当期目录

    2012年 第32卷 第09期 刊出日期:2012-09-01
    网络与通信
    高速铁路3G通信的覆盖与切换技术综述
    蒋新华 朱铨 邹复民
    2012, 32(09):  2385-2390.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02385
    摘要 ( )   PDF (1033KB) ( )  
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    针对高速铁路环境特点及其对移动通信网络的影响进行了综合探讨,重点分析了国内三大主流3G通信标准的技术特点及其在高速铁路通信系统建设方面所遇到的无线网络覆盖和快速切换关键技术问题,归纳总结了我国各主要高速列车部署3G通信网络的车体损耗、最小切换区和建网策略等优化方案,同时展望了高速铁路无线通信技术的发展趋势,长期演进(LTE)为高速铁路的高速率、大流量应用服务的承载提供了技术上的可行性,我国需要大力加强TD-LTE在高速铁路环境下的无线移动通信传输性能的改进优化研究。
    基于加密的BitTorrent系统间接激励机制
    张红梅 齐法制 满金贵 王淼
    2012, 32(09):  2391-2394.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02391
    摘要 ( )   PDF (750KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对BitTorrent系统中的节点剥削行为,提出一种流模型论证剥削行为对系统性能的影响,通过该模型得到“剥削容忍阈值”,当系统中剥削节点的比例超过该阈值时,系统可能“死亡”。为避免系统“死亡”,提出一种基于加密的间接激励机制。在该机制中,节点必须经过一段时间的供种才能够获取密钥,还原下载的文件,同时该机制还能够根据节点的供种贡献对其下载行为进行奖励。实验结果证明:BitTorrent系统中节点不会因其供种行为获得任何奖励,无法达到抑制剥削行为的效果;引入所提出的机制后,供种节点的下载效率是原BitTorrent系统的2~3倍。
    增强型RFID极低限相互认证协议
    张学军 蔡文琦 王玉
    2012, 32(09):  2395-2399.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02395
    摘要 ( )   PDF (705KB) ( )  
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    针对极低限相互认证协议(M2AP)不能够抵御中间人攻击的缺点,通过对传输的信息进行一定的保护,提出了增强型极低限相互认证协议(EM2AP)。该协议通过计算标签和阅读器共享密钥的汉明权重,并根据这个值对传输的信息进行循环移位,从而有效地抵御了中间人攻击。通过BAN逻辑证明、安全分析和性能分析,表明该协议能够在维持标签低成本的同时具有较高的安全性和可靠性。
    支持多类业务的移动Ad Hoc网络拓扑透明MAC调度码
    李西洋 范平志
    2012, 32(09):  2400-2404.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02400
    摘要 ( )   PDF (792KB) ( )  
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    设计了一类用于支持多种业务类型的移动自组织网络拓扑透明媒质接入控制(MAC)调度码。这类调度码保证最低优先级用户在一帧中至少有一个时隙成功传输信息的前提下,码长最小。这种调度码设计方案不仅简单易行,而且发送时隙选择灵活。性能分析表明,基于这类调度码的无线网络能够支持多个业务类型的用户,并为各类用户提供有保证的服务质量。
    基于物理层网络编码的通信信号分析方法
    刘勤永 彭华
    2012, 32(09):  2405-2407.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02405
    摘要 ( )   PDF (609KB) ( )  
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    针对物理层网络编码(PNC)系统难截获的特点,为了实现基于物理层网络编码通信信号的盲恢复,提出一种基于译码辅助的盲恢复算法。该算法首先对第二时隙映射信号进行分析,主要包括调制参数和编码参数等信息;其次,对第一时隙同频混合信号进行最佳采样点分析,通过聚类匹配的方法对采样点信息进行判决;最后,利用译码算法对判决信息进行分组纠错,恢复通信双方的信息序列。实验结果表明,所提算法能够成功实现PNC混合信号的盲恢复,在信噪比为11dB时,误码率可以达到10-3。
