ISSN 
2021年 第50卷 第6期
2021, 50(6): 801-801.
摘要:
量子机器学习是量子计算和机器学习在各自领域蓬勃发展后必然产生的交叉学科。量子计算的概念，可以追溯到二十世纪八十年代Benioff提出的计算机量子力学模型；而机器学习的概念，可以追溯到二十世纪四五十年代包括人工神经元在内的有关机器学习的先驱性研究。历史总是惊人的相似，两个学科在发展之初，各自领域最杰出的科学家都做出了开创性的工作：一边是图灵提出的图灵测试，另一边是费曼提出的量子计算机和量子模拟的概念；两个学科的理论基础均在二十世纪八九十年代得到了高速发展，并均在高速发展之后经历了一段“严冬”，然后在2010之后得益于物理硬件上的突破而重新获得了高度关注和发展，并应运而生了量子机器学习这一交叉学科。经过近十年的发展，量子机器学习尤其是相关量子算法方面，已经获得一系列重要的进展，如该文提到的量子K近邻、量子支持向量机、量子主成分分析、量子神经网络等，其研究范围已经包括了经典机器学习所涉及的方方面面；然而，量子机器学习尚未被解决的重大问题依然存在，包括近两年出现的新进展和问题，亟需更多好的综述性文章做出承前启后的总结作用。
量子机器学习是量子计算和机器学习在各自领域蓬勃发展后必然产生的交叉学科。量子计算的概念，可以追溯到二十世纪八十年代Benioff提出的计算机量子力学模型；而机器学习的概念，可以追溯到二十世纪四五十年代包括人工神经元在内的有关机器学习的先驱性研究。历史总是惊人的相似，两个学科在发展之初，各自领域最杰出的科学家都做出了开创性的工作：一边是图灵提出的图灵测试，另一边是费曼提出的量子计算机和量子模拟的概念；两个学科的理论基础均在二十世纪八九十年代得到了高速发展，并均在高速发展之后经历了一段“严冬”，然后在2010之后得益于物理硬件上的突破而重新获得了高度关注和发展，并应运而生了量子机器学习这一交叉学科。经过近十年的发展，量子机器学习尤其是相关量子算法方面，已经获得一系列重要的进展，如该文提到的量子K近邻、量子支持向量机、量子主成分分析、量子神经网络等，其研究范围已经包括了经典机器学习所涉及的方方面面；然而，量子机器学习尚未被解决的重大问题依然存在，包括近两年出现的新进展和问题，亟需更多好的综述性文章做出承前启后的总结作用。
2021, 50(6): 802-819.
doi: 10.12178/1001-0548.2021332
摘要:
复杂性是大数据区别于传统数据的根本所在，大数据的复杂性必然带来不确定性，如何高效、安全、准确地处理大数据所具有的复杂性和不确定性问题已经成为实现大数据知识发现的前提和关键。该文分析了目前大数据环境下不确定性集合理论和大数据计算与分析方法、机器学习、量子计算及量子机器学习的研究现状和不足，展望了未来的发展趋势，指出在即将来临的“大数据+人工智能+量子计算”时代，将“大数据+不确定性集合理论+机器学习+量子计算”交叉融合研究既有理论和现实意义，又有实用价值，也必将成为智慧化时代大数据领域的研究热点。
复杂性是大数据区别于传统数据的根本所在，大数据的复杂性必然带来不确定性，如何高效、安全、准确地处理大数据所具有的复杂性和不确定性问题已经成为实现大数据知识发现的前提和关键。该文分析了目前大数据环境下不确定性集合理论和大数据计算与分析方法、机器学习、量子计算及量子机器学习的研究现状和不足，展望了未来的发展趋势，指出在即将来临的“大数据+人工智能+量子计算”时代，将“大数据+不确定性集合理论+机器学习+量子计算”交叉融合研究既有理论和现实意义，又有实用价值，也必将成为智慧化时代大数据领域的研究热点。
2021, 50(6): 820-826.
