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    2019年 第28卷 第2期
    刊出日期:2019-02-15
      
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  • 吕铄,蔡烜,冯瑞
    2019.28(2):1-7[摘要(140)][PDF(194)1.59 M][HTML(50)]

    为了提高卷积神经网络在目标检测的精度,本文提出了一种基于改进损失函数的YOLOv3网络.该网络模型应用一种新的损失函数Tan-Squared Error (TSE),将原有的平方和损失(Sum Squared Error,SSE)函数进行转化,能更好地计算连续变量的损失;TSE能有效减低Sigmoid函数梯度消失的影响,使模型收敛更加快速.在VOC数据集上的实验结果表明,与原网络模型的表现相比,利用TSE有效提高了检测精度,且收敛更加快速.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006772

  • 杨文明,褚伟杰
    2019.28(2):8-14[摘要(94)][PDF(116)1.36 M][HTML(35)]

    本文主要是对在线问诊中产生的医疗文本进行命名实体识别的研究.使用在线医疗问答网站的数据,采用{B,I,O}标注体系构建数据集,抽取疾病、治疗、检查和症状四个医疗实体.以BiLSTM-CRF为基准模型,提出两种深度学习模型IndRNN-CRF和IDCNN-BiLSTM-CRF,并在自构建数据集上验证模型的有效性.将新提出的两种模型与基准模型通过实验对比得出:模型IDCNN-BiLSTM-CRF的F1值0.8116,超过了BiLSTM-CRF的F1值0.8009,IDCNN-BiLSTM-CRF整体性能好于BiLSTM-CRF模型;模型IndRNN-CRF的精确率0.8427,但该模型在召回率上低于基准模型BiLSTM-CRF.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006760

  • 米传民,鲁月,林清同
    2019.28(2):15-23[摘要(71)][PDF(74)1.44 M][HTML(18)]

    电影作为典型的短周期、体验型产品,其票房收益受众多因素的共同影响,因此对其票房进行预测较为困难.本文主要构建了一种基于加权K-均值以及局部BP神经网络(BPNN)的票房预测模型对目前的票房预测模型存在的不足进行改进,从而提高票房预测的精度:(1)构建基于随机森林的影响因素影响力测量模型,并以此为依据对票房影响因素进行筛选,以此来简化后续预测模型的输入;(2)考虑到不同影响因素对票房的影响力不同的现实情况,为了解决以往研究中对影响因素权重平均分配的问题,本文构建了基于加权K-均值和局部BP神经网络的票房预测模型,以因素影响力为依据对样本数据进行加权的K-均值聚类,并基于子样本构建局部BP神经网络模型进行票房预测.实验证明,本文所构建的模型平均绝对百分比误差(MAPE)为8.49%,低于对比实验的10.39%,可以看出本文构建的基于加权K-均值以及局部BP神经网络的票房预测模型的预测结果要优于对比模型的预测结果.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006709

  • 李龙龙,周武能,闾斯瑶
    2019.28(2):24-32[摘要(59)][PDF(40)2.93 M][HTML(17)]

    在目标跟踪领域,粒子滤波技术有处理非线性非高斯问题的优势,但是标准粒子滤波在利用重采样方法解决退化现象时,会产生粒子贫化问题,导致滤波精度不稳定.针对这种问题,本文算法采用了差分进化蝙蝠算法对粒子滤波进行改进.本文算法将粒子表征为蝙蝠个体,蝙蝠种群通过调节频率、响度、脉冲发射率,伴随当前最优蝙蝠个体在目标图像区域进行搜索,并且可以动态决策是采用全局搜索还是进行局部搜索,从而提高粒子整体的质量和合理的分布;引进的差分进化策略可以增强蝙蝠个体跳出局部最优的能力.为了验证本文算法的优化性能,将本文算法和标准粒子滤波算法进行性能分析对比.实验结果表明本文算法滤波性能优于标准粒子滤波算法.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006759

  • 韩皓睿,巩应奎,梅中义,韩朝晖
    2019.28(2):33-40[摘要(56)][PDF(88)1.32 M][HTML(9)]

    针对GEO卫星频轨选取风险评估面临的参评指标因基础数据条件不同而参差不齐、指标赋权因用户经验不同而存在差异的问题,提出了一种GEO卫星频轨选取风险的柔性评估方法.在模糊综合评估法的基础上,从指标计算映射、指标权重配置两个方面支持用户的柔性化配置.针对用户在指标计算映射和指标权重配置方面的差异化,分别提出了基于聚类分析和正态分布模型自主学习的柔性构建方法,融合用户的经验知识,形成大多数用户认可的指标计算映射关系和指标权重配置,使风险评估更加科学化、合理化.基于该柔性的风险评估方法,开发了B/S架构的柔性评估系统,并通过实例验证了算法和系统的有效性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006805

  • 黄明珠,黄文清
    2019.28(2):41-48[摘要(61)][PDF(68)1.51 M][HTML(23)]

    社交网络的发展和经济全球化赋予了Logo巨大的商业价值,让Logo检测有很大的应用前景.而现实情况中Logo目标在图片中往往占据很小的一部分,Logo的低分辨率导致检测性能难以进一步提升.因此本文提出了一种基于改进Faster R-CNN的Logo检测方法.该方法在Faster R-CNN框架中结合了生成对抗模型,利用网络先将分辨率较低的Logo特征映射成高分辨率的表达能力更强的特征,再送入完全连接层进行分类和回归,从而提高检测的性能.本文在公开的Logo数据集上进行了实验结果评估,结果表明了本文提出的方法能有效地提高Logo物体检测的准确率的同时也没有因为结构的变化影响检测速度.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006766

  • 李传冰,李弘,兰婷,郑江山,秦宏
    2019.28(2):49-54[摘要(71)][PDF(113)855.28 K][HTML(12)]

    在核聚变研究领域中,高性能集群的应用十分广泛.一方面需要借助集群进行高性能计算模拟托克马克中粒子的运动状态,另一方面需要存储大量十分珍贵的放电数据以作后续的数据分析.随着位于中国科学技术大学的大型反场箍缩磁约束聚变实验装置“Keda Torus eXperiment”(KTX)的建设取得重要进展,KTX实验室对于高性能计算以及实验数据存储具有高度的需求.因此,部署了一个高性能集群并对存储做出了安全设计.根据IOzone的测试,GPFS文件系统的冗余性机制发挥了作用,数据的读写性能很稳定.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006767

  • 郑俊褒,沈林强
    2019.28(2):55-61[摘要(68)][PDF(62)1.29 M][HTML(28)]

    由于微服务细粒度的服务拆分方式和去中心化的架构设计相比于传统SOA架构更适合当前互联网敏捷开发、快速迭代的需求,但是传统微服务的服务治理技术难以实现不同技术框架和通讯协议建设的服务之间互联互通,并且存在服务治理与服务高耦合的问题.本文基于服务网格思想实现一个具有服务注册发现、负载均衡、协议转换的网络代理作为微服务架构的服务治理独立组件,并通过Netty框架、protobuf序列化方式、Etcd注册中心和加权轮询的负载均衡算法最大化网络代理性能,实验结果表明本文的设计克服了传统微服务存在的问题,并且网络代理具备高可用、高并发、高吞吐量的性能.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006790

  • 谢成亮,王鸿亮,何薇薇,赵杰,王帅
    2019.28(2):62-67[摘要(51)][PDF(69)1.18 M][HTML(8)]

    针对印刷领域印刷品的识别问题,设计了一种基于浅层特征的视觉识别系统.浅层特征适用于对精准特定目标的识别,SIFT是一种被广泛使用且效果良好的浅层特征.该系统首先建立一个小型样本图像数据库,然后采用SIFT算法进行特征提取并与样本图像进行匹配识别.另外,该系统实现了在线学习的功能.经过实验验证,该系统可以实时、准确的实现对印刷品内容的识别.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006787

  • 石佳琦,陈鹏
    2019.28(2):68-74[摘要(61)][PDF(71)1.30 M][HTML(11)]

    白盒测试中经常用到覆盖率测试.轻量级覆盖率测试工具GCOV在使用上具有操作复杂繁琐的弊端.本文所述的设计基于GCOV覆盖率测试的原理,依据shell脚本批处理的特点将各部分操作封装为脚本工具;通过Expect脚本工具对上一操作是否成功进行断言,实现各脚本工具调用的联动.通过该设计进行覆盖率报告输出比传统的操作节省了大量时间.同时,本设计具有操作简易、便于移植的特点.极大的减少了工作人员重复的操作,提高了软件开发测试的效率.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006776

