中药经典名方瓜蒌薤白半夏汤具有行气解郁,通阳散结,祛痰宽胸的功效,主治胸痹。采用网络药理学的方法,初步探索瓜蒌薤白半夏汤的临床精准定位及发挥药效的成分,并阐述其作用机制。首先,通过TSMSP等中药成分数据库和文献收集瓜蒌薤白半夏汤的780个化学成分,再用FAF-Drugs4数据库预测成分的ADMET特性,筛选得到的294个类药成分上传至BATMAN-TCM平台预测潜在的药物靶标,将打分值大于20的靶标导入DAVID数据库分别进行疾病富集、组织分布富集、功能通路富集等,最终用Cytoscape 3.5.1软件绘制“成分靶点通路功能”网络图。本次研究发现,瓜蒌薤白半夏汤作用的部位主要在心脏和肝脏,其现代主治病症可能是以心肌梗塞为主的心血管疾病,作用机理可能与心率调节、心肌细胞存活、免疫炎症、血管平滑肌收缩、脂质代谢等5类过程有关,并得到了邻苯二甲酸二丁酯、甲基丁香酚等潜在的药效成分。

为探究谷红注射液抗脑缺血分子机制,采用大脑中动脉阻塞建脑缺血模型,评价谷红注射液抗脑缺血药效,并采用网络药理学分析其分子机制。谷红注射液有良好抗脑缺血作用,主要通过红花黄素A、γ氨基丁酸等131个成分调控氨基酸代谢、钙信号通路等12条通路,作用AGT、IL8等64个核心靶点而发挥作用。谷红注射液网络药理学分析揭示其抗脑缺血的物质基础、作用通路及靶点,为其深入研究提供一定的理论依据。

基于网络药理学研究补气中药人参、黄芪的主要活性成分、靶点及作用于心脑疾病的分子机制。通过中药整合药理学平台(TCMIP),筛选出人参和黄芪的成分、靶标信息,进行相关的GO基因功能和KEGG通路富集分析,构建核心靶标网络图和“中药成分关键药靶通路”图。从人参、黄芪药对中筛选得到160个药物间共同靶标,463条药物疾病核心靶标信息,其中62条共同靶标、131条潜在药物靶标、25条已知疾病靶标,主要涉及在线粒体能量产生、转化及氧化代谢等多条生物学过程信号通路。阐释了人参、黄芪功效及应用的异同点,并从成分靶点疾病角度初步揭示了人参、黄芪治疗心脑疾病具有补气功效共同作用机制,为深入研究中药功效的作用机制提供了示范和参考。

为探究六味地黄丸治疗糖尿病的潜在活性成分和作用机制,借助整合药理学平台对其药物靶标、基因功能和通路富集分析,运用整合药理学思维对六味地黄丸治疗糖尿病的分子机制进行研究。研究发现,多种代谢通路及成分靶点如PRKCB、GAA、GCK等与糖尿病相关联。推测六味地黄丸可通过调节氨基酸代谢、能量代谢及糖脂代谢等多种代谢紊乱来达到对糖尿病的治疗作用。

将国家经济规模和贸易距离结合在一起,基于双曲几何理论,将国际贸易网络嵌入双曲空间。首先用骨架网络提取方法对贸易网络进行预处理,以保证映射精度,然后基于小麦贸易数据和复杂网络几何框架将国际贸易网络映射到双曲空间,结果表明小麦贸易具有“核心边缘”结构,即美国、加拿大、澳大利亚等国处于贸易网络的核心地位。随着时间演化,美国和加拿大等贸易大国一直处于世界前列,俄罗斯的贸易影响力在提升,而中国则呈现逐年下滑的态势。此外,国际小麦贸易双曲网络的坐标还揭示了经济学含义。

围绕国际资本流动网络复杂性的研究范式、研究方法和研究工具对现有学术文献进行了综述和展望。研究表明,基于离散空间网络的复杂性科学研究范式非常适合国际资本流动网络复杂性研究。“复杂离散网络构建——系统演化——输入输出关系分析——决策建议”这一流程可以很好地融合在研究流程之中。同属国际资金交互网络的国际贸易资金流动网络构建及其拓扑结构分析,可在数据可获得性越来越高的背景下应用于国际资本流动网络复杂性的研究中。经过对网络节点和邻居模式的拓展,新定义的广义元胞自动机模型可以作为承担国际资本流动网络演化及参数计算的有力工具。

在构建危险品运输网络级联失效模型的基础上,通过控制模型参数,研究了危险品运输网络级联失效特性及不同蓄意攻击策略对网络级联失效的影响。基于大连市危险品道路运输网络特征值,构建了基于WS小世界网络的危险品运输复杂网络生成算法;提出了具有时间阶段特性并带有可调参数的节点初始负载模型,确定了“失效”节点负载分配的择优分配概率模型和节点容量模型,并利用节点负载动态分配概率值,动态描述节点“正常”“暂停”和“失效”三种状态,从而构建危险品运输网络级联失效机制模型;以网络级联失效平均规模和相变临界值作为网络抗毁性度量,通过构建两种蓄意攻击策略,对比研究了不同攻击策略对危险品运输网络级联失效抗毁性的影响。仿真结果及理论分析表明:1)构建的危险品运输网络级联失效模型是有效的;2)节点容量系数、过载承受能力调节参数和网络平均节点的度对蓄意攻击策略的变化是不敏感的,但通过提高它们的取值,能够有效降低网络级联失效平均规模,提高网络抗毁性;3)对于节点度的降序攻击策略,可调参数越小,网络抗毁性越强,但对于节点度的升序攻击策略,可调参数越大,网络抗毁性越强,且两种攻击策略下的相变临界值曲线在可调参数为0.5处相交。这些结论为防范蓄意攻击策略的制定提供理论依据。

