基于蚁群算法的肿瘤驱动通路搜索方法研究

肿瘤的发生和发展主要是由基因突变的累积导致细胞信号通路调控紊乱而引起的.将通路中基因集的两个特性——高覆盖性和高排他性,与基因协变量相结合,提出了一种基于蚁群优化算法的驱动通路搜索方法.旨在基因突变数据及基因协变量数据的基础上,搜索满足高覆盖性和高排他性的通路基因集,从而识别致癌的驱动通路.首先,通过对基因表达水平、复制时间和染色体状态3个基因协变量相互的关联性,以及它们与基因突变频率的相关性进行分析,选择复制时间作为影响基因突变频率的权重协变量.然后,将权重协变量与现有方法结合,构造了一个新的最大权重子矩阵函数作为组合优化问题的目标函数.为克服该优化问题的NP难题,采用蚁群优化算法求解.应用该方法在肺腺癌的突变数据上进行了分析与验证.结果证明,该方法不仅比现有方法找到了更多在已证实通路中的癌基因,而且其中包含多个互斥性显著的基因对,证明了方法的有效性.     

港口锚地容量可靠性计算方法与冗余设计

针对当前港口锚地普遍发生的实用容量与设计容量存在一定差距的现象,运用系统可靠性理论,基于排队论和蒙特卡罗模拟的方法,对锚地实用容量进行概率评价,进而提出锚地容量可靠性的定义和计算方法;为提高锚地容量可靠性,提出对锚地容量进行冗余设计,并建立系统可靠性最大和锚位冗余数最小的双目标优化模型.以北方某集装箱港区为算例,求解得出不同保证率下帕累托最优解集.计算结果表明:所建立的优化模型能够有效提高锚地容量的可靠性,且不同保证率、不同冗余数对可靠性产生的影响不同,可为不同港口的锚位冗余设计提供有益参考.     

重载交通下CTCP-CRCP复合路面振动试验研究

对由斜向交叉缓黏结预应力混凝土上面板(CTCP)、沥青砂应力吸收层、连续配筋混凝土下面板(CRCP)组成的"三明治"式复合路面结构在不同重载车辆冲击下的加速度反应进行试验研究.首先,利用埋设的加速度计,分别测试了在轴载为100、200、300kN的重载车辆冲击下CTCP和CRCP的加速度反应谱,并采用CTCP和CRCP加速度比值的统计均值作为沥青砂应力吸收层的应力吸收因数.然后,对上述3组加速度反应谱进行傅里叶变换,获得频率谱.试验结果表明:在上述3组重载车辆冲击作用下,CTCP加速度最大峰值分别为0.022、0.039、0.059m·s~(-2),CRCP加速度最大峰值分别为0.010、0.015、0.025m·s~(-2),沥青砂应力吸收层应力吸收因数分别为3.15、3.38、3.46.该结果表明"三明治"式复合路面结构中沥青砂应力吸收层能有效缓解重载车辆对路面的冲击,适合在重载交通中应用.     

InSb薄膜热导率温度特性及传热机理

InSb薄膜广泛应用于高精度的光电存储、红外探测和红外热成像技术以及超分辨掩膜层技术中.热导率及其温度特性是影响薄膜实际应用的关键因素.采用瞬态热反射方法测试了厚度为70~200nm的InSb薄膜在非晶态和晶态下热导率,并探讨了其中的传热机理.对于晶态InSb薄膜,热导率为(0.55±0.055)W/(m·K),并且随温度的变化不明显;而非晶态InSb薄膜在温度450K以下时热导率为(0.37±0.037)W/(m·K).当温度在450K以上时,由于薄膜从非晶态转化为晶态,其热导率经历了一个突然的升高过程.无论是晶态还是非晶态薄膜样品,热导率与薄膜厚度都没有明显依赖关系.研究结果可以为InSb薄膜的实际应用提供有益的参考.     

用于AIS实时信号稀疏表示的追踪算法研究

为解决非周期船舶自动识别系统(AIS)信号的载波跟踪问题,利用信号稀疏表示方法对AIS实时信号进行重构,以获得AIS信号的信道信息,从而为实现定位信息的测量打下基础.从AIS信号特点和AIS实时信号处理的要求出发,对基于K-SVD算法所构造的自适应冗余字典,从信号处理时间、稀疏表示精度、误码率和受噪声的影响几方面对比了基追踪(BP)和正交匹配追踪(OMP)两种不同的追踪算法.实验结果表明,两种算法都能有效精确地重构AIS信号,BP算法相比OMP算法具有更好的稀疏表示精度和误码率,但是信号处理时间会更长.由于AIS对实时性的高要求,OMP算法更适合用于AIS自主定位系统.     

