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非均匀演化算法及其应用

计算机学报 2006年第10期29卷 1856-1861页

作者：赵新超北京邮电大学理学院北京100876

提出一种基于非均匀变异的演化算法模型;基于随机过程理论分析了该算法的自适应性,用该算法求解了实际的“油层结垢”问题;基于随机优化领域经典的高维多峰测试函数,同已有的同类算法做了对比.实验结果表明:在没有引入任何额外参数和计... 详细信息

提出一种基于非均匀变异的演化算法模型;基于随机过程理论分析了该算法的自适应性,用该算法求解了实际的“油层结垢”问题;基于随机优化领域经典的高维多峰测试函数,同已有的同类算法做了对比.实验结果表明:在没有引入任何额外参数和计算的前提下,该算法具有更好的收敛性和稳定性.

关键词：演化算法智能计算非均匀变异油层结垢

基于非均匀变异和多阶段扰动的粒子群优化算法

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计算机学报 2014年第9期37卷 2058-2070页

作者：赵新超刘国莅刘虎球赵国帅北京邮电大学理学院北京100876 北京大学信息科学技术学院北京100871 清华大学计算机科学与技术系北京100084 北京邮电大学网络技术研究院北京100876

该文提出一种基于非均匀变异和多阶段扰动的粒子群优化算法,并对算法的搜索性能进行了一般性分析.首先,在算法执行的不同阶段利用对当前最优解施加大小不同的邻域扰动操作,很好地增加了群体多样性,提高了跳出局部陷阱的概率,同时加强了... 详细信息

该文提出一种基于非均匀变异和多阶段扰动的粒子群优化算法,并对算法的搜索性能进行了一般性分析.首先,在算法执行的不同阶段利用对当前最优解施加大小不同的邻域扰动操作,很好地增加了群体多样性,提高了跳出局部陷阱的概率,同时加强了对当前最优解邻域内的精细搜索;其次,在粒子群优化算法中引入非均匀变异运算,并依据非均匀变异运算规律适应性地调整解向量的搜索步长.算法性能分析表明,本算法较好地兼顾了群体优化算法的多样性和精英学习强度之间的平衡问题.数值实验上,首先用12个经典测试函数,验证该文提出的几种新措施的有效性与互助性;其次,针对30维和50维的CEC2005测试函数集,所提算法NmP3PSO与经典算法wFIPS、CLPSO和OLPSO做了大量的仿真实验,结果表明该文提出的算法表现出富有竞争力的性能和稳定性.

关键词：粒子群优化非均匀变异多阶段扰动群体多样性

基于非均匀变异的进化算法对高维多峰函数的收敛性分析

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系统科学与数学 2010年第2期30卷 218-224页

作者：赵新超北京邮电大学理学院数学系北京100876

对基于非均匀变异算子的进化算法的实验和机理分析已经证明了该算法模型的良好特性,最近基于非均匀变异算子的进化算法模型求解一维多峰函数问题的收敛性已经得到证明.基于马尔科夫过程理论,对基于非均匀变异算子的一般性进化算法模型... 详细信息

对基于非均匀变异算子的进化算法的实验和机理分析已经证明了该算法模型的良好特性,最近基于非均匀变异算子的进化算法模型求解一维多峰函数问题的收敛性已经得到证明.基于马尔科夫过程理论,对基于非均匀变异算子的一般性进化算法模型和一般性高维多峰函数的收敛性给出证明,并基于典型算例与同类典型算法进行性能比较,数值试验表明算法模型具有很好的性能表现和应用前景.