doi: 10.12178/1001-0548.2021252
摘要:
SM4密码算法是我国国家密码管理局2006年公开发布的用于WAPI的分组密码算法，2021年6月成为国际标准。S盒作为唯一的非线性组件，其安全性直接影响到SM4算法的安全性。该文首次给出SM4密码算法S盒的量子电路实现。根据S盒的代数表达式，首先利用高斯消元法给出表达式中仿射变换的量子电路，然后把求逆元运算转换为求该元素的254次方，再分别给出对应的平方计算和乘法计算的量子电路，最后通过改进的Itoh-Tsujii算法给出S盒的量子电路。量子电路的复杂度分析表明：所给出的S盒的量子电路共用48个量子比特，592个量子门，电路深度为289，具有较高的效率。该研究将会对量子环境下SM4密码算法的安全性分析奠定基础。
SM4密码算法是我国国家密码管理局2006年公开发布的用于WAPI的分组密码算法，2021年6月成为国际标准。S盒作为唯一的非线性组件，其安全性直接影响到SM4算法的安全性。该文首次给出SM4密码算法S盒的量子电路实现。根据S盒的代数表达式，首先利用高斯消元法给出表达式中仿射变换的量子电路，然后把求逆元运算转换为求该元素的254次方，再分别给出对应的平方计算和乘法计算的量子电路，最后通过改进的Itoh-Tsujii算法给出S盒的量子电路。量子电路的复杂度分析表明：所给出的S盒的量子电路共用48个量子比特，592个量子门，电路深度为289，具有较高的效率。该研究将会对量子环境下SM4密码算法的安全性分析奠定基础。
2021, 50(6): 828-836.
doi: 10.12178/1001-0548.2021283
摘要:
肺腺癌是最常见的肺癌类型，具有侵袭性强、进展速度快和致命性强的特点，已成为世界范围内亟待解决的公共卫生问题。最新的研究显示，嗜乳脂蛋白(BTNs)基因家族在免疫调节过程中发挥着关键的作用，但其在肺腺癌中的功能尚未明确。该研究采用多组学融合与生存分析方法，对BTNs家族基因作为肺腺癌预后生物标志物的潜能进行了分析。研究结果显示，该基因家族中的BTN2A2和BTNL9在肺腺癌癌症组织中的表达水平均显著降低(P < 0.05)，且分别与患者的总体生存时间显著相关(P<0.05)。另外，BTN2A2和BTNL9的表达水平分别与B细胞、巨噬细胞和调节性T细胞的浸润水平显著正相关(P<0.05)，与BTN2A2共表达的基因在T细胞激活、细胞因子结合、MHC蛋白复合体结合等条目中显著富集，与BTNL9共表达的基因在细胞周期、DNA复制相关的条目中显著富集(adjust.P<0.05)。因此，BTN2A2和BTNL9的低表达分别与肺腺癌患者的总体生存率低密切相关，是肺腺癌患者潜在的预后生物标志物。
肺腺癌是最常见的肺癌类型，具有侵袭性强、进展速度快和致命性强的特点，已成为世界范围内亟待解决的公共卫生问题。最新的研究显示，嗜乳脂蛋白(BTNs)基因家族在免疫调节过程中发挥着关键的作用，但其在肺腺癌中的功能尚未明确。该研究采用多组学融合与生存分析方法，对BTNs家族基因作为肺腺癌预后生物标志物的潜能进行了分析。研究结果显示，该基因家族中的BTN2A2和BTNL9在肺腺癌癌症组织中的表达水平均显著降低(P < 0.05)，且分别与患者的总体生存时间显著相关(P<0.05)。另外，BTN2A2和BTNL9的表达水平分别与B细胞、巨噬细胞和调节性T细胞的浸润水平显著正相关(P<0.05)，与BTN2A2共表达的基因在T细胞激活、细胞因子结合、MHC蛋白复合体结合等条目中显著富集，与BTNL9共表达的基因在细胞周期、DNA复制相关的条目中显著富集(adjust.P<0.05)。因此，BTN2A2和BTNL9的低表达分别与肺腺癌患者的总体生存率低密切相关，是肺腺癌患者潜在的预后生物标志物。
2021, 50(6): 837-842.
