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Comprehensive Rainstorm Intensity Formula Based on Particle Swarm Algorithm
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作者 赵吉武 邹长武 卢晓宁 《Meteorological and Environmental Research》 CAS 2010年第9期1-3,14,共4页
[Objective] The research aimed to simplify the traditional method and gain the method which could directly construct the comprehensive rainstorm intensity formula.[Method] The particle swarm optimization was used to o... [Objective] The research aimed to simplify the traditional method and gain the method which could directly construct the comprehensive rainstorm intensity formula.[Method] The particle swarm optimization was used to optimize the parameters of uniform comprehensive rainstorm intensity formula in every return period and directly construct the comprehensive rainstorm intensity formula.Moreover,took the comprehensive rainstorm intensity formula which was established by the hourly precipitation data in wuhu City as an example,the calculation result compared with the computed result of traditional method.[Result] The calculation result precision of particle swarm algorithm was higher than the traditional method,and the calculation process was simpler.[Conclusion] The particle swarm algorithm could directly construct the comprehensive rainstorm intensity formula. 展开更多
关键词 Particle swarm algorithm Comprehensive rainstorm intensity formula OPTIMIZATION China
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MATRIX ALGORITHMS AND ERROR FORMULA FOR BIVARIATE THIELE-TYPE RECTANGULAR MATRIX VALUED RATIONAL INTERPOLATION 被引量:1
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作者 顾传青 朱功勤 《Numerical Mathematics A Journal of Chinese Universities(English Series)》 SCIE 1999年第2期195-208,共14页
A new method for the construction of bivariate matrix valued rational interpolants (BGIRI) on a rectangular grid is presented in [6]. The rational interpolants are of Thiele-type continued fraction form with scalar de... A new method for the construction of bivariate matrix valued rational interpolants (BGIRI) on a rectangular grid is presented in [6]. The rational interpolants are of Thiele-type continued fraction form with scalar denominator. The generalized inverse introduced by [3]is gen-eralized to rectangular matrix case in this paper. An exact error formula for interpolation is ob-tained, which is an extension in matrix form of bivariate scalar and vector valued rational interpola-tion discussed by Siemaszko[l2] and by Gu Chuangqing [7] respectively. By defining row and col-umn-transformation in the sense of the partial inverted differences for matrices, two type matrix algorithms are established to construct corresponding two different BGIRI, which hold for the vec-tor case and the scalar case. 展开更多
关键词 BIVARIATE MATRIX VALUED RATIONAL inter polants error formula MATRIX algorithms.
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An Algorithm for Global Optimization Using Formula Manupulation
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作者 Tsutomu Shohdohji Fumihiko Yano 《Applied Mathematics》 2012年第11期1601-1606,共6页
Constrained nonlinear optimization problems are well known as very difficult problems. In this paper, we present a new algorithm for solving such problems. Our proposed algorithm combines the Branch-and-Bound algorith... Constrained nonlinear optimization problems are well known as very difficult problems. In this paper, we present a new algorithm for solving such problems. Our proposed algorithm combines the Branch-and-Bound algorithm and Lipschitz constant to limit the search area effectively;this is essential for solving constrained nonlinear optimization problems. We obtain a more appropriate Lipschitz constant by applying the formula manipulation system of each divided area. Therefore, we obtain a better approximate solution without using a lot of searching points. The efficiency of our proposed algorithm has been shown by the results of some numerical experiments. 展开更多
