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大规模图神经网络研究综述

计算机学报 2024年第1期47卷 148-171页

作者：肖国庆李雪琪陈玥丹唐卓姜文君李肯立湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 湖南大学深圳研究院广东深圳518000

图神经网络凭借其处理非欧氏空间数据及其复杂特征方面的优越性受到了大量的关注,并且被广泛应用于推荐系统、知识图谱、交通道路分析等场景中.面对大规模数据,图结构的不规则性、节点特征的复杂性以及训练样本之间的依赖性对图神经网... 详细信息

图神经网络凭借其处理非欧氏空间数据及其复杂特征方面的优越性受到了大量的关注,并且被广泛应用于推荐系统、知识图谱、交通道路分析等场景中.面对大规模数据,图结构的不规则性、节点特征的复杂性以及训练样本之间的依赖性对图神经网络模型的计算效率、内存管理以及分布式系统中的通信开销造成了巨大的压力.为应对和缓解以上问题,研究者从应用场景、算法模型、编程框架和硬件结构等多个层面对其进行了优化.本文主要回顾和总结了算法模型及编程框架方面的优化,为读者了解面向大规模数据的图神经网络采样算法以及框架优化相关工作提供帮助,为未来算法-框架协同优化奠定基础.具体来说,本文首先简要介绍图神经网络模型中的消息传递机制,分类介绍常见的图神经网络模型,并分析其在大规模数据训练中面临的困难和挑战;然后对面向大规模数据的图神经网络算法模型进行分类总结和分析,包括基于节点、边和子图的采样算法;接着介绍图神经网络编程框架加速的相关进展,主要包括主流框架的介绍以及优化技术的分类总结和分析;最后对未来面向大规模数据的图神经网络研究进行展望.

关键词：图神经网络大规模数据算法优化框架加速

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新时代我国区域协调发展战略的推进路径

行政论坛 2024年第3期31卷 33-41页

作者：陈建斌唐龙辉湘潭大学公共管理学院湖南湘潭411105 湖南女子学院信息科学与工程学院湖南长沙410004

区域协调发展战略既是我国“十四五”时期经济社会发展的重要目标,也是新时代加快构建新发展格局、着力推动高质量发展的必然要求。在系统梳理马克思主义相关理论基础上,通过回溯新中国成立以来区域协调发展战略的历史过程和实践探索,... 详细信息

区域协调发展战略既是我国“十四五”时期经济社会发展的重要目标,也是新时代加快构建新发展格局、着力推动高质量发展的必然要求。在系统梳理马克思主义相关理论基础上,通过回溯新中国成立以来区域协调发展战略的历史过程和实践探索,着重论述新时代我国区域协调发展战略的演进过程和面临的挑战,研究认为,新时代我国区域协调发展战略的推进路径是:实施高水平对外开放;构建优势互补高质量发展的区域经济新格局;加快推动新旧动能转换和跨区域流动;建立健全区域协调发展体制机制。

关键词：新时代区域治理区域协调发展战略

分时电价背景下电动车配送-充电/放电路径规划

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控制与决策 2024年

作者：刘长石李君宇易鲲翔范黎骏万城湖南工商大学管理科学与工程学院湖南工商大学智能工程与智能制造学院东北大学信息科学与工程学院

分时电价政策与车辆到电网(Vehicle-to-Grid,V2G)技术能够平衡电网负载、增强电网削峰填谷能力,是物流业降本增利的新途径.为探讨分时电价政策与V2G技术对物流配送路径规划的影响,综合考虑客户需求、电动车行驶速度、能耗以及充/放电策... 详细信息

分时电价政策与车辆到电网(Vehicle-to-Grid,V2G)技术能够平衡电网负载、增强电网削峰填谷能力,是物流业降本增利的新途径.为探讨分时电价政策与V2G技术对物流配送路径规划的影响,综合考虑客户需求、电动车行驶速度、能耗以及充/放电策略等因素,以总配送成本最小、放电利润最大为目标,建立电动车配送-充电/放电路径规划的多目标混合整数规划模型,并根据模型特性设计改进非支配排序遗传算法求解.采用多类型算例开展实验,结果表明:本文方法能在较短时间内科学规划分时电价背景下的电动车配送-充电/放电路径,不但能有效降低总配送成本、提高放电利润,而且能助力电网平稳运行,为广大电能用户营造良好的用电环境,实现物流企业、电力公司与电能用户三方互利共赢.