doi: 10.12178/1001-0548.2021278
摘要:
阻断PD-1/PD-L1相互作用可以激活肿瘤浸润性T细胞并恢复其抗肿瘤活性，对于恶性肿瘤具有较好的治疗作用。尽管靶向PD-1/PD-L1通路的抗体药物对癌症有一定的疗效，但现有抗体药物存在生产成本高、个体差异大、引发不恰当的免疫反应等问题，而且还伴随着不可避免的缺陷，如器官或肿瘤渗透性差、口服生物利用度差等，因此迫切需要寻求多肽抑制剂等来弥补当前PD-1/PD-L1相互作用抗体阻断剂的缺点。该文以重组人PD-1蛋白为靶标，首次采用二代噬菌体展示技术淘选Ph.D.-7和Ph.D.-12噬菌体展示文库，获得了400条潜在的PD-1结合肽同时基于BLOSUM62打分矩阵对PD-1结合肽数据集进行了聚类分析。最后，对PD-1结合肽数据集进行了氨基酸组成、基于位置的氨基酸偏好性分析以及模拟位点分析。该文获得的PD-1结合肽有望开发成阻断PD-1/PD-L1相互作用的候选多肽药物，研究结果对于PD-1结合肽的计算设计有一定的指导意义。
阻断PD-1/PD-L1相互作用可以激活肿瘤浸润性T细胞并恢复其抗肿瘤活性，对于恶性肿瘤具有较好的治疗作用。尽管靶向PD-1/PD-L1通路的抗体药物对癌症有一定的疗效，但现有抗体药物存在生产成本高、个体差异大、引发不恰当的免疫反应等问题，而且还伴随着不可避免的缺陷，如器官或肿瘤渗透性差、口服生物利用度差等，因此迫切需要寻求多肽抑制剂等来弥补当前PD-1/PD-L1相互作用抗体阻断剂的缺点。该文以重组人PD-1蛋白为靶标，首次采用二代噬菌体展示技术淘选Ph.D.-7和Ph.D.-12噬菌体展示文库，获得了400条潜在的PD-1结合肽同时基于BLOSUM62打分矩阵对PD-1结合肽数据集进行了聚类分析。最后，对PD-1结合肽数据集进行了氨基酸组成、基于位置的氨基酸偏好性分析以及模拟位点分析。该文获得的PD-1结合肽有望开发成阻断PD-1/PD-L1相互作用的候选多肽药物，研究结果对于PD-1结合肽的计算设计有一定的指导意义。
2021, 50(6): 843-851.
doi: 10.12178/1001-0548.2021032
摘要:
作为目标检测领域最突出的问题，遮挡和多尺度严重影响了算法的召回率和准确率。针对以上问题，该文从感受野入手，提出了一种基于空洞卷积金字塔网络(ACFPN)的目标检测算法。首先，将不同尺寸的空洞卷积层引入特征金字塔网络(FPN)中，构建混合感受野模块(HRFM)，旨在控制参数量的条件下，通过增大感受野获取更多全局特征信息，解决目标的遮挡问题；其次，改进FPN的结构，设计低层嵌入特征金字塔模块(LEFPM)，将浅层特征细节信息和高层特征语义信息相融合，提高特征图的丰富度和表征能力，增强模型的尺度适应性；特别地，针对漏检问题，引入FCOS算法中的无锚框(AF)机制，减少了候选框的冗余，进一步提高了定位精度。最后在公开数据集上进行测试，该算法在检测精度上大幅提升。
作为目标检测领域最突出的问题，遮挡和多尺度严重影响了算法的召回率和准确率。针对以上问题，该文从感受野入手，提出了一种基于空洞卷积金字塔网络(ACFPN)的目标检测算法。首先，将不同尺寸的空洞卷积层引入特征金字塔网络(FPN)中，构建混合感受野模块(HRFM)，旨在控制参数量的条件下，通过增大感受野获取更多全局特征信息，解决目标的遮挡问题；其次，改进FPN的结构，设计低层嵌入特征金字塔模块(LEFPM)，将浅层特征细节信息和高层特征语义信息相融合，提高特征图的丰富度和表征能力，增强模型的尺度适应性；特别地，针对漏检问题，引入FCOS算法中的无锚框(AF)机制，减少了候选框的冗余，进一步提高了定位精度。最后在公开数据集上进行测试，该算法在检测精度上大幅提升。
2021, 50(6): 852-860.
