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Gclust:A Parallel Clustering Tool for Microbial Genomic Data

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Genomics, Proteomics & Bioinformatics 2019年第5期17卷 496-502页

作者： Ruilin Li Xiaoyu He chuangchuang dai Haidong Zhu Xianyu Lang Wei Chen Xiaodong Li Dan Zhao Yu Zhang Xinyin Han Tie Niu Yi Zhao Rongqiang Cao Rong He Zhonghua Lu Xuebin Chi Weizhong Li Beifang Niu Computer Network Information Center Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100190China Center of Scientific Computing Applications&Research Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China Guizhou University School of Medicine Guiyang 550025China J.Craig Venter Institute La JollaCA 92037USA

The accelerating growth of the public microbial genomic data imposes substantial burden on the research community that uses such *** databases for non-redundant reference sequences from massive microbial genomic data based on clustering analysis is ***,existing clustering algorithms perform poorly on long genomic *** this article,we present Gclust,a parallel program for clustering complete or draft genomic sequences,where clustering is accelerated with a novel parallelization strategy and a fast sequence comparison algorithm using sparse suffix arrays(SSAs).Moreover,genome identity measures between two sequences are calculated based on their maximal exact matches(MEMs).In this paper,we demonstrate the high speed and clustering quality of Gclust by examining four genome sequence *** is freely available for non-commercial use at https://***/niu-lab/*** also introduce a web server for clustering user-uploaded genomes at http://***/gclust.

关键词： Microbial genome clustering Parallelization Sparse suffix array Maximal exact match Segment extension

一种改进的BMUF训练框架及联邦学习系统实现

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数据与计算发展前沿 2022年第6期4卷 105-117页

作者：赵鑫博代闯闯陆忠华中国科学院计算机网络信息中心北京100083 中国科学院大学北京100049

【目的】在隐私保护日益严峻的环境下,联邦学习常被用于解决“数据孤岛”与“数据隐私”等问题,但传统的联邦学习架构受限于中心化特点,带来了额外的隐私风险与成本,基于区块链的去中心化联邦学习架构因其明显的应用优势得到了更多关注... 详细信息

【目的】在隐私保护日益严峻的环境下,联邦学习常被用于解决“数据孤岛”与“数据隐私”等问题,但传统的联邦学习架构受限于中心化特点,带来了额外的隐私风险与成本,基于区块链的去中心化联邦学习架构因其明显的应用优势得到了更多关注与研究。【方法】本文改进BMUF训练框架,使其在联邦学习中数据量分布不平衡(Unbalanced).数据非独立同分布(Non-IID)场景下有较好效果;在客户端本地训练中加入差分隐私机制保护本地隐私;提出一种基于全局更新梯度的拜占庭检测鲁棒聚合算法,使聚合者可以检测出系统中存在的拜占庭客户端并完成鲁棒聚合。【结果】针对上述三点进行多组实验,实验结果表明改进的BMUF训练框架在Unbalanced与Non-IID场景下较FedAvg算法聚合效果更好;在客户端本地训练中加入差分隐私机制时,模型仍可收敛并获得较高准确率;在拜占庭攻击环境下,聚合者可以有效剔除拜占庭客户端并完成鲁棒聚合。【结论】本文改进BMUF训练框架,并实现了一个基于区块链的联邦学习系统,可以在去中心化架构下针对不同数据分布场景,有效保护客户端隐私,抵御拜占庭攻击,实现模型的高效训练。

关键词：区块链联邦学习 BMUF框架差分隐私拜占庭攻击

基于卷积神经网络的皮肤病诊断多二分类器研究

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高技术通讯 2022年第10期32卷 1025-1035页

作者：代闯闯栾海晶杨雪莹过晓冰牛北方陆忠华中国科学院计算机网络信息中心北京100190 中国科学院大学北京100049 联想研究院北京100094

近年来,随着深度学习技术的日益普及与发展,卷积神经网络(CNN)被广泛应用于辅助医学诊断,并在医学影像诊断领域取得了重要的研究成果。本研究基于皮肤病数据种类繁多、特征不显著等特点,引入多二分类的研究方法搭建了从医学影像到计算... 详细信息