关键词：分时电价车辆到电网技术充/放电策略电动车路径问题多目标优化改进非支配排序遗传算法

荧光光谱结合DM-BPNN算法快速检测橄榄油中掺假廉价植物油

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中国油脂 2024年

作者：吴霞周德旭宗伟凯河南水利与环境职业学院信息工程系河南农业大学食品科学技术学院郑州大学信息工程学院

为实现一种快速、无损、非侵入检测特级初榨橄榄油所含廉价植物油浓度的预测方法，本文提出一种基于扩散映射结合反向传播神经网络的算法模型实现激光诱导荧光光谱检测特级初榨橄榄油的掺假浓度。本研究采用360 nm的紫外激光作为荧光光... 详细信息

为实现一种快速、无损、非侵入检测特级初榨橄榄油所含廉价植物油浓度的预测方法，本文提出一种基于扩散映射结合反向传播神经网络的算法模型实现激光诱导荧光光谱检测特级初榨橄榄油的掺假浓度。本研究采用360 nm的紫外激光作为荧光光谱的激励源，通过荧光探头激发油菜籽油、大豆油、葵花籽油等廉价植物油混合特级初榨橄榄油产生的激光诱导荧光光谱信号，分析了廉价植物油和特级初榨橄榄油的荧光光谱特征和差异，解译并判定了激光诱导荧光光谱谱峰对应的化学物质成分，利用扩散映射算法提取了荧光光谱的特征信息并完成了高维数据向低维数据的映射，基于反向传播神经网络算法实现了对廉价植物油掺假特级初榨橄榄油浓度的预测。实验结果表明激光诱导荧光光谱技术结合扩散映射和反向传播神经网络算法模型可以满足对油菜籽油、大豆油、葵花籽油等廉价植物油混合特级初榨橄榄油的浓度预测，其中定量模型测试集的决定系数均大于0.9890，均方根误差均小于0.0010。总之，本文提出的廉价植物油掺假特级初榨橄榄油的浓度预测方法具有良好的性能表现，其在规范我国橄榄油市场秩序、促进国内橄榄油生产企业的健康发展具有重要的意义和价值。同时，为市场监督管理部门的现场执法应用提供了一种可供参考的荧光方法。

关键词：扩散映射反向传播神经网络激光诱导荧光光谱特级初榨橄榄油掺假

基于无向加权图上信号采样重构的推荐系统预测

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计算机应用与软件 2024年第8期41卷 326-333,397页

作者：刘爱民李茂郴州职业技术学院湖南郴州423000 湖南大学信息科学与工程学院湖南长沙410000

为有效地捕获数据的潜在结构并且降低计算量,提出一种基于无向加权图上信号采样重构的推荐系统预测算法。为了利用未标记条目所携带的信息,将用户或项目及其关系建模为一个加权无向图。为了实现采样信号重构,在再生核希尔伯特空间中,将... 详细信息

为有效地捕获数据的潜在结构并且降低计算量,提出一种基于无向加权图上信号采样重构的推荐系统预测算法。为了利用未标记条目所携带的信息,将用户或项目及其关系建模为一个加权无向图。为了实现采样信号重构,在再生核希尔伯特空间中,将该问题近似地建模为一个二次无条件优化问题。为了降低计算复杂度,引入一种近似求解策略。在两个开放的公共数据库上的实验结果表明,该模型显著提高了预测精度,并且大大降低了计算复杂度。

关键词：推荐系统采样重构希尔伯特空间加权无向图

风光储能一体化智慧能源设计中计算机技术的应用

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储能科学与技术 2024年第3期13卷 946-948页

作者：马海凤徐春艳张传博于彤焦锏秦皇岛职业技术学院信息工程系河北秦皇岛066100

本文对智慧能源计算机技术在风光储能领域应用情况进行综述,详细分析了风光储能发电模型的拓扑结构,包括光伏发电模型、风力发电模型以及风光储能模型。基于模型结构,探讨了智慧能源以及相关网络技术在风光储能中的应用,着重阐述了智慧... 详细信息

本文对智慧能源计算机技术在风光储能领域应用情况进行综述,详细分析了风光储能发电模型的拓扑结构,包括光伏发电模型、风力发电模型以及风光储能模型。基于模型结构,探讨了智慧能源以及相关网络技术在风光储能中的应用,着重阐述了智慧能源建立的感知层和管理层架构,并指出了各层级具体的组成部分。最后分析了智慧能源技术在储能产业中的未来应用前景。可以肯定的是,依靠“互联网+”和“万物互联”的思想,智慧能源作为储能系统的新兴软实力,其地位将会越来越重要,是未来新能源、储能产业发展的重要科目。

