分类： 统计学 >> 数理统计学 分类： 数学 >> 统计和概率 分类： 计算机科学 >> 计算机应用技术 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间： 2022-07-28
摘要：统计独立性是统计学和机器学习领域的基础性概念，如何表示和度量统计独立性是该领域的基本问题。Copula理论提供了统计相关关系表示的理论工具，而Copula熵理论则给出了度量统计独立性的概念工具。本文综述了Copula熵的理论和应用，概述了其基本概念定义、定理和性质，以及估计方法。介绍了Copula熵研究的最新进展，包括其在统计学的六个基本问题（结构学习、关联发现、变量选择、因果发现、域自适应和正态性检验等）上的理论应用。讨论了前四个理论应用之间的关系，以及其对应的深层次的相关性和因果性概念之间的联系，并将Copula熵的（条件）独立性度量框架与基于核函数和距离相关的同类框架进行了对比。简述了Copula熵在理论物理学、理论化学、化学信息学、水文学、环境气象学、生态学、动物形态学、农学、认知神经学、运动神经学、计算神经学、心理学、系统生物学、生物信息学、临床诊断学、老年医学、精神病学、公共卫生学、经济学、社会学、教育学、政治学，以及能源工程、土木工程、制造工程、可靠性工程、航空航天、通信工程、测绘工程和金融工程等领域的实际应用。
分类： 管理学 >> 管理学其他学科 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息与系统科学其他学科 提交时间： 2022-07-14
当前科学技术迅速发展，带来经济社会的剧烈变化，高校工科在新时代中被赋予越来越多的期望。本文审视了科技革命和高校工程教育的历史，观察了当今时代的发展动向，试图洞悉时代发展的未来趋势，认为我国高校工科发展的整体思路为：将信息相关学科作为高校重要发展方向之一，全力加强信息相关学科的建设，顺应信息化、数字化的历史潮流，为工科及高校发展提供强有力的基础；发展以“信息+”为核心的新工科，以问题为导向，重点布局智能制造和绿色生产，解决实际工程问题、响应产业需求，与其他学科加强融合发展，在响应国家与社会需求的过程中，提升工科整体实力；以“信息+”为引擎，发挥信息科学的工具作用，把信息素养作为人才培养的基本要求，把信息思维和手段作为全校研究人员的基本工具，重塑高校的人才培养体系和提升全校的科研能力和水平，推动学科交叉融合发展，支撑高校一流学科体系建设，提升高校整体发展水平。
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间： 2022-07-09
[目的] 分析基于信息六元组模型的信息容量定义和性质，提出信息与物质、能量和时间的关系公式，为信息科学特别是量子信息科技应用提供理论参照。
[方法] 基于客观信息论提出的信息六元组模型，结合量子信息理论，通过严格的数学公理化方法，研究了多种组合条件下的信息容量效应，推导了信息容量与质量、能量和时间的关系。
[结果] 证明了利用信息熵定义信息容量仅仅是客观信息论所定义信息容量的一种特例，估算了单个量子载体所能承载的信息容量，推导给出信息与物质、能量和时间的关系公式，并以此计算和分析了迄今为止宇宙可能承载的信息容量。
[局限] 相关理论方法需要在物理学实证研究和复杂信息系统科学应用中得到验证。
[结论] 客观信息论的信息容量内涵能够较为深刻和准确地揭示客观世界物质、能量、和信息三大组成要素之间的相互关系，具有很好的普适意义和应用前景。
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 分类： 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间： 2022-04-26
The notion of information and complexity are important concepts in many scientific fields such as molecular biology, evolutionary theory, and exobiology. Most measures of these quantities, such as Shannon entropy and related complexity measures, are only defined for objects drawn from a statistical ensemble and cannot be computed for single objects. Based on assembly theory, we attempt to fill this gap by introducing the notion of a ladderpath which describes how an object can be decomposed into a hierarchical structure using repetitive elements. From the ladderpath two measures naturally emerge: the ladderpath-index and the order-index, which represent two axes of complexity. We show how the ladderpath approach can be applied to both strings and spatial patterns and argue that all systems that undergo evolution can be described as ladderpaths. Further, we discuss possible applications to human language and the origins of life. The ladderpath approach provides a novel characterization of the information that is contained in a single object (or a system) and could aid in our understanding of evolving systems and the origin of life in particular.
分类： 信息科学与系统科学 >> 控制科学与技术 分类： 计算机科学 >> 计算机应用技术 提交时间： 2022-04-20
Process industry is the pillar industry of national economy, particularly, the process of producing magnesia by fused magnesia furnace system is a typical category of process industry. Due to the complex smelting mechanism and changing production factors, abnormal working conditions often occur in fused magnesia furnace. The semi-molten condition is the most typical and harmful abnormal condition. In this paper, an adaptive pretraining-inference-dynamic training-validation semantic segmentation method based on industrial video is proposed for dynamic prediction of semi-molten condition of multiple fused magnesium furnaces. The experimental results show that compared with the prediction model without adaptive learning, the prediction performance of the adaptive learning model in this paper for multiple fused magnesium melting processes is significantly improved.
