基于分子指纹相似性的药物-药物网络

根据分子指纹相似性构建了FDA批准的小分子药物的药物-药物网络,结合药物ATC分类系统中定义的药物治疗功能信息,提出了一种基于网络的药物功能预测方法。预测了1 277个药物-治疗功能关系对,其中有59.44%得到了文献的证实;337个已知ATC分类的药物(占ATC药物的55.89%)的预测功能与已知功能相符;那些尚未有文献支持的药物-治疗功能关系对,很可能暗示了药物潜在的新功能。     

基于XGBoost模型的融合多特征微博信息传播预测方法

为了有效地监管网络舆情,辅助管理人员进行决策,微博信息传播预测方法的研究具有重要应用价值。针对传统微博信息传播预测方法存在指标单一、预测效果较差问题,提出一种基于XGBoost模型的融合多特征微博信息传播预测方法。首先,分析微博传播网络和用户节点特性,提取出博主特征、微博内容特征、传播特征3类特征并构建数据集;接着,基于XGBoost方法分别构建微博累计转发量预测模型和微博最大转发深度预测模型;最后,通过模型在测试数据集上的平均绝对误差验证模型的预测效果。通过与线性回归等传统的预测方法比较分析可以看出,提出的预测方法能够取得良好的预测效果。     

一种基于贝叶斯网络的故障预测方法

为了研究故障在复杂工程系统中的传播机制,根据关键节点的状态异常信息预测系统发生故障的概率,提出一种基于贝叶斯网络的故障预测方法.根据工程系统自身固有的网络拓扑结构,构建了多层贝叶斯网络模型,利用定性趋势分析法将时间信息融入网络节点中,使得网络具有处理时序信息的能力,便于进行故障传播机理分析和故障预测.提出了基于元器件健康度的根节点故障概率确定方法,针对完备数据集和非完备数据集,选择不同的参数学习方法确定贝叶斯网络的条件概率表,采用多树传播算法进行联合概率推理,由系统根节点运行状态推测其余节点的故障概率.算法在Quanser三自由度四旋翼直升机上进行了仿真应用,结果验证了该方法的可行性和有效性.     

基于观点传播的改进相似性计算评分预测方法

通过研究网络结构上的观点传播与协同过滤算法,基于对观点传播算法的优化,提出了基于用户相似和物品相似推荐系统评分预测算法.设计的算法修正了现有相似研究中在目标比较相似时,相似性结果为零的问题,将用户(或物品)的相似度定义为用户(或物品)间的观点数目和差异在相应复杂网络中的传播结果,并提出了相应的推荐算法.在MovieLens数据集上的实验结果证明,提出的算法与几种典型的现有方法相比较,具有更高的准确性,并且优于观点传播算法.     

基于图注意力网络的案件罪名预测方法:CP-GAT

案件罪名预测任务是基于文本数据去预测案件所属罪名.针对现有方法在相似罪名和长尾数据集上表现不佳的问题，提出了一种基于图注意力网络的案件罪名预测方法CP-GAT(charge prediction based on graph attention network).该方法首先使用司法文书数据集中的案例事件描述文本和案例对应的法条信息建立异质图结构数据，构建后的异质图包含两种类型的节点(词节点、案例节点)，两种类型的边(词节点与词节点相连的边，词节点与案例节点相连的边).在基于法律文本构建后的异质图上使用图注意力网络进行图特征提取，最后将得到的特征向量输入到罪名预测的分类器中，得到案例所属的罪名.在CAIL2018法律数据集上的实验结果表明，基于图注意力网络的罪名预测方法优于对比实验使用的方法，准确率和宏观F1值分别达到了95.2%和66.1，验证了提出的方法有利于提升案件罪名预测任务的性能.     

基于回归模型的网络排序算法预测药物靶点关系

计算方法预测新的药物靶点关系是新药研发的主要途径,基于相似药物较容易与相似靶蛋白绑定的假定和标签传播的框架,提出一种基于脊回归模型的网络排序计算方法挖掘潜在的药物靶点作用关系;并对四个数据集分别进行30次10—CV预测分析。结果表明,与现有网络算法DBSI、TBSI和NBI相比,该预测算法能得到较高的ROC曲线面积,具有较好的应用前景。     

基于LSTM的短波频率参数预测

针对现有短波通信频率参数预测方法操作繁琐、预测精度不足的缺点,首次提出一种基于长短期记忆型循环神经网络（LSTM RNN）的预测方法。通过对电离层参数f0F2数据的分析,利用LSTM在处理时序相关数据时可以长期记忆网络历史数据的优势,对f0F2值进行预测。对比反向传播神经网络（BPNN）,LSTM将误差降低了7%,并将均方误差控制在2%以下。研究结果表明：基于LSTM搭建的提前预报5天的f0F2值的模型是可行的且比BP神经网络更适合预测电离层的f0F2值。     

