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传统基因表达式编程(GEP)编码简单,适应性强,但可能陷入局部最优的“早熟”陷阱.因此,作者借鉴生物界的“返祖现象”,提出了基于回溯的基因表达式编程方法.主要工作包括:(1)在传统GEP算法中引入回溯机制,提出基于回溯策略的GEP算法GEPBS(GEP withBacktracking Strategy);(2)提出回溯检查点概念,设计等比递增检查点序列和加速递增检查点序列,约束回溯过程;(3)扩充基于回溯的GEP算法,设计了退化因子(RF),提出了按比例回溯策略GEPPBS(GEP with Propo     

提高基因表达式编程发现知识效率的回溯策略

传统基因表达式编程(GEP)编码简单,适应性强,但可能陷入局部最优的"早熟"陷阱.因此,作者借鉴生物界的"返祖现象",提出了基于回溯的基因表达式编程方法.主要工作包括:(1)在传统GEP算法中引入回溯机制,提出基于回溯策略的GEP算法GEPBS(GEP with Backtracking Strategy);(2)提出回溯检查点概念,设计等比递增检查点序列和加速递增检查点序列,约束回溯过程;(3)扩充基于回溯的GEP算法,设计了退化因子(RF),提出了按比例回溯策略GEPPBS(GEP with Proportional Backtracking Strategy);(4)通过两个实验验证了新算法的有效性,在相同条件下较传统算法的适应度最大提高了49.2%,成功率最高提高了4倍.     

求解复杂约束问题的基因表达式编程文法模型

基因表达式编程GEP是进化计算算法家族的新成员.GEP富有特色的个体编码能很方便地表达和解决一批NP问题. 但基本GEP难以表达和求解复杂约束. 主要工作包括:(1) 提出了GEP的上下文无关文法模型gepGram; (2) 从理论上证明了gepGram的表达能力和含单个非终结符的上下文无关文法相同; (3) 给出了gepGram文法可描述约束问题的GEP求解算法, 算法与基因长度具有线性伸缩性; (4) 实验证明了本文提出算法具有较高的效率,当基因长度为106时,解码仅需0.4 s.     

干旱对鄱阳湖流域植被生态系统GEP的影响

总生态系统生产力GEP(gross ecosystem productivity),是生态系统固定的碳总量,作为碳循环研究的重要组成部分,有着不可估量的生态价值和极为重要的人文社会意义.在全球气候变暖背景下,干旱对陆地生态系统GEP造成了一定影响.该文以鄱阳湖流域为研究区,利用生态耦合模型估算2000—2016年间每月GEP,计算干旱指数SPI( standard precipitation index)探究干旱在时间和空间分布上对GEP的影响.通过对模型模拟的GEP与MODIS的GEP产品进行对比分析,发现两者具有较好的相关性,且在GEP低值区间两者表现几乎完全一致.研究结果表明,干旱对鄱阳湖流域植被生态系统GEP存在抑制效应,随着干旱程度的加剧,GEP显著减少;两者不仅在时间上存在一致协同变化趋势,在空间分布上也表现出强烈的一致性.通过该研究,有助于管理部门了解干旱对GEP产生影响的作用机制,为流域生态环境保护提供科学支撑.     

基于模拟退火的基因改进型GEP算法

基因表达式编程具有强大的函数挖掘能力,有助于在实验数据上提炼数学模型、揭示事物本质规律.尽管标准GEP算法通过改进遗传操作在一定程度上克服了早熟现象,但在解决实际问题中仍常表现出算法的不稳定;此外,标准GEP算法挖掘出的函数表达式往往冗长,可解释性差.针对这些问题本文做了如下工作:(1)对标准GEP算法的基因进行了新的定义,改进了标准GEP算法的基因构成,提高了GEP算法的通用性;(2)将模拟退火引入到标准GEP算法的选择算子中,提出了基于模拟退火的基因改进型基因表达式编程算法(RG-GEP-SA);(3)实验表明,RG-GEPSA算法比标准GEP算法具有更高的稳定性,RG-GEPSA算法比标准GEP算法成功率提高了11%,挖掘出的函数表达式更具有可解释性.     

