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基于磷虾算法的癌症微阵列数据特征选择方法研究

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基于磷虾算法的癌症微阵列数据特征选择方法研究

作者：侯金翠河南大学

学位级别：硕士

随着基因芯片技术在癌症研究中被广泛应用,大量有价值的微阵列数据被迅速积累,利用这些数据进行癌症标志物挖掘是生物信息领域的研究重点。微阵列数据为从分子层次上对癌症进行诊断、分型、致病机理的研究以及药物的快速开发提供了极大... 详细信息

随着基因芯片技术在癌症研究中被广泛应用,大量有价值的微阵列数据被迅速积累,利用这些数据进行癌症标志物挖掘是生物信息领域的研究重点。微阵列数据为从分子层次上对癌症进行诊断、分型、致病机理的研究以及药物的快速开发提供了极大的便利,对癌症的早期诊断和治疗具有重要的研究意义和应用价值。然而,这些数据具“高维度小样本”的特点,其中包括大量噪声或冗余基因。面对这些数据医学专家在短时间内很难高效的对其进行分析。如果直接通过数据分析算法对这些数据进行建模处理,过多噪音和冗余的特征将极大降低算法的性能,提高计算复杂度,造成“维数灾难”。针对这一问题最有效的解决办法是特征选择(Feature Selection,FS)。特征选择已被用作降低数据维度的有效方法,并且在生物医学领域引起了越来越多的关注。其中,基于wrapper的特征选择方法利用特征子集的分类性能来获取最佳特征子集,因其具有更高的分类精确度和灵活性受到了广泛关注。搜索算法是wrapper方法中最重要的组成部分,对该方法的性能有很大影响。基于种群机制的元启发式算法通常作为wrapper方法的搜索算法。磷虾群优化算法是近年来提出的一种高效的元启发式算法,已经被广泛应用到经济负荷分配、训练神经网络和网络优化等问题当中。本文对磷虾算法进行改进,并将其应用到癌症微阵列数据特征选择中,主要研究成果如下:(1)针对二进制磷虾算法(Binary Krill Herd,BKH)在微阵列数据特征选择中存在搜索特征子集能力不足,易陷入局部最优和过早收敛的问题,本文提出改进的二进制磷虾算法,简称IGMBKH。首先,IGMBKH算法基于信息增益(Information Gain,IG)值选择一些排名靠前的特征用于指导初始解的构建以获得更好的初始种群。其次,在改良的二进制磷虾(Modified Binary Krill Herd,MBKH)算法迭代搜索阶段将混沌记忆权重因子引入到算法的操作算子中以促进磷虾算法进行更深入挖掘和开发,从而进一步增强算法的搜索能力。最后,为了避免陷入局部最优和过早收敛,在磷虾算法中使用双曲正切函数和自适应传递因子将磷虾个体的位置映射在二维空间。在六个癌症微阵列数据中的实验结果表明,与BKH、MBKH、其他经典和新近的特征选择算法相比,IGMBKH算法在使用更少特征数的情况下可以达到更高分类精度。在癌症微阵列数据特征选择中,IGMBKH算法可以进行更深层次的搜索,具有更强的搜索能力。因此,该算法可以作为理想的预处理工具,能够有效的对高维微阵列数据进行降维,更好的挖掘癌症数据中的特征。(2)改进二进制磷虾算法IGMBKH在搜索特征子集方面具有较强的竞争力,但相对来说单个磷虾算法IGMBKH存在收敛速度慢的不足,而二进制黑洞算法(Binary Bl ack Hole Algorithm,BBHA)是一个为数不多收敛速度快的算法。鉴于两个算法之间的互补性,本文提出一个自适应划分双种群的混合磷虾黑洞算法,简称IGMBKH-BBHA。IGMBKH-BBHA算法通过使用自适应划分规则控制种群中不同个体的数量以动态调控磷虾算法MBKH与黑洞算法BBHA的关系从而达到两个算法优势互补的目的。实验结果表明提出的混合磷虾黑洞算法IGMBKH-BBHA的收敛性和分类性能较单独磷虾算法和黑洞算法有一定的提高。然后测试并讨论了三种不同filter方法初始化MBKH-BBHA种群对算法性能的影响。最后通过对混合算法所选特征进行基因分析进一步验证了该方法筛选癌症生物标志物的性能。该方法在筛选癌症生物标志物中具有一定的参考意义,可以为相关研究者研究癌症与基因之间的关系提供新的有价值的信息。

关键词：特征选择磷虾算法信息增益黑洞算法自适应划分规则

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基于磷虾-黑洞算法的医学数据特征选择研究

河南大学学报（自然科学版） 2022年第6期52卷 690-698页

作者：张戈彭振侯金翠阎朝坤河南大学计算机与信息工程学院河南开封475004 中移在线服务有限公司郑州450007

从高维的生物医学数据中探索发现与疾病相关的基因是目前的热点研究问题,但是大部分生物医学数据具有许多与寻找疾病基因不相关或冗余特征,很难直接投入使用.针对这个问题,提出了一种自适应双种群混合磷虾黑洞算法(modified binary kril... 详细信息