    基于博弈论的认知无线电频谱分配
    张北伟 胡琨元 朱云龙
    2012, 32(09):  2408-2411.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02408
    摘要 ( )   PDF (629KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了解决频谱分配中的授权用户定价博弈问题,根据博弈论中的Bertrand均衡理论,提出了基于Bertrand模型的授权用户信道价格竞争的动态博弈算法。分析了稳定的纳什均衡解与速率调整参数的关系,用控制理论中阶跃函数研究价格无震荡博弈过程,提出了三值法确定阶跃响应参数。仿真结果表明,当数率调整参数在小于0.04时,可以获得稳定的信道价格;同时,验证了用阶跃函数分析无震荡博弈过程的可行性,方便授权用户快速实时定价,带来更大的经济效益。
    基于混沌和声搜索的最优线性协作频谱感知算法
    李岳洪 万频 王永华 杨健 邓钦
    2012, 32(09):  2412-2417.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02412
    摘要 ( )   PDF (846KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了进一步提高认知无线电频谱感知的准确性和可靠性,提出一种基于混沌和声搜索(CHS)的最优线性协作频谱感知算法。该算法基于能量检测的线性加权协作频谱感知模型,利用和声搜索(HS)算法本身的优化能力和混沌映射的遍历性、随机性等特点,通过求解最优权值的方法,提高频谱感知的性能。仿真实验结果表明,CHS算法的优化性能和收敛速度均优于传统的HS算法,基于CHS的最优线性协作频谱感知算法能够找到最优的权值,从而提高了复杂通信环境下的检测概率;并且在相同的虚警概率下,所提算法性能优于基于修正偏差因子的协作频谱感知算法。
    基于双重梯度的车辆传感器网络定向扩散梯度场
    郑明才 李勇帆 赵小超 李科峰
    2012, 32(09):  2418-2421.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02418
    摘要 ( )   PDF (827KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高定向扩散梯度场建立的快速性和逻辑网络的实时连通性,提出一种基于双重梯度的车辆传感器网络(VSN)定向扩散梯度场(DDGF-DG)。通过网络中各路边节点估算的梯度值将网络划分为若干以路边节点为局部核心的区域,各局部核心分布式启动局部定向扩散梯度场的建立,利用双重梯度值将各局部定向扩散梯度场连接成全局定向扩散梯度场,实现巨大规模车辆传感器网络的分区治理。理论分析和仿真结果表明,基于双重梯度的定向扩散梯度场及其动态调整有利于减小梯度场建立与维护的时间开销和提高网络的实时连通性。
    基于链路带宽利用率的路由选择算法
    杨晓琴 章丽芳 曹庆皇 孙海燕 李卓青
    2012, 32(09):  2422-2425.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02422
    摘要 ( )   PDF (618KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为避免网络拥塞,针对现有路由调整算法没有考虑网络流量均衡分布和用户使用感知的问题,提出一种路由选择算法。在保证网络时延,不影响用户服务质量的前提下,选择带宽利用率最小的路径,最大限度实现负载均衡。为尽可能反映实际情况,实验采用真实的Abilene2网络拓扑,结果表明:该算法能有效缓解网络拥塞,网络可利用率提高超过50%。与现有算法相比,该算法能同时满足带宽利用率和网络时延两方面要求。此外,通过调整参数值可以满足实际网络中不同业务的要求。
    OFDM系统中基于BP神经网络的定位算法
    毛永毅 李成 张宏君
    2012, 32(09):  2426-2428.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02426
    摘要 ( )   PDF (433KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了减小正交频分复用(OFDM)系统中多径干扰对定位精度的影响,提出一种基于后向传播(BP)神经网络的定位算法。该算法采用多重信号分类(MUSIC)算法估计OFDM信号首径的到达时间(TOA),再计算出到达时间差(TDOA),然后利用BP神经网络对其进行修正,最后使用Chan算法确定移动台的位置。在多径环境下对算法进行仿真,仿真结果表明该算法能够有效地降低多径干扰的影响,性能优于最小二乘(LS)算法、Chan算法和泰勒算法。
