基于零模型的分子网络生成方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115424678A(43)申请公布日2022.12.02(21)申请号202211083016.4(22)申请日2022.09.06(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市拱墅区潮王路18号(72)发明人汪泽钰王金焕邵佳飞蒋天依宣琦魏斌王鸿(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201专利代理师楼明阳(51)Int.Cl.G16C20/30(2019.01)G16C20/20(2019.01)G16C20/70(2019.01)G06K9/62(2022.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称基于零模型的分子网络生成方法及系统(57)摘要基于零模型的分子网络生成方法，包括：S1：读取数据集，获取原网络图特征；S2：对分子网络进行基于零模型的分子网络生成操作；S3：筛选新的分子网络并输出。实现本发明的基于零模型的分子网络生成方法的系统，包括：网络读取模块，网络生成模块，网络筛选模块，网络输出模块。本发明根据同分异构体的思想进行网络生成，生成的网络符合化学特性且保留了网络特征；本发明可用于数据增强和属性预测中，对分子属性预测的精度具有较好的提升。CN115424678ACN115424678A权利要求书1/2页1.基于零模型的分子网络生成方法及系统，其特征在于：包括以下步骤：S1、读取数据集，获取分子网络特征；S2、构建分子网络的0阶、1阶、2阶的零模型以生成新的分子网络，同时计算新的分子网络的参数；S3、筛选新的分子网络并输出。2.如权利要求1所述的基于零模型的分子网络生成方法及系统，其特征在于：所述步骤S1中：读取数据集，数据集包含多个分子，可以构造多个分子网络，每个分子网络可以表示为G＝(V,E,C,H,ε)，其中V表示网络中节点的集合，E表示网络中连边的集合，C表示网络中每个节点所携带的形式电荷的集合，H表示网络中每个节点所携带的氢原子数的集合，ε表示网络中连边的化学键集合。3.如权利要求1所述的基于零模型的分子网络生成方法及系统，其特征在于：步骤S2所述的生成原始分子网络的0阶零模型的具体流程如下：生成0阶零模型的网络包含输入参数有原始图连边更改比例α；首先从原始网络中随机断开一条连边edel＝{(vi,vj)|εdel}，其中εdel为被删除连边的化学键，再随机从原始网络中选择两个不相连的节点vk,vl进行重连，并将εdel作为重连连边的化学键赋值给新的分子网络，即eadd＝{(vk,vl)|εdel}，同时更新节点的特征，节点vi的氢原子数hi′的更新公式如下：hi′＝hi+εdel(1)节点vj的氢原子数的更新同节点vi，节点vk的氢原子数hk′的修改公式如下：h′k＝hk‑εdel(2)若氢原子数量小于0，则设置其氢原子数量为0，并更新节点vk的形式电荷数，其更新公式为：c′k＝ck‑εdel+hk(3)节点vl的形式电荷数和氢原子数更新同节点vk；以上仅是针对网络图中一条连边的修改，在新的分子网络生成的过程中会发生数次这样的操作流程，直至达到设定的改变连边比例α；步骤S2所述的生成原始分子网络的1阶零模型的具体流程如下：生成1阶零模型的网络包含输入参数有原始图连边更改比例α；首先随机选择两条连边e1＝{(vi,vj)|ε1},e2＝{(vk,vl)|ε2}，若vi与vl不相连，vk与vj不相连，则断开e1,e2，并重连e1′＝{(vi,vl)|ε1},e2′＝{(vk,vj)|ε2}，同时更新节点的特征，否则重新选择连边，重复上述流程；其中节点vl的氢原子数的更新公式如下：hl′＝hl+ε1‑ε2(4)若氢原子数量hl′小于0，则设置其氢原子数量hl′为0，并更新节点vl的形式电荷数，其更新公式为：cl′＝cl+hl+ε1‑ε2(5)节点vj的氢原子数的更新公式如下：hj′＝hj+ε2‑ε1(6)若氢原子数量hj′小于0，则设置其氢原子数量hj′为0，并更新节点vj的形式电荷数，其更新公式为：cj′＝cj+hj+ε2‑ε1(7)以上仅是针对网络图中一条连边的改动，在数据生成过程中会发生数次这样的操作流2CN115424678A权利要求书2/2页程，直至达到设定改变连边比例α或失败次数超过网络图连边数量时结束本次网络生成操作；步骤S2所述的生成原始分子网络的2阶零模型的具体流程如下：生成2阶零模型的网络包含输入参数有原始图连边更改比例α；首先，从原始网络中随机选择两个度值一样的节点vi,vj，然后从vi,vj的邻居节点中选取两个节点vk,vl，因此存在连边e1＝{(vi,vk)|ε1},e2＝{(vj,vl)|ε2}，若节点vi与vl不相连且vk与vj不相连，则交换连边为e1′＝{(vj,vk)|ε1},e2