分类： 生物学 >> 生物化学 分类： 信息科学与系统科学 >> 系统学 提交时间： 2022-04-05
For the cofactor-free 1-H-3-hydroxy-4-oxoquinaldine-2,4-dioxygenase (HOD), the dioxygen (O2) dependent steps are rate-limiting along with a spin state crossover to the singlet spin state. Here, the primary triplet O2 molecule activation on the 2-methyl-3-hydroxy-4(1H)-quinolone (MHQ) is investigated, and the catalytic role of the intersystem crossing effects is highlighted by directly comparing results from the Born-Oppenheimer dynamics and non-adiabatic surface hopping dynamics. This work confirms non-adiabatic dynamical effects are essential to modulate the O2 activation on the substrate MHQ. The time scale of the equilibration and conversion from triplet to singlet state should be in the range of a few hundreds of femtoseconds. We hope this work provides us a fresh look at the underlying physics of dioxygen activation reactions involving more than one spin state.
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息与系统科学其他学科 提交时间： 2022-03-09
目的 论述建构信息系统动力学的必要性和基础，介绍其基本结构和应用前景。
方法 根据信息模型、性质和度量的数学基础理论以及信息系统的框架结构，建立信息系统的度量功效和动力构型，运用实例说明信息系统动力学的应用成前景。
结果 证明了信息模型、性质和度量定义符合一系列经典信息科技原理，基于信息系统的十一种度量功效和八种典型动力构型，构成了具有普遍意义的信息系统动力学基础理论体系。
局限 相关理论方法需要在其它行业领域复杂信息系统体系中得到应用验证。
结论 基于客观信息论的信息系统动力学能够支持复杂信息系统体系的分析和评价。
分类： 数学 >> 应用数学 分类： 计算机科学 >> 计算机软件 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息与系统科学其他学科 提交时间： 2021-10-11
摘要：The shortest path problem (SPP) is a classic problem and appears in a wide range of applications. Although a variety of algorithms already exist, new advances are still being made, mainly tuned for particular scenarios to have better performances. As a result, they become more and more technically complex and sophisticated. Here we developed a novel nature-inspired algorithm to compute all possible shortest paths between two nodes in a graph: Resonance Algorithm (RA), which is surprisingly simple and intuitive. Besides its simplicity, RA turns out to be much more time-efficient for large-scale graphs than the extended Dijkstra's algorithm (such that it gives all possible shortest paths). Moreover, RA can handle any undirected, directed, or mixed graphs, irrespective of loops, unweighted or positively-weighted edges, and can be implemented in a fully decentralized manner. These good properties ensure RA a wide range of applications.
分类： 管理学 >> 管理计量学 分类： 信息科学与系统科学 >> 系统学 分类： 统计学 >> 经济统计学 提交时间： 2021-09-27
摘要： 经济发展进步使得生产过程越来越复杂，复杂度指数可以反映经济及产业部门的技术进步水平。文章修正了一种基于投入产出技术的经济复杂度指数，并用于分析一个地区的产业部门及经济总体技术进步水平。实证结果表明，修正过的复杂度指数能很好地表达经济及产业部门的经济技术进步水平，比修正前的计算公式更合理。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学技术其他学科 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息与系统科学其他学科 提交时间： 2021-08-17
摘要：Starting from finding approximate value of a function, introduces the measure of approximation-degree between two numerical values, proposes the concepts of "strict approximation" and "strict approximation region", then, derives the corresponding one-dimensional interpolation methods and formulas, and then presents a calculation model called "sum-times-difference formula" for high-dimensional interpolation, thus develops a new interpolation approach ADB interpolation. ADB interpolation is applied to the interpolation of actual functions with satisfactory results. Viewed from principle and effect, the interpolation approach is of novel idea, and has the advantages of simple calculation, stable accuracy, facilitating parallel processing, very suiting for high-dimensional interpolation, and easy to be extended to the interpolation of vector valued functions. Applying the approach to instance-based learning, a new instance-based learning method learning using ADB interpolation is obtained. The learning method is of unique technique, which has also the advantages of definite mathematical basis, implicit distance weights, avoiding misclassification, high efficiency, and wide range of applications, as well as being interpretable, etc. In principle, this method is a kind of learning by analogy, which and the deep learning that belongs to inductive learning can complement each other, and for some problems, the two can even have an effect of “different approaches but equal results” in big data and cloud computing environment. Thus, the learning using ADB interpolation can also be regarded as a kind of “wide learning” that is dual to deep learning.