    无线传感器网络质心定位新算法及性能分析
    张爱清 叶新荣 胡海峰
    2012, 32(09):  2429-2431.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02429
    摘要 ( )   PDF (595KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对锚节点非均匀分布的无线传感器网络质心定位算法定位精度较差的缺陷,提出一种新的质心定位算法——基于最小包围多边形定位(SEPL)算法。该算法以包围未知节点邻居锚节点的最小多边形质心作为未知节点的估计位置。仿真结果表明,SEPL算法可以有效改善锚节点分布不均匀时质心定位算法误差较大的问题,平均定位精度比一般的质心定位算法提高15%。
    估计盲信源分离混合矩阵的通用方法
    张延良 张伟涛 杜静静
    2012, 32(09):  2432-2435.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02432
    摘要 ( )   PDF (554KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    混合矩阵的估计是解决盲信源分离问题的关键一步,但现有研究中缺乏一种同时适用于适定、超定及欠定情况下混合矩阵估计的通用方法。根据张量标准分解的因子矩阵和盲信源分离混合矩阵的估计均存在幅值和排列顺序的不确定性这一性质,将混合矩阵的估计转化为观测信号统计量所组成张量的标准分解问题,标准分解采用循环最小化方法,通过交替最小二乘算法实现。理论分析和仿真实验表明,所提方法可有效解决适定、超定和欠定混合矩阵的估计,是一种估计盲信源分离混合矩阵的通用方法。
    两路中继协作通信的中断概率及分集复用折中性能分析
    赵永驰 刘静霞 李恩玉
    2012, 32(09):  2436-2440.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02436
    摘要 ( )   PDF (786KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高协作通信系统的频谱效率和中断性能,给出了解码转发协议下的两路中继协作通信系统的模型。在该模型下,提出了两种数据传输模式,并分析了该两种数据传输模式的中断概率性能,推导了中断概率闭式结果及分集增益和复用增益之间的关系。仿真结果显示,与传统的两中继解码转发协议相比,两种传输模式的中断概率性能都有较大的提高。
    基于depth-map和分布式视频编码的多视点视频传输方法
    吴琳 金志刚 赵安安 周圆
    2012, 32(09):  2441-2444.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02441
    摘要 ( )   PDF (599KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多视点视频传输系统数据量庞大的问题,提出一种基于深度图(depth-map)和分布式视频编码(DVC)的不等错误保护(UEP)传输方法。该方法首先基于多个视点提取深度图;然后,在传输过程中传输一个视点及其深度图;最后,经过网络传输,在解码端由一个视点图及其深度图生成其他视点。由于视点图和深度图在解码端的重要程度不同,对需要传输的视点图和深度图采用不同的分布式视频编码方法,进行不平等的错误保护。仿真实验结果表明,所提传输方法比传统的分布式多视点视频编码传输系统具有更好的抗误码性能,提高了传输可靠性,图像的峰值信噪比(PSNR)约提高1.5dB。
    非高斯噪声背景下小波阈值算法分析
    李庆华 山拜·达拉拜 邱新建 廖畅 孙全富
    2012, 32(09):  2445-2447.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02445
    摘要 ( )   PDF (452KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对小波阈值算法以高斯噪声为研究背景的局限性,为解决硬阈值函数不连续和软阈值函数估计小波系数和分解小波系数存在恒定偏差的问题,在非高斯噪声背景下提出一种新的小波阈值算法。新阈值函数从Garrote阈值改进而来,引入了高阶幂函数。该算法首先对加入一类非高斯噪声的信号进行小波分解,然后根据新的阈值函数对每层高频小波系数进行量化,最后用小波分解的低频系数和处理过的高频系数重构信号。在非高斯噪声背景下进行的仿真结果表明,新阈值函数去噪相对于软阈值、硬阈值、两类改进阈值以及Garrote阈值在信噪比和最小均方误差上都得到了改善。
    先进计算
    基于自适应蜂群算法的云计算负载平衡机制
    姚婧 何聚厚
    2012, 32(09):  2448-2450. 
