求解大规模矛盾方程组的最小二乘支持向量机算法

房价预测、共享单车出租数量预测、空气污染情况预测等常涉及矛盾方程组求解,对其数值求解方法研究具有重要的理论意义与应用价值。当矛盾方程组规模过大时,用传统的最小二乘法求解,不仅计算量大,而且由于误差积累使最终结果的准确性不高。鉴于此,采用机器学习中的最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,LS-SVM）算法求解大规模矛盾方程组,并分别针对线性、非线性、单变量、多变量矛盾方程组进行了数值求解。数值结果表明,数据类型和数据量的变化对结果的影响不大,因此只要选取适当的参数就可建立合适的模型,得到高精度的预测结果。     

LASP软件3.0版本的最新进展：针对多元素的全局神经网络势函数以及长程相互作用描述符

基于神经网络势函数的大尺度原子模拟软件(LASP软件)是我们在2018年开发的软件平台(www.lasphub.com),主要用于针对复杂材料体系的原子模拟. 软件整合了基于机器学习的神经网络势函数计算与全局势能面搜索功能,可以广泛运用于各种材料的结构预测以及化学反应机理研究. 本文介绍了我们在最近发布的LASP软件3.0版本中的一些更新,主要聚焦在针对神经网络势函数的一些重要改进,包括为多元素体系设计的多重神经网络架构,以及为长程相互作用设计的S⁷和S⁸两个新的基于幂指数结构描述符. 这些新的改进一方面提高了势函数的计算精度,另一方面降低了基于神经网络势函数的大尺度原子模拟软件软件对多元素体系的训练代价. 本文利用Cu-C-H-O神经网络势函数以及Cu(111)表面催化甘油裂解反应这一非均相催化体系对新的功能进行测试,结果表明,通过使用已有的神经网络作为输入,多重神经网络架构可以将训练效率提高50%. 分子动力学模拟结果表明,基于双重网络,以及S⁷、S⁸结构描述符的CuCHO势函数具有良好的稳定性,且计算精度可以提高1倍.     

两种大规模燃耗链求解算法对比分析

为严格追踪裂变反应堆中核素成分随燃耗的变化，基于燃耗矩阵法求解燃耗方程，分别采用自主编写的Chebyshev有理近似方法(CRAM)程序和广泛应用的ORIGEN2程序进行大规模燃耗链的点燃耗计算，并对两种算法的相关参数进行对比分析。结果表明:在计算精度方面，CRAM与ORIGEN2程序获得的重要核素的核密度较为一致，个别核素相对误差较大；在计算效率方面，单步燃耗计算ORIGEN2略胜一筹，但CRAM耗时也非常短；在步长稳定性方面，CRAM具有显著优势，而ORIGEN2的统计结果受步长变化的影响较大。     

基于多阶段模糊规模效应量化的TMC模式下供应链调度优化研究

旅游大规模定制(Tourism Mass Customization, TMC)模式实施的关键是通过对旅游供应链的调度优化处理旅游活动的“规模效应”与游客“个性化需求”之间的矛盾问题。运用经济学及模糊数学的理论方法分析并实现了TMC模式下存在的多阶段模糊规模效应量化处理。构建了引入规模效应量化的服务成本最小化、引入模糊时间窗的顾客满意度最大化及供应链协同度最大化为优化目标的TMC模式下多目标供应链调度优化模型。最后,通过蚁群算法实现TMC模式下多调度优化目标的求解并对优化效果进行对比研究。研究结果表明,TMC模式下供应链调度中旅游活动存在多阶段模糊规模效应并且可以量化处理;TMC模式中的规模效应具有合理的区间范围,旅游企业应注重规模效应与其他目标的均衡;蚂蚁算法在求解TMC模式下多目标优化问题方面不仅收敛速度快,而且通过对多调度目标优化效果的对比检验表明,性能稳健优良。     

Optimizing and fabricating magnetocaloric materials

The microstructural modification of existing materials for magnetic cooling applications, and mass fabrication of the modified materials are reviewed, emphasizing the maximization of magnetic entropy change and minimization of hysteresis losses, as well as the engineering problems in the actual application of promising materials. In the first part, physical rules are put forward to explore high performance magnetic refrigerants, including the enhancement of adiabatic temperature change in finite field, multi-caloric effects, and multi-layered structure. Special attention is given to non-magnetic proper- ties. Following this, an overview of mass fabrication of magnetic refrigerants having large entropy change, small hysteresis, good mechanical properties, and high thermal conductivity is presented.     

基于神经网络的大规模联立线性方程的实时解

本文研究了大规模线性方程问题的扰动Hopfield神经网络, 并给出了网络收敛的判别准则. 在一定条件下, 网络的稳态误差一致有界或者收敛于0, 网络具有较好的鲁棒性. 最后数值仿真验证了方法的有效性.     

热稳定生物素化荧光素酶的制备及其在焦测序中的应用

新一代大规模焦测序技术需要稳定的可固定化的荧光素酶,为了制备热稳定性好且被生物素化的荧光素酶,本研究采用基因工程方法将生物素羧基载体蛋白C端87个氨基酸残基(BCCP87)与荧光素酶在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中进行融合表达,以实现菌体内直接表达生物素化的荧光素酶(BCCP-LUC);并对北美萤火虫(Photinus pyralis)荧光素酶基因进行了定点突变以增强其热稳定性;用链亲和素包被的磁珠对重组融合蛋白进行固定化,用于焦测序。实验结果表明:突变后的荧光素酶在50℃环境中仍具有活性;在43℃下10min活性保留大于80%,热稳定性明显增强。Western blot分析结果表明,荧光素酶能够在大肠杆菌内生物素化。用链亲和素包被的磁珠结合BCCP-LUC后具有较高活性(2.1×105RLU/μL Beads),经过多次洗涤活性无明显下降。采用微球固定的荧光素酶以及ATP硫酸化酶成功的进行了DNA序列的测定且定量准确,表明固定化的荧光素酶可以应用于焦测序中,为建立高通量大规模芯片焦测序技术提供有效、稳定的工具酶。     

统计在生命科学中的实践与认识(Ⅵ) 临床试验(上)

本文回顾了临床试验发展的简史、随机临床试验的主要特征、临床试验实践中所面临的问题和困难，介绍了有关临床试验研究和应用的近展