分类： 信息科学与系统科学 >> 仿真科学技术 提交时间： 2021-04-22
摘要： 本文证明高斯玻色采样问题和矩阵积和式计算问题一样，仍然是指数复杂度问题。对于使用有限采样时钟频率的物理光学装置，即使采样到一个有效样本都是难以完成的任务。本文提出通过高斯玻色采样来证明量子计算优越性的新方案：该方案采用量子真随机数和大型计算机相结合，用量子真随机数实现量子的内禀随机性，并使用大型计算机完成采样状态模拟和判断，从而整体无差错实现高斯玻色采样问题，完成单纯经典超级计算机无法完成的计算任务，最终证明量子计算的优越性。本文提出的行为级模拟方案，可以使用伪随机数有效仿真玻色采样问题中的大概率事件，从而可以很方便地验证物理采样装置的有效性和正确性。
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间： 2021-03-23
摘要： " Dempster-Shafer evidence theory, as an extension of Probability theory, is widely used in the field of information fusion due to it satisfies weaker conditions than probability theory in dealing with uncertain information. Nevertheless , the description space of the current evidence theory is only a real space, and it cannot effectively describe and process the uncertain information in the face of multidimensional characteristic data and periodic data with phase angle changes. Based on this gap , in this paper, Dempster-Shafer evidence theory is extended to the complex Dempster-Shafer evidence theory. In complex Dempster-Shafer evidence theory, mass function that used to describe the uncertain information extends from the real space to the complex space, named as complex mass function, and the modulus of the mass function indicates the degree of support for the proposition. On this basis, other basic concepts used to describe uncertainty information are also defined and discussed, such as complex belief function, complex plausibility function, etc. In order to perfect the complex Dempster-Shafer evidence theory, the complex Dempster combination rule (CDCR) is supplemented. CDCR is an extension of Dempster combination rule (CDR), which satisfies the commutative and associative laws just as CDR does, and it can degenerate into CDR under certain condition. In addition, we propose a method to generate complex mass function and apply it to target recognition. The recognized results show that compared with the mass function of the real plane, the target recognition rate can be larger by using complex mass function to describe the uncertain information.
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间： 2021-01-26
摘要： 系统性掌握黄河流域经济发展时空格局演变规律能为整个流域高质量发展提供重要决策依据。目前，GDP是衡量经济发展格局的主要参考依据，然而GDP统计数据存在口径不统一、空间分辨率低等缺点，难以精准刻画经济发展的时空演变格局特征。夜晚灯光数据以其相对客观的特征，对其进行有效反映。本文通过对1992-2013年全国夜晚灯光数据的校正和处理，获得全国及流域夜晚灯光数据影像，进行经济空间聚合分析，以及与相关因子进行对比分析。研究结果表明：经济空间聚合高的区域分布在黄河河道附近，从黄河上游到下游，热力强度逐渐增强，并且以省会城市为核心区，向外扩散，呈现了在老的聚合点聚合度加剧的情况下，聚合区域有向周边分散的趋势；夜晚灯光数据的变化趋势与GDP的变化趋势具有一定的相似性，并且与城镇化率、人口数量、第三产比例、人均公园绿地面积、流域发展指数（Basin Development Index, BDI）具有一定的相关性；流域9省的夜晚灯光数据整体变化趋势与全国灯光数据的变化趋势基本一致，呈稳定上升的趋势，但整体值均低于全国的夜晚灯光数据，并且差距有所扩大，黄河流域高质量发展迫在眉睫。
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间： 2021-01-03
摘要： 本文基于邓熵提出了度量量子纠缠度的方法。分别计算纠缠态和解纠缠之后状态的最大邓熵，将两个熵之差作为纠缠度度量。用GHZ和W纠缠态作为算例给出了所提出方法的应用。
分类： 图书馆学、情报学 >> 情报资料的处理 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息与系统科学其他学科 提交时间： 2020-11-30