  • 张美平,张毅韬,郭旭城,王志宇
    2019.28(2):75-80[摘要(76)][PDF(81)1.24 M][HTML(11)]

    提出了一种基于ROS与OpenWrt、Contiki的新型物联网系统方案ROS-IOT.分为两个部分:物联网系统的搭建与此系统下数据采集机器人的设计.感知层传感节点采用Contiki协议栈实现传感节点的组网与数据传递;接入网关采用运行Openwrt操作系统的无线路由器,网关接入模块实现协议动态转换,设置转换地址池、数据汇聚、处理,并基于rosserial_embeddedLinux上递至ROS网络等功能,实现各层数据流通;应用层基于websocket技术设计了与ROS网络数据交互的web服务,可实现与感知层、机器人的双向交互.机器人采用运行ROS环境的树莓派作为主控设备,电机驱动板采用stm32单片机.机器人的软件设计采用基于ROS Topic与ROS_bridge的通讯机制,使得机器人更加容易地融入物联网系统,并且在此基础上拓展更多服务.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006735

  • 孙弋,胡粔珲
    2019.28(2):81-86[摘要(59)][PDF(136)1.03 M][HTML(14)]

    在高校的教务管理中,排课问题是复杂又关键的环节,科目数量众多,教学资源有限等等因素都制约着排课的复杂程度和结果.排课本质就是将课程、班级在合适的时间段安排到合适的教学位置,是一个NP问题的求解.随着规模的不断扩大,问题求解难度呈指数形式增加,当规模达到一定程度的时候就很难在短的时间内求出最优解.鉴于此,本文提出了遗传-蚁群混合算法,将两种算法混合使用,依靠遗传算法生成信息素分布,利用蚁群算法求最优解.实验结果表明,混合算法提高了排课的效率和课表的合理度.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006762

  • 钮卿
    2019.28(2):87-93[摘要(59)][PDF(48)1.52 M][HTML(11)]

    移动应用技术已逐步在电力行业推广应用.近年,某发电集团在双网隔离环境下按照移动门户模式建成了模块化的统一移动平台,标准功能以集团总部应用为主,部分通用功能基层单位也可以使用.本文在此基础上,基于4G和Wi-Fi无线网络、Hybrid移动开发技术、Nginx反向代理技术、SSL VPN、安全隔离网闸等,设计了统一标准并能柔性适应各单位本地业务需求的支持两级应用的集团级移动平台,实现了不同网络环境下的无缝切换,为双网隔离环境下支持两级应用的集团级移动平台建设提供了参考.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006764

  • 张冲,张云华
    2019.28(2):94-100[摘要(67)][PDF(125)1.24 M][HTML(23)]

    本研究改进了Apriori算法,并应用于糖尿病高危因素关联分析.改进算法通过单次扫库,将事务数据库转化为布尔矩阵,依照特定性质对矩阵进行压缩,极大减少运算量和冗余.基于此,本研究设计了一款糖尿病预诊分析系统,系统采用时下最新技术栈,微服务框架Spring Boot、RPC框架Dubbo、消息队列中间件RabbitMQ、缓存Redis以及数据库MySQL.该系统辅助医护人员进行糖尿病诊断,为用户自诊提供有效依据.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006781

  • 马永松,冉进刚,彭健
    2019.28(2):101-106[摘要(49)][PDF(78)1.20 M][HTML(14)]

    随着通航飞机任务的越来越多元化、复杂化,要求机载语音通信系统能够支持更多成员在任务中参与实时通话.本文通过加入实时权重、动态箝位机制设计了改进的单输出通道混音算法,并在此基础上进一步设计了可定制的多输出通道混音组织逻辑,形成了一套适用于大型通用任务型飞机的“有优先级、用户可定制的机载会议系统”设计的实用混音方法.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006769

  • 陈昭喜,许爱军
    2019.28(2):107-112[摘要(58)][PDF(131)1.09 M][HTML(10)]

    为解决虚拟实验中师生不能有效交流的问题,采用VRML-JS-Java通信机制实现了一种具有交流功能的虚拟物理实验室.介绍了实验室总体设计和场景层次结构,阐述了三维场景的建模过程和流程,重点对交互功能的服务器端、客户端、用户间的交互与感知,以及VRML虚拟场景与Java接口等关键技术进行实现.经过发布与测试,表明虚拟物理实验室具有良好的层次性、可重用性和互操作性,在大学实验教学改革中具有较高的实用价值.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006796

  • 加云岗,孙媛,杜峰,马佳宾
    2019.28(2):113-117[摘要(56)][PDF(71)939.47 K][HTML(15)]

    为了实现基于4G宽带技术的配电自动化系统DAS的通信服务子系统,采用4G LTE技术实现配电馈线终端FTU的网络接入.针对用户需求,在其与移动运营商之间物理专线的基础之上,利用运营商提供的集团客户VPDN业务,采用L2TP over IPSec技术实现了DAS与FTU之间的VPN网络通道,达到配电自动化信息安全传输的目的.基于所构建的通信网络,进行DAS通信服务器软件的设计,实现了DAS系统数据采集和输出控制的通信功能.实验结果表明,所构思实现的通信子系统达到了通信功能和网络安全的指标要求.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006761

  • 唐军
    2019.28(2):118-124[摘要(49)][PDF(107)1.29 M][HTML(11)]

    为了使大众能方便地在室内进行健身,根据市场上已有的踏步器为蓝本,设计一款适用于踏步器的游戏系统,它溶健身娱乐为一体,适合现代人的生活方式.该系统由三部分组成:踏步器、传感装置和计算机.传感装置由两个霍尔传感器、MAX232串口芯片和STC89C52单片机组成,霍尔传感器用来感应玩家踏板动作,单片机用于计算左、右步频并发送步频,串口芯片将左、右步频数据传给计算机;计算机负责游戏软件的运行和显示.游戏软件的设计原理是:左、右步频的平均值可用来决定游戏主角的移动速度,步频差决定它的移动方向.改编了“贪吃蛇”游戏作为测试软件,在游戏中添加了运动控制和健身功能,经过测试能达到预期的设计效果.该游戏系统具有制作成本低、操控方便、通用性强等特点,具备一定的市场开发潜力.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006738

  • 张彤,马欣媛,赵太飞
    2019.28(2):125-131[摘要(49)][PDF(81)1.47 M][HTML(10)]

    针对水下环境的三维传感器网络节点随机部署时存在覆盖率低的问题设计一种基于垂直采样的水下三维传感网络覆盖算法,用于提高水下三维传感器网络覆盖率和连通性.垂直采样算法首先对三维监测区域进行垂直平面采样,然后再对该平面进行直线采样,把三维空间的覆盖问题转化为多平面内的直线覆盖优化问题,达到对整个三维网络覆盖优化的目的.仿真结果表明,在100 m×100 m×100 m的三维监测水域,垂直采样算法比三维随机部署策略可提高约4%~28%的覆盖率,在节点数为40时对覆盖率的提升程度最大.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006768

  • 张德鹏,王晓峰,胡姣姣,张萌
    2019.28(2):132-139[摘要(57)][PDF(63)2.25 M][HTML(22)]

    针对图像拼接篡改检测与篡改定位技术进行研究,提出了一种噪声水平不一致性的图像拼接篡改定位方法.该方法利用改进的拉普拉斯算子对噪声具有双倍加强作用的特点,结合奇异值分解,提取非重叠图像块的局部图像梯度矩阵和噪声特征,然后利用基于聚类的阈值算法,对得到的特征进行分类并定位出篡改区域.与现有的基于噪声的图像拼接区域检测方法相比,所提出的方法不仅能够检测拼篡改区域,而且当拼接区域与原始区域之间的噪声差异较小时依然有效,并且对于内容保持的图像处理操作如JPEG压缩、高斯模糊、伽玛校正、下采样等是鲁棒的.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006774

  • 陈俊杰
    2019.28(2):140-145[摘要(48)][PDF(75)1.25 M][HTML(12)]

    针对云资源提供问题,为了降低云消费者的资源使用成本,提出了一种采用随机规划模型的云资源分配算法.同时考虑按需实例和预留实例,采用两阶段随机整数规划对云资源提供问题进行建模,在资源预留阶段,根据长期的工作负载情况,确定预留实例的类型和数量,在按需分配阶段,根据当前的工作负载,确定动态分配的按需实例的类型和数量.采用抽样平均近似方法减少资源提供问题的场景数量,降低求解复杂度,并提出了一种基于阶段分解的混合进化算法求解资源提供问题.仿真实验结果表明,采用随机规划模型的云资源分配算法能够在较短时间内获得近似最优的云资源预留方案,有效降低了云消费者的资源使用成本.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006717