关键词 Global Optimization LIPSCHITZ CONSTANT LIPSCHITZ Condition BRANCH-AND-BOUND algorithm formula MANIPULATION
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基于遗传算法的面要素注记自动配置改进方法
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作者 郑海波 邝晗宇 +1 位作者 崔洪波 刘西宁 《电子设计工程》 2026年第1期17-23,共7页
针对地图面要素注记利用全局搜索算法求取近似最优解配置后,仍然出现局部区域注记密集冲突的问题,提出了一种基于遗传算法-序号式自动注记配置算法。通过利用重心注记模式生成面要素的初始注记点集合,采用遗传算法求取初始注记点集合的... 针对地图面要素注记利用全局搜索算法求取近似最优解配置后,仍然出现局部区域注记密集冲突的问题,提出了一种基于遗传算法-序号式自动注记配置算法。通过利用重心注记模式生成面要素的初始注记点集合,采用遗传算法求取初始注记点集合的整体最优解,获得收敛后的注记配置的近似最优解配置,利用其注记点集合构建注记冲突模型。通过序号式自动注记配置方法对存在注记冲突且冲突数量超过预期的情况,进一步优化冲突注记的位置配置,直至新生成冲突模型符合预期值结束配置。实验结果表明,该算法加速了全局最优后的局部收敛,对解决面积小、分布破碎情况下的面要素注记配置密集冲突问题具有一定的适用性和优越性。 展开更多
关键词 遗传算法 序号式 注记密集冲突 冲突模型 注记自动配置
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A Fourier Reconstruction Algorithm in π-Scheme Short-Scan SPECT 被引量:2
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作者 SHI Tingting WANG Jinping 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 CAS 2013年第2期97-101,共5页
In this paper, an approximate analytical algorithm in the form of direct Fourier reconstruction is obtained for the recon- struction of data functions arisen from ^-scheme short-scan sin- gle-photon emission computed ... In this paper, an approximate analytical algorithm in the form of direct Fourier reconstruction is obtained for the recon- struction of data functions arisen from ^-scheme short-scan sin- gle-photon emission computed tomography(SPECT) with uniform attenuation, and the modified central slice theorem is developed. Numerical simulations are conducted to demonstrate the effec- tiveness of the developed method. 展开更多
关键词 single-photon emission computed tomography(SPECT) inversion formula Fourier reconstruction algorithm thecentral slice theorem n -scheme short-scan
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An Only-Once-Sorting Algorithm
6
作者 Xu Xusong Zhou Jianqin Guo Feng (School of Management,Wuhan University, Wuhan 430072,China) 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 CAS 1996年第1期38-41,共4页
This paper provides a new sorting algorithm called 'Only-Once-Sorting' algorithm a mathemati cal formula,this algorithm can put elements in the positions they should be stored only once,then compacts them.The ... This paper provides a new sorting algorithm called 'Only-Once-Sorting' algorithm a mathemati cal formula,this algorithm can put elements in the positions they should be stored only once,then compacts them.The algorithm completes sorting a sequence of n elements in a calculation time of O(n ). 展开更多
关键词 mathematical formula onlv-once-sorting sorting algorithm
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A Class of Parallel Implicit Runge-Kutta Formulas
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作者 Fei JinggaoBeijing Institute of Computer Application and Simulation Technology P.O. Box 3929, Beijing 100854, China 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1993年第4期53-63,共11页
A class of parallel implicit Runge-Kutta formulas is constructed for multiprocessor system. A family of parallel implicit two-stage fourth order Runge-Kutta formulas is given. For these formulas, the convergence is pr... A class of parallel implicit Runge-Kutta formulas is constructed for multiprocessor system. A family of parallel implicit two-stage fourth order Runge-Kutta formulas is given. For these formulas, the convergence is proved and the stability analysis is given. The numerical examples demonstrate that these formulas can solve an extensive class of initial value problems for the ordinary differential equations. 展开更多
关键词 Multiprocessor system Parallel algorithm Ordinary differential equation Implicit Runge-Kutta formula.