    摘要 ( )   PDF (699KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对将蜂群算法应用在负载平衡系统中,出现的由于请求之间关系处理不当而产生的不利于负载平衡的资源局部密集现象,提出了改进的自适应蜂群算法。通过引进其他类型的请求,以阻断短时间内本该到来的与该服务器处理的请求有某些相似的请求,由此增强了负载平衡的可用性,提高了系统吞吐量。实验结果表明基于蜂群算法的负载平衡机制无论是在系统吞吐量方面或是系统可扩展性方面均适用于云计算环境,改进的自适应蜂群算法在系统吞吐量方面较传统算法性能提高5%以上。
    求解可重入并行机调度的混合禁忌搜索算法
    赵月 胡玉梅
    2012, 32(09):  2451-2454.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02451
    摘要 ( )   PDF (604KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决带有一台远程服务设备的可重入并行机调度问题,设计了一种混合禁忌搜索算法。针对传统禁忌搜索算法只从单起始点搜索、容易陷入局部最优等缺点,混合禁忌搜索算法设计了一种Restart策略。当传统禁忌搜索算法陷入局部最优时,用Restart策略重新产生初始解以进行禁忌搜索,将传统的禁忌搜索算法从单起始点搜索改进成多起始点搜索。数值实验中将混合禁忌搜索算法与启发式算法CS相比,结果表明该算法具有较高的求解质量,且其计算时间是可接受的。
    基于Java的按位拆分快速排序并行算法
    庹清 宋耀虎
    2012, 32(09):  2455-2457.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02455
    摘要 ( )   PDF (395KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对大数据量排序算法优化问题,提出一种基于Java的按位拆分的排序新算法。该排序算法按照位拆分数据,并结合Java的多线程对拆分的数据进行并行处理。数据实验结果表明,对于大数据量排序,该算法性能明显优于快速排序算法,而且算法具有很好的并行效率。
    快速复杂网络聚类图形处理器并行算法
    王海峰
    2012, 32(09):  2458-2462.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02458
    摘要 ( )   PDF (777KB) ( )  
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    研究复杂网络拓扑属性的聚类算法需要处理大量节点和连接边,因此对计算性能要求高,否则无法处理现实中的表示为复杂网络的系统。利用图形处理器(GPU)的并行聚类算法是解决该问题的重要方法。利用原语技术设计并行快速聚类算法,原语法不仅降低并行算法的复杂性而且提高聚类的普适性;再从线程调度策略和缓存管理两个方面提出优化的方法来解决负载均衡和数据重用性问题。通过实验对比并行快速聚类算法与优化算法的性能,结果显示并行快速聚类优化后的算法取得较好加速比。
    基于MapReduce的决策树算法并行化
    陆秋 程小辉
    2012, 32(09):  2463-2465.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02463
    摘要 ( )   PDF (597KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统决策树算法不能解决海量数据挖掘以及ID3算法的多值偏向问题,设计和实现了一种基于MapReduce架构的并行决策树分类算法。该算法采用属性相似度作为测试属性的选择标准来避免ID3算法的多值偏向问题,采用MapReduce模型来解决海量数据挖掘问题。在用普通PC搭建的Hadoop集群的实验结果表明:基于MapReduce的决策树算法可以处理大规模数据的分类问题,具有较好的可扩展性,在保证分类正确率的情况下能获得接近线性的加速比。
    基于CUDA的大规模群体行为实时仿真并行实现及优化
    贺毅辉 叶晨 刘志忠 彭伟
    2012, 32(09):  2466-2469.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02466
    摘要 ( )   PDF (673KB) ( )  
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    群体仿真中个体从环境中查找相关对象时会导致较高的时间复杂度。要使大规模群体能够实时仿真,必须降低模型运算的时间复杂度或者提高计算平台的能力。通过对Biods模型为典型案例进行研究,提出一种基于统一计算架构(CUDA)的大规模群体行为实时仿真并行实现及优化的方法。实现中将个体与GPU逻辑线程一一对应,通过将仿真环境离散化来提高相关个体查找的效率,通过并行化基数排序法将个体信息组织成具有空间局部性的数组,提高图形处理器(GPU)内存带宽的利用率。通过实验验证了该方法将仿真个体的数量提升到CPU方法的约7.3倍。
    扩展到整数类型范围的模的模乘算法
    邵荣
    2012, 32(09):  2470-2471.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02470