针对具有干扰的多智能体系统的离散时间群集运动问题,提出了一种有限时间收敛的包容控制算法。运用现代控制理论、代数图论和线性矩阵不等式等分析工具对所提出的控制算法进行理论分析,得到了具有干扰的离散时间多智能体系统有限时间内实现群集运动的收敛条件。分析了动态多智能体实现包容控制的运动状态,同时讨论了该系统在理想情况下达到有限时间收敛的充分条件。最后,系统仿真验证了所得结论的正确性。

路径问题是第四方物流优化中的关键问题。针对第四方物流实践中需求的特点,基于路径选择和供应商选择的综合优化,提出第四方物流多目标路径集成优化问题,并建立以费用最小和时间最短为双目标的数学模型。进而,设计实现基本蚁群算法和动态调整选择策略的改进蚁群算法的求解方法。实验分析表明,在不同的目标偏好情形下,改进算法均能取得较好效果。研究为第四方物流路径集成优化提供了有效的工具。

为了进一步降低网格编码调制(TCM)信号在接收端的误码率(BER),提高TCM码的译码性能。采用了一种离散的多阈值阵列系统与维特比译码器相结合的系统。并经过理论推导出阈值阵列系统输出端信号和TCM编码信号之间的互信息;同时通过仿真实验,分析了误码率的变化情况;并对两种不同测度下的变化情况进行了对比。理论分析表明,在适当噪声条件下,使信号无损传输到译码端;仿真实验也表明,在适当的噪声强度阈值阵列单元数量和噪声强度条件下,误码率会得到大幅度的降低。对比两种测度下的随机共振现象(SR),发现随机共振的存在性与测度有关。理论分析和仿真实验都表明,在该系统中适当的噪声能够显著提高互信息,降低误码率;随着阈值单元数的增加,这种效果也越发明显。

利用离散Hopfield神经网络对手写数字识别进行了研究。将受到噪声污染的手写数字储存为二值图像,然后调制成二进制信号通过神经网络进行传输,通过给定权矩阵的Hopfield神经网络进行按址存储,将网络输出的内容再映射为数字图像。实验结果表明:数字图像识别的误码率与调制信号的幅值、码间时间间隔和网络神经元耦合个数成负相关关系,而且随着噪声强度的增加,误码率出现非周期随机共振现象,在一非零最优噪声强度值达到最小,此时数字图像也恢复得更加清晰。这些结果为进一步研究最小误码率优化目标下的Hopfield神经网络自适应权重矩阵提供了实验依据,而且对于神经网络联想记忆中随机因素的作用研究具有重要意义。

中国麻疹的免疫率在近十几年已达到了相当高的水平(99%以上),但仍是全球报告发病数最多的几个国家之一。消除麻疹是艰巨而重要的任务,需对麻疹的传播有深入的认识。但目前为止,对中国麻疹动态传播的认识非常有限。以青岛市麻疹为例,估算麻疹免疫实施前(19511964)年及近期(20002014年)两个阶段的传染率及其季节性,并分析免疫实施后传染率季节性发生变化的可能影响因素。采用时间序列SIR(Time Series Susceptible Infected Recovered (TSIR))模型估算随时间变化的麻疹传染率。结果显示青岛市麻疹传染率在两个阶段均具有显著的年季节性。近15年青岛市麻疹传染率季节性峰值明显后移,从免疫实施前的12月后移至2月,这可能与近几十年出现的春运现象有关。青岛市麻疹在免疫实施前和近年的传染率季节性幅度远大于麻疹在欧洲及非洲国家的传染率季节性幅度。

为了解近年来中国麻疹的流行防控情况,为麻疹的动态传播模型提供有意义的信息和参数范围,并对麻疹的控制提供重要的理论依据及建议。检索中国麻疹过去20年在流行病学特征、免疫防控、血清学特征及影响因素等方面的相关研究,并对研究结果进行分析和归纳。中国麻疹报告发病数在多年免疫实施后仍具有年周期性,发病高峰在时间上虽有后移,但仍集中在春季;全国不同地区均有发病群体年龄后移现象,即成人发病数占比增高;中国麻疹免疫率整体已达较高水平,但城乡免疫覆盖率不均;强化免疫效果显著;麻疹发病数与环境和气候因素具有显著相关性。中国麻疹的研究缺乏全国范围的流行病学特性的比较性分析、缺乏对城乡间免疫率差异的研究、缺乏多地区各年龄组的血清学数据。对于发病群体的年龄后移等现象,以及麻疹在高免疫率下仍持续流行的原因,需应用动态传播模型进行深入分析。