从高维的生物医学数据中探索发现与疾病相关的基因是目前的热点研究问题,但是大部分生物医学数据具有许多与寻找疾病基因不相关或冗余特征,很难直接投入使用.针对这个问题,提出了一种自适应双种群混合磷虾黑洞算法(modified binary krill herd and black hole algorithm, MBKHA).该算法将改进的二进制磷虾算法与二进制黑洞算法相结合,磷虾算法负责寻找更优的解集,黑洞算法负责加快算法收敛,通过使用自适应划分规则动态调控种群中磷虾个体和恒星个体的数量,从而实现两个算法优势互补.基于5个公开医学微阵列数据集,从多个指标比较了提出的方法和其他特征选择算法的性能,实验结果表明该方法在特征选择上具有更好的性能.

关键词：特征选择改进的二进制磷虾算法二进制黑洞算法生物医学数据

2014年鲁甸M_S6.5地震前后地震活动性

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地球物理学报 2017年第4期60卷 1446-1456页

作者：侯金欣王宝善中国地震局地球物理研究所(地震观测与地球物理成像重点实验室) 北京100081

2014年8月3日在云南省鲁甸县发生M_s6.5地震,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.关于鲁甸地震的起因,特别是鲁甸地震与溪洛渡水库之间的关系存在一些争议.分析中强地震前后地震活动性的变化可以为判断主震起源提供一定的依据.然而,由于鲁... 详细信息

2014年8月3日在云南省鲁甸县发生M_s6.5地震,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.关于鲁甸地震的起因,特别是鲁甸地震与溪洛渡水库之间的关系存在一些争议.分析中强地震前后地震活动性的变化可以为判断主震起源提供一定的依据.然而,由于鲁甸地震震中附近固定台站数目少、台站距离震中远及主震后尾波干扰等因素的影响,会造成地震目录的缺失,从而可能影响地震活动性的可靠分析.为了获得更加完备的地震目录,本文采用模板匹配方法对鲁甸地震前后小地震进行了搜索和识别.以台网目录中的541个事件作为模板,在主震之前33天到主震后5天的连续波形中识别出991个未在目录中列出的地震,使余震的完备震级从1.8降低到1.3.根据检测目录得到主震前33天内的&值为1.04±0.18,余震的b值在震后5天内由0.5左右逐渐上升至0.9附近并保持稳定;根据2009年到主震发生前的台网目录得到该区域的背景b值为0.93±0.04.即鲁甸地震前后区域地震活动b值均与背景b值接近,这与典型水库诱发的中强震具有的b值特征不相符.同时通过进一步分析台网目录,未发现溪洛渡水库蓄水前后研究区域内的地震活动性存在明显变化,这也与典型水库诱发地震区域的地震活动性特征不相符.综合以上结果,我们认为2014年鲁甸M_s6.5地震不具有典型水库诱发地震的特征.

关键词：鲁甸MS6.5地震模板匹配遗漏地震检测完备震级 b值水库诱发地震

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构件式体系结构模型转换的语义一致性

吉林大学学报（工学版） 2010年第1期40卷 238-244页

作者：侯金奎潍坊学院计算机与通信工程学院山东潍坊261061 山东大学计算机科学与技术学院济南250101

基于软件体系结构模型的形式化描述,从结构语义、公理语义和行为语义等几个方面分析了模型转换中特性保持问题的描述,并建立了相应的判定标准,同时探讨了证明一个转换是否满足某些特性保持约束的方法。这些方法支持以定理证明的方式,对... 详细信息

基于软件体系结构模型的形式化描述,从结构语义、公理语义和行为语义等几个方面分析了模型转换中特性保持问题的描述,并建立了相应的判定标准,同时探讨了证明一个转换是否满足某些特性保持约束的方法。这些方法支持以定理证明的方式,对模型转换的语义特性保持进行验证,克服了模型检测的不足。该研究可用于指导模型转换规则的定义和模型映射关系的正确性的验证。

关键词：计算机软件模型转换形式化语义软件体系结构语义一致性

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风速对双孢蘑菇预冷过程的影响

农业机械学报 2013年第10期44卷 203-208页

作者：王娟谭金翠王相友山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255049

利用传热学理论对双孢蘑菇预冷过程进行分析,通过集总参数模型对其预冷时间进行预测,并对该数学模型进行了试验验证。结果表明:该数学模型可以用于预测双孢蘑菇在预冷过程中的温度变化,可预测不同条件下双孢蘑菇降温过程;冷却速率随着... 详细信息