    摘要 ( )   PDF (413KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对模乘运算的模超过一半整数位会发生算术溢出,不使用高精度运算就无法处理的问题,提出一种利用同余关系缩小乘积的模乘算法。通过将整数分解成两位数,按照两位数乘法的原理,将高位部分乘积用同余关系缩小,避免了乘法运算过程的算术溢出。结果表明,该方法可以将64位整数为基础的模乘运算的模扩大到62位。
    数据库技术
    基于关联规则的本体相似度综合计算方法
    李华 苏乐
    2012, 32(09):  2472-2475.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02472
    摘要 ( )   PDF (626KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前较为流行的最小风险的本体映射(RiMOM)框架通过采用“多策略”的思想虽然取得了一定的效果,但其框架比较臃肿庞杂,且采用的计算结构相似度的选择策略存在一定的局限性。针对上述问题,提出一种基于关联规则的本体相似度综合计算方法。首先,构造关联规则的结构“树”模型,得出相应事务集;其次,进行关联规则的挖掘,根据关联规则计算概念结构的相似性;然后,计算概念的实例、属性、名称的相似度;最后,对多个特征相似度进行综合加权处理,实现本体相似度的最优计算。实验结果表明,该方法较RiMOM在查全率、查准率方面均有较大提高;同时该方法省去了策略选择的步骤,有效降低了时间复杂度。
    改进的GK聚类算法
    张妨妨 钱雪忠
    2012, 32(09):  2476-2479.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02476
    摘要 ( )   PDF (561KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统GK聚类算法无法自动确定聚类数和对初始聚类中心比较敏感的缺陷,提出一种改进的GK聚类算法。该算法首先通过基于类间分离度和类内紧致性的权和的新有效性指标来确定最佳聚类数;然后,利用改进的熵聚类的思想来确定初始聚类中心;最后,根据判定出的聚类数和新的聚类中心进行聚类。实验结果表明,新指标能准确地判断出类间有交叠的数据集的最佳聚类数,且改进后的算法具有更高的聚类准确率。
    基于直觉模糊聚类的Web资源推荐方法
    肖满生 汪新凡 周丽娟
    2012, 32(09):  2480-2482.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02480
    摘要 ( )   PDF (687KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在Web资源分类中,针对传统基于用户兴趣的方法不能准确反映用户兴趣的变化以及难以区分资源内容的品质和风格等问题,提出一种基于直觉模糊C均值聚类的Web资源聚类推荐方法。该方法首先根据用户兴趣度将Web资源表示为直觉模糊数,然后应用直觉模糊信息集成理论进行资源分类,最后实现向用户推荐相似或相近资源。理论分析和实验表明,该方法比传统的模糊C均值以及协同过滤方法在推荐质量上有很大的提高。
    非结构化文本数据的GIS描述性查询方法
    蒲海霞 李佳田 李锐 何育枫 王华
    2012, 32(09):  2483-2487.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02483
    摘要 ( )   PDF (759KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统地理信息系统(GIS)结构化或半结构化属性查询方法对查询语句输入的精度及查询范围的限制,提出了以哈尔滨工业大学《同义词词林》扩展版文本相关度计算为核心的非结构化文本数据GIS描述性查询方法。基本过程是根据描述性查询语句计算其与地理要素所关联的文本的相关度,进而以相关度值得出概括性查询结果。对比实验结果表明,描述性查询方法不但支持查询语句输入的多样化,而且能够有效地得出与输入的描述性查询相关联的地理要素。
    基于查询扩展的人名消歧
    杨欣欣 李培峰 朱巧明
    2012, 32(09):  2488-2490.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02488
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
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    针对现有很多基于特征的人名消歧方法不适用于文档本身特征稀疏的问题,提出一种借助丰富的互联网资源,使用搜索引擎查询并扩展出更多与文档相关特征的方法。首先根据搜索引擎的特性构建了四类查询规则,然后通过这些查询规则进行搜索并返回前k个文档,最后对这些文档使用文档频率(DF)方法进行特征选择,并将选择的特征加入到原文档中。实验证明,该方法能显著提高人名消歧系统的性能,平均F值由76%增加到81%。
    基于自动机理论的PDF文本内容抽取
    王晓娟 谭建龙 刘燕兵 刘金刚
    2012, 32(09):  2491-2495.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02491