  • 何倩,沈炜
    2019.28(2):146-151[摘要(48)][PDF(57)1.23 M][HTML(10)]

    电子投票因其便捷的特性,日益受到人们的青睐.然而电子投票中所暴露出来的安全问题成为人们所关注的重点,如何保证电子投票中的匿名性,公开可验证性等成为一个值得关注的问题.针对现有电子投票中存在的各种问题,基于数字签名算法和全同态加密提出了一种多候选人电子投票方案.该方案采用椭圆曲线数字签名算法解决电子投票中的身份认证问题;利用全同态加密技术实现对选票加密以及对加密选票的同态计算;为了能够对选票进行批量处理,采用SIMD技术打包选票;针对加密选票计票中存在的编解码问题设计了一种同态计票器.最后基于电子投票的八个安全特性对方案的安全性进行了分析,表明该方案是安全可行的.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006773

  • 李凤坤
    2019.28(2):152-157[摘要(46)][PDF(112)1.26 M][HTML(12)]

    为准确优化快递配送路径,建立了基于时间窗的快递配送路径优化的数学模型.提出改进AHP-GA算法对多目标配送车辆路径进行优化,利用中位数层次分析算法对多个子目标进行权重系数配比,避免了极端值的影响,从而将多目标优化问题转化为单目标优化问题.通过简单的自然数对车辆路径进行编码,避免了路径重复.考虑了客户对车辆到达时间窗要求,包括车辆在约定时间之前到达获得的机会成本、在约定时间之后到达的罚金成本.最后,本文以1个配送中心,20个服务客户为例,对构建的数学模型通过分别使用传统的GA算法和使用改进AHP-GA算法进行优化,仿真结果表明,利用改进AHP-GA算法进行多目标配送路径优化,可以更加高效地求得问题的最优解.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006778

  • 张峰,李亚伟
    2019.28(2):158-163[摘要(47)][PDF(75)880.02 K][HTML(9)]

    随着软件在现代高可靠性装备中的比重和关键程度越来越高,传统的软件安全性测试方法已经不能满足当前测试要求,本文主要介绍一种新的安全性测试分析思路和方法——SFMEA技术在软件安全性测试中的应用,以弥补安全性测试需求分析和测试用例设计不足问题.文章首先分析介绍了常规安全性测试内容和方法及其不足,同时分析说明了引入新的安全性测试方法的必要性,然后介绍了SFMEA安全性分析技术相关定义、方法以及流程等,最后结合实例详细描述了基于SFMEA安全性分析技术的软件安全性测试方法与工作流程,并对基于SFMEA安全性分析技术进行安全性测试工作优缺点以及重点关注内容进行了总结.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006779

  • 徐小平,庞润娟,王峰,钱富才
    2019.28(2):164-170[摘要(51)][PDF(29)9.29 M][HTML(8)]

    为了克服现有方法在求解0-1背包问题时存在的缺陷,提出了一种改进的烟花算法.在给出0-1背包问题的数学模型后,利用Kent混沌映射对基本烟花算法的解初始化以使初始位置分布更加均匀,同时引入Sigmoid函数得到渐变的爆炸半径使得算法的求解精度与搜索速度达到某种平衡,用改进的烟花算法来对其进行求解.通过对典型测试函数和0-1背包问题的求解结果说明了所提出的改进烟花算法求解精度更高,性能更加稳定.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006765

  • 陈婷婷,殷贺,江红莉,王露
    2019.28(2):171-176[摘要(60)][PDF(97)1.16 M][HTML(24)]

    粒子群算法(PSO)作为一种群智能算法,有效提高了投资组合模型的实用性,但存在搜索精度较低和易陷入局部最优的缺陷.为克服其缺点,本文提出基于天牛须搜索(BAS)的粒子群优化算法(简称BSO),并将其应用到包含完整费用的投资组合模型中.在基于天牛须搜索的优化算法中(BSO),每个粒子的更新规则源自BAS,在每次迭代中都有自己对环境空间的判断,而不仅依赖于PSO中历史最佳解决方案和粒子个体的当前全局最优解,从而减少迭代次数、提高搜索速度和精度.实证结果表明算法更具稳定性和有效性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006771

  • 蓝章礼,黄涛,李战,匡恒
    2019.28(2):177-183[摘要(51)][PDF(68)1.43 M][HTML(15)]

    针对CCD采集的沥青路面病害图像分辨率过高且含信息的有效区域占比少的问题,提出一种基于图像内容的沥青路面病害图像区域分割算法,以剔除路面图像中的无效区域.首先通过预处理和病害提取过程将原图像处理成包含病害特征的二值图像;然后通过计算整幅图像中含信息像素的上下比和左右比,得到初始化遍历方向,并统计各行(或列)的含信息像素总数;最后从初始化遍历方向开始遍历并丢弃含信息量最少的行(或列),最终得到分割后的图像.为验证算法的有效性与合理性,采用图像信息熵作为算法评价标准与传统算法进行对比分析.实验结果表明:本文算法在有效降低图像分辨率的前提下能很好的保留病害目标信息,提升图像信息熵.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006782

  • 范长军,文凌艳,毛泉涌,祝中科
    2019.28(2):184-189[摘要(51)][PDF(76)1.11 M][HTML(13)]

    针对无人机场景下运动目标检测对实时性要求高,运动背景、环境光照易变化等问题,提出一种结合单高斯与光流法的运动目标检测算法.首先,对运动相机捕捉的图像采用改进的单高斯模型进行背景建模,并融合前一帧图像的多个高斯模型来进行运动补偿,然后,将得到的前景图像作为掩模来提取特征点和进行光流跟踪,并对稀疏特征点的运动轨迹进行层次聚类.实验结果表明,该算法能有效地处理运动相机造成的前景对背景模型的干扰,背景建模速度快,对光照变化不敏感,检测出的目标接近真实目标.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006737

  • 杨戈,刘智鹏
    2019.28(2):190-195[摘要(44)][PDF(71)1.00 M][HTML(7)]

    本文针对流媒体Cloud-P2P存储模式中的副本选择,提出一种基于蚁群算法的改进算法(replica selection algorithm in Cloud-P2P based on ant colony algorithm,C2P2RSA2),建立副本选择度量标准(副本节点的网络带宽、网络延时等)与蚁群信息素的映射,定义了副本信息素概率,最后得到一组副本资源的最优解.实验表明,与PARSA算法(Pheromone-base Ant colony Replica adaptive Selection Algorithm in cloud storage)和最佳副本选择算法比较,在平均访问时间增加2%–5%的情况下,本文的算法对云副本节点的负载率减少15%–25%.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006590

  • 马杰,蔡轶珩,盛楠
    2019.28(2):196-200[摘要(53)][PDF(145)962.27 K][HTML(11)]

    在三维人脸表情识别中,基于局部二值模式(LBP)算子算法与传统的特征提取算法相比具有特征提取准确、精细、光照不变性等优点,但也有直方图维数高、判别能力差、冗余信息大的缺点.本文提出一种通过对整幅图像进行多尺度分块提取CBP特征的CBP算法,能够更有效的提取分类特征.再结合使用稀疏表达分类器实现对特征进行分类和识别.经实验结果表明,与传统LBP算法和SVM分类识别算法对比,文中算法用于人脸表情的识别的识别率得到大幅度提高.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006692

  • 贾郑磊,谷林,高智勇,谢军太
    2019.28(2):201-206[摘要(49)][PDF(61)945.75 K][HTML(8)]

    针对加权复杂网络中的重叠社团检测问题,提出了一种面向加权网络的基于Jaccard系数的BGLL模块密度优化算法(Modularity Density and Jaccard Based BGLL,DBGLLJ).利用节点重要度重构网络,根据模块度增益作为阶段函数和模块密度增益作为目标函数进行网络硬划分,并提出了结合改进的Jaccard系数的重叠检测方法.为验证算法,选择了3种算法在LFR网络和真实网络中进行测试,结果表明:在标准LFR网络和真实网络中,DBGLLJ算法检测效果较优,具有较高的重叠模块度以及重叠检测准确性,且运算效率较好.将所提算法应用于现实复杂机电系统因效性网络,重叠检测结果较好,具有较高的参考价值.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006785

  • 李鹏,李丹,李喜旺,高宇
    2019.28(2):207-212[摘要(58)][PDF(108)1.16 M][HTML(13)]