基因表达式编程中性突变机理分析

针对基因表达式编程(GEP)的进化模型,其基因组存在不被表达的中性区,研究了GEP中性区在进化中的作用,指出GEP基因存在中性区域,进化进程中必存在中性突变,分析了GEP的基因表示的中性区域存在的特点;通过控制基因长度和基因数量技术,调控中性区的大小和数量,讨论了GEP的中性区域对进化的作用.实验表明,GEP中性区域保持50%～80%,能保证较高的挖掘成功率.     

CC-GEP:基于聚类竞争的基因表达式编程新算法

基因表达式编程(GEP)融合了遗传算法和遗传编程的优点,进化速度提高了2～4个数量级,但在解决复杂问题时仍存在早熟现象. 为解决这个问题,做了下列工作:(1)定义了种群多样性度量和选择压力,分析了传统GEP算法选择操作的不足;(2) 把聚类思想引入选择操作中,提出了基于聚类竞争GEP算法CC-GEP(GEP based on Cluster Competition),证明了CC-GEP能自适应地根据种群多样性调节选择压力;(3) 实验表明CC-GEP比传统GEP成功率高36%,模型精度R-square提高8%,多次运行的最优适应度平均值提高了8%,说明CC-GEP算法更加稳定,较好地克服了GEP的早熟问题.     

基于GEP的层次有序BP神经网络优化

BP神经网络(BP-NN)因其自适应性、容错性和较强的泛化能力而得到广泛的研究及应用,但在实际应用中,却常常出现收敛速度慢、易陷入局部最优等问题.该文的新算法利用基因表达式编程(GEP)具有的良好全局搜索能力,对神经网络结构、权值及阈值进行优化;结合反向传播算法(BP)的局部搜索能力,有效提高了神经网络的性能;针对传统GEP设计神经网络会使网络结构失去层次性的问题,提出基于增加结构域染色体编码方法的GEP层次有序BP神经网络优化算法(GEPO-NN),保证网络结构层次有序符合人脑分层处理模型:最后,通过仿真实验对比GEP和遗传算法(GA)对BP神经网络的优化性能.结果表明,GEPO-NN有明显的性能提高.     

一般均衡价格是进化稳定策略

建立了商品市场经济的非合作博弈模型,据此证明了一般均衡价格(GEP)的存在性.帕累托有效性,利润为零性.证明了市场中的价格竞争博弈是零和博弈,GEP是此博弈的Nash均衡解和进化稳定策略(ESS).     

基于GEP自动聚类算法的视频关键帧提取方法

视频关键帧提取技术是视频数据处理研究领域的热点研究问题.该文针对现有的镜头边界检测技术不能有效提取关键帧的不足,提出一种基于小波边缘检测算子的自适应分块视频镜头边界检测算法.通过检测视频镜头变化,得到分割的镜头,然后对视频帧提取图像特征,并利用基因表达式编程(GEP)的自动聚类功能对视频帧进行聚类,提出并实现了基于GEP自动聚类的视频关键帧提取算法(KFC‐GEP).实验证明该方法能较好的提取视频序列的关键帧.     

启发式方法研究5'-甲硫腺苷核苷酶抑制剂定量构效关系

定量构效关系的研究已成为化学和环境科学研究中的一个前沿领域.对29个甲硫腺苷核苷酶抑制剂的结构进行优化得到描述其分子结构的5类描述符,并选择6个描述符运用启发式方法和RBFNN方法分别建立了描述29个5’-甲硫腺苷核苷酶的结构与其对5’-甲硫腺苷核苷酶的抑制活性之间的线性和非线性QSAR模型.RBFNN模型的训练集、预测集的相关系数(R2)分别为0.9681与0.9126.结果表明,RBFNN模型性能要优于HM模型,具有较好地预测和反映真实情况的能力,这为预测其他类似物的活性和设计新的抑制剂提供了理论依据.     

基于基因表达式编程的终端区飞机优化排序模型设计

终端区飞机排序是空中交通流量管制部门关注的热点问题,通过研究基因表达式编程在终端区飞机排序中的应用,设计了可回溯基因表达式编程的优化排序算法。该算法在染色体进化时使用改进的操作算子——最大区间约束倒置操作符,解决进化中出现的无效解和无用解问题;在种群繁衍时采用了回溯进化技术,为较优种群更好地保存,对回溯栈的操作改进为不...     

酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的预测模型

基于拓扑理论计算了16种酚类化合物的分子形状指数(mK)以及原子类型电性拓扑状态指数(En).应用多元线性回归及最佳变量子集方法,建立了这些拓扑指数与酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的定量结构-活性相关模型.该模型的传统判定系数R2为0.932,逐一剔除法的交叉验证系数R2cv为0.874,通过R2,F,R2Adj,R2cv,VIF,FIT等检验,证明该模型具有良好的稳健性和预测能力.     

有机磷农药定量构效关系研究进展

定量构效关系(QSAR)方法是目前国际上一个活跃的研究领域,在化学、生物、环境等诸多学科皆有涉猎.本文就其在有机磷农药活性、检测、毒性、降解四个方面的研究成果进行综述,并对其发展趋势进行了预测.     

卤代苯化合物的生物活性与分子结构的定量构效关系研究

采用ChemOffice 8.0中MOPAC-AM1量子化学法对19种卤代苯分子的量子化学参数进行计算,并将计算得到的结构参数作为描述符进行定量结构-活性相关(QSAR)研究。通过这些物质对黑头呆鱼的日服毒性半数致死量LC50进行多元逐步回归分析,得到经自由度校正的回归系数大于0.99,其相关性均达到优级。预测方程的构建能够很好地预测此类物质的相关物理化学性质。     

改进基因表达式编程算法及其应用研究

基因表达式编程是一种新型的自适应演化算法,它是在继承和发展遗传算法和遗传编程优点的基础上发展起来的知识发现新技术．笔者介绍了GEP的发展现状与关键技术,设计了逆淘汰策略和无树解码方式的改进方案,旨在维持种群多样性和提高算法效率,最后将改进方法应用与一元和多元函数挖掘的实验,得到准确度和拟合度良好的函数模型,收到了满意的效果．     

混合化合物联合毒性研究进展

化合物在实际环境中往往以混合物的形式联合存在。本文以混合物联合毒性的研究进展为主线,简要介绍了污染物联合毒性的定性研究,重点概述了混合物联合毒性的定量研究,并总结了各定性定量方法的优缺点。发现对于反应机制不同、可能产生协同或拮抗作用的反应型混合体系的定量结构-活性关系(QSAR)的研究并不多见,指出需要加强混合物联合作用的定量研究,特别是要加强反应型混合体系的QSAR模型研究。     

基于多样化进化策略的基因表达式编程算法

针对传统GEP(Gene Expression Programming )算法的未成熟收敛以及陷入局部最优问题,提出一种基于多样化进化策略的基因表达式编程算法(DS-GEP:Gene Expression Programming based on diversified development strategy)。该算法通过基因空间均匀分布策略,自适应地交叉和变异算子以及淘汰算子等方法,对种群给予不同的进化策略,以保持种群的多样性,从而增强算法的寻优能力。通过对函数挖掘的实验证明,多样化进化策略各个部分均对改善挖掘效率发挥了作用,提高了DS-GEP函数挖掘算法的成功率。与传统GEP算法相比较,该算法的平均成功进化代数缩短了11%,成功进化时间缩短了8%,进化成功率提高了20%。     

取代芳烃对剑尾鱼和稀有鱼句鲫的生物活性模型

非氢原子的原子参数（gi）定义为：ｇｉ＝（ｎｉ－１）０．５·ｍｉ·（（ｔｃ）/（ｔｉ））αｉ－（－１）ｈｉ＋ｋｉ（１＋ｋ２ｉ）ｈβｉｉ.基于gi建构新的拓扑指数mL，并研究了含有-Cl，-OH，-NO2、烷基等基团的取代芳烃急性毒性的定量构效关系（QSAR）.这些化合物对剑尾鱼、稀有鱼句鲫的半数致死浓度（-lg　LC50）与0阶指数（0L）的线性方程分别为：-lg　LC50=-0.949　9+0.030　60L，-lg LC50′=-1.165　8+0.035　40L,它们的计算值与相应实验值颇为接近.