    摘要 ( )   PDF (757KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    现有的从PDF文档抽取文本内容的方法(如PDFBox类库采用的方法)处理速度较低,无法满足高速网络中内容分析的需求,也不能对网络中部分到达的PDF数据包进行流式的处理。为此,提出了基于自动机理论的PDF文本内容抽取方法。该方法通过建立具有层次的关键字自动机,可以快速地抽取完整PDF文档和不完整PDF文档中的文本内容。在中文和英文PDF文档数据集下的实验结果表明,基于自动机理论的PDF文本内容抽取方法耗时仅为PDFBox方法的17%~37%。
    支持大规模智能电网的数据存储方法
    宋宝燕 张洪梅 王妍 李琼
    2012, 32(09):  2496-2499.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02496
    摘要 ( )   PDF (848KB) ( )  
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    针对大规模智能电网中的监测数据具有海量性、实时性、动态性等特点,提出一种以数据为中心的支持大规模智能电网的数据存储方法:海量动态数据的分层扩展存储机制。首先,采用扩展哈希编码方法动态增加存储节点,避免突发、频发事件数据的丢失,增强系统的可用性;然后,采用多阈值级别方法将数据分散到多个存储节点上,避免出现存储热点问题,实现负载均衡。实验结果表明,分层扩展存储机制能够最大限度地满足海量数据的存储需求,获得较好的负载均衡,并且使总能耗最低,有效地延长了网络的生命周期。
    FAT32下有效数据快速恢复方法
    杨德明
    2012, 32(09):  2500-2503.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02500
    摘要 ( )   PDF (832KB) ( )  
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    针对来自客观设备失败和主观数据破坏,提出一种数据快速恢复方案。当文件系统未损坏或损坏不严重时,只选取文件分配表(FAT)表项中有价值的内容实现数据快速还原;如果破坏严重(或出于计算机取证需要),则可以从整个物理硬盘的所有空间(包括操作系统中不可见区域)里最大限度提取出用户的有效数据信息。根据FAT32文件系统中数据存储与删除机理,通过扫描FAT表中未分配空间,以文件头部特征码所在扇区的簇号和残存目录项中文件大小两个参数确定文件的存储空间进而恢复;探讨了复合文档结构,给出了根据文档存储规范和数据流标识提取有效信息方法。实验表明,该方案可以简单、高效地恢复被删除的数据。
    人工智能
    拉格朗日支持向量回归的有限牛顿算法
    郑逢德 张鸿宾
    2012, 32(09):  2504-2507.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02504
    摘要 ( )   PDF (502KB) ( )  
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    拉格朗日支持向量回归是一种有效的快速回归算法,求解时需要对维数等于样本数加一的矩阵求逆,求解需要较多的迭代次数才能收敛。采用一种Armijo步长有限牛顿迭代算法求解拉格朗日支持向量回归的优化问题,只需有限次求解一组线性等式而不需要求解二次规划问题,该方法具有全局收敛和有限步终止的性质。在多个标准数据集上的实验验证了所提算法的有效性和快速性。
    基于支持向量回归的多时间序列自回归方法
    张伟 柳先辉 丁毅 史德明
    2012, 32(09):  2508-2511.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02508
    摘要 ( )   PDF (722KB) ( )  
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    能耗时间序列涉及多种能源,且各种能源间关系复杂,主要通过多个独立的单时间序列进行预报,这种方式忽略了多时间序列之间的依赖性。为了充分利用多时间序列之间的关联信息以提高预报的准确性,根据机器学习中的向量值函数学习和多任务学习理论,采用支持向量回归(SVR)算法建立了多时间序列的向量值自回归方法和多任务自回归方法。实验结果证明,与多个独立的单时间序列模型相比,通过这种方法建立的多时间序列自回归模型在焦化工序能耗预报中表现出了更好的性能。
    基于双字典集的信号稀疏分解算法
    王树朋 王文祥 李宏伟
    2012, 32(09):  2512-2515.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02512
    摘要 ( )   PDF (618KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为得到关于信号更为稀疏的表示,提出一种基于双字典集的信号稀疏分解算法。在算法过程中,建立如下两个字典集:已选字典集和待选字典集。该算法以重复加权提升搜索(RWBS)算法为基础,增加了一步更为严格的从待选字典集中选择最佳核函数的过程,故该算法在保留初始算法的优点的同时,可以产生更为稀疏的模型。通过仿真实验和真实数据实验验证了所提算法的性能。
    基于邻域保持的流形学习算法评价模型
    石陆魁 张军 宫晓腾
    2012, 32(09):  2516-2519.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02516
