多尺度随机反应网络的保持流量的自适应有限状态投影
计算工程、金融与科学
2026-05-26 v2 统计理论
统计计算
统计理论
摘要
有限状态投影（FSP）方法通过将动力学限制在（通常是无限）状态空间的有限子集上来近似化学主方程（CME），从而实现可直接数值求解且具有可计算误差界的算法。自适应变体会随时间更新此子集，但具有广泛分离反应速率的多尺度系统仍具挑战性，因为低概率瓶颈状态可能携带关键概率流动，而动力学在快速瞬态和缓慢演化刚性阶段之间交替。我们提出一种基于流量的自适应 FSP 方法，使用概率流动驱动状态空间修剪和时间步长选择。修剪规则保护出口流量大的低概率状态，以保持瓶颈系统中的连通性，而时间步长规则适应于瞬时总流量，以处理跨越多个数量级的速率常数。数值实验表明，该方法在保持准确性的同时，能够显著缩小状态空间。
引用
@article{arxiv.2512.17064,
title = {Flux-Preserving Adaptive Finite State Projection for Multiscale Stochastic Reaction Networks},
author = {Aditya Dendukuri and Shivkumar Chandrasekaran and Linda Petzold},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17064},
year = {2026}
}