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基于多周期角位移测量变换的直线位移测量装置
8
作者 韩庆阳 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第6期28-31,共4页
为满足航天相机调焦系统对电机旋转周期和直线位移绝对测量的需求,设计了一种可记录绝对周期数的角位移测量装置,进而实现绝对直线位移测量。首先,在传统绝对式光电位移测量原理的基础上,将数字电位器加入到角位移测量系统中,为周期数... 为满足航天相机调焦系统对电机旋转周期和直线位移绝对测量的需求,设计了一种可记录绝对周期数的角位移测量装置,进而实现绝对直线位移测量。首先,在传统绝对式光电位移测量原理的基础上,将数字电位器加入到角位移测量系统中,为周期数的记录提供了硬件基础。其次,提出了多周期绝对角位移测量的信号处理方法,并通过硬件电路实现对数字电位器的电阻漂移补偿。再次,提出以多周期角位移测量为基础,实现直线位移测量的方法,同时为了消除因扰动带来的多周期计数错误,提出抗扰动校正算法,提高环境适应力,增强鲁棒性。最后,对直线位移误差与单周期角位移误差之间的关系进行分析,并进行测试。为测试所提出方法,设计了外径为40 mm、高度为20 mm的直线位移测量装置。通过测试表明:所设计的实验装置的直线位移量程为20.48 cm,分辨率为0.05μm,误差最大值为0.65μm,最小值为-0.39μm,峰峰值为1.04μm,均方根误差为0.28μm。 展开更多
关键词 直线位移 多周期角位移 数字电位计 抗扰动校正算法 误差公式
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改进遗传算法在陶瓷配方设计中的应用
9
作者 罗艳霞 《自动化应用》 2025年第10期5-8,共4页
针对陶瓷配方设计问题,以相对误差为目标函数,运用标准遗传算法开展研究。为提升算法性能,通过引入罚函数处理约束条件,并对交叉变异操作进行改进,构建优化后的遗传算法。在陶瓷配方实验中,将改进后的遗传算法与标准遗传算法进行对比。... 针对陶瓷配方设计问题,以相对误差为目标函数,运用标准遗传算法开展研究。为提升算法性能,通过引入罚函数处理约束条件,并对交叉变异操作进行改进,构建优化后的遗传算法。在陶瓷配方实验中,将改进后的遗传算法与标准遗传算法进行对比。结果表明,改进后的算法所得配方精度显著优于标准遗传算法,能有效减小相对误差,且能更精准地满足陶瓷配方的设计需求。 展开更多
关键词 陶瓷配方 标准遗传算法 改进遗传算法
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基于改进NSGA2算法的低碳蛋鸡饲料仿真研究
10
作者 吉训生 林响 《计算机仿真》 2025年第2期299-303,共5页
针对目前蛋鸡饲料配方设计未考虑碳排放的局限性,提出一种改进的NSGA2算法。以蛋鸡饲料配方为例,算法将饲料成本及碳排放量作为优化目标,把蛋鸡生长所需营养指标作为约束条件进行饲料配方的优化设计。算法采用一种新的精英保留策略,避... 针对目前蛋鸡饲料配方设计未考虑碳排放的局限性,提出一种改进的NSGA2算法。以蛋鸡饲料配方为例,算法将饲料成本及碳排放量作为优化目标,把蛋鸡生长所需营养指标作为约束条件进行饲料配方的优化设计。算法采用一种新的精英保留策略,避免局部收敛问题;通过定义新的SBX交叉算子,加强算法的全局搜索能力,保持种群多样性。仿真结果表明,与天成公司、遗传算法、标准NSGA2算法相比,改进后NSGA2算法可分别降低成本28.12元/吨、5.19元/吨、3.88元/吨,减少碳排放量1.88kg·CO_(2)/吨、0.91kg·CO_(2)/吨、1.92kg·CO_(2)/吨。通过对比,可以看出改进NSGA2算法在低碳饲料配方设计方面经济和环境效益明显,可以为设计低碳饲料配方提供一种快捷有效的新方法。 展开更多
关键词 饲料配方 多目标优化 非支配遗传算法 碳排放 蛋鸡
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改进的模拟退火算法预测有机化合物分子式
11
作者 陈晓东 张玉敏 《大学化学》 2025年第9期19-24,共6页