    摘要 ( )   PDF (670KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    应力函数和残差只适合于评价距离严格保持的流形学习算法,dy-dx表示法又是一个定性模型。虽然距离比例方差可以比较和评价大多数的流形学习算法,但其需要计算测地线距离,具有较高的计算复杂度。为此,提出一种基于邻域保持的流形学习算法定量评价模型,该模型仅仅需要确定两个空间中每个对象的k个近邻,并计算出每个点在低维空间中的近邻保持情况,不用计算测地线距离。理论分析表明,邻域保持模型的计算复杂度远远低于距离比例方差的复杂度。在三个数据集上比较了两个模型的性能,实验结果表明,利用邻域保持模型不但可以评价同一算法在不同邻域参数下的嵌入效果,而且可以在不同的流形学习算法之间进行比较,并且其评价流形学习算法的性能优于距离比例方差。
    基于核主元分析的神经网络控制图模式识别
    胡胜 李太福 魏正元 颜克胜
    2012, 32(09):  2520-2522.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02520
    摘要 ( )   PDF (609KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对异常特征之间存在较大的相似性而带来的网络结构复杂和识别精度不高的问题,提出一种基于核主元分析的神经网络控制图模式识别方法。先通过核方法将低维空间中的非线性特征转化为高维空间中的线性特征,再将其进行线性组合并向低维空间投影,然后用BP神经网络分类器对控制图模式进行识别。通过仿真进行验证,结果显示该方法对控制图各个模式能够有效聚类,并且识别精度得到提高。
    程度化语言值链上的语言真值概念格及其应用
    杨丽 王宇辉 徐扬
    2012, 32(09):  2523-2526.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02523
    摘要 ( )   PDF (561KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了给自然语言的直接处理提供一个可靠的逻辑基础和运算模型,建立了程度化语言值链上的Lukasiewicz蕴涵代数和语言真值概念格。具体分析了实际问题中用于刻画确定性数量值的自然语言,将其等价地表示为程度化语言值集合,并定义了偏序关系及二元运算;其次建立了程度化语言值链与自然语言集合间的一一对应关系,并在自然语言集合所形成的链型格蕴涵代数上构造了具体的语言真值概念格;进而通过该语言真值概念格在车辆运输安全性能的语言信息分析系统中的应用,验证了该模型用于自然语言直接处理的可行性和结构图形的可读性。
    基于测距特征向量匹配和模糊控制的室内清洁机器人路径规划
    张志杰
    2012, 32(09):  2527-2529.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02527
    摘要 ( )   PDF (506KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随机路径规划算法大量用于商品化的室内清洁机器人,但规划效率低下,为此提出一种低成本、高效的改进方法。由于机器人到其四周障碍物的距离随空间位置不同而变化,先使用超声测距模块获得障碍距离并组成特征向量用以区分不同的空间位置;然后,用推土机距离(EMD)进行特征向量匹配,建立并维护碰撞点集;最后,利用模糊控制理论处理碰撞后的旋转角度,完成路径规划过程。实验结果表明,所提方法一方面保留了随机规划的工作趣味性和环境适应性,另一方面大大提高了清洁效率。
    优化蚁群算法在反舰导弹航路规划中的应用
    高曼 刘以安 张强
    2012, 32(09):  2530-2533.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02530
    摘要 ( )   PDF (813KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    应用基本蚁群算法解决反舰导弹航路规划问题,会有收敛速度慢、计算时间长、易于过早陷入局部最优等缺点。针对该问题,引入轮盘式选择策略、精英策略以及路径优化策略对传统蚁群算法进行优化,并将优化算法应用于反舰导弹航路规划中;同时通过对反舰导弹的可行航向进行限定,缩小了航路规划的最大搜索范围。仿真实验表明,基于优化蚁群算法的反舰导弹航路规划不仅缩短了最优航路长度,而且提高了最优航路搜索过程的收敛速度。
    需求与物流网络不确定下的应急救援选址问题
    陶莎 胡志华
    2012, 32(09):  2534-2537.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02534
    摘要 ( )   PDF (629KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对应急物流中需求与物流网络的不确定性特征,对应急救援中应急需求和物流网络均不确定条件下的应急配送中心选址问题进行研究,以成本最小化为目标,建立基于集合覆盖的应急救援设施选址的随机规划模型,采用期望值法和随机模拟两种方法处理数学模型中的不确定性。通过算例与仿真研究,获得应急救援下的配送中心选址最优方案。结果表明,相对于传统的期望值方法处理随机参数,随机模拟方法具有较明显优势。
    云变异人工蜂群算法
    林小军 叶东毅
    2012, 32(09):  2538-2541.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02538