    针对电力调度自动化设备健康评估过程中存在的评估方式简单、评估方式可解释性弱以及评估效果不精确的问题,本文提出了一种基于模糊神经网络的电力自动化设备健康评估模型.用模糊理论进行分析,用模糊集合描述评价指标,用数据指标的隶属度描述设备运行情况,结合神经网络的自适应功能,针对个体设备提供更加准确的、更具个性化的健康评估.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006789

  • 黄雪倩,谭钧元,李欣,陈栋
    2019.28(2):213-218[摘要(53)][PDF(105)1.10 M][HTML(14)]

    针对海水养殖企业和管理部门对养殖区海洋生态环境数据的需求,介绍了一种基于Android操作系统的移动终端软件——海洋生态环境数据展示APP.从用户需求出发,以简单实用、操作方便为原则设计APP.在APP开发设计中,运用多媒体框架实现水下视频的直播和点播,以图表形式展示水文数据,借助百度地图展示设备投放地点,并采用极光推送平台接收推送消息提醒用户.运行结果表明该APP具有很强的实用性和高稳定性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006780

  • 傅伟,周新力,刘军
    2019.28(2):219-225[摘要(49)][PDF(102)1.18 M][HTML(8)]

    在无人机网络中,由于节点具有较强的移动性,对于组播路由的建立以及组播组的划分提出更高要求,一般的组播路由协议往往无法满足网络需求.为此,提出了一种基于ODMRP的分布式核心稳定路由算法.该算法结合了改进贪婪机制,根据路由状况对路径进行优化,为了降低源节点的数据处理负担,提出了分布式核心节点选择机制,将组播组的信息储存在多个核心节点中,同时释放了转发节点的储存空间.文章通过路由抢修机制,监控路由状态变化,对即将断裂的路由提前修复,保证了路径的有效性.仿真表明,该算法与标准的ODMRP算法及改进算法VCMP算法相比,能够优化传输路径,降低端到端时延,提高分组交付率,提升网络性能.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006793

  • 刘晶晶,庄红,铁治欣,程晓宁,丁成富
    2019.28(2):226-232[摘要(63)][PDF(85)1.73 M][HTML(9)]

    针对水质预测问题,以地表水水质监测因子作为研究对象,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的水质多因子预测模型,同时利用提出的K-Similarity降噪法对模型的输入数据进行降噪,提高模型预测性能.通过与BP神经网络、RNN和传统的LSTM神经网络预测模型进行对比实验,证明了所提出的方法均方误差最小,预测结果更准确.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006756

  • 王坚俊,章玮,楼华辉,郑伟彦,朱杰
    2019.28(2):233-239[摘要(70)][PDF(66)1.35 M][HTML(16)]

    在无人机应用于输电线巡检背景下,为了方便后续的输电线故障检测与分析,提出一种新的基于无人机图像的输电线检测方法.首先,通过Otsu获取高低阈值的方法改进Canny边缘检测算法,用于提取输电线图像边缘;然后,通过数学形态学方法处理边缘检测得到的二值图像,并用分式查表法改进的Hough变换对数学形态学处理后的图像进行直线段检测;最后,提出线-线空间信息分析的方法,对检测出来的直线段进行筛选和拟合.通过在无人机图像上的实验结果表明,本文提出的输电线检测方法是一种性能良好的基于无人机图像的输电线检测方法.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006801

  • 秦英
    2019.28(2):240-245[摘要(49)][PDF(108)1.02 M][HTML(10)]

    WebShell根据其功能和大小可以分为多种类型,各种类型的WebShell在基本特征上又有其独有的特征,而现有的WebShell检测大多从单一层面提取特征,无法较全面的覆盖各种类型WebShell全部特征,具有种类偏向性,无差别的检测效果差,泛化能力弱等问题.针对这一问题,提出了一种基于随机森林的WebShell检测方法.该方法在数据预处理阶段分别提取文本层的统计特征和文本层源码与编译结果层字节码(opcode)的序列特征,构成较全面的组合特征,然后通过Fisher特征选择选取适当比例的重要特征,降低特征维度,构成样本的特征集,最后采用随机森林分类器训练样本得到检测模型.通过实验表明,本检测方法能有效地检测WebShell,并在准确率、召回率和误报率上都优于单一层面的WebShell检测模型.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006721

  • 邵煜,谢颖华
    2019.28(2):246-252[摘要(50)][PDF(66)1.36 M][HTML(10)]

    为了解决传统协同过滤算法的冷启动问题,提高算法的推荐质量,本文针对协同过滤算法中的冷启动问题进行研究,提出了两种改进的算法.新用户冷启动:融合用户信息模型的基于用户的协同过滤算法;新项目冷启动:采用层次聚类的基于项目的协同过滤算法.将新算法在网络开源数据集MovieLens上进行实验验证,比较改进算法和传统算法在查全率和查准率上的差异,结果表明改进算法能够有效地提高算法的推荐质量,缓解新用户和新项目的冷启动问题.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006747

  • 毕明华,何利力
    2019.28(2):253-258[摘要(50)][PDF(72)1.11 M][HTML(7)]

    多源多点环境下,动态物流中涉及货物装载和产品配送的路径优化是一个非常复杂的问题.针对现实配送过程中存在的货物需求多样化以及多车配送空载率过高的路径寻优问题,本文提出了一种新的调度配送方式.通过建立车辆装载配送路径模型,以多源多点,重量修正,路径最佳等为约束条件,使用模拟细胞分裂的新方式产生下一代,改进现有的遗传算法进行求解,优化了初始种群的产生,可以快速得到全局最优解,跳出遗传早熟收敛,取得最佳路径,从而降低配送成本,提高配送效率.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006784

  • 杨硕,原彤彤,童志波
    2019.28(2):259-263[摘要(53)][PDF(69)1.06 M][HTML(15)]

    本文首先比较了现有的两种FPGA设计方法,重点介绍了图形化编程的优点,然后基于System Generator设计工具.以Sobel边缘检测算法为例,在Matlab/Simulink平台上构建了数字图像处理系统.将该算法进行图形化建模及在线仿真,并将设计结果编译为硬件描述语言(HDL).最后对系统进行了功能验证和测试结果分析,讨论了图形化建模的直观处理结果、RTL级视图、实际消耗资源情况以及运行速度等情况.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006783

  • 卢耀华,王胜明,郭剑,项震,谢丹丹
    2019.28(2):264-269[摘要(49)][PDF(90)1.25 M][HTML(9)]

    由于气象测点个数有限、分布不均匀且与线路走廊不一致,无法为研究灾害引发的线路故障及其防御技术提供精确的输电线路气象环境数据模型.为此,本文分析了Kriging空间插值方法的实现原理,应用Kriging插值方法实现对输电线路气象环境数据的网格化建模,并制定插值结果校验方法及评价标准,选取江苏省级电网可获取的996个气象测点2017年某日的温度数据,通过Kriging法进行网格化插值并对结果进行分析比较,验证了适用于该区域输电线路的温度数据网格化插值的Kriging半变异函数模型的选取过程.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006763

  • 李阳,王华,张得华
    2019.28(2):270-273[摘要(54)][PDF(106)753.16 K][HTML(10)]

    航天测控系统数据传送采用独特的协议格式,对数据处理解算的方法有着较高的要求.为了高效、通用、全适应的完成对航天系统测控数据的处理解算显示,针对其数据格式特点建立模块化字节流处理模型和遥测数据处理模型,可根据不同类型数据格式灵活选取合适的数据处理模型完成处理,保证数据处理的正确性和可靠性前提下,提高了测控系统指显数据处理的适应性和通用性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006740

  • 李钢,茅海泉
    2019.28(2):274-279[摘要(88)][PDF(123)1.61 M][HTML(12)]

    大数据服务平台在电网系统中具有重要的应用价值.海量准实时数据平台作为电网重要数据中心,存储了大量有价值的数据,其存储的数据多为非结构化数据,无法直接通过SQL语句获取.为了最大限度挖掘数据价值,需要在平台中集成SQL访问实时数据的功能.为此,本文基于PostgresSQL Foreign Data Wrapper (Postgres_fdw)开发了SQL引擎.通过分析PostgresSQL的功能特点以及已有UAPI接口的不足,针对原有大数据平台框架,采用分层策略,基于Postgres_fdw开发了SQL引擎,并提出了针对海量平台中实时数据库的外部表空间估算方案和SQL解析方案,以此实现数据平台运用SQL的方式获取底层海量平台数据的功能.现场功能和性能测试,验证了该引擎的有效性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006775