模拟退火算法是人工智能组合优化算法,在此算法的基础上,提出了一种改进的模拟退火算法,用于预测有机化合物分子式。算法开始,设计使用遗传算法计算种群各个体的适应度函数值,从中选择最优个体作为模拟退火算法初始解。然后在这个初始... 模拟退火算法是人工智能组合优化算法,在此算法的基础上,提出了一种改进的模拟退火算法,用于预测有机化合物分子式。算法开始,设计使用遗传算法计算种群各个体的适应度函数值,从中选择最优个体作为模拟退火算法初始解。然后在这个初始解的基础上,随机扰动生成新解,并计算其适应度函数值。若适应度函数值的增量小于等于零,则接受新解,否则按Metropolis准则判断是否接受新解。随着退火温度的缓慢降低,依据算法终止条件判断是否搜索到全局最优解。实验证明,该算法提高了搜索到全局最优解的成功率。将其用于预测有机化合物分子式时,其适应度函数收敛性明显优于经典模拟退火算法。 展开更多
关键词 模拟退火算法 遗传算法 组合优化 质量分数 分子式
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石油化工场所危险区域划分计算方法研究
12
作者 李风 张浩 +2 位作者 杨向莲 张瑾 姜浩 《石化技术》 2025年第6期140-142,共3页
为了探究爆炸性气体场所危险区域划分方法,分析了划分区域类型和范围,整合了国家标准GB 3836.14-2014、SY/T 6671-2017、GB 50058—2014-9003关于分类示意图,解析了危险区域划分和气体泄漏释放半径公式,利用区域模型和解析的算法设计了... 为了探究爆炸性气体场所危险区域划分方法,分析了划分区域类型和范围,整合了国家标准GB 3836.14-2014、SY/T 6671-2017、GB 50058—2014-9003关于分类示意图,解析了危险区域划分和气体泄漏释放半径公式,利用区域模型和解析的算法设计了爆炸性气体泄漏危险区域划分并进行了现场实际参数验证,对于提升爆炸性气体场所的安全性具有重要意义。 展开更多
关键词 爆炸性气体场所 区域划分 泄漏半径 公式算法
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基于改进NGO算法的LEACH多跳路由优化方法
13
作者 韩冰青 熊培淞 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第11期3167-3173,共7页
针对Leach(low energy adaptive clustering hierarchy)协议在大规模网络中存在着数据传输效率不高和网络生命周期短的问题,提出了一种LEACH-CM-NGO优化算法。该方法通过在簇头选取阶段优化簇头数在所有节点中占比,引进能量密度因子和... 针对Leach(low energy adaptive clustering hierarchy)协议在大规模网络中存在着数据传输效率不高和网络生命周期短的问题,提出了一种LEACH-CM-NGO优化算法。该方法通过在簇头选取阶段优化簇头数在所有节点中占比,引进能量密度因子和能耗因子改进阈值公式优化簇头分布,并在数据传输阶段,由原本的单跳传输改为多跳方式传输数据,引入基于立方映射方法,自适应权重策略和柯西变异的北方苍鹰优化算法改进簇头间数据传输路径,以提高网络的能效和数据传输效率。仿真结果表明,所提出的方法在减少能耗的同时,显著延长了网络的生命周期并提高了数据传输的成功率。 展开更多
关键词 无线传感网 低功耗自适应聚类协议 阈值公式 柯西变异 北方苍鹰优化算法 能量密度因子 多跳传输
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变温条件下纳米晶材料的Steinmetz损耗模型
14
作者 王宁 张鹏宁 +3 位作者 苗登吉 凌泽昆 程红 张荐 《高电压技术》 北大核心 2025年第11期5673-5682,I0031-I0034,共14页