基于异构图神经网络的药物重定位研究

提出了一种基于异构图神经网络(HGNN)的药物重定位方法。该方法对药物-疾病关联网络、药物-药物相似性网络和疾病-疾病相似性网络的信息进行并行融合，有效地保留了各个网络的信息。此外，针对图卷积神经网络(GCN)提取信息能力的不足，本工作加入了图注意力网络(GAT)和层注意力机制，增强了特征提取能力，进一步提高了模型的预测性能。实验验证表明，提出的网络在Fdataset上达到了94.4%的AUROC和57.0%的AUPRC,在Cdataset上达到了95.9%的AUROC和65.3%的AUPR,超过了现有的基准方法。     

基于异质信息网络元路径的药物‒靶标相互作用预测模型

提出一种融合元路径信息的图神经网络模型, 用于预测药物-靶标相互作用(GMDTI)。首先根据8个数据集中的药物、靶标、疾病和副作用数据以及它们之间的8种作用关系, 构建药物-靶标异质信息网络(HIN); 然后定义两条元路径来捕获药物-靶标HIN 中的不同子结构信息和不同节点间隐藏的语义信息, 并应用图神经网络的方法聚合节点的一阶邻居信息和元路径中节点间的语义信息; 最后利用端到端的学习方法完成DTIs预测。该方法同时考虑药物-靶标HIN的结构特性和元路径语义信息, 有助于学习到更多潜在的药物-靶标作用关系。实验结果表明, GMDTI的预测准确率高于所有基线模型, AUC达到98.6%, AUPR达到94.5%。同时通过调整数据的稀疏度和降噪实验, 证明GMDTI具备优于所有基线模型的鲁棒性。     

多关系社交网络中基于兴趣匹配的网络舆情传播模型

以网络爬虫方式获取新浪微博用户属性信息及微博内容数据,利用数据挖掘技术从中发现微博用户间的多种显式和隐式关系.在此基础上,提出一种基于半监督学习的用户兴趣匹配预测算法,参照仓室模型的传播个体状态划分方法,基于传播个体间的兴趣匹配度界定各状态之间的转移过程和转移概率,进而构建基于用户兴趣匹配的网络舆情传播模型.研究结果表明,该模型能够较好地描述社交网络中的舆情传播规律,重现网络舆情在社交网络中的真实传播过程链.     

异质网络中融合多类信息的链路情感倾向预测

信息网络中基于节点间情感关系分析的链路情感倾向预测在商业营销、内容推荐等领域应用广泛，是网络分析的一个研究重点.传统的链路情感倾向预测方法对于数据信息的挖掘不够充分，忽略了对数据深层语义以及节点属性等信息的利用，预测准确度有待提升.针对以上问题，提出了异质网络中融合多种类型信息的链路情感倾向预测模型.模型首先引入预测基值作为特定节点间情感关系的粗略评估，然后结合节点的相似关系以及节点的属性等信息完成预测.其中，在捕获网络中具有相似情感倾向的节点用于预测任务时，提出了一种基于限制路径类型元路径的遍历游走方法.在5个公共数据集上的实验结果验证了所提模型的有效性及对于稀疏矩阵、冷启动问题的处理能力，并揭示了模型各组成部分在预测过程中的作用.     

基于时序卷积生成对抗网络的单通道音域分离

由于音域信号的语音和音乐常常以混叠的形式出现,因此在许多应用中,希望能有效分离音域信号中的语音和音乐. 普通的分离方法一般采用基于频域信号的处理方式,而频域信号还原时需借助相位信息,导致还原的信息有偏差. 针对时域单通道音域信号分离效果差的问题,提出在对抗生成网络中引入联合训练与时序卷积的方法. 首先,对时域语音进行预处理;然后,将预处理过的数据送入时序卷积生成对抗网络生成器中进行分离;最后,将分离的干扰语音和纯净的干扰语音送到生成对抗网络判别器判别,并把判别结果反馈给生成器. 实验采用MIR-1K和data_thchs30数据集进行算法性能测试,结果表明,提出的单通道音域分离模型的PESQ和STOI指标平均提高了0.31和0.07,证明所提算法有效提升了音域信号中语音和音乐的分离效果.     

基于回声状态网络优化的宽间隔混沌跳频码预测研究

传统宽间隔混沌跳频码预测方法无反馈结构,记忆能力差;且训练过程烦琐,泛化性能差,对预测精度产生不好的影响。为此,提出一种新的基于回声状态网络优化的宽间隔混沌跳频码预测方法。设计回声状态网络,其由输入层、递归层以及输出层三个部分构成。在递归层内部各神经元间引入连接权值稀疏矩阵,使递归层内部存在动态记忆。回声状态网络储备池规模、储备池内部连接权谱半径、储备池稀疏度、储备池输入单元尺度对宽间隔混沌跳频码预测准确性产生不同的影响。通过和声搜索方法对四种储备池参数进行优化,实现回声状态网络的改进。确定优化回声状态网络输入输出数据,建立优化回声状态网络。确定储备池参数,通过训练数据激活储备池,计算回声状态网络输出连接权矩阵,对宽间隔混沌跳频码进行预测。实验结果表明,所提方法预测结果可靠,和其他方法相比有很高的预测精度。     

