(19)国家知识产权局
(12)发明 专利
(10)授权公告 号
(45)授权公告日
(21)申请 号 202110333221.0
(22)申请日 2021.03.29
(65)同一申请的已公布的文献号
申请公布号 CN 113239611 A
(43)申请公布日 2021.08.10
(73)专利权人 杭州电子科技大 学
地址 310018 浙江省杭州市经济技 术开发
区白杨街道 2号大街1 158号
(72)发明人 何美霖 朱铭觉 滕旭阳 胡志蕊
卢从慧
(74)专利代理 机构 浙江千克知识产权代理有限
公司 33246
专利代理师 周希良
(51)Int.Cl.
G06F 30/27(2020.01)G06N 3/00(2006.01)
G06F 111/10(2020.01)
(56)对比文件
CN 113094650 A,2021.07.09
刘华等.“Allee 效应对宿主-寄生物系统的
影响”. 《武汉大 学学报 (理学版) 》 .2019,第6 5卷
(第6期),
审查员 刘雅洁
(54)发明名称
一种基于泰勒展开优化的种群平衡系统及
方法
(57)摘要
本发明公开了一种基于泰勒展开优化的种
群平衡系统及方法, 本发明方法具体步骤如下:
步骤1, 选择功能反应函数, 建立数学模型; 步骤
2, 求解宿主和寄生物物种模型的平 衡点; 步骤3,
以平衡点为圆心画圆, 得到泰勒展开式; 步骤4,
求解圆在半径并进行分析、 优化; 步骤5, 通过局
部渐进稳定定理, 得到物种平衡的区域。 本发明
以宿主与寄生物呈负二项分布的关系为基础, 建
立种群数量相关的数学模型, 运用泰勒展开优化
和局部渐进稳定的方法, 求解出宿主—寄生物种
群的趋于生态平 衡的范围, 并通过数值计算验证
该方法的正确性。
权利要求书5页 说明书12页 附图4页
CN 113239611 B
2022.05.31
CN 113239611 B
1.一种基于泰勒展开优化的种群平衡方法, 其特 征是具体步骤如下:
步骤1, 选择功能反应函数, 建立数 学模型;
步骤2, 求 解宿主和寄生物 物种模型的平衡点;
步骤3, 以平衡点 为圆心画圆, 得到泰勒展开式;
步骤4, 求 解圆在半径并进行分析、 优化;
步骤5, 通过局部渐进稳定 定理, 得到物种平衡的区域;
步骤1具体如下: 在所述的数 学模型中, 拟定一般的宿主— —寄生模型为:
其中, Xn为第n代宿主的种群数量, Yn为第n代寄生物的种群数量, λ为宿主的出生率( λ>
1),
即宿主逃脱寄生物的概率; 将功 能反应函数代入式(2.1)得
到
其中, 集中度指数为
当
趋近与0时, 上式则成为尼科尔森 ·贝利模型;
步骤2具体如下: 令宿主和寄生物的平衡点分别为Xe和Ye, 得
Xn+1=Xn=Xe, Yn+1=Yn=Ye (2.3)
通过联立式(2.2)和(2.3), 分别求 解出两个种群的平衡点
步骤3具体如下: 令F(xn,yn)=Xn+1, G(xn,yn)=Yn+1, 求偏导得,
令
在平衡点附近泰勒展开, 得到
其中, 0< θ<1; 对F(xn,yn)和G(xn,yn)进行偏导, 再将平衡点代入, 得到权 利 要 求 书 1/5 页
2
CN 113239611 B
22.如权利要求1所述一种基于泰勒展开优化的种群平衡方法, 其特征是: 步骤4具体如
下: 以平衡点 为中心, 设 半径
计算与平衡点之间的欧式距离V2:
令
求B的特征值,
即|B‑α I|=0, 得到
权 利 要 求 书 2/5 页
3
CN 113239611 B
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专利 一种基于泰勒展开优化的种群平衡系统及方法
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