Cross-cube在PMC诊断模型下的可诊断性

可诊断性度是衡量一个互连网络可靠性的重要指标。Cross-cube是超立方体的一种重要变型,与超立方体相比有许多好的性质。PMC模型是并行计算系统中的一种经典的诊断模型,在该模型下有两个著名的诊断策略:精确策略和悲观策略。证明了n维Cross-cube在精确策略下的可诊断性度是n+1(n≥4),在悲观策略下的可诊断性度是2n-2(n≥4)。证明了Cross-cube在精确策略下的可诊断性度大于超立方体的可诊断性度,在悲观策略下的可诊断性度与超立方体的可诊断性度相同。

基于PMC模型的高效人工免疫诊断算法

诊断算法是系统级故障诊断的一个重要研究课题。文献[10]提出PMC模型下的人工免疫诊断算法,但是没有充分利用PMC模型的特点,并在计算亲和度的时候给出一个假设。对此首先利用PMC模型的特点优化初始种群的质量,其次定义优化后的亲和度函数,最后提出新的算法流程,并证明算法的正确性和收敛性。模拟实验显示在CPU时间和迭代次数上都优于原算法。

基于膜计算的煤矿井下机器人路径规划算法

现有煤矿井下机器人路径规划算法采用固定步长和串行方式生成路径,存在成功率低、实时性差、效率低下等问题。将膜计算(MC)与Informed RRT*算法相结合,提出了一种煤矿井下机器人路径规划算法,即MC-IRRT*算法。该算法分为快速连通和路径寻优2个阶段。在快速连通阶段,构建多步长细胞型膜结构,根据空间区域的大小来调整步长:在可行空间较大的区域采用大步长搜索,加快搜索速度;在狭小的空间使用小步长搜索,使搜索空间更加精细,提高狭小空间路径搜索成功率。在路径寻优阶段,构建多采样点细胞型膜结构,通过多个基本膜并行计算,同时在多个椭圆区域内并行搜索最短可行路径,以节省时间,提高路径优化效率。简单场景实验结果表明,与Informed RRT*算法相比,MC-IRRT*算法在快速连通阶段和路径寻优阶段的搜索效率分别提高了76%,40%。复杂场景实验结果表明:RRT*算法和Informed RRT*算法路径规划失败,PQ-RRT*算法和MC-IRRT*算法均能成功寻得可行路径;与PQ-RRT*算法相比,MC-IRRT*算法的速率提高了12.79%,规划的路径长度缩短了8.18%;MC-IRRT*算法不仅可以迅速通过较窄可行区域,而且在路径转折处可以选择使用较小步长,使路径更加平滑。

基于平面弹性-板弯曲比拟理论的Wilson型平板壳单元

平面弹性—板弯曲比拟关系为充分利用现有的平面弹性单元构造新型板弯曲单元提供了有效的途径。按膜、板两部分平行列式的观点,新方法还可以利用平面弹性单元构造性能良好的新型平板壳单元。按此观点根据著名的平面弹性Wilson元(QM6)的列式方式构造出一个新的十六自由度平板壳单元。单元构造简单,无虚假自由度,数值结果表明具有很好的收敛性和精度。

一种新型膜计算方法在并行排序中的应用

膜计算作为一种新型的分布式、并行计算理论,是目前计算机科学、数学、生物学和人工智能等多学科交叉的研究热点.本文应用基本膜计算理论并结合泼水算法,提出了一种新型生物催化的膜计算方法解决并行排序问题,该方法充分利用了膜计算最大并行执行的特点,最后通过实例以验证该方法的可行性.

基于并行膜计算的短期电力负荷组合预测

提出一种并行膜计算(Parallel Membrane Computing,PMC)的电力负荷短期组合预测方法。将线性回归模型、趋势外推模型、改进灰色模型和粒子群优化参数的支持向量机分别放入膜系统的基本膜中,同时并行预测,然后把预测结果输出到表层膜。在表层膜中组合得出最终预测值,组合优化以各种方法预测结果的几何平均数与加权组合结果之差的平方值最小为目标函数,并采用改进粒子群算法分时段优化出权重系数。此外,在进行预测前对历史数据进行了改进滑动平均处理,并采用系统聚类法选出计算输入的历史数据。并行膜计算可以极大地提高组合预测速度,以多种方法预测结果的几何平均数代替真实值确立组合预测模型的目标函数更具实用性。最后,仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。