基于SBAS-InSAR和PSO-BP神经网络算法的矿区地表沉降监测及预测

针对传统监测技术无法进行长时间矿区地表沉降监测以及现有预测模型过度依赖沉降数据、模型单一等问题,提出一种基于小基线集合成孔径雷达干涉（Small Baseline Subsets Interferometric Synthetic Aperture Radar,SBAS-InSAR）和粒子群优化-反向传播（Particle Swarm Optimization -Back Propagation,PSO-BP）神经网络算法的矿区地表沉降监测及预测模型. 首先,利用SBAS-InSAR技术获取矿区地表沉降监测值;然后,选取矿区地表沉降的影响因子与获取的沉降监测值从多因子角度构建PSO-BP预测模型;最后,分析该方法的有效性和合理性. 实验结果表明,利用SBAS-InSAR能有效监测矿区地表长时间沉降,随着训练样本的增加,PSO-BP预测值与SBAS-InSAR沉降值残差逐渐减少,算法收敛迭代加快,均方误差降低. 与现有监测方法及预测模型的对比,证明了SBAS-InSAR在矿区地表长时间沉降监测中的优势以及PSO-BP模型在矿区地表沉降预测中的有效性和合理性,该方法可作为矿区地表长时间沉降监测和预测的有效手段.     

基于Stacking集成学习的网络安全态势预测方法

针对现有的网络安全态势预测模型预测精确度低且泛化能力差等问题,提出一种基于Stacking模型融合的态势预测方法。该方法中,借助Stacking算法将TCN网络、WaveNet、GRU、LSTM进行集成挖掘态势数据之间的相关性;之后利用逻辑回归进行预测得到最终态势值;利用粒子群优化算法进行参数寻优,提升模型性能。基于2个数据集进行验证,实验表明,所提预测方法具有较小的均方误差和平均绝对误差,收敛速度较快,拟合度均可达0.999,可以很好解决预测精确度低的问题,提升了模型的泛化能力。     

IPNet:帧间预测校验的多域卷积神经网络目标跟踪算法

针对现有卷积神经网络分类预测MDNet算法在线更新机制容易将错误样本引入网络模型,导致跟踪算法失效的问题,提出一种基于帧间预测校验的MDNet目标跟踪改进算法IPNet。该算法运用视频压缩领域的帧间预测方法和聚类算法,在前一帧目标跟踪位置的基础上,计算前后连续两帧中目标的相似度,估计出目标下一帧可能出现的候选区域,实现目标位置预测,达到校验跟踪结果的目的。IPNet算法能有效减少更新样本导致的跟踪失效问题,改善了在目标旋转、快速运动以及背景混杂等情况下的跟踪效果,提升了算法的跟踪性能。     

基于综合游走策略的边嵌入链路预测算法

针对网络分析方法中研究的图数据默认使用节点图,只能得到节点的向量表示,不能直接将边表示成向量的问题,设计了一种基于有偏+无偏的图嵌入算法Line2Vec,并在此基础上提出基于边嵌入的链路预测框架(Line2Vec-L).首先,基于综合游走策略重新定义采样域节点的采样概率,并结合Word2Vec模型得到信息未被稀释、表示性强的节点图的边嵌入向量;然后,结合关联矩阵得到不存在边或未知边的向量表示,并将得到的边向量用于链路预测.实验结果表明Line2Vec在边向量表示上的有效性,并验证了Line2Vec-L的AUC值更高,由此说明采用Line2Vec可得到表示性更强的边向量,有助于提升链路预测的性能.     

一种基于反向神经网络的航空器飞行轨迹预测

为了缓解终端区空域拥堵和降低航空器运行风险,提出一种基于反向神经网络(BP)的航空器飞行轨迹预测模型。首先,对航空器历史数据进行筛选和降噪处理,得到基准轨迹;其次,建立基于Hausdorff距离的轨迹相似性矩阵,采用模糊C-均值聚类(FCM)对所有轨迹进行自动分类;最后,综合考虑飞行轨迹的三维位置、速度和航向特征,利用BP神经网络对轨迹特征进行训练学习,建立飞行轨迹预测模型,用于对未来时刻的短期飞行轨迹多维特征进行预测。试验结果表明:该网络模型预测误差小、预测效果好,可以更加准确地进行航空器的飞行轨迹预测。     

基于径向基函数网络的能源消费量预测模型

采用径向基函数(RBF)神经网络方法进行能源消费量预测,建立了基于RBF神经网络的能源消费量预测模型。以我国1978~1997年的实际数据作为学习样本,对网络进行训练,拟合效果良好;以1998~2002年的实际数据检验网络,预测精度较高。并通过实例与BP网络进行比较,表明RBF网络预测模型优于BP网络预测模型。