doi: 10.12178/1001-0548.2021178
摘要:
服务卸载和雾/边缘计算为解决云网络的延迟提供了新的范例。然而，目前关于服务卸载的研究大多考虑将正在运行的计算服务从手机或云网络卸载到雾/边缘计算网络。但是，在卸载的过程中，它会消耗额外的资源并影响用户的体验。因此，该文在部署服务功能链(SFC)时，考虑通过有效的在线博弈决策，将每条服务功能链的部分虚拟网络功能(VNF)卸载并部署到雾/边缘网络中，从而满足用户的时延要求。该文提出了一种基于服务卸载和在线博弈的最小化时延的服务功能链部署算法(DSFCD-SOOG)，将有效的在线博弈和服务卸载决策相结合，在云雾计算网络中部署服务功能链，以减少服务功能链的端到端时延。最后，该文验证了DSFCD-SOOG算法在服务功能链部署中的资源效率、时间效率和阻塞率方面的优越性。
服务卸载和雾/边缘计算为解决云网络的延迟提供了新的范例。然而，目前关于服务卸载的研究大多考虑将正在运行的计算服务从手机或云网络卸载到雾/边缘计算网络。但是，在卸载的过程中，它会消耗额外的资源并影响用户的体验。因此，该文在部署服务功能链(SFC)时，考虑通过有效的在线博弈决策，将每条服务功能链的部分虚拟网络功能(VNF)卸载并部署到雾/边缘网络中，从而满足用户的时延要求。该文提出了一种基于服务卸载和在线博弈的最小化时延的服务功能链部署算法(DSFCD-SOOG)，将有效的在线博弈和服务卸载决策相结合，在云雾计算网络中部署服务功能链，以减少服务功能链的端到端时延。最后，该文验证了DSFCD-SOOG算法在服务功能链部署中的资源效率、时间效率和阻塞率方面的优越性。
2021, 50(6): 861-867.
doi: 10.12178/1001-0548.2020400
摘要:
针对火灾检测时延过长的问题，该文引入新的火灾探测数据源，将模糊逻辑和D-S证据理论融合，提出一种信号火灾探测方法。该方法使用CO浓度、烟雾浓度、温度、O2浓度以及热释放速率等作为火灾探测数据源，建立火灾判别概率函数，计算各个数据源的无火、阴燃火和明火的判别概率，结合Jousselme距离为数据源分配权重，最终通过D-S证据理论对多源判别信息进行融合。仿真结果表明，该方法相比于未引入O2浓度和热释放速率的火灾探测方法，能提早3~5 s探测出火灾，提升了火灾探测及时性。
针对火灾检测时延过长的问题，该文引入新的火灾探测数据源，将模糊逻辑和D-S证据理论融合，提出一种信号火灾探测方法。该方法使用CO浓度、烟雾浓度、温度、O2浓度以及热释放速率等作为火灾探测数据源，建立火灾判别概率函数，计算各个数据源的无火、阴燃火和明火的判别概率，结合Jousselme距离为数据源分配权重，最终通过D-S证据理论对多源判别信息进行融合。仿真结果表明，该方法相比于未引入O2浓度和热释放速率的火灾探测方法，能提早3~5 s探测出火灾，提升了火灾探测及时性。
2021, 50(6): 868-876.
doi: 10.12178/1001-0548.2021115
摘要:
Polar mesosphere echoes and polar mesosphere clouds data extraction and analysis software (PMEC_DEAS) is used to deal with the echoes and clouds dataset, then the characteristics of radar echoes are studied in the paper. By analyzing the polar mesosphere summer echoes (PMSE) and polar mesospheric clouds (PMC) data in the short-and long-terms as an example based on the PMEC_DEAS, the correlation between the occurrence rate (OR) of PMSE and PMC is studied. It is found that the correlation between the short-term PMSE OR and PMC is not significant, the long-term double-layer PMSE OR is positively correlated with the PMC. It shows that double-layer PMSE is closely related to PMC, which is consistent with existing conclusions. PMEC_DEAS can effectively adapt to the complex characteristic changes of the events and has good robustness. The data analyzed by PMEC_DEAS exhibit better stability and compatibility, and show superiority in convenience and utilitarian nature over the current mainstream software.