关键词：风光储能一体化智慧化计算机

基于CMOS宽调谐有源电感的微型化带通滤波器

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微电子学 2024年

作者：徐丹丹刘成尧万求真浙江工业职业技术学院湖南师范大学信息科学与工程学院

本文提出一种基于CMOS宽调谐有源电感的微型化带通滤波器。该滤波器由新型有源电感、输入级、输出级以及双重负阻电路等部分构成，利用可调谐有源电感和双重负阻电路技术，实现了滤波器中心频率的宽调谐范围。该带通滤波器采用65nm CMO... 详细信息

本文提出一种基于CMOS宽调谐有源电感的微型化带通滤波器。该滤波器由新型有源电感、输入级、输出级以及双重负阻电路等部分构成，利用可调谐有源电感和双重负阻电路技术，实现了滤波器中心频率的宽调谐范围。该带通滤波器采用65nm CMOS工艺设计，版图面积仅为409 μm×570 μm。仿真结果表明，滤波器的中心频率可调范围为1.50～8.44 GHz，品质因子Q介于6.2到17.4之间，中心工作频率处的回波损耗（S11）保持在-20 dB以下，噪声系数为15.38～20.85 dB；在中心频率为7 GHz时，输入1 dB压缩点为-1.72 dBm。在1.2 V电源电压下，整个带通滤波器的最大功耗仅为3.2 mW。提出的带通滤波器满足了微型化、宽调谐范围与低功耗的设计要求。

关键词：有源电感 CMOS 带通滤波器微型化宽调谐范围低功耗

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大规模图的分布式核分解算法

软件学报 2024年

作者：翁同峰周旭李肯立胡逸騉国家超级计算长沙中心 School of Computing National University of Singapore 湖南大学信息科学与工程学院

随着互联网信息技术的发展,社交网络、计算机网络及生物信息网络等领域涌现海量大规模图数据.鉴于传统图数据管理技术在处理大规模图时存在存储及性能方面的局限,大规模图的分布式处理技术已成为图数据库领域的研究热点,并得到工业界和... 详细信息

随着互联网信息技术的发展,社交网络、计算机网络及生物信息网络等领域涌现海量大规模图数据.鉴于传统图数据管理技术在处理大规模图时存在存储及性能方面的局限,大规模图的分布式处理技术已成为图数据库领域的研究热点,并得到工业界和学术界的广泛关注.图的核分解用于计算图中所有顶点的核值,有助于挖掘重要图结构信息,在社区搜索、蛋白质结构分析和网络结构可视化等诸多应用中发挥着关键作用.当前以顶点为中心计算模式的分布式核分解算法中采用一种广播的消息传递机制,一方面,存在大量的冗余通信及计算开销;另一方面,处理大规模图核分解过程中易产生内存溢出问题.为此,分别提出基于全局激活和层次剥离计算框架,并提出分布式核分解新算法,通过引入基于顶点核值局部性特点的消息剪枝策略和以计算节点为中心的计算新模式,保证算法有效性的同时提升其性能.在国家超级计算长沙中心分布式集群上,分别针对大规模真实和合成数据集,算法总耗时性能提升比例为37%–98%,验证所提模型和算法的有效性和高效性.

关键词：大规模图分布式算法核分解图计算

基于MVO算法与改进目标函数的电力系统负荷频率控制

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 1-14页

作者：李谟发张志文胡斯佳练红海湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南电气职业技术学院风能工程学院湖南湘潭411101

针对风电并网时的随机波动功率、负荷频率控制(load frequency control, LFC)系统参数变化所引起的电力系统频率稳定问题,提出了一种基于智能优化算法与改进目标函数的互联电网LFC系统最优PID控制器设计方法。首先,分析了基于PID控制的... 详细信息

针对风电并网时的随机波动功率、负荷频率控制(load frequency control, LFC)系统参数变化所引起的电力系统频率稳定问题,提出了一种基于智能优化算法与改进目标函数的互联电网LFC系统最优PID控制器设计方法。首先,分析了基于PID控制的含风电互联电力系统LFC闭环模型。其次,在时间乘误差绝对值积分(integral of time multiplied absolute error, ITAE)性能指标的目标函数中考虑了区域控制器的输出信号偏差,对优化目标函数进行改进。采用性能优良的多元宇宙优化(multi-verse optimizer, MVO)算法先计算后验证的思路,寻优获得最优PID控制器参数。最后,以两区域4机组互联电力LFC系统为例,仿真验证了基于MVO算法结合改进目标函数所获得的PID控制器,比基于MVO算法所获得的PID控制器,对阶跃负荷扰动、随机负荷扰动、风电功率偏差扰动以及系统的参数变化,具有相对较好的鲁棒性能。并且,对控制器参数也具有相对较好的非脆弱性指标。

关键词：多元宇宙优化算法风电负荷频率控制目标函数互联电力系统渗透率