摘要： 疾病诊断相关分组（Diagnosis Related Groups，DRG/DRGs）是一种先进的医疗支付方式，有助于医保费用的合理控制和提升医院服务管理。随着中国医疗改革的深入，DRG开始全面实施，日益重要。本文统计分析了DRG相关技术的主体、类型、时间、受理组织等专利信息，概述了涉及DRG编码的信息处理、医院管理决策支持、绩效管理和医疗收费的专利技术发展情况，对DRG的研发和实施具有现实意义。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学技术其他学科 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息与系统科学其他学科 提交时间： 2020-07-29
摘要： 目前诸多模式识别任务的识别精度获得不断提升，在一些任务上甚至超越了人的水平。单从识别精度的角度来看，模式识别似乎已经是一个被解决了的问题。然而，高精度的模式识别系统在实际应用中依旧会出现不稳定和不可靠的现象。因此，开放环境下的鲁棒性成为制约模式识别技术发展的新瓶颈。实际上，在大部分模式识别模型和算法背后蕴含着三个基础假设：封闭世界假设、独立同分布假设、以及大数据假设。这三个假设直接或间接影响了模式识别系统的鲁棒性，并且是造成机器智能和人类智能之间差异的主要原因。本文简要论述如何通过打破三个基础假设来提升模式识别系统的鲁棒性。
分类： 数学 >> 应用数学 分类： 管理学 >> 管理工程 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息与系统科学其他学科 提交时间： 2020-03-31
摘要：本文的目的是建立区块链生态系统中采矿池博弈共识均衡的一般框架，特别是在区块链生态系统中，通过使用一个新的概念“共识博弈（Consensus Game）”，解释与挖掘差距（Gap Games）博弈行为相关的共识均衡存在的意义上的稳定性，这里，区块链生态系统主要是指应用2008年中本聪（Nakamoto）所提出的“工作证明”(Proof of Work) 这一关键共识，将区块链工作的费用、报酬机制和采矿权三类不同因素考虑在内的经济活动。 为了做到这一点，我们首先概述了采矿池游戏共识均衡的一般存在性是如何表述的，然后通过区块链共识框架下共识均衡的存在性来解释比特币缺口博弈 (Gap博弈) 稳定性，然后利用博弈论中矿工的利润函数作为收益，建立了一般矿业缺口博弈一致均衡的一般存在性结果。作为应用，建立了缺口博弈 (Gap博弈)一致均衡的一般存在性结果，这不仅有助于我们在区块链生态系统的一般框架下断言缺口博弈 (Gap博弈) 的一般稳定性的存在性，但也让我们能够说明在研究采矿池博弈时的一些不同现象，这些现象可能是由于采矿者的(Gap博弈)行为与嵌入比特币经济学的情景造成的。 我们对区块链生态系统挖掘缺口博弈稳定性的解释研究表明，共识均衡的概念可能对共识经济学基础理论的发展起到重要作用
分类： 数学 >> 计算数学 分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间： 2020-03-16
摘要： 针对目前大多数的低秩张量填充(LRTC)模型存在过度稀疏而导致数据的细微特征被忽略的现象, 本文借助框架变换和低秩矩阵分解, 提出了一个基于近似稀疏的低秩张量填充(AS-LRTC) 模型, 进一步设计了块逐次上界极小化(BSUM) 算法求解该模型. 在一定条件下可以证明该算法的收敛性, 大量的实验结果表明本文提出的算法比现有一些经典算法有明显的优势.
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息技术系统性应用 提交时间： 2019-03-07
摘要： We study the fabric spreading and cutting problem in apparel factories. For the sake of saving the material costs, the cutting requirement should be met exactly without producing ad#2;ditional garment components. For reducing the production costs, the number of lays that corresponds to the frequency of using the cutting beds should be minimized. We propose an iterated greedy algorithm for solving the fabric spreading and cutting problem. This algorithm contains a constructive procedure and an improving loop. Firstly the constructive procedure creates a set of lays in sequence, and then the improving loop tries to pick each lay from the lay set and rearrange the remaining lays into a smaller lay set. The improving loop will run until it cannot obtain any small lay set or the time limit is due. The experiment results on 500 cases shows that the proposed algorithm is effective and efficient.
分类： 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间： 2018-06-19
摘要： 对于配电网的规划设计、运行检修、调度管理等业务，配网单线图是一种必不可少的常用工具。配网单线图在使用过程中对于布局规范性有严格要求，不同的配网网架结构配网单线图的成图布局各不相同，传统的自动成图算法无法适配网架结构的变化，自动根据网架类型生成对应布局的单线图。深度学习算法具备强大的耦合性，它能够自动总结内部成图规律，生成符合所需成图布局的配网单线图。为了将深度学习算法应用于配网单线图自动成图领域，需要考虑建立一个能够表示配网单线图网络结构特征的算法，该算法核心是能够适应深度学习算法需要，实现配网单线图网络特征的低维度表达。现有的网络特征表示学习方法研究多是针对于社交网络的特有属性进行特征表示。电力设备网络与社交网络相比，设备间的连接关系受电气物理特性限制，并没有针对电力网络的特有属性进行学习。因此，本文在已有的网络特征表示学习研究的基础上，提出了一个针对配网单线图的网络特征结构表示学习算法，利用构成配电网基础的配电设备电气联接关系来建立数学模型，定义网络节点间一阶、二阶和零阶连接特性，然后通过生成对抗网络来实现低维度网络特征表示。论文结尾在实验中通过样本数据验证网络特征的一阶和二阶相似性，证明算法在实现的效率和准确性上，更贴近电力业务的特点。
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