Polar mesosphere echoes and polar mesosphere clouds data extraction and analysis software (PMEC_DEAS) is used to deal with the echoes and clouds dataset, then the characteristics of radar echoes are studied in the paper. By analyzing the polar mesosphere summer echoes (PMSE) and polar mesospheric clouds (PMC) data in the short-and long-terms as an example based on the PMEC_DEAS, the correlation between the occurrence rate (OR) of PMSE and PMC is studied. It is found that the correlation between the short-term PMSE OR and PMC is not significant, the long-term double-layer PMSE OR is positively correlated with the PMC. It shows that double-layer PMSE is closely related to PMC, which is consistent with existing conclusions. PMEC_DEAS can effectively adapt to the complex characteristic changes of the events and has good robustness. The data analyzed by PMEC_DEAS exhibit better stability and compatibility, and show superiority in convenience and utilitarian nature over the current mainstream software.
2021, 50(6): 877-882.
doi: 10.12178/1001-0548.2020336
摘要:
终端用户移动是移动网络的一个主要特征。目前，关于物理层安全的研究很少考虑用户移动性对通信安全性能的影响。该文研究了随机移动用户的协同干扰物理层安全机制，推导了随机移动场景中协同干扰下的遍历安全容量，并与静态场景下的协同干扰方案进行了比较。通过数学证明，揭示了具体参数对安全性能的影响。数值结果表明，随机移动场景下协同干扰机制的安全容量和安全能效均有提高，实现了传输安全性的增强。
终端用户移动是移动网络的一个主要特征。目前，关于物理层安全的研究很少考虑用户移动性对通信安全性能的影响。该文研究了随机移动用户的协同干扰物理层安全机制，推导了随机移动场景中协同干扰下的遍历安全容量，并与静态场景下的协同干扰方案进行了比较。通过数学证明，揭示了具体参数对安全性能的影响。数值结果表明，随机移动场景下协同干扰机制的安全容量和安全能效均有提高，实现了传输安全性的增强。
2021, 50(6): 883-889.
doi: 10.12178/1001-0548.2021157
摘要:
为解决1.8~6.0 GHz频段内5G相控阵的大批量、快速、高效的幅相校准，该文提出一种新型近场多探头空口幅相校准方法。该方法先用多探头阵列，从校准阵获取基准的校准参数，然后利用校准阵近/远场之间的传递函数关系，对待测阵各通道进行幅相校准。文中分析了校准误差的来源与影响，并用4×4多探头近场测量阵列，研制出了测试系统，对方法的可行性与准确性进行了实测验证。仿真与实测结果表明，幅度校准误差在±0.5 dB之内、相位校准误差在±5°之内。相比已有空口校准系统，该系统体积更小、效率更高，校准精度与远场校准基本相当，展现出对大批量小型5G相控阵进行产线快速幅相校准的能力。
为解决1.8~6.0 GHz频段内5G相控阵的大批量、快速、高效的幅相校准，该文提出一种新型近场多探头空口幅相校准方法。该方法先用多探头阵列，从校准阵获取基准的校准参数，然后利用校准阵近/远场之间的传递函数关系，对待测阵各通道进行幅相校准。文中分析了校准误差的来源与影响，并用4×4多探头近场测量阵列，研制出了测试系统，对方法的可行性与准确性进行了实测验证。仿真与实测结果表明，幅度校准误差在±0.5 dB之内、相位校准误差在±5°之内。相比已有空口校准系统，该系统体积更小、效率更高，校准精度与远场校准基本相当，展现出对大批量小型5G相控阵进行产线快速幅相校准的能力。
2021, 50(6): 890-898.
doi: 10.12178/1001-0548.2021044
摘要:
针对现实生活中车辆配送的实际情况以及客户对服务时间的具体要求，该文提出了一种离散多元宇宙算法来求解在模糊时间窗约束下的多配送中心车辆路径问题(MDVRPFTW)。以总成本最低、顾客满意度最大为多目标函数，针对MDVRPFTW构建出相应的数学模型。该算法在传统多元宇宙算法基础上，重新定义了在离散车辆路径问题下的更新策略。实验结果表明，该算法能更好地解决在模糊时间窗约束下的多配送中心车辆路径问题，优于其他几种对比算法，具有较强的寻优能力和应用价值。
针对现实生活中车辆配送的实际情况以及客户对服务时间的具体要求，该文提出了一种离散多元宇宙算法来求解在模糊时间窗约束下的多配送中心车辆路径问题(MDVRPFTW)。以总成本最低、顾客满意度最大为多目标函数，针对MDVRPFTW构建出相应的数学模型。该算法在传统多元宇宙算法基础上，重新定义了在离散车辆路径问题下的更新策略。实验结果表明，该算法能更好地解决在模糊时间窗约束下的多配送中心车辆路径问题，优于其他几种对比算法，具有较强的寻优能力和应用价值。
2021, 50(6): 899-906.