近年来,随着深度学习技术的日益普及与发展,卷积神经网络(CNN)被广泛应用于辅助医学诊断,并在医学影像诊断领域取得了重要的研究成果。本研究基于皮肤病数据种类繁多、特征不显著等特点,引入多二分类的研究方法搭建了从医学影像到计算机辅助诊断的框架,解决了目前皮肤病难以区分的问题,并在常见的皮肤病分类识别问题中得到具体检验。首先,本研究以3类常见的皮肤病数据集(白癜风、痤疮和银屑病)为例,实现了图像数据的增强、分割、多二分类器的构建、图像块的分类、皮肤病的判别等完整的工作流程。其次,在分组数据交叉验证下,三分类判别准确率为0.8320,四分类判别的准确率达到0.9125。最后,为了获得更高的准确率,在随机森林方法结果不理想的情况下,本研究引入了多二分类器网络架构,准确率达到了0.9377。

关键词：辅助医学诊断卷积神经网络(CNN) 皮肤病多二分类器

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四种肿瘤体细胞单核苷酸突变检测方法的比较

科研信息化技术与应用 2017年第6期8卷 77-87页

作者：李晓东何小雨陈玮李瑞琳赵丹祝海栋张裕代闯闯陆忠华迟学斌牛北方郎显宇中国科学院计算机网络信息中心北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院计算科学应用中心北京100190 贵州大学医学院贵州贵阳550025

随着高通量测序成本的不断降低,基于DNA测序技术的肿瘤基因组研究已经成为揭示肿瘤分子机制的主流方法,并在临床诊断和治疗中逐渐得到应用。肿瘤体细胞单核苷酸突变变异(single nucleotide variant,SNV)作为最简单的一种基因变异类型,... 详细信息

随着高通量测序成本的不断降低,基于DNA测序技术的肿瘤基因组研究已经成为揭示肿瘤分子机制的主流方法,并在临床诊断和治疗中逐渐得到应用。肿瘤体细胞单核苷酸突变变异(single nucleotide variant,SNV)作为最简单的一种基因变异类型,其检测会受到家系多态性、肿瘤异质性、测序和分析误差等多个因素的影响,从而导致一些假阳性的结果。目前,已有一些基于肿瘤基因组测序数据的体细胞SNV检测软件,如Varscan2,Mutect2,Strelka,Somatic Sniper等。本文选取四种典型的检测方法,对每种方法的检测原理进行研究,并使用ICGC-TCGA提供的全基因组数据,对上述四种变异检测软件进行测试。参照每种方法的分析流程,获得每种方法识别的候选变异位点集,并与真实的变异位点集合进行比较,分析每种算法的优缺点,从而为研究人员使用这些方法提供指导。

关键词：体细胞单核苷酸变异基因序列突变检测假阳性测序深度

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以青海为代表的全国新生儿出生缺陷研究综述

科研信息化技术与应用 2019年第2期10卷 78-88页

作者：赵得雄尚秋明栾海晶代闯闯李瑞琳何小雨韩鑫胤祝海栋何志鹏牛北方迟学斌陆忠华青海红十字医院青海西宁810000 中国科学院计算机网络信息中心北京100190 中国科学院大学北京100190 中国互联网络信息中心北京100190

[目的]分析我国新生儿出生缺陷的发生状况,探究影响新生儿出生缺陷的因素。[方法]采用了回顾性分析的研究方法,对我国主要省、直辖市、自治区的新生儿的出生缺陷率进行了统计分析。结果我国新生儿出生缺陷率在胎儿性别、地域、产妇年龄... 详细信息

[目的]分析我国新生儿出生缺陷的发生状况,探究影响新生儿出生缺陷的因素。[方法]采用了回顾性分析的研究方法,对我国主要省、直辖市、自治区的新生儿的出生缺陷率进行了统计分析。结果我国新生儿出生缺陷率在胎儿性别、地域、产妇年龄等方面有显著性差异:男性出生缺陷率高于女性出生缺陷率,农村出生缺陷率明显高于城市出生缺陷率,产妇年龄低于20岁以及高于35岁出现出生缺陷的概率明显高于其他年龄段。进一步研究发现,影响我国出生缺陷的主要因素有:妊娠期患病、孕妇年龄、孕期接触有害物质、分娩季度、孕期服用避孕药、孕期发热、异常生育史、家族遗传病、行为习惯等九大因素。[结论]孕产妇做好孕期保健,进行常规产前检查,保持良好的行为习惯,是降低出生缺陷率的有效举措。