  • 吕铄,蔡烜,冯瑞
    2019.28(2):1-7[摘要(140)][PDF(194)1.59 M][HTML(50)]

    为了提高卷积神经网络在目标检测的精度,本文提出了一种基于改进损失函数的YOLOv3网络.该网络模型应用一种新的损失函数Tan-Squared Error (TSE),将原有的平方和损失(Sum Squared Error,SSE)函数进行转化,能更好地计算连续变量的损失;TSE能有效减低Sigmoid函数梯度消失的影响,使模型收敛更加快速.在VOC数据集上的实验结果表明,与原网络模型的表现相比,利用TSE有效提高了检测精度,且收敛更加快速.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006772

  • 杨文明,褚伟杰
    2019.28(2):8-14[摘要(94)][PDF(116)1.36 M][HTML(35)]

    本文主要是对在线问诊中产生的医疗文本进行命名实体识别的研究.使用在线医疗问答网站的数据,采用{B,I,O}标注体系构建数据集,抽取疾病、治疗、检查和症状四个医疗实体.以BiLSTM-CRF为基准模型,提出两种深度学习模型IndRNN-CRF和IDCNN-BiLSTM-CRF,并在自构建数据集上验证模型的有效性.将新提出的两种模型与基准模型通过实验对比得出:模型IDCNN-BiLSTM-CRF的F1值0.8116,超过了BiLSTM-CRF的F1值0.8009,IDCNN-BiLSTM-CRF整体性能好于BiLSTM-CRF模型;模型IndRNN-CRF的精确率0.8427,但该模型在召回率上低于基准模型BiLSTM-CRF.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006760

  • 米传民,鲁月,林清同
    2019.28(2):15-23[摘要(71)][PDF(74)1.44 M][HTML(18)]

    电影作为典型的短周期、体验型产品,其票房收益受众多因素的共同影响,因此对其票房进行预测较为困难.本文主要构建了一种基于加权K-均值以及局部BP神经网络(BPNN)的票房预测模型对目前的票房预测模型存在的不足进行改进,从而提高票房预测的精度:(1)构建基于随机森林的影响因素影响力测量模型,并以此为依据对票房影响因素进行筛选,以此来简化后续预测模型的输入;(2)考虑到不同影响因素对票房的影响力不同的现实情况,为了解决以往研究中对影响因素权重平均分配的问题,本文构建了基于加权K-均值和局部BP神经网络的票房预测模型,以因素影响力为依据对样本数据进行加权的K-均值聚类,并基于子样本构建局部BP神经网络模型进行票房预测.实验证明,本文所构建的模型平均绝对百分比误差(MAPE)为8.49%,低于对比实验的10.39%,可以看出本文构建的基于加权K-均值以及局部BP神经网络的票房预测模型的预测结果要优于对比模型的预测结果.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006709

  • 李龙龙,周武能,闾斯瑶
    2019.28(2):24-32[摘要(59)][PDF(40)2.93 M][HTML(17)]

    在目标跟踪领域,粒子滤波技术有处理非线性非高斯问题的优势,但是标准粒子滤波在利用重采样方法解决退化现象时,会产生粒子贫化问题,导致滤波精度不稳定.针对这种问题,本文算法采用了差分进化蝙蝠算法对粒子滤波进行改进.本文算法将粒子表征为蝙蝠个体,蝙蝠种群通过调节频率、响度、脉冲发射率,伴随当前最优蝙蝠个体在目标图像区域进行搜索,并且可以动态决策是采用全局搜索还是进行局部搜索,从而提高粒子整体的质量和合理的分布;引进的差分进化策略可以增强蝙蝠个体跳出局部最优的能力.为了验证本文算法的优化性能,将本文算法和标准粒子滤波算法进行性能分析对比.实验结果表明本文算法滤波性能优于标准粒子滤波算法.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006759

  • 韩皓睿,巩应奎,梅中义,韩朝晖
    2019.28(2):33-40[摘要(56)][PDF(88)1.32 M][HTML(9)]

    针对GEO卫星频轨选取风险评估面临的参评指标因基础数据条件不同而参差不齐、指标赋权因用户经验不同而存在差异的问题,提出了一种GEO卫星频轨选取风险的柔性评估方法.在模糊综合评估法的基础上,从指标计算映射、指标权重配置两个方面支持用户的柔性化配置.针对用户在指标计算映射和指标权重配置方面的差异化,分别提出了基于聚类分析和正态分布模型自主学习的柔性构建方法,融合用户的经验知识,形成大多数用户认可的指标计算映射关系和指标权重配置,使风险评估更加科学化、合理化.基于该柔性的风险评估方法,开发了B/S架构的柔性评估系统,并通过实例验证了算法和系统的有效性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006805

  • 黄明珠,黄文清
    2019.28(2):41-48[摘要(61)][PDF(68)1.51 M][HTML(23)]

    社交网络的发展和经济全球化赋予了Logo巨大的商业价值,让Logo检测有很大的应用前景.而现实情况中Logo目标在图片中往往占据很小的一部分,Logo的低分辨率导致检测性能难以进一步提升.因此本文提出了一种基于改进Faster R-CNN的Logo检测方法.该方法在Faster R-CNN框架中结合了生成对抗模型,利用网络先将分辨率较低的Logo特征映射成高分辨率的表达能力更强的特征,再送入完全连接层进行分类和回归,从而提高检测的性能.本文在公开的Logo数据集上进行了实验结果评估,结果表明了本文提出的方法能有效地提高Logo物体检测的准确率的同时也没有因为结构的变化影响检测速度.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006766

  • 李传冰,李弘,兰婷,郑江山,秦宏
    2019.28(2):49-54[摘要(71)][PDF(113)855.28 K][HTML(12)]

    在核聚变研究领域中,高性能集群的应用十分广泛.一方面需要借助集群进行高性能计算模拟托克马克中粒子的运动状态,另一方面需要存储大量十分珍贵的放电数据以作后续的数据分析.随着位于中国科学技术大学的大型反场箍缩磁约束聚变实验装置“Keda Torus eXperiment”(KTX)的建设取得重要进展,KTX实验室对于高性能计算以及实验数据存储具有高度的需求.因此,部署了一个高性能集群并对存储做出了安全设计.根据IOzone的测试,GPFS文件系统的冗余性机制发挥了作用,数据的读写性能很稳定.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006767

  • 郑俊褒,沈林强
    2019.28(2):55-61[摘要(68)][PDF(62)1.29 M][HTML(28)]

    由于微服务细粒度的服务拆分方式和去中心化的架构设计相比于传统SOA架构更适合当前互联网敏捷开发、快速迭代的需求,但是传统微服务的服务治理技术难以实现不同技术框架和通讯协议建设的服务之间互联互通,并且存在服务治理与服务高耦合的问题.本文基于服务网格思想实现一个具有服务注册发现、负载均衡、协议转换的网络代理作为微服务架构的服务治理独立组件,并通过Netty框架、protobuf序列化方式、Etcd注册中心和加权轮询的负载均衡算法最大化网络代理性能,实验结果表明本文的设计克服了传统微服务存在的问题,并且网络代理具备高可用、高并发、高吞吐量的性能.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006790

  • 谢成亮,王鸿亮,何薇薇,赵杰,王帅
    2019.28(2):62-67[摘要(51)][PDF(69)1.18 M][HTML(8)]

    针对印刷领域印刷品的识别问题,设计了一种基于浅层特征的视觉识别系统.浅层特征适用于对精准特定目标的识别,SIFT是一种被广泛使用且效果良好的浅层特征.该系统首先建立一个小型样本图像数据库,然后采用SIFT算法进行特征提取并与样本图像进行匹配识别.另外,该系统实现了在线学习的功能.经过实验验证,该系统可以实时、准确的实现对印刷品内容的识别.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006787

  • 石佳琦,陈鹏
    2019.28(2):68-74[摘要(61)][PDF(71)1.30 M][HTML(11)]

    白盒测试中经常用到覆盖率测试.轻量级覆盖率测试工具GCOV在使用上具有操作复杂繁琐的弊端.本文所述的设计基于GCOV覆盖率测试的原理,依据shell脚本批处理的特点将各部分操作封装为脚本工具;通过Expect脚本工具对上一操作是否成功进行断言,实现各脚本工具调用的联动.通过该设计进行覆盖率报告输出比传统的操作节省了大量时间.同时,本设计具有操作简易、便于移植的特点.极大的减少了工作人员重复的操作,提高了软件开发测试的效率.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006776