doi: 10.12178/1001-0548.2020380
摘要:
时间序列分类是数据挖掘中的重要主题，现有的大部分时间序列分类方法较少考虑到序列形状对分类结果的影响。该文提出了一种基于k-shape的时间序列模糊分类方法。该方法通过使用k-shape聚类算法对时间序列训练数据集各类别的成员进行聚类，获得各类别的聚类中心并形成聚类中心群，将每个类别的聚类中心群作为时间序列数据模糊分类的初始聚类中心，根据隶属度最大原则确定测试时间序列数据的类别标签。在30个时间序列公开数据集上的分类实验结果表明，该方法相较于SVM、Bayes、EAIW和TLCS这4种分类算法具有更好的分类性能，对具有扭曲和位移特征的时间序列数据分类有更好的可用性。
时间序列分类是数据挖掘中的重要主题，现有的大部分时间序列分类方法较少考虑到序列形状对分类结果的影响。该文提出了一种基于k-shape的时间序列模糊分类方法。该方法通过使用k-shape聚类算法对时间序列训练数据集各类别的成员进行聚类，获得各类别的聚类中心并形成聚类中心群，将每个类别的聚类中心群作为时间序列数据模糊分类的初始聚类中心，根据隶属度最大原则确定测试时间序列数据的类别标签。在30个时间序列公开数据集上的分类实验结果表明，该方法相较于SVM、Bayes、EAIW和TLCS这4种分类算法具有更好的分类性能，对具有扭曲和位移特征的时间序列数据分类有更好的可用性。
2021, 50(6): 907-914.
doi: 10.12178/1001-0548.2021103
摘要:
该文提出了一种适用于联盟链的基于信用投票机制的共识算法(PoVT)。该算法通过引入投票机制来决定记账权的归属，避免了节点之间的算力竞争，使系统中的节点能够公平地获得记账权；通过给节点赋予信用值，减小权益对系统的影响，同时对节点的行为进行量化评价能够更好地约束节点的行为，使其对恶意行为产生顾虑；此外，在PoVT的基础上提出了一个主从多链的分层跨链模型，对其性能进行了实验分析，结果表明系统的效率有了提高，且对双花攻击、自私挖矿、权益粉碎等攻击手段都有一定的防御能力。
该文提出了一种适用于联盟链的基于信用投票机制的共识算法(PoVT)。该算法通过引入投票机制来决定记账权的归属，避免了节点之间的算力竞争，使系统中的节点能够公平地获得记账权；通过给节点赋予信用值，减小权益对系统的影响，同时对节点的行为进行量化评价能够更好地约束节点的行为，使其对恶意行为产生顾虑；此外，在PoVT的基础上提出了一个主从多链的分层跨链模型，对其性能进行了实验分析，结果表明系统的效率有了提高，且对双花攻击、自私挖矿、权益粉碎等攻击手段都有一定的防御能力。
2021, 50(6): 915-920.
doi: 10.12178/1001-0548.2021186
摘要:
眼底微血管瘤是糖尿病诱发视网膜病变的初期症状，实现基于彩色眼底图像的微血管瘤的自动检测有助于辅助医生判断患者的视网膜是否正常，同时也是糖网病变分级评估中最重要的预处理手段。但由于视网膜结构复杂，同时眼底图像的成像由于患者、环境、采集设备等因素的不同会存在不同的亮度和对比度，现有的微血管瘤检测算法难以实现微血管瘤的精确检测，检测结果中存在大量的非微血管瘤候选区，如血管、背景噪声。由于卷积神经网络具有非常强的表达能力，能通过模型训练自动学习到目标的特征，该文提出了基于卷积神经网络的微血管瘤检测方法，仿真结果表明，该方法的检测效果优于传统的微血管瘤检测方法，在复杂的糖网图像下能实现微血管瘤的精确提取，将部分血管、背景噪声排除在外，使基于卷积神经网络提取的候选区数量更少且形态规则，有利于后续的特征提取和分类。
眼底微血管瘤是糖尿病诱发视网膜病变的初期症状，实现基于彩色眼底图像的微血管瘤的自动检测有助于辅助医生判断患者的视网膜是否正常，同时也是糖网病变分级评估中最重要的预处理手段。但由于视网膜结构复杂，同时眼底图像的成像由于患者、环境、采集设备等因素的不同会存在不同的亮度和对比度，现有的微血管瘤检测算法难以实现微血管瘤的精确检测，检测结果中存在大量的非微血管瘤候选区，如血管、背景噪声。由于卷积神经网络具有非常强的表达能力，能通过模型训练自动学习到目标的特征，该文提出了基于卷积神经网络的微血管瘤检测方法，仿真结果表明，该方法的检测效果优于传统的微血管瘤检测方法，在复杂的糖网图像下能实现微血管瘤的精确提取，将部分血管、背景噪声排除在外，使基于卷积神经网络提取的候选区数量更少且形态规则，有利于后续的特征提取和分类。
2021, 50(6): 921-929.