为提高变温条件下纳米晶材质电磁设备的建模和设计精度,该文提出一种考虑温度影响的纳米晶材料Steinmetz损耗预测模型。首先,搭建了由恒温箱和BROCKHAUS软磁测量仪组成的变温磁特性测试系统,对纳米晶材料在1~20 kHz频率、25~125℃温度... 为提高变温条件下纳米晶材质电磁设备的建模和设计精度,该文提出一种考虑温度影响的纳米晶材料Steinmetz损耗预测模型。首先,搭建了由恒温箱和BROCKHAUS软磁测量仪组成的变温磁特性测试系统,对纳米晶材料在1~20 kHz频率、25~125℃温度下的磁特性进行测量。测量结果表明:纳米晶材料饱和磁通密度与温度呈线性负相关;不同频率段饱和磁通密度与温度之间的线性拟合方程具有相同的斜率−0.001,说明频率与温度不存在耦合关系;饱和磁通密度点对应的损耗与温度存在非线性关系,且损耗随温度上升而降低。其次,将经典Steinmetz公式中的磁通密度项由常量修正为随温度线性变化的变量,并推导出一种二次温度修正项来表征损耗与温度之间的非线性关系,建立了应用于纳米晶材料饱和阶段的Steinmetz损耗预测模型。最后,采用依赖域反射优化算法对改进Steinmetz损耗预测模型和经典Steinmetz公式的参数进行拟合,本文所提损耗预测模型平均预测误差为0.62%,最大预测误差为2.66%,经典Steinmetz损耗模型平均预测误差为5.26%,最大误差为14.85%,验证了所提模型在变温条件下高精度的预测能力,为电磁设备的饱和控制和设计优化提供了理论依据和数据支撑。 展开更多
关键词 纳米晶材料 变温 经典Steinmetz公式 饱和磁通密度 温度修正项 依赖域反射优化算法
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基于改进遗传算法在陶瓷配方优化设计中的应用
15
作者 罗艳霞 杨云 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第9期29-32,共4页
在陶瓷坯料配方设计中,传统方法难以解决多目标优化问题,标准遗传算法也存在不足。为此,提出改进遗传算法优化设计法,以目标值与理论值误差和最小为目标函数,采用精英保留策略、自适应交叉概率及动态调整变异概率。实验证明,该改进算法... 在陶瓷坯料配方设计中,传统方法难以解决多目标优化问题,标准遗传算法也存在不足。为此,提出改进遗传算法优化设计法,以目标值与理论值误差和最小为目标函数,采用精英保留策略、自适应交叉概率及动态调整变异概率。实验证明,该改进算法可显著降低绝对误差,大幅提升复杂陶瓷坯料配方优化的精度与效率。 展开更多
关键词 陶瓷坯料配方 优化设计 标准遗传算法 自适应交叉 动态调整
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基于数据挖掘探索中兽医治疗动物肺炎的用药规律
16
作者 乙春梅 许梦欣 +5 位作者 耿妙颖 李欣恬 陈文 唐一凡 李瑞巧 宁昆 《动物医学进展》 北大核心 2025年第12期76-81,共6页
为了挖掘中兽医治疗动物肺炎的用药规律,运用SPSS Modeler软件结合Apriori算法,分析中兽医用药方案,挖掘有效成分组合与临床治愈率之间的关联。收集整理中兽医治疗流行性肺炎方剂共69个,其中包含279味中药,其中甘草、杏仁、黄芩、桔梗... 为了挖掘中兽医治疗动物肺炎的用药规律,运用SPSS Modeler软件结合Apriori算法,分析中兽医用药方案,挖掘有效成分组合与临床治愈率之间的关联。收集整理中兽医治疗流行性肺炎方剂共69个,其中包含279味中药,其中甘草、杏仁、黄芩、桔梗、麻黄、桑白皮、金银花、石膏、连翘和鱼腥草的使用频次均超过33次。通过四气五味归经分析可得,中医肺炎治疗药物寒性数量高达88味,温性药物46味;所选药物归经涵盖了十二经脉,其中归肺经者最多为100味,其次为胃经64味;此外还进行了新方组合预测。研究结果可为中兽医治疗动物肺炎的用药规律提供参考。 展开更多
关键词 动物肺炎 中兽医 APRIORI算法 中草药配方 治疗优化
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数学优化算法在纺织材料配方设计中的应用
17
作者 庞燕珍 《纺织报告》 2025年第8期61-63,共3页