  • 张美平,张毅韬,郭旭城,王志宇
    2019.28(2):75-80[摘要(76)][PDF(81)1.24 M][HTML(11)]

    提出了一种基于ROS与OpenWrt、Contiki的新型物联网系统方案ROS-IOT.分为两个部分:物联网系统的搭建与此系统下数据采集机器人的设计.感知层传感节点采用Contiki协议栈实现传感节点的组网与数据传递;接入网关采用运行Openwrt操作系统的无线路由器,网关接入模块实现协议动态转换,设置转换地址池、数据汇聚、处理,并基于rosserial_embeddedLinux上递至ROS网络等功能,实现各层数据流通;应用层基于websocket技术设计了与ROS网络数据交互的web服务,可实现与感知层、机器人的双向交互.机器人采用运行ROS环境的树莓派作为主控设备,电机驱动板采用stm32单片机.机器人的软件设计采用基于ROS Topic与ROS_bridge的通讯机制,使得机器人更加容易地融入物联网系统,并且在此基础上拓展更多服务.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006735

  • 孙弋,胡粔珲
    2019.28(2):81-86[摘要(59)][PDF(136)1.03 M][HTML(14)]

    在高校的教务管理中,排课问题是复杂又关键的环节,科目数量众多,教学资源有限等等因素都制约着排课的复杂程度和结果.排课本质就是将课程、班级在合适的时间段安排到合适的教学位置,是一个NP问题的求解.随着规模的不断扩大,问题求解难度呈指数形式增加,当规模达到一定程度的时候就很难在短的时间内求出最优解.鉴于此,本文提出了遗传-蚁群混合算法,将两种算法混合使用,依靠遗传算法生成信息素分布,利用蚁群算法求最优解.实验结果表明,混合算法提高了排课的效率和课表的合理度.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006762

  • 钮卿
    2019.28(2):87-93[摘要(59)][PDF(48)1.52 M][HTML(11)]

    移动应用技术已逐步在电力行业推广应用.近年,某发电集团在双网隔离环境下按照移动门户模式建成了模块化的统一移动平台,标准功能以集团总部应用为主,部分通用功能基层单位也可以使用.本文在此基础上,基于4G和Wi-Fi无线网络、Hybrid移动开发技术、Nginx反向代理技术、SSL VPN、安全隔离网闸等,设计了统一标准并能柔性适应各单位本地业务需求的支持两级应用的集团级移动平台,实现了不同网络环境下的无缝切换,为双网隔离环境下支持两级应用的集团级移动平台建设提供了参考.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006764

  • 张冲,张云华
    2019.28(2):94-100[摘要(67)][PDF(125)1.24 M][HTML(23)]

    本研究改进了Apriori算法,并应用于糖尿病高危因素关联分析.改进算法通过单次扫库,将事务数据库转化为布尔矩阵,依照特定性质对矩阵进行压缩,极大减少运算量和冗余.基于此,本研究设计了一款糖尿病预诊分析系统,系统采用时下最新技术栈,微服务框架Spring Boot、RPC框架Dubbo、消息队列中间件RabbitMQ、缓存Redis以及数据库MySQL.该系统辅助医护人员进行糖尿病诊断,为用户自诊提供有效依据.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006781

  • 马永松,冉进刚,彭健
    2019.28(2):101-106[摘要(49)][PDF(78)1.20 M][HTML(14)]

    随着通航飞机任务的越来越多元化、复杂化,要求机载语音通信系统能够支持更多成员在任务中参与实时通话.本文通过加入实时权重、动态箝位机制设计了改进的单输出通道混音算法,并在此基础上进一步设计了可定制的多输出通道混音组织逻辑,形成了一套适用于大型通用任务型飞机的“有优先级、用户可定制的机载会议系统”设计的实用混音方法.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006769

  • 陈昭喜,许爱军
    2019.28(2):107-112[摘要(58)][PDF(131)1.09 M][HTML(10)]

    为解决虚拟实验中师生不能有效交流的问题,采用VRML-JS-Java通信机制实现了一种具有交流功能的虚拟物理实验室.介绍了实验室总体设计和场景层次结构,阐述了三维场景的建模过程和流程,重点对交互功能的服务器端、客户端、用户间的交互与感知,以及VRML虚拟场景与Java接口等关键技术进行实现.经过发布与测试,表明虚拟物理实验室具有良好的层次性、可重用性和互操作性,在大学实验教学改革中具有较高的实用价值.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006796

  • 加云岗,孙媛,杜峰,马佳宾
    2019.28(2):113-117[摘要(56)][PDF(71)939.47 K][HTML(15)]

    为了实现基于4G宽带技术的配电自动化系统DAS的通信服务子系统,采用4G LTE技术实现配电馈线终端FTU的网络接入.针对用户需求,在其与移动运营商之间物理专线的基础之上,利用运营商提供的集团客户VPDN业务,采用L2TP over IPSec技术实现了DAS与FTU之间的VPN网络通道,达到配电自动化信息安全传输的目的.基于所构建的通信网络,进行DAS通信服务器软件的设计,实现了DAS系统数据采集和输出控制的通信功能.实验结果表明,所构思实现的通信子系统达到了通信功能和网络安全的指标要求.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006761

  • 唐军
    2019.28(2):118-124[摘要(49)][PDF(107)1.29 M][HTML(11)]

    为了使大众能方便地在室内进行健身,根据市场上已有的踏步器为蓝本,设计一款适用于踏步器的游戏系统,它溶健身娱乐为一体,适合现代人的生活方式.该系统由三部分组成:踏步器、传感装置和计算机.传感装置由两个霍尔传感器、MAX232串口芯片和STC89C52单片机组成,霍尔传感器用来感应玩家踏板动作,单片机用于计算左、右步频并发送步频,串口芯片将左、右步频数据传给计算机;计算机负责游戏软件的运行和显示.游戏软件的设计原理是:左、右步频的平均值可用来决定游戏主角的移动速度,步频差决定它的移动方向.改编了“贪吃蛇”游戏作为测试软件,在游戏中添加了运动控制和健身功能,经过测试能达到预期的设计效果.该游戏系统具有制作成本低、操控方便、通用性强等特点,具备一定的市场开发潜力.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006738

  • 张彤,马欣媛,赵太飞
    2019.28(2):125-131[摘要(49)][PDF(81)1.47 M][HTML(10)]

    针对水下环境的三维传感器网络节点随机部署时存在覆盖率低的问题设计一种基于垂直采样的水下三维传感网络覆盖算法,用于提高水下三维传感器网络覆盖率和连通性.垂直采样算法首先对三维监测区域进行垂直平面采样,然后再对该平面进行直线采样,把三维空间的覆盖问题转化为多平面内的直线覆盖优化问题,达到对整个三维网络覆盖优化的目的.仿真结果表明,在100 m×100 m×100 m的三维监测水域,垂直采样算法比三维随机部署策略可提高约4%~28%的覆盖率,在节点数为40时对覆盖率的提升程度最大.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006768

  • 张德鹏,王晓峰,胡姣姣,张萌
    2019.28(2):132-139[摘要(57)][PDF(63)2.25 M][HTML(22)]

    针对图像拼接篡改检测与篡改定位技术进行研究,提出了一种噪声水平不一致性的图像拼接篡改定位方法.该方法利用改进的拉普拉斯算子对噪声具有双倍加强作用的特点,结合奇异值分解,提取非重叠图像块的局部图像梯度矩阵和噪声特征,然后利用基于聚类的阈值算法,对得到的特征进行分类并定位出篡改区域.与现有的基于噪声的图像拼接区域检测方法相比,所提出的方法不仅能够检测拼篡改区域,而且当拼接区域与原始区域之间的噪声差异较小时依然有效,并且对于内容保持的图像处理操作如JPEG压缩、高斯模糊、伽玛校正、下采样等是鲁棒的.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006774

  • 陈俊杰
    2019.28(2):140-145[摘要(48)][PDF(75)1.25 M][HTML(12)]

    针对云资源提供问题,为了降低云消费者的资源使用成本,提出了一种采用随机规划模型的云资源分配算法.同时考虑按需实例和预留实例,采用两阶段随机整数规划对云资源提供问题进行建模,在资源预留阶段,根据长期的工作负载情况,确定预留实例的类型和数量,在按需分配阶段,根据当前的工作负载,确定动态分配的按需实例的类型和数量.采用抽样平均近似方法减少资源提供问题的场景数量,降低求解复杂度,并提出了一种基于阶段分解的混合进化算法求解资源提供问题.仿真实验结果表明,采用随机规划模型的云资源分配算法能够在较短时间内获得近似最优的云资源预留方案,有效降低了云消费者的资源使用成本.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006717

