基于多维贪婪搜索的人工蜂群算法

人工蜂群算法在多峰高维函数优化问题的求解上取得了较好的结果,但随着函数的复杂度及维数增高,仍存在收敛速度慢、易陷入局部最优等问题。为此,提出一种新的人工蜂群算法。将人工蜂群对食物源的单维贪婪搜索改进为多维贪婪搜索以增强蜂群的搜索能力,避免在个别维度上出现较优解的食物源由于达到更新阈值却被废弃而造成迂回搜索的现象,引入扰动搜索机制避免迭代后期食物源位置在个别维度收敛导致算法陷入局部最优。仿真实验结果表明,该算法能保持深度挖掘和广度搜索上的平衡,在高维函数优化问题求解的收敛速度和计算精度方面表现出较好的性能。     

改进的多维关联规则算法研究及应用

关联规则是数据挖掘研究中最主要、最活跃的领域之一。以Apriori算法为前提,借助Apri-oriTid算法事务压缩的思想,减少了重复扫描数据库的时间;并提出了一种利用事务标识列表,该列表长度即是对应候选项集的支持度计数,在计算支持度计数时,仅需要得到对应列表长度即可,从而缩短了计算计数时的比较时间;同时,在生成频繁项集时引入地址索引机制,在剪枝过程中,利用候选项集的首元素在地址索引表中快速定位,减少了多次扫描事务数据库,有效地缩短了计数时间和占用的内存空间。利用改进的算法对科研管理系统数据进行关联关系分析,从中萃取数据中隐含的、有价值的信息,辅助下一阶段的科研管理工作。并通过试验进行性能比较得出,改进后的算法效率更高。     

求解最大团问题的并行多层图划分方法

在当今大数据环境下,针对图中节点的海量性和分析的复杂性对最大团问题的研究在速度和精度上都提出了更高要求的问题,提出求解最大团问题的并行多层图划分方法（PMGP_SMC）。首先,提出一种新的多层图划分（MGP）方法,在保持原有图的团结构不被破坏的情况下对大规模图例划分产生子图,并对规模较大的子图进行多层图划分,进一步缩小子图规模,并且应用GraphX图计算框架实现MGP,形成并行MGP（PMGP）方法;然后,依据划分后的子图规模,减少了惩罚值局部搜索算法（PBLS）的迭代次数,提出基于速度优化的PBLS（SPBLS）来求解划分后的各个子图的最大团;最后,将PMGP和SPBLS相结合形成PMGP_SMC。采用Stanford大规模数据集运行测试,实验结果表明,PMGP相比并行单层图划分方法（PSGP）,求得的最大子图规模能缩小至原来的1/100,平均子图规模能缩小至原来的1/2;PMGP_SMC相比求解最大团问题的PSGP（PSGP_SMC）,总体时间缩短至原来的1/100,并且PMGP_SMC求解最大团的精度和基于极大团枚举求解最大团问题的并行多层图划分方法（PMGP_MCE）一致。PMGP_SMC能够快速精准地求解大规模图例的最大团。     

基于社区网络的大气污染源定位算法

污染源定位是大气污染治理与预防中的重要环节。为了避免地表状况、温度和风向等环境条件对污染源定位的影响,提出一种基于社区网络分析的污染源定位算法。通过Granger因果检验方法分析各监测点的空气质量指数AQI的时间序列,得出任意两个监测点的AQI值之间的影响关系。以监测点作为节点,以影响关系作为监测点间的关联关系,构建污染网络。通过改进的标签传播算法(ILPA)将污染网络划分成多个污染区域,分析各子网络中节点的度中心度、出度和入度,得出污染源的位置。以273个监测点处的空气质量AQI作为数据进行实验,实验结果表明,该算法不仅能够发现污染区域,而且能够确定污染源的定位范围,并且在各污染区域内部准确定位污染源的位置。     

基于知识图偏好注意力网络的长短期推荐模型及其更新方法

目前,知识图谱推荐的研究主要集中在模型建立和训练上。然而在实际应用中,需要使用增量更新方法定期更新模型来适应新用户和老用户偏好的改变。针对大部分该类模型仅利用用户的长期兴趣表示做推荐,而没有考虑用户的短期兴趣且聚合邻域实体得到项目向量表示时聚合方式的可解释性不足,以及更新模型的过程中存在灾难性遗忘的问题,提出基于知识图偏好注意力网络的长短期推荐（KGPATLS）模型及其更新方法。首先,通过KGPATLS模型提出偏好注意力网络的聚合方式以及结合用户长期兴趣和短期兴趣的用户表示方法;然后,为了缓解更新模型存在的灾难性遗忘问题,提出融合预测采样和知识蒸馏的增量更新方法（FPSKD）。将提出的KGPATLS模型和FPSKD方法在MovieLens-1M和Last.FM两个数据集上进行实验。相较于最优基线模型知识图谱卷积网络（KGCN）,KGPATLS模型的曲线下面积（AUC）指标在两个数据集上分别有2.2%和1.4%的提升,准确率（Acc）指标分别有2.5%和2.9%的提升。在两个数据集上对比FPSKD与三个基线增量更新方法Fine Tune、Random Sampling、Full Batch,FPSKD在AUC和Acc指标上优于Fine Tune、Random Sampling,在训练时间指标上FPSKD分别降低到Full Batch的大约1/8和1/4。实验结果验证了KGPATLS模型的性能,而FPSKD在保持模型性能的同时可以高效地更新模型。     

基于Spark的并行FP-Growth算法优化及实现

为了进一步提高在Spark平台上的频繁模式增长（FP-Growth）算法执行效率,提出一种新的基于Spark的并行FP-Growth算法——BFPG。首先,从频繁模式树（FP-Tree）规模大小和分区计算量对F-List分组策略进行改进,保证每个分区负载总和近似相等;然后,通过创建列表P-List对数据集划分策略进行优化,减少遍历次数,降低时间复杂度。实验结果表明,BFPG算法提高了并行FP-Growth算法挖掘效率,且算法具有良好的扩展性。     

将行为依赖融入多任务学习的个性化推荐模型

多种类型行为数据的引入缓解了协同过滤算法存在的数据稀疏和冷启动问题，在推荐领域被广泛研究和应用。尽管当前对多行为推荐的研究已经取得很大进展，但仍然存在以下问题：未能全面捕获行为之间复杂的依赖关系；忽略了行为特征与用户和项目的相关性。这导致学习到的特征向量无法准确表达用户的兴趣偏好，使得推荐结果存在偏差。为了解决以上问题，提出了将行为依赖融入多任务学习的个性化推荐模型（BDMR），将行为之间复杂的依赖关系分为特征相关性和时序相关性。首先，设置用户个性化行为向量，利用图神经网络处理多个单行为交互图，联合用户、项目和行为特征聚合高阶邻域信息，结合注意力机制学习行为之间的特征相关性；其次，将行为特征和项目特征构成的交互序列输入长短期记忆网络，捕获行为之间的时序相关性；最后，将个性化行为向量融入多任务学习框架获取更加准确的用户、行为和项目特征。为了验证提出模型的性能，在三个真实数据集上进行对比实验，在Yelp数据集上，相较于最优基线，HR和NDCG分别提升了1.5%和2.9%；在ML20M数据集上，HR和NDCG分别提升了2.0%和0.5%；在Tmall数据集上，HR和NDCG分别提升了25.6...