关键词：进化算法收敛性非均匀变异

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聚散优化算法:一种新的启发式算法

计算机集成制造系统 2020年第3期26卷 718-731页

作者：李瑞赵新超郭赛袁健美北京邮电大学理学院北京100876 湘潭大学科学工程计算与数值仿真湖南省重点实验室湘潭湖南411105 湘潭大学数学与计算科学学院湘潭湖南411105

为了将最优化方法与思想融入群智能优化的研究,提出了允许重复的存档和种群重置策略、聚集算子和分散算子,并分析了这些操作对算法性能的影响。在3种操作基础上,提出一种新的启发式算法——聚散优化算法(GAD)。将所提算法与4个经典启发... 详细信息

为了将最优化方法与思想融入群智能优化的研究,提出了允许重复的存档和种群重置策略、聚集算子和分散算子,并分析了这些操作对算法性能的影响。在3种操作基础上,提出一种新的启发式算法——聚散优化算法(GAD)。将所提算法与4个经典启发式算法(SPSO2011,CoDE,SaDE和IGHS)相比较,用于求解20个经典的函数最优化问题。结果显示,聚散优化算法能得到较其他算法更优秀的解,从而说明了所提聚散优化算法及其操作算子的有效性。

关键词：聚散算法重复存档种群重置聚集算子分散算子

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遗传算法求解多旅行商问题的相对解空间分析

智能系统学报 2018年第5期13卷 760-768页

作者：赵新超郭赛北京邮电大学理学院北京100876

首先介绍了多旅行商问题的模型,并指出遗传算法解决多旅行商问题的关键是染色体编码方案的设计,为了减少冗余解带来的代价,本文给出了传统的两种染色体编码方案(单染色体和双染色体),以及最新的两段式染色体编码方案;接着引入相对解空... 详细信息

首先介绍了多旅行商问题的模型,并指出遗传算法解决多旅行商问题的关键是染色体编码方案的设计,为了减少冗余解带来的代价,本文给出了传统的两种染色体编码方案(单染色体和双染色体),以及最新的两段式染色体编码方案;接着引入相对解空间概念,以此定量地给出不同染色体方案对应解空间的相对大小关系;基于相对解空间概念,本文分析了3种染色体编码方案对应的解空间在极限意义下的相对大小关系,并分析了旅行商数与城市数在不同情形下解空间的近似相对大小关系。本文对搜索空间定量分析的理论结果对工程问题的求解提供了科学的指导意义。

关键词：多旅行商问题遗传算法染色体编码相对解空间 Stirling公式

细胞膜固定化机理和注射用益气复脉（冻干）对心脏毒性保护作用初探

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细胞膜固定化机理和注射用益气复脉（冻干）对心脏毒性保护作用初...

作者：赵新超天津医科大学

学位级别：硕士

目的:1、探究细胞膜固定在多孔羟基硅球上的机理,促进用于色谱方法的仿生载体的制备。2、通过建立细胞和动物模型探讨注射用益气复脉（冻干）（yi qi fu mai powder injection,YQFM）对阿霉素（doxorubicin,DOX）诱导的心脏毒性的保护... 详细信息