  • 何倩,沈炜
    2019.28(2):146-151[摘要(48)][PDF(57)1.23 M][HTML(10)]

    电子投票因其便捷的特性,日益受到人们的青睐.然而电子投票中所暴露出来的安全问题成为人们所关注的重点,如何保证电子投票中的匿名性,公开可验证性等成为一个值得关注的问题.针对现有电子投票中存在的各种问题,基于数字签名算法和全同态加密提出了一种多候选人电子投票方案.该方案采用椭圆曲线数字签名算法解决电子投票中的身份认证问题;利用全同态加密技术实现对选票加密以及对加密选票的同态计算;为了能够对选票进行批量处理,采用SIMD技术打包选票;针对加密选票计票中存在的编解码问题设计了一种同态计票器.最后基于电子投票的八个安全特性对方案的安全性进行了分析,表明该方案是安全可行的.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006773

  • 李凤坤
    2019.28(2):152-157[摘要(46)][PDF(112)1.26 M][HTML(12)]

    为准确优化快递配送路径,建立了基于时间窗的快递配送路径优化的数学模型.提出改进AHP-GA算法对多目标配送车辆路径进行优化,利用中位数层次分析算法对多个子目标进行权重系数配比,避免了极端值的影响,从而将多目标优化问题转化为单目标优化问题.通过简单的自然数对车辆路径进行编码,避免了路径重复.考虑了客户对车辆到达时间窗要求,包括车辆在约定时间之前到达获得的机会成本、在约定时间之后到达的罚金成本.最后,本文以1个配送中心,20个服务客户为例,对构建的数学模型通过分别使用传统的GA算法和使用改进AHP-GA算法进行优化,仿真结果表明,利用改进AHP-GA算法进行多目标配送路径优化,可以更加高效地求得问题的最优解.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006778

  • 张峰,李亚伟
    2019.28(2):158-163[摘要(47)][PDF(75)880.02 K][HTML(9)]

    随着软件在现代高可靠性装备中的比重和关键程度越来越高,传统的软件安全性测试方法已经不能满足当前测试要求,本文主要介绍一种新的安全性测试分析思路和方法——SFMEA技术在软件安全性测试中的应用,以弥补安全性测试需求分析和测试用例设计不足问题.文章首先分析介绍了常规安全性测试内容和方法及其不足,同时分析说明了引入新的安全性测试方法的必要性,然后介绍了SFMEA安全性分析技术相关定义、方法以及流程等,最后结合实例详细描述了基于SFMEA安全性分析技术的软件安全性测试方法与工作流程,并对基于SFMEA安全性分析技术进行安全性测试工作优缺点以及重点关注内容进行了总结.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006779

  • 徐小平,庞润娟,王峰,钱富才
    2019.28(2):164-170[摘要(51)][PDF(29)9.29 M][HTML(8)]

    为了克服现有方法在求解0-1背包问题时存在的缺陷,提出了一种改进的烟花算法.在给出0-1背包问题的数学模型后,利用Kent混沌映射对基本烟花算法的解初始化以使初始位置分布更加均匀,同时引入Sigmoid函数得到渐变的爆炸半径使得算法的求解精度与搜索速度达到某种平衡,用改进的烟花算法来对其进行求解.通过对典型测试函数和0-1背包问题的求解结果说明了所提出的改进烟花算法求解精度更高,性能更加稳定.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006765

  • 陈婷婷,殷贺,江红莉,王露
    2019.28(2):171-176[摘要(60)][PDF(97)1.16 M][HTML(24)]

    粒子群算法(PSO)作为一种群智能算法,有效提高了投资组合模型的实用性,但存在搜索精度较低和易陷入局部最优的缺陷.为克服其缺点,本文提出基于天牛须搜索(BAS)的粒子群优化算法(简称BSO),并将其应用到包含完整费用的投资组合模型中.在基于天牛须搜索的优化算法中(BSO),每个粒子的更新规则源自BAS,在每次迭代中都有自己对环境空间的判断,而不仅依赖于PSO中历史最佳解决方案和粒子个体的当前全局最优解,从而减少迭代次数、提高搜索速度和精度.实证结果表明算法更具稳定性和有效性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006771

  • 蓝章礼,黄涛,李战,匡恒
    2019.28(2):177-183[摘要(51)][PDF(68)1.43 M][HTML(15)]

    针对CCD采集的沥青路面病害图像分辨率过高且含信息的有效区域占比少的问题,提出一种基于图像内容的沥青路面病害图像区域分割算法,以剔除路面图像中的无效区域.首先通过预处理和病害提取过程将原图像处理成包含病害特征的二值图像;然后通过计算整幅图像中含信息像素的上下比和左右比,得到初始化遍历方向,并统计各行(或列)的含信息像素总数;最后从初始化遍历方向开始遍历并丢弃含信息量最少的行(或列),最终得到分割后的图像.为验证算法的有效性与合理性,采用图像信息熵作为算法评价标准与传统算法进行对比分析.实验结果表明:本文算法在有效降低图像分辨率的前提下能很好的保留病害目标信息,提升图像信息熵.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006782

  • 范长军,文凌艳,毛泉涌,祝中科
    2019.28(2):184-189[摘要(51)][PDF(76)1.11 M][HTML(13)]

    针对无人机场景下运动目标检测对实时性要求高,运动背景、环境光照易变化等问题,提出一种结合单高斯与光流法的运动目标检测算法.首先,对运动相机捕捉的图像采用改进的单高斯模型进行背景建模,并融合前一帧图像的多个高斯模型来进行运动补偿,然后,将得到的前景图像作为掩模来提取特征点和进行光流跟踪,并对稀疏特征点的运动轨迹进行层次聚类.实验结果表明,该算法能有效地处理运动相机造成的前景对背景模型的干扰,背景建模速度快,对光照变化不敏感,检测出的目标接近真实目标.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006737

  • 杨戈,刘智鹏
    2019.28(2):190-195[摘要(44)][PDF(71)1.00 M][HTML(7)]

    本文针对流媒体Cloud-P2P存储模式中的副本选择,提出一种基于蚁群算法的改进算法(replica selection algorithm in Cloud-P2P based on ant colony algorithm,C2P2RSA2),建立副本选择度量标准(副本节点的网络带宽、网络延时等)与蚁群信息素的映射,定义了副本信息素概率,最后得到一组副本资源的最优解.实验表明,与PARSA算法(Pheromone-base Ant colony Replica adaptive Selection Algorithm in cloud storage)和最佳副本选择算法比较,在平均访问时间增加2%–5%的情况下,本文的算法对云副本节点的负载率减少15%–25%.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006590

  • 马杰,蔡轶珩,盛楠
    2019.28(2):196-200[摘要(53)][PDF(145)962.27 K][HTML(11)]

    在三维人脸表情识别中,基于局部二值模式(LBP)算子算法与传统的特征提取算法相比具有特征提取准确、精细、光照不变性等优点,但也有直方图维数高、判别能力差、冗余信息大的缺点.本文提出一种通过对整幅图像进行多尺度分块提取CBP特征的CBP算法,能够更有效的提取分类特征.再结合使用稀疏表达分类器实现对特征进行分类和识别.经实验结果表明,与传统LBP算法和SVM分类识别算法对比,文中算法用于人脸表情的识别的识别率得到大幅度提高.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006692

  • 贾郑磊,谷林,高智勇,谢军太
    2019.28(2):201-206[摘要(49)][PDF(61)945.75 K][HTML(8)]

    针对加权复杂网络中的重叠社团检测问题,提出了一种面向加权网络的基于Jaccard系数的BGLL模块密度优化算法(Modularity Density and Jaccard Based BGLL,DBGLLJ).利用节点重要度重构网络,根据模块度增益作为阶段函数和模块密度增益作为目标函数进行网络硬划分,并提出了结合改进的Jaccard系数的重叠检测方法.为验证算法,选择了3种算法在LFR网络和真实网络中进行测试,结果表明:在标准LFR网络和真实网络中,DBGLLJ算法检测效果较优,具有较高的重叠模块度以及重叠检测准确性,且运算效率较好.将所提算法应用于现实复杂机电系统因效性网络,重叠检测结果较好,具有较高的参考价值.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006785

  • 李鹏,李丹,李喜旺,高宇
    2019.28(2):207-212[摘要(58)][PDF(108)1.16 M][HTML(13)]

