基于LSTM-RF模型的城市道路交通流预测

交通流预测作为信号协调和出行时间预测等任务的基础,成为了交通领域的研究点。对于交通流预测问题,研究人员提出了多种方法,但这些方法大多只使用交通流数据的时域信息进行交通流预测,忽略了空间相关性对于预测目标路段流的影响,导致预测精度不理想。基于组合模型的思想提出了一种称为LSTM-RF的交通流预测模型。在交通流预测过程中,首先使用LSTM模型提取预测目标路段的时序特征,再将其预测值与采集的相邻上下游路段信息同时作为随机森林模型的输入特征,进行交通流时空相关性分析,获得最终的预测结果。并通过贵阳市车牌识别系统采集的城区132条路段的交通流数据进行实验验证。结果表明:该方法在预测精度上优于单一模型,并且预测误差相比单一模型有明显减少。     

燃烧动力学平台设计

燃料的相关研究在发动机研制中扮演着重要角色,数据是燃烧模型耦合的基础,反应机理是燃烧数值模拟的关键.针对我国在燃烧数据库建设方面的短板问题和个性化燃烧反应机理构建的迫切需求,本文设计了燃烧动力学平台,包括燃烧数据库和燃烧反应机理在线计算系统.燃烧数据库系统通过数据的标准化和分级管理建立了高效的搜索流程,形成了国内独有的...     

小分子配体模仿结合位点水分子: 相同配体与不同蛋白靶点之间作用模式的计算研究

在计算化学和药物设计领域中,精确预测小分子配体的蛋白质靶标是一件极具挑战性工作,特别是那些与相同小分子配体相互作用,但蛋白间并不具有显著序列或结构相似性的靶标蛋白。为了研究相同小分子配体与不相关的蛋白质靶标之间的结合特性,我们使用蛋白水合效应分析 (SPA) 程序研究了 33 对药物靶蛋白结合位点水分子的结构特性。每个蛋白对中的两个蛋白质,均由可与相同配体小分子相结合的两个不相关的蛋白质组成。通过计算两蛋白质间的水化位点替代重叠率,我们发现共有高达 73% 的蛋白对中有着显著的水分子替代重叠率值。特别是我们发现相同小分子与不同蛋白相互作用时,或许存在一种特别的“识别代码”,即小分子配体的功能基团与结合位点的水分子之间存在着较好的几何构型相似性。在无法确定小分子与蛋白相互作用模式时,可以依靠活性结合腔穴中水分子的结合构型特征,进行粗略估算与预测,对蛋白-配体相互作用模式研究有重要的实用价值。     

基于网格的计算化学过程可视化*

提出了一个基于网格的计算化学过程可视化解决方案,实时地监控计算过程,增加对计算过程的控制。网格提供了计算作业所需要的大量计算资源,对计算过程的实时监控则增加了对计算过程的控制。为了达到实时的目的,针对计算过程中的原子不变性,提出了优化的三维可视化方法,动态地设定检测的时间间隔,并引入了断点续传的思想。     

我国高等院校体育教学论发展趋势探析

体育教学论的改革与发展是遵循与顺应现代体育教学的背景与改革要求。体育教学论是教育科学的独立分支学科,是在长期的历史发展中逐渐建立起来的一门独立学科,它源于体育教学实践,同时,在宏观上对体育教学实践进行调控。随着时代变迁与发展,教学主体、主导地位变化。现代体育教学论与教学实践之间的矛盾也逐渐显露出来。通过对现代体育教学理论的现状进行归纳总结,针对其现今存在问题。对未来我过体育教学理论的发展提出构想,望通过研究能对今后我国体育教学及其理论的发展做出些许贡献。     

超大规模药物虚拟筛选的实现与应用

基于分子对接的药物虚拟筛选技术通过评估多个配体化合物与受体的结合强度来筛选最强结合的分子。在新冠病毒疫情全球蔓延形势下,超大规模快速药物虚拟筛选对于从海量配体结构中筛选出潜药分子至关重要。超级计算机的强大算力为药物虚拟筛选提供了硬件保障,但超大规模的药物虚拟筛选还面临着很多挑战,影响了计算的有效进行。在对挑战进行分析的基础上,提出了以中央数据库进行集中任务分发的方案,设计了多层级任务分发框架,并通过多层级智能调度、海量小分子文件多层级压缩处理、动态负载均衡、高容错管理等技术有效应对了面临的各种挑战,开发了简单易用的“树”形多层级任务分发系统,实现了快速高效稳定的药物虚拟筛选任务分发、计算和结果处理功能,计算效率近线性。在此基础上,采用异构计算技术在国产先进计算系统上针对新冠病毒两种不同活性位点快速完成了超过20亿化合物的药物虚拟筛选,为应对暴发性恶性传染病的超大规模快速虚拟筛选提供了强大计算保障。     

基于Intel MIC平台大规模耗散粒子动力学模拟的设计与优化

耗散粒子动力学(DPD)模拟是一种重要的研究流体动力学特性的计算模拟方法,基于Intel MIC平台设计实现了面向大规模耗散粒子动力学模拟,充分结合了DPD模拟本身的特性和MIC平台的特征。对DPD模拟中的近邻列表构建和短程作用力关键代码实现了向量化优化,在CPU和MIC协处理器之间采用任务计算负载平衡机制,支持MPI进程内线程数量负载平衡控制。分别在原型程序上和LAMMPS集成中做了性能对比分析,实验结果显示了引入相关优化技术的有效性,为进一步研究面向MIC众核平台的分子动力学相关工作奠定了基础。     

GROMACS软件并行计算性能分析

分子动力学模拟是对微观分子原子体系在时间与空间上的运动模拟,是从微观本质上认识体系宏观性质的有力方法.针对如何提升分子动力学并行模拟性能的问题,本文以著名软件GROMACS为例,分析其在分子动力学模拟并行计算方面的实现策略,结合分子动力学模拟关键原理与测试实例,提出MPI+OpenMP并行环境下计算性能的优化策略,为并行计算环境下实现分子动力学模拟的最优化计算性能提供理论和实践参考.对GPU异构并行环境下如何进行MPI、OpenMP、GPU搭配选择以达到性能最优,本文亦给出了一定的理论和实例参考.     

一种生物大分子自动分片程序设计技术

为了解决蛋白质等大分子无法使用量子化学的方法精确计算的难题，化学工作者们提出了多种解决方案，其中一个就是分子划片。基于已有的分子划片方法的分片原理，我们实现了一种通用的自动划片技术，能够对分子进行不同划分。这一方法不仅提高了分片的效率和准确性，满足了用户不同的分片需求，还有利于量化计算中利用大规模的并行计算机，提高计算效率。     

基于高性能计算环境的科学计算应用平台设计与实现

为了提升高性能计算环境的易用性并降低使用门槛,本文提出了一种基于高性能计算环境的通用科学计算应用平台构建方案,旨在为用户提供更便捷、体验更友好、简单高效的科学计算服务。用户通过访问网页即可输入计算参数、提交任务、查看执行结果并集中管理不同应用的计算任务和历史数据,无需安装相关工具或者记忆操作命令。该方案设计充分考虑了应用间的差异性,拥有良好的扩展性,易于部署和迭代,同时拥有良好的安全性。