doi: 10.12178/1001-0548.2021158
摘要:
药物开发周期长且耗资大，使用计算机药物筛选方法辅助筛选先导化合物的方式可有效提升其效率。该文基于注意力机制提出一种新的特征融合方案——多特性融合方案，并结合现有的基于边注意的图卷积网络，对从公共化学数据库PubChem中筛选的不同种类的生物活性数据集进行生物活性预测。通过直接学习分子图特征，避免了人工计算特征带来的不稳定性及不可靠性；并且基于注意力的多特性融合方案使得模型可以自适应融合多个边属性特征。经验证，该方法比其他机器学习方法能更准确地预测分子的生物活性。
药物开发周期长且耗资大，使用计算机药物筛选方法辅助筛选先导化合物的方式可有效提升其效率。该文基于注意力机制提出一种新的特征融合方案——多特性融合方案，并结合现有的基于边注意的图卷积网络，对从公共化学数据库PubChem中筛选的不同种类的生物活性数据集进行生物活性预测。通过直接学习分子图特征，避免了人工计算特征带来的不稳定性及不可靠性；并且基于注意力的多特性融合方案使得模型可以自适应融合多个边属性特征。经验证，该方法比其他机器学习方法能更准确地预测分子的生物活性。
2021, 50(6): 930-937.
doi: 10.12178/1001-0548.2021106
摘要:
复杂网络中重要节点的挖掘对分析和治理现实复杂系统有着重要的指导意义。设计能反映节点重要性的有效计算方法，是高效准确挖掘重要节点的关键。该文基于节点的邻居信息，采用特征工程中的特征提取、特征重构等方法提取能有效反映节点局部结构的特征向量。利用局部特征向量，通过回归模型建立节点局部结构和重要性的关系模型。在13个真实网络上的实验结果表明，相比于已有的重要节点挖掘基准方法，该方法具有更优的性能。
复杂网络中重要节点的挖掘对分析和治理现实复杂系统有着重要的指导意义。设计能反映节点重要性的有效计算方法，是高效准确挖掘重要节点的关键。该文基于节点的邻居信息，采用特征工程中的特征提取、特征重构等方法提取能有效反映节点局部结构的特征向量。利用局部特征向量，通过回归模型建立节点局部结构和重要性的关系模型。在13个真实网络上的实验结果表明，相比于已有的重要节点挖掘基准方法，该方法具有更优的性能。
2021, 50(6): 938-946.