    针对电力调度自动化设备健康评估过程中存在的评估方式简单、评估方式可解释性弱以及评估效果不精确的问题,本文提出了一种基于模糊神经网络的电力自动化设备健康评估模型.用模糊理论进行分析,用模糊集合描述评价指标,用数据指标的隶属度描述设备运行情况,结合神经网络的自适应功能,针对个体设备提供更加准确的、更具个性化的健康评估.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006789

  • 黄雪倩,谭钧元,李欣,陈栋
    2019.28(2):213-218[摘要(53)][PDF(105)1.10 M][HTML(14)]

    针对海水养殖企业和管理部门对养殖区海洋生态环境数据的需求,介绍了一种基于Android操作系统的移动终端软件——海洋生态环境数据展示APP.从用户需求出发,以简单实用、操作方便为原则设计APP.在APP开发设计中,运用多媒体框架实现水下视频的直播和点播,以图表形式展示水文数据,借助百度地图展示设备投放地点,并采用极光推送平台接收推送消息提醒用户.运行结果表明该APP具有很强的实用性和高稳定性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006780

  • 傅伟,周新力,刘军
    2019.28(2):219-225[摘要(49)][PDF(102)1.18 M][HTML(8)]

    在无人机网络中,由于节点具有较强的移动性,对于组播路由的建立以及组播组的划分提出更高要求,一般的组播路由协议往往无法满足网络需求.为此,提出了一种基于ODMRP的分布式核心稳定路由算法.该算法结合了改进贪婪机制,根据路由状况对路径进行优化,为了降低源节点的数据处理负担,提出了分布式核心节点选择机制,将组播组的信息储存在多个核心节点中,同时释放了转发节点的储存空间.文章通过路由抢修机制,监控路由状态变化,对即将断裂的路由提前修复,保证了路径的有效性.仿真表明,该算法与标准的ODMRP算法及改进算法VCMP算法相比,能够优化传输路径,降低端到端时延,提高分组交付率,提升网络性能.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006793

  • 刘晶晶,庄红,铁治欣,程晓宁,丁成富
    2019.28(2):226-232[摘要(63)][PDF(85)1.73 M][HTML(9)]

    针对水质预测问题,以地表水水质监测因子作为研究对象,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的水质多因子预测模型,同时利用提出的K-Similarity降噪法对模型的输入数据进行降噪,提高模型预测性能.通过与BP神经网络、RNN和传统的LSTM神经网络预测模型进行对比实验,证明了所提出的方法均方误差最小,预测结果更准确.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006756

  • 王坚俊,章玮,楼华辉,郑伟彦,朱杰
    2019.28(2):233-239[摘要(70)][PDF(66)1.35 M][HTML(16)]

    在无人机应用于输电线巡检背景下,为了方便后续的输电线故障检测与分析,提出一种新的基于无人机图像的输电线检测方法.首先,通过Otsu获取高低阈值的方法改进Canny边缘检测算法,用于提取输电线图像边缘;然后,通过数学形态学方法处理边缘检测得到的二值图像,并用分式查表法改进的Hough变换对数学形态学处理后的图像进行直线段检测;最后,提出线-线空间信息分析的方法,对检测出来的直线段进行筛选和拟合.通过在无人机图像上的实验结果表明,本文提出的输电线检测方法是一种性能良好的基于无人机图像的输电线检测方法.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006801

  • 秦英
    2019.28(2):240-245[摘要(49)][PDF(108)1.02 M][HTML(10)]

    WebShell根据其功能和大小可以分为多种类型,各种类型的WebShell在基本特征上又有其独有的特征,而现有的WebShell检测大多从单一层面提取特征,无法较全面的覆盖各种类型WebShell全部特征,具有种类偏向性,无差别的检测效果差,泛化能力弱等问题.针对这一问题,提出了一种基于随机森林的WebShell检测方法.该方法在数据预处理阶段分别提取文本层的统计特征和文本层源码与编译结果层字节码(opcode)的序列特征,构成较全面的组合特征,然后通过Fisher特征选择选取适当比例的重要特征,降低特征维度,构成样本的特征集,最后采用随机森林分类器训练样本得到检测模型.通过实验表明,本检测方法能有效地检测WebShell,并在准确率、召回率和误报率上都优于单一层面的WebShell检测模型.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006721

  • 邵煜,谢颖华
    2019.28(2):246-252[摘要(50)][PDF(66)1.36 M][HTML(10)]

    为了解决传统协同过滤算法的冷启动问题,提高算法的推荐质量,本文针对协同过滤算法中的冷启动问题进行研究,提出了两种改进的算法.新用户冷启动:融合用户信息模型的基于用户的协同过滤算法;新项目冷启动:采用层次聚类的基于项目的协同过滤算法.将新算法在网络开源数据集MovieLens上进行实验验证,比较改进算法和传统算法在查全率和查准率上的差异,结果表明改进算法能够有效地提高算法的推荐质量,缓解新用户和新项目的冷启动问题.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006747

  • 毕明华,何利力
    2019.28(2):253-258[摘要(50)][PDF(72)1.11 M][HTML(7)]

    多源多点环境下,动态物流中涉及货物装载和产品配送的路径优化是一个非常复杂的问题.针对现实配送过程中存在的货物需求多样化以及多车配送空载率过高的路径寻优问题,本文提出了一种新的调度配送方式.通过建立车辆装载配送路径模型,以多源多点,重量修正,路径最佳等为约束条件,使用模拟细胞分裂的新方式产生下一代,改进现有的遗传算法进行求解,优化了初始种群的产生,可以快速得到全局最优解,跳出遗传早熟收敛,取得最佳路径,从而降低配送成本,提高配送效率.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006784

  • 杨硕,原彤彤,童志波
    2019.28(2):259-263[摘要(53)][PDF(69)1.06 M][HTML(15)]

    本文首先比较了现有的两种FPGA设计方法,重点介绍了图形化编程的优点,然后基于System Generator设计工具.以Sobel边缘检测算法为例,在Matlab/Simulink平台上构建了数字图像处理系统.将该算法进行图形化建模及在线仿真,并将设计结果编译为硬件描述语言(HDL).最后对系统进行了功能验证和测试结果分析,讨论了图形化建模的直观处理结果、RTL级视图、实际消耗资源情况以及运行速度等情况.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006783

  • 卢耀华,王胜明,郭剑,项震,谢丹丹
    2019.28(2):264-269[摘要(49)][PDF(90)1.25 M][HTML(9)]

    由于气象测点个数有限、分布不均匀且与线路走廊不一致,无法为研究灾害引发的线路故障及其防御技术提供精确的输电线路气象环境数据模型.为此,本文分析了Kriging空间插值方法的实现原理,应用Kriging插值方法实现对输电线路气象环境数据的网格化建模,并制定插值结果校验方法及评价标准,选取江苏省级电网可获取的996个气象测点2017年某日的温度数据,通过Kriging法进行网格化插值并对结果进行分析比较,验证了适用于该区域输电线路的温度数据网格化插值的Kriging半变异函数模型的选取过程.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006763

  • 李阳,王华,张得华
    2019.28(2):270-273[摘要(54)][PDF(106)753.16 K][HTML(10)]

    航天测控系统数据传送采用独特的协议格式,对数据处理解算的方法有着较高的要求.为了高效、通用、全适应的完成对航天系统测控数据的处理解算显示,针对其数据格式特点建立模块化字节流处理模型和遥测数据处理模型,可根据不同类型数据格式灵活选取合适的数据处理模型完成处理,保证数据处理的正确性和可靠性前提下,提高了测控系统指显数据处理的适应性和通用性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006740

  • 李钢,茅海泉
    2019.28(2):274-279[摘要(88)][PDF(123)1.61 M][HTML(12)]

    大数据服务平台在电网系统中具有重要的应用价值.海量准实时数据平台作为电网重要数据中心,存储了大量有价值的数据,其存储的数据多为非结构化数据,无法直接通过SQL语句获取.为了最大限度挖掘数据价值,需要在平台中集成SQL访问实时数据的功能.为此,本文基于PostgresSQL Foreign Data Wrapper (Postgres_fdw)开发了SQL引擎.通过分析PostgresSQL的功能特点以及已有UAPI接口的不足,针对原有大数据平台框架,采用分层策略,基于Postgres_fdw开发了SQL引擎,并提出了针对海量平台中实时数据库的外部表空间估算方案和SQL解析方案,以此实现数据平台运用SQL的方式获取底层海量平台数据的功能.现场功能和性能测试,验证了该引擎的有效性.
    Doi:10.15888/j.cnki.csa.006775

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