关键词：出生缺陷出生缺陷率环境因素遗传因素新生儿

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二硫化钼直接制备加氢脱硫催化剂技术展望

石油化工 2022年第4期51卷 446-452页

作者：杨闯闯代巧玲户安鹏杨清河中国石化石油化工科学研究院北京100083

随着原油重质化和劣质化程度的加深以及环保法规的日益严格,加氢脱硫成为获得清洁燃料油的重要手段,催化剂是加氢脱硫技术的核心。针对现有加氢脱硫催化剂制备路线存在的硫化不充分、开工周期长、环境不友好、制备路线繁琐等不足,提出... 详细信息

随着原油重质化和劣质化程度的加深以及环保法规的日益严格,加氢脱硫成为获得清洁燃料油的重要手段,催化剂是加氢脱硫技术的核心。针对现有加氢脱硫催化剂制备路线存在的硫化不充分、开工周期长、环境不友好、制备路线繁琐等不足,提出开发兼顾低成本、高活性和环境友好三方面的催化剂制备路线,即以MoS_(2)直接制备加氢脱硫催化剂。对MoS_(2)和纳米MoS_(2)的制备以及MoS_(2)直接制备加氢脱硫催化剂的研究现状进行了综述,并对该制备路线的研究方向进行了展望。

关键词：二硫化钼加氢脱硫催化剂硫化态助剂纳米尺度化

纳米LDHs-DGT用于土壤环境无机砷提取检测技术研究

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农业环境科学学报 2023年第8期42卷 1893-1904页

作者：张润祺王震田佩宁张闯闯戴礼洪王玉姣赵玉杰农业农村部环境保护科研监测所农业农村部农产品质量安全环境因子控制重点实验室天津300191

为有效测量土壤环境中的砷污染,本研究开发了一种基于纳米层状双金属氢氧化物(LDHs)为结合膜的梯度扩散薄膜设备(LDHs-DGT)。对设备的基本性能以及适用条件进行了探究,对不同水分管理下土壤As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的动态变化进行监测,探究了不... 详细信息

为有效测量土壤环境中的砷污染,本研究开发了一种基于纳米层状双金属氢氧化物(LDHs)为结合膜的梯度扩散薄膜设备(LDHs-DGT)。对设备的基本性能以及适用条件进行了探究,对不同水分管理下土壤As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的动态变化进行监测,探究了不同水分管理下的不同深度砷的形态变化情况,实验结果表明,该技术能够在较宽的pH(4~8)和离子强度(CNaNO_(3)<0.7 mol·L^(-1))范围内对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)进行有效的提取和检测,其中,LDHs结合膜对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附容量分别为30μg·cm^(-2)和85μg·cm^(-2),结合膜在6 h内实现全解离;且LDHs-DGT具有较好的抗干扰特性,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在结合膜上没有明显的竞争吸附效应,对实际样品测定结果也能较好地反映DGT设备的实用性。综上所述,LDHs-DGT具有制备简单、适用范围广、检测效果好等特点,可为环境监测和评估提供新的解决方案。

关键词：层状双氢氧化物梯度扩散薄膜技术三价砷五价砷动态监测

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大容量试验系统建模方法及一键顺控方案研究

全球能源互联网 2023年第6期6卷 660-669页

作者：戴建卓张思聪申家铭陶闯闯陶加贵陈昱彤吴鑫吴益飞国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市210000 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

大容量试验是检验电力装备性能,保障装备安全可靠运行的重要环节。现有的大容量试验回路主要依靠人工操作,存在流程复杂、效率低且易出错的问题。针对大容量试验回路智能化控制的难题,研究建立了冲击发电机单电机短路模型和双电机并联... 详细信息

大容量试验是检验电力装备性能,保障装备安全可靠运行的重要环节。现有的大容量试验回路主要依靠人工操作,存在流程复杂、效率低且易出错的问题。针对大容量试验回路智能化控制的难题,研究建立了冲击发电机单电机短路模型和双电机并联短路模型,分析了发电机短路特性,结合典型大容量试验回路设计了一键顺控方案,提出试验回路一键顺控操作流程。通过对发电机短路模型和大容量试验回路系统的仿真,验证了所建发电机短路模型的正确性及大容量短路试验一键顺控方案的合理性。

关键词：大容量试验一键顺控冲击发电机短路模型智能化控制