目的:1、探究细胞膜固定在多孔羟基硅球上的机理,促进用于色谱方法的仿生载体的制备。2、通过建立细胞和动物模型探讨注射用益气复脉（冻干）（yi qi fu mai powder injection,YQFM）对阿霉素（doxorubicin,DOX）诱导的心脏毒性的保护作用。方法:以兔红细胞为原材料,使用低渗透膨胀法获取细胞膜。在减压震荡条件下制备兔红细胞膜修饰载体的固定相。根据载体类型、多孔硅球的孔径、酶活性及细胞膜固定化动力学进行了批处理固定化研究。利用高效液相色谱考察不同孔径的多孔硅球载体色谱柱与阳性药物的结合能力和稳定性。通过共聚焦显微镜进一步观察制备的多孔和无孔硅球上通过荧光标记的细胞膜的分布情况。YQFM对DOX诱导的心脏毒性的保护作用研究是先建立DOX诱导的大鼠心肌细胞（H9c2）损伤模型:提前2 h给予不同浓度的YQFM,再与DOX共同培养48 h。CCK-8测定细胞存活率;再分别检测乳酸脱氢酶（LDH）、ATP含量;Hoechst染色法检测DOX损伤H9c2细胞的凋亡情况;JC-1探针法检测H9c2细胞的线粒体膜电位;Western-blot法检测caspase-3的表达情况。然后,再建立DOX诱导小鼠心肌损伤的急性和慢性模型。通过测定小鼠体重和心脏指数变化,血清肌酸激酶（CK）的水平以及心脏组织的HE染色初步判断YQFM的药效。结果:我们根据载体类型、多孔硅球的孔径、酶活性及细胞膜固定化动力学研究发现多孔硅球表面的硅羟基作为一种极性配体对细胞膜表现出强烈的吸附不可逆作用。同时,发现适当的孔径会增加细胞膜插入孔隙通道的量;插入孔隙的细胞膜在多孔硅球的表面会通过自我融合形成完整和稳定膜涂层。多孔硅球细胞膜色谱柱在阳性药物尼莫地平证实下具有高保留因子和良好的稳定性。最后,通过激光扫描共聚焦显微镜进一步证实了细胞膜固定化是插入/自融合机理。同时,证实细胞膜必须在多孔表面才能实现良好的固定。YQFM对DOX诱导的心脏毒性保护作用研究的细胞实验中发现DOX降低H9c2细胞存活率的情况下,YQFM预处理后呈剂量依赖性提高H9c2细胞的存活率。YQFM预处理组明显降低细胞内LDH活性,增加ATP含量,与DOX对照组相比。通过Hoechst染色法和JC-1探针法证实YQFM预处理组可显著减少DOX诱导的细胞凋亡,减轻线粒体膜电位下降。Western-blot法检测caspase-3的结果显示YQFM下调caspase-3的表达,减少细胞凋亡。DOX诱导小鼠心肌损伤急性模型的DOX剂量确定为20 mg/kg,慢性模型的DOX剂量为3 mg/kg隔日一次,共6次。小鼠体重变化和心脏指数的结果发现给药组和对照组无显著性差异。测定血清中CK指标结果发现急性模型中YQFM给药组降低CK的含量。心脏组织HE染色结果显示在急性、慢性模型中YQFM给药组对DOX诱导的心肌损伤的情况都有保护作用。结论:我们成功证明了细胞膜固定化是插入/自融合机理。通过考察载体的类型,多孔硅球的孔径,酶活性和细胞膜固定的动力学说明了机理。共聚焦照片进一步证实了细胞膜固定化的插入和自融合过程。细胞膜固定化机理的澄清有助于增强固定化膜蛋白载量和改善色谱柱的稳定性,并为其他生物载体的制备提供参考。YQFM对DOX心脏毒性的保护作用研究证实YQFM抑制DOX对H9c2细胞的凋亡,减轻心脏组织的损伤,可能是通过细胞凋亡机制来抑制的。通过细胞模型,动物模型,检测细胞存活率、线粒体膜电位、细胞凋亡、心肌酶等方面来证明。从而为临床上合理用药提供一定的理论依据。

关键词：蛋白质固定多孔硅球固定化机理注射用益气复脉(冻干) 阿霉素保护作用

超声波探伤仪系统设计与研究硬件电路与回波信号处理

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超声波探伤仪系统设计与研究硬件电路与回波信号处理

作者：赵新超北方工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着列车速度的不断提升和列车运载重量的不断增加,铁路的运营安全越来越重要,相应地对无损检测(NDT)的要求也越来越高。为了解决传统探伤仪器的实时性较差和智能化程度较低等问题,满足现代工业发展对检测仪器的高效性和实时性要... 详细信息