基于小波分析的并行膜混合核支持向量机月度负荷预测

针对现代电力系统月负荷数据的趋势增长性和波动性的非线性特征,提出了一种基于小波变换的混合支持向量机负荷预测模型。通过小波变换将负荷序列分解为不同尺度的子序列,考虑负荷的季节波动性,将温度因素作为输入变量,构建混合核函数LWPSO-LSSVM。将负荷子序列分别放入膜系统的基本膜中进行并行预测,然后对子序列预测数据进行重构得到预测结果。利用四川省某地区电网负荷数据进行应用研究,结果表明所提出的模型较传统核函数支持向量机预测精度和效率有明显提高。

计算机模型与平行人工膜渗透模型在阿立哌唑口崩片制剂工艺研究中的应用

目的:以阿立哌唑口崩片为对象,采用计算机模型与平行人工膜渗透模型,建立科学、高效的一致性评价体外研究方法,为难溶性药物制剂中关键工艺参数筛选提供方法和数据支持。方法:建立阿立哌唑口崩片在不同pH介质中的体外溶出曲线测定方法;使用GastroplusTM软件建立阿立哌唑口崩片的计算机模型,模拟药物体内释放曲线,与体外溶出曲线的进行相关性分析,确定生理相关性较好的溶出曲线测定方法;采用计算机模型参数灵敏度分析的结果,设计仿制制剂的粒径范围,制备不同粒径的仿制制剂与参比制剂的体外溶出曲线进行比较,确定粒径范围;采用平行人工膜渗透模型对各仿制制剂与参比制剂进行模拟生物等效性预测,考察粒径变化对药物体内吸收的影响,并通过临床试验结果验证生物等效性预测结论。结果:阿立哌唑为pH依赖的难溶性药物;阿立哌唑口崩片在pH 1.2、pH 4.0和pH 4.5介质中的溶出曲线不尽相同,pH 1.2介质中溶出最快,pH 4.5介质中溶出最慢;pH 4.5介质的溶出曲线方法体内外相关性最高(Y=0.0053X^(2)+0.4041X-0.0685,r=0.9987);各仿制制剂与参比制剂的溶出曲线均相似(f_(2)>50);且采用该粒径范围内的仿制制剂中的1批进行临床试验,结果显示,与参比制剂为生物等效。结论:本文采用计算机模拟结合平行人工膜渗透模型的体外研究方法,建立了体内外相关性较好的溶出曲线方法,并成功指导药物的粒径筛选,确定了工艺参数中药物粒径范围。该方法快速、有效的为仿制药处方工艺筛选提供数据支撑;缩短了仿制药研发的耗时、降低了成本、提高了生物等效性试验成功率。

计算机模拟技术与平行人工膜渗透模型在富马酸比索洛尔片生物等效性豁免研究中的应用

目的:采用计算机模拟技术结合平行人工膜渗透模型(the parallel artificial membrane permeability assay,PAMPA),指导国产富马酸比索洛尔片生物等效性豁免的研究。方法:首先利用DDDplus^(TM)软件评估富马酸比索洛尔片中主成分(active pharmaceutical ingredient,API)及辅料的物理参数对其溶出行为的影响;第2步采用GastroplusTM软件的群体模拟实验,模拟药物在体内具有不同释放速率(t_(85%)=15~120 min)时的体内吸收情况,计算出不影响生物等效性的释放速率范围;第3步测定国产富马酸比索洛尔片、富马酸比索洛尔原料、参比制剂的膜渗透曲线,评估辅料对渗透速率的影响,预测其生物等效性。结果:DDDplus^(TM)模拟结果显示主成分的粒径、各辅料的量和粒径发生变化时,富马酸比索洛尔片的体外溶出行为未发生变化;群体模拟结果显示该药物只要在90 min内完全溶出就能满足与参比制剂生物等效;在空腹肠模拟液中,膜渗透速率曲线显示辅料不影响药物的膜渗透,受试制剂与参比制剂渗透速率基本一致,ρ_(max)和AUC_(0→t)无明显差异。结论:计算机模拟技术和平行人工膜渗透模型的结果能为富马酸比索洛尔片的生物等效性豁免提供数据支撑。

基于膜计算的VRPTW启发式算法研究

使用传统的启发式算法求解带时间窗的车辆路径问题(VRPTW)所得解的质量不高。本研究受计算机领域膜计算思想的启发,设计出了将蚁群系统和禁忌搜索算法有效结合的改进算法,即VRPTW-ECP系统。最后使用算例分析来验证算法有效性,实验结果表明,该算法在计算效率与结果质量上均优于其它启发式算法。