doi: 10.12178/1001-0548.2021147
摘要:
新冠肺炎传播的主要渠道是宏观和微观的人口流动，而人口和物资流动又是推动经济发展、保证人民生活水平的重要手段，对于经济发展相对落后的民族地区而言尤其重要。该文基于百度迁徙数据证实了人口流动数据与城市GDP指标具有极强的相关性，并对新冠疫情期间民族地区城市的人口流入、人口流出和城市内人口流动情况进行量化分析，研究表明受疫情影响，2020年春节后我国城市人口流动呈现先大幅度下降后缓慢上升趋势，并且疫情后人口流出量和人口流入量减少反映了我国长途人口流动受限，而城市内人口流动增加反映了疫情后短途流动略有增加。新冠肺炎疫情对全国不同民族地区的影响差异较大，西北民族地区受疫情影响尤其明显，个别城市平均人口流动量下降50%以上，而对西南民族地区的影响相对较小。通过对疫情期间民族地区人口流动和经济变化进行统计分析，并对各个城市受疫情影响程度进行刻画，有助于针对这些地区制定出更有效的防控策略和扶贫帮扶措施，该分析结果可为相关部门提供决策参考。
新冠肺炎传播的主要渠道是宏观和微观的人口流动，而人口和物资流动又是推动经济发展、保证人民生活水平的重要手段，对于经济发展相对落后的民族地区而言尤其重要。该文基于百度迁徙数据证实了人口流动数据与城市GDP指标具有极强的相关性，并对新冠疫情期间民族地区城市的人口流入、人口流出和城市内人口流动情况进行量化分析，研究表明受疫情影响，2020年春节后我国城市人口流动呈现先大幅度下降后缓慢上升趋势，并且疫情后人口流出量和人口流入量减少反映了我国长途人口流动受限，而城市内人口流动增加反映了疫情后短途流动略有增加。新冠肺炎疫情对全国不同民族地区的影响差异较大，西北民族地区受疫情影响尤其明显，个别城市平均人口流动量下降50%以上，而对西南民族地区的影响相对较小。通过对疫情期间民族地区人口流动和经济变化进行统计分析，并对各个城市受疫情影响程度进行刻画，有助于针对这些地区制定出更有效的防控策略和扶贫帮扶措施，该分析结果可为相关部门提供决策参考。
2021, 50(6): 947-953.
doi: 10.12178/1001-0548.2021092
摘要:
低压直流微电网是实现终端用户负荷直流化的一种重要形态，为了解决其中各储能单元荷电状态(SoC)不一致问题，提出了改进SoC均衡控制策略。该策略可同时实现储能单元充电和放电过程中的SoC均衡和负载电流分配，并将母线电压偏差控制在较小范围内。同时控制系统无需进行输出电流采样与互联通信，可有效降低设计成本。其次提出了曲线法分析系统动态特性，并基于小信号模型对系统进行稳定性分析。最后搭建硬件实验平台，验证了该控制策略的正确性及可行性。
低压直流微电网是实现终端用户负荷直流化的一种重要形态，为了解决其中各储能单元荷电状态(SoC)不一致问题，提出了改进SoC均衡控制策略。该策略可同时实现储能单元充电和放电过程中的SoC均衡和负载电流分配，并将母线电压偏差控制在较小范围内。同时控制系统无需进行输出电流采样与互联通信，可有效降低设计成本。其次提出了曲线法分析系统动态特性，并基于小信号模型对系统进行稳定性分析。最后搭建硬件实验平台，验证了该控制策略的正确性及可行性。
2021, 50(6): 954-960.
doi: 10.12178/1001-0548.2021094
摘要:
在实际工程中，附有集中质点或者可以等效为集中质点的矩形薄板结构在机械工程、电子工程以及车辆工程等领域具有广泛应用，如支撑工作台、舰船甲板、PCB板等。采用改进Fourier-Ritz方法对一般边界条件下且附加集中质量的矩形薄板建立数值分析模型，可以避免传统方法在薄板边界处存在的不可导或者不连续等问题。另外采用余弦函数加多项式形式的傅里叶展开相较于正弦函数展开，其结果具有更好的收敛性。该文给出带有集中质量矩形薄板振动的质量矩阵和刚度矩阵的计算方法，分析了不同边界约束的设定参数以及讨论了集中质量大小、位置以及数量对矩形板模态的影响。该方法及其分析结果可以应用于矩形薄板的振动分析以及振动控制。
在实际工程中，附有集中质点或者可以等效为集中质点的矩形薄板结构在机械工程、电子工程以及车辆工程等领域具有广泛应用，如支撑工作台、舰船甲板、PCB板等。采用改进Fourier-Ritz方法对一般边界条件下且附加集中质量的矩形薄板建立数值分析模型，可以避免传统方法在薄板边界处存在的不可导或者不连续等问题。另外采用余弦函数加多项式形式的傅里叶展开相较于正弦函数展开，其结果具有更好的收敛性。该文给出带有集中质量矩形薄板振动的质量矩阵和刚度矩阵的计算方法，分析了不同边界约束的设定参数以及讨论了集中质量大小、位置以及数量对矩形板模态的影响。该方法及其分析结果可以应用于矩形薄板的振动分析以及振动控制。