基于动态布隆过滤器的云存储数据持有性验证方法

针对现有云存储数据持有性验证方法验证效率低的问题,提出一种基于动态布隆过滤器的云存储数据持有性验证方法.首先使用同态哈希函数对云存储数据进行处理,简化客户端计算量;然后第三方验证平台使用数据块标签构造动态布隆过滤器,支持云存储数据的全动态操作;最后通过随机验证路径生成持有证据,增强云存储数据持有性验证的安全性.实验结果表明该方法可有效减少证明计算开销,提高了验证安全性和验证效率.     

不同海浪谱激励下矩形液舱内液体晃荡试验研究

在振动台上试验研究了矩形液舱在宽频带Bretschneider谱与窄频带JONSWAP谱分别激励下的随机晃荡自由液面波特性及其对液舱内壁的冲击压力分布规律,并详细讨论了两种海浪谱作用下自由液面高程最大值及动态压力最大值随谱峰周期和有效波高的变化关系.研究发现相同有效波高、谱峰周期条件下,Bretschneider谱激励下的液体晃荡比JONSWAP谱激励下的液体晃荡更为剧烈.自由液面高程频域分析表明两种海浪谱作用下的自由液面波形状主要受液舱最低固有频率调制,晃荡波能量主要集中在液舱最低固有频率上,且液舱内各测点处的最大动态压力从液舱底部到自由液面处依次增大.     

南方地区局部地面供暖舒适性及节能性研究

采用环境测试、主观问卷和能耗模拟相结合的方式,研究冬季局部地面供暖方式下人体舒适性以及能耗情况.在14、16、18℃背景温度下的人工环境实验室内,测试了20位受试者的热感觉、热舒适、热可接受以及相应的局部地面供暖能耗.实验结果表明:在14℃时,使用局部地面供暖后受试者的舒适性显著提高,在16、18℃时,使用局部地面供暖能满足90%以上受试者舒适性要求且所需能耗很低.模拟结果表明:相比设定温度为20℃的空调系统能耗,采用局部地面供暖对西南、华东与华中地区节能效果明显,在华南地区节能率最高.因此,局部地面供暖可以作为一种适用于南方地区的提高舒适性和节能性的采暖方法.     

脉冲噪声环境下基于最大相关熵准则的仿射投影算法

在许多工程技术应用中,噪声常呈现较强的冲激性,在数学上可用稳定分布模型来表示.常规的自适应滤波算法对于稳定分布噪声的鲁棒性较差.最大相关熵准则的提出,可以有效地改善在稳定分布噪声条件下自适应滤波算法的性能.以对称α稳定分布噪声为脉冲噪声模型,使用最大相关熵准则作为代价函数,提出基于最大相关熵准则的仿射投影算法,将前一次迭代的计算误差作为自变量代入相关熵函数中,使得改进后的仿射投影算法在脉冲噪声环境下取得良好的收敛效果,并通过实验证明了新算法在强脉冲噪声以及广义信噪比较低的情况下有较快的收敛速度和较好的收敛性能.     

基于随机有限元的模板支撑体系井字架结构可靠性研究

扣件是模板支撑体系核心构件,其工作特性对体系承载性能具有显著影响.基于蒙特卡罗法基本原理,利用Python脚本驱动ABAQUS进行模板支撑体系非侵入式随机有限元分析,得出在井字架结构的任意位置上,随机出现不同数量的扣件失效对体系承载力可靠性的影响.结果表明,扣件失效概率增大将导致其屈曲承载力下降的幅度及概率显著增加.当扣件失效概率为0.183时,井字架结构的屈曲荷载比例系数超过0.8的概率为90%.当扣件失效概率达到0.199时,其屈曲荷载比例系数超过0.8的概率仅为50%.上述成果进一步说明基于所有扣件完好条件下的模板支撑体系确定性分析不符合实际,且偏于不安全.此外,当扣件失效数量服从二项分布时,模板支撑体系井字架结构的屈曲荷载比例系数λ服从正态分布.