划、网络路由优化等实际场景。