纺织行业在全球经济中占据重要地位,随着消费者对纺织品性能、质量、环保等方面的要求提高,传统纺织材料配方设计模式已难以满足发展需求。数学优化算法的引入为纺织材料配方设计开辟了新路径。文章阐述了纺织材料配方设计现状,包括传... 纺织行业在全球经济中占据重要地位,随着消费者对纺织品性能、质量、环保等方面的要求提高,传统纺织材料配方设计模式已难以满足发展需求。数学优化算法的引入为纺织材料配方设计开辟了新路径。文章阐述了纺织材料配方设计现状,包括传统模式及其面临的挑战,介绍了数学优化算法在纺织材料配方设计中的应用原理,如常见算法概述及其与配方设计的融合机制,详细探讨了数学优化算法在麻纤维、丝纤维等多种纺织材料配方设计中的具体应用。数学优化算法显著改善了纺织产品性能,推动了配方设计向数字化模式转变。但当前仍存在算法模型需要完善等问题,未来应加强研究,促进其在纺织行业的广泛应用与深度融合。 展开更多
关键词 纺织材料 配方设计 数学优化算法
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基于FP-growth算法的陈寿菲治疗慢性胃炎脾虚湿热证方药规律挖掘及经验特色研究
18
作者 陈洋 胡海金 陈寿菲 《中国医药指南》 2025年第30期152-155,共4页
目的为探明陈寿菲主任辨治脾虚湿热证的患者的临床表现及用药特点。方法以2023年1月至2023年12月就诊于福州市第二总医院中医科陈寿菲主任门诊,诊断为“胃脘痛”“胃痞病”脾虚湿热证的病历资料480例。基于FP-growth的算法,构建症状-证... 目的为探明陈寿菲主任辨治脾虚湿热证的患者的临床表现及用药特点。方法以2023年1月至2023年12月就诊于福州市第二总医院中医科陈寿菲主任门诊,诊断为“胃脘痛”“胃痞病”脾虚湿热证的病历资料480例。基于FP-growth的算法,构建症状-证型-药物关联规则。结果陈皮、白术、茯苓、木香、姜半夏、厚朴、薏苡仁、黄连、甘草为脾虚湿热证核心药物,嗳气、苔黄腻、脉沉细为脾虚湿热证的最常见的症状,胃脘疼痛、胃脘胀满、腹痛、乏力、口干、口苦、反酸、嗳气、纳呆、便溏、舌质淡红、舌质暗红、中有裂纹、边有齿印、苔黄腻、苔根腻、苔薄黄、苔腻微黄、脉细、脉弦、脉细弦、脉沉细为脾虚湿热证患者常见证候群,对应“木香-甘草-白术-茯苓-陈皮”组合置信度达92.71%,为脾虚湿热证患者的核心用药。结论脾虚湿热证作为一种兼夹证型在福建地区较为多见,本研究通过数据挖掘展示脾虚湿热证的临床表现,以及“健脾清化法”核心用药及用药加减依据;揭示了“健脾清化法”用的药内在逻辑。并以数据支撑症状-证型-中药三者之间内在逻辑,为名老中医经验传承提供结构化路径。 展开更多
关键词 慢性胃炎 脾虚湿热证 FP-GROWTH算法 方证相应 数据挖掘
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基于遗传算法推求城市暴雨强度公式的工程实践
19
作者 李鹏程 徐旻辉 《城市道桥与防洪》 2025年第7期171-175,共5页
以A市过去30 a的降雨资料为基础,运用优化适线法对理论频率分布曲线进行参数估算,并借助遗传算法求解超定非线性方程,分别构建了A市的单次暴雨重现期公式和暴雨总量公式。结果表明:相较于传统手段,利用遗传算法推求暴雨公式可大幅缩减... 以A市过去30 a的降雨资料为基础,运用优化适线法对理论频率分布曲线进行参数估算,并借助遗传算法求解超定非线性方程,分别构建了A市的单次暴雨重现期公式和暴雨总量公式。结果表明:相较于传统手段,利用遗传算法推求暴雨公式可大幅缩减人力和时间投入,通过均方根误差和相对均方根误差来评判这些公式的精度也完全符合相关规范的要求,可为各地暴雨公式修订工作提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 遗传算法 非线性方程 暴雨公式
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基于方剂-证候-疾病关联的抗阿尔茨海默病可入血成分的筛选
20
作者 郭鹏飞 姜孟孟 +5 位作者 胡胜全 姜倩倩 李利民 吴俊红 马玉翠 吴正治 《中草药》 北大核心 2025年第9期3203-3221,共19页