近年来,随着列车速度的不断提升和列车运载重量的不断增加,铁路的运营安全越来越重要,相应地对无损检测(NDT)的要求也越来越高。为了解决传统探伤仪器的实时性较差和智能化程度较低等问题,满足现代工业发展对检测仪器的高效性和实时性要求,本文提出了一种基于高速信号处理和智能控制的超声波探伤解决方案及相关实施方法。通过对超声波回波信号特性的研究,按照模块化的设计思想,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的回波信号处理模块,实现了回波信号的数字滤波和簇极值查找功能;并进一步提出了基于ARM微处理器的系统智能控制模块,实现了分屏显示、智能判伤、自动报警等检测需求;本文提出的超声波探伤方案包含的电路模块有：超声波收发电路模块,信号处理与核心控制模块,键盘控制模块。基于FPGA高速信号处理和ARM智能控制的超声波探伤系统,在实时信号处理方面,由于系统采用100MHz的信号处理频率,各检测通道时分复用同一个数据处理模块,使得信号处理延迟非常小,系统能够在下一个检测通道选通之前,把上一个通道数据处理完毕;在智能信号处理方面,系统采用单通道曲线拟合的实施方法,可以识别并显示出钢轨中存在的螺孔、过线孔或断面等非缺陷信息：在终端图形显示方面,通过QT画图工具创建图形界面窗口,可以使用户同时获取脉冲显示和图形显示两种探伤结果。试验测试及统计数据表明,本系统的最大水平线性度误差不超过0.97%,最大垂直线性度误差不超过4.9%;总衰减量不低于80dB;探头的阻塞范围不超过15mm;抑制最小时,系统的动态范围不低于20dB;采用标准试块GTS-60对系统的缺陷检测能力指标进行测试,失检率不超过12.5%。系统具有较好的实时性和较高的可靠性。

关键词：超声波钢轨探伤 FPGA ARM 回波处理

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基本李代数的一种等价刻画

基本李代数的一种等价刻画

作者：赵新超首都师范大学

学位级别：硕士

***([1])提出一个问题：“如果李代数L的所有幂零子代数都是交换子代数，那么L是否在它的每个理想上可分?”并给出一个反例说明该问题一般不成立。本文就是从分析该反例入手，说明问题不成立的原因，并给出该问题成立的条件，从而在一... 详细信息

***([1])提出一个问题：“如果李代数L的所有幂零子代数都是交换子代数，那么L是否在它的每个理想上可分?”并给出一个反例说明该问题一般不成立。本文就是从分析该反例入手，说明问题不成立的原因，并给出该问题成立的条件，从而在一般情况下给出基本李代数的一个等价刻画。本文具体组织如下：第一节是引言，主要介绍了本文的选题背景和Frattini子代数、Frattini理想和基本李代数的基本概念和研究概况。第二节是预备知识，给出Frattini子代数、基本李代数和可裂李代数的定义及相关引理，并着重介绍了***[4]的定理2.2和卢才辉[3]的定理2.12。第三节是对***文献[1]中提出的反例的思考，证明了对特征为零的代数闭域上的有限维李代数L，虽然它的每一个幂零子代数都可换，但L并不是基本李代数，进一步指出L不是可裂的李代数。第四节证明了本文的主要定理 L是特征为零的代数闭域上的有限维可裂李代数，则L是基本李代数当且仅当L的幂零子代数均可换。

关键词： Frattini子代数 Frattini理想 φ-自由李代数基本李代数可裂的李代数

一种结合多目标免疫算法和线性规划的双行设备布局方法

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自动化学报 2015年第3期41卷 528-540页

作者：左兴权王春露赵新超北京邮电大学计算机学院北京100876 可信分布式计算与服务教育部重点实验室北京100876 北京邮电大学理学院北京100876

设备布局对于提高生产效率和降低运营成本具有重要意义.本文针对半导体加工制造中常见的双行设备布局问题,提出了一种结合多目标免疫算法和线性规划的双行设备布局方法来同时优化物料流成本和布局面积两个目标.首先,建立了问题的混合整... 详细信息

设备布局对于提高生产效率和降低运营成本具有重要意义.本文针对半导体加工制造中常见的双行设备布局问题,提出了一种结合多目标免疫算法和线性规划的双行设备布局方法来同时优化物料流成本和布局面积两个目标.首先,建立了问题的混合整数规划模型;其次,针对问题既含有组合方面(机器排序)又含有连续方面(机器精确位置)的特点,分别设计了一种多目标免疫算法来获取非支配的机器排序集合,提出了一种基于线性规划的方法来构造任一非支配机器排序对应的连续的非支配解集;最后,由所有连续的非支配解来构造最后Pareto解.实验结果表明,该方法对于小规模问题能获得最优Pareto解,对于大规模问题能够获得具有良好分布性的Pareto解且其质量远好于NSGA-II和精确算法获得的解.

关键词：设备布局问题免疫算法多目标优化线性规划