利用传热学理论对双孢蘑菇预冷过程进行分析,通过集总参数模型对其预冷时间进行预测,并对该数学模型进行了试验验证。结果表明:该数学模型可以用于预测双孢蘑菇在预冷过程中的温度变化,可预测不同条件下双孢蘑菇降温过程;冷却速率随着风速的增加而增加,二者符合幂函数关系。拟合不同风速下蘑菇中心温降曲线,得到其拟合曲线方程。

关键词：双孢蘑菇通风预冷集总参数模型风速

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协同系统体系结构模型的形式化语义

电子学报 2009年第B04期37卷 106-111,105页

作者：侯金奎潍坊学院计算机与通信工程学院山东潍坊261061 山东大学计算机科学与技术学院山东济南250101

针对模型驱动的协同应用系统开发,将范畴理论、代数规范和进程代数相结合,为软件体系结构模型提出了一种新的语义描述方法.该方法在构件规约描述的基础上,用态射表示构件之间的关系,态射类型蕴含了构件关系的不同语义,从而用类型范畴图... 详细信息

针对模型驱动的协同应用系统开发,将范畴理论、代数规范和进程代数相结合,为软件体系结构模型提出了一种新的语义描述方法.该方法在构件规约描述的基础上,用态射表示构件之间的关系,态射类型蕴含了构件关系的不同语义,从而用类型范畴图表来描述软件体系结构模型,用函子描述体系结构模型之间的映射关系.体系结构模型的形式化描述可用于判断一个转换是否满足某些特性或约束.以一个协同编著系统为例说明了该方法的应用.

关键词：模型驱动开发协同系统软件体系结构形式化语义

含故障统计相依组件的多态复杂系统故障树分析

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航空动力学报 2014年第2期29卷 427-433页

作者：侯金丽金平蔡国飙北京航空航天大学宇航学院北京100191

为精确评估可重复使用火箭发动机系统可靠性,采用带约束变量的布尔算法将状态分析与故障树分析恰当结合,从而对含故障统计相依组件的复杂多态可重复使用火箭发动机系统进行可靠性分析.以航天飞机主发动机(SSME)为研究对象,对管路多态性... 详细信息

为精确评估可重复使用火箭发动机系统可靠性,采用带约束变量的布尔算法将状态分析与故障树分析恰当结合,从而对含故障统计相依组件的复杂多态可重复使用火箭发动机系统进行可靠性分析.以航天飞机主发动机(SSME)为研究对象,对管路多态性及预燃室和涡轮泵之间的故障相依性进行深入研究.结果表明:该布尔算法能够很好地消除组件统计相依性从而简化复杂多态系统故障树,组件之间失效相依性对系统可靠性影响较大,因此需要加强组件多态及相依性的研究来获得更精确的系统可靠度.

关键词：重复使用火箭发动机故障树分析多态系统布尔算法统计相依性

新一代非核苷类HIV逆转录酶抑制剂TMC125的研究进展

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有机化学 2006年第12期26卷 1733-1738页

作者：侯金明黄山中国药科大学物理化学教研室南京210000

阐述了新一代非核苷类逆转录酶抑制剂(Nonnucleosidereversetranscriptaseinhibitors,NNRTIs)TMC125的发现,抗艾滋病病毒、耐药菌株、I型人类免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiencyvirustype1,HIV-1)M亚型病毒以及和其它药物联合使用的活性,代谢稳定性的研究进展.TMC125除具有一般NNRTIs类药物所具有的优点外还有较高的对抗耐药菌株和HIV-1M亚型病毒活性,与其它药物联合使用成为现在治愈人类免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiencyvi-rus,HIV)新的希望.

关键词： TMC125 非核苷类逆转录酶抑制剂人类免疫缺陷病毒艾滋病

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基于细观力学的纤维沥青混凝土有效松弛模量

工程力学 2009年第2期26卷 85-90页

作者：赵颖华侯金城郭乃胜大连海事大学道路与桥梁工程研究所辽宁大连116026

为了研究纤维沥青混凝土的本构模型,将其视为以沥青混合料为粘弹性基体,纤维为弹性夹杂的两相复合材料。对基于复合材料细观力学理论建立的有效模量表达式进行了修正,提出了纤维沥青混凝土的割线有效松弛模量。以聚酯纤维沥青混凝土为... 详细信息

为了研究纤维沥青混凝土的本构模型,将其视为以沥青混合料为粘弹性基体,纤维为弹性夹杂的两相复合材料。对基于复合材料细观力学理论建立的有效模量表达式进行了修正,提出了纤维沥青混凝土的割线有效松弛模量。以聚酯纤维沥青混凝土为例进行了有效松弛模量的解析分析和模拟蠕变实验的有限元分析,分析结果与试验数据的比较表明,该文提出的割线有效松弛模量模型对于纤维沥青混凝土粘弹性力学行为具有很好的预测能力。应用该模型对路面弯沉变形进行了有限元分析,结果表明:纤维的加入有效的改善了沥青混凝土路面的粘弹性性能。

关键词：复合材料细观力学有效松弛模量纤维沥青混凝土粘弹性路面弯沉