目的 通过整合网络推理算法、机器学习、类药性评估、分子对接和动力学模拟等方法,旨在筛选阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的生物标志物,阐明其发病机制,并探索其潜在治疗靶点及可入血成分(blood-absorbed constituents,BACs)... 目的 通过整合网络推理算法、机器学习、类药性评估、分子对接和动力学模拟等方法,旨在筛选阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的生物标志物,阐明其发病机制,并探索其潜在治疗靶点及可入血成分(blood-absorbed constituents,BACs)。方法 基于中药入血成分及代谢产物数据库(Database of Constituents Absorbed Into Blood and Metabolites of Traditional Chinese Medicine,DCABM-TCM)筛选含有BACs的经典名方,通过证候本体与方剂数据库(Syndrome Ontology and Formula Database,So FDA)检索经典名方所对应的证候及其靶点。利用基于加权有向图网络的推理(weighted signed directed tensor network-based inference,w SDTNBI)算法预测BACs靶点。通过基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)挖掘筛选AD差异性表达基因(differential gene expression,DEGs),并采用基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析DEGs靶向证候基因所涉及参与的主要生物学过程和信号通路。采用最小绝对收缩和选择算法(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)、支持向量机递归特征消除(support vector machine-recursive feature elimination,SVM-RFE)方法、蛋白质-蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction,PPI)和文本挖掘的方法筛选AD核心基因。结合泛分析干扰化合物(employ pan-assay interference compounds,PAINS)、Lipinski(Ro5)和Lipinski(Ro3)的过滤和分子对接来筛选候选BACs。结果 通过筛选193个经典名方,最终纳入10个含94个BACs的方剂及对应15种证候。预测得到1 520个证候基因和552个BACs靶点。进一步筛选出证候可靶向的528个上调及697个下调DEGs。富集分析显示DEGs主要参与神经元抗凋亡及突触功能等生物学过程,并显著富集于磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路、黏着斑及AD发生通路。BACs-DEGs-AD网络表明上调和下调的DEGs分别可以靶向90和74个BACs,与9种证候相关。进一步通过PPI网络共分析得到度值较大的AD核心基因5个,分别是β2肾上腺素能受体(β2 adrenergic receptor,ADRB2)、P物质受体1(substance-P receptor 1,TACR1)、前列腺素G/H合酶2(prostaglandin G/H synthase 2,PTGS2)、丝氨酸蛋白酶HTRA1A(serine protease,HTRA1A)和代谢型谷氨酸受体1(metabotropic glutamate receptor 1,GRM1)。类药性评估筛选得到22个候选BACs,其中药理学文献验证有11个BACs具有抗AD活性。通过分子对接与动力学模拟结果表明,与上市药物多奈哌齐、加兰他敏和卡巴拉汀比较,unii-x87dcb9gst与5个AD核心基因中的乙酰胆碱脂酶(acetylcholinesterase,AChE)具有最稳定的综合结合能。结论 通过多模态算法筛选出AD的生物标志物,通过富集分析揭示AD相关的生物过程及信号通路,从分子层面阐释中医证候-AD基因的交互作用机制。同时,筛选得到的uniix87dcb9gst可能为经典名方中治疗AD的候选BACs。不仅多维度解析AD发病的分子机制,更为抗AD药物研发提供创新性的生物标志物筛选体系和研究范式。 展开更多
关键词 阿尔茨海默病 方剂 证候 可入血成分 网络推理算法 机器学习 分子对接 分子动力学模拟 unii-x87dcb9gst
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