    摘要 ( )   PDF (577KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统人工蜂群算法存在收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,提出一种基于云模型的改进人工蜂群算法。通过正态云算子计算候选位置,自适应调整算法的局部搜索范围,以提高算法的收敛速度和勘探能力。为保持种群多样性,引入一个新的概率选择策略,使较差的个体具有较大的选择概率,并且利用历史最优解探索新的位置。标准复合函数测试表明,改进算法的收敛速度和求解精度得到提升,优于一些新近提出的改进人工蜂群算法。
    基于梅尔频率倒谱系数与翻转梅尔频率倒谱系数的说话人识别方法
    胡峰松 张璇
    2012, 32(09):  2542-2544.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02542
    摘要 ( )   PDF (382KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高说话人识别系统的识别率,提出了基于梅尔频率倒谱系数(MFCC)与翻转梅尔频率倒谱系数(IMFCC)为特征参数的特征提取新方法。该方法利用Fisher准则将MFCC和IMFCC相结合,构造了一种混合特征参数。实验结果表明,新的混合特征参数与MFCC相比,在纯净语音库及噪声环境中均具有较好的识别性能。
    智能办公环境温度控制方法
    王海珍 廉佐政 滕艳平
    2012, 32(09):  2545-2547.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02545
    摘要 ( )   PDF (427KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对变频空调技术参数固定不能适应智能办公环境变化的问题,为提高环境温度的舒适度,提出一种新的变频空调温度控制方法。该方法引入多智能体(Agent)技术设计温度模糊控制结构,确定输入输出变量及其模糊集,然后引入动作回报值改进模糊Q学习算法,由推理Agent执行算法学习手动调节空调的动作、修改模糊规则。将得到的优化模糊规则用于环境温度的控制。实验结果表明,与常规模糊温度控制方法相比,该控制方法缩短了空调的响应时间,减少了超调量。
    图形图像技术
    基于二叉树和GPU的无缝地形场景渲染方法
    曹巍 段光耀
    2012, 32(09):  2548-2552.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02548
    摘要 ( )   PDF (798KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    设计了一种基于图形处理器(GPU)的无缝地形渲染方法。该方法基于二叉树构建多层次地形网格,该网格用基于行、列号的地形模板表示。在设计过程中,将高程数据转化为适于GPU读取的高程纹理图,再通过顶点纹理提取(VTF)技术从纹理图中采样出高程值用于渲染,整个过程在GPU端完成,提升了地形数据访问效率。同时,采用实时优化自适应网格(ROAM)算法的强制拆分法,通过控制相邻地形块的等级来消除裂缝。最后,采用TriangleStrip方式进行渲染,避免了相邻三角形中顶点坐标数据的重复传递,减少了传递到GPU的数据量。用两块地形数据对算法渲染效率进行了检验,并将算法与Clipmap算法进行了帧率对比。结果表明,该算法有效解决了分块数据的裂缝问题,达到了交互式地形渲染的要求。
    基于交叉视觉皮质模型的骨架伪分支剔除方法
    周理 何林远 孙毅 毕笃彦 高山
    2012, 32(09):  2553-2555.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02553
    摘要 ( )   PDF (610KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决骨架伪分支剔除过程中目标几何尺寸失真和处理效率低下的问题,提出一种基于交叉视觉皮质模型的图像骨架伪分支剔除算法。首先,依据骨架伪分支的固有特征,引入并修正了骨架分支端点和连接点的定义,以准确获取骨架分支与伪分支的位置信息;然后,利用这些点的位置信息和交叉视觉皮质模型循环点火次数,构建出交叉视觉皮质神经元传播的熄火条件;最后,在熄火条件的指引下,借助点火神经元动态发放的脉冲具有并行传播的生物性能,从而快速判断并准确剔除伪分支。与传统数学形态学方法的比较实验结果表明,该算法不仅计算速度快,抗噪能力强,而且能够保持骨架结构的完整性。
    基于单目视觉的室内机器人障碍检测方案
    何少佳 刘子扬 史剑清
    2012, 32(09):  2556-2559.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02556
    摘要 ( )   PDF (686KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高室内移动机器人障碍物检测能力,提出了一套基于单目视觉的检测方案。该方案首先对拍摄的图像进行色度、饱和度、亮度(HSI)颜色空间转换;然后,针对室内图像中目标和背景的分割,提出了小目标阈值选取法,提高了特定环境下图像分割的准确性;最后,用目标场景匹配法和目标投影匹配法相结合,计算分割后目标像素的变化和投影的变化,从而判别出目标是具有高度的障碍物还是地面图形。实验结果表明该方案的有效性和可行性,可为室内小型移动机器人提供良好的导航信息。
    视频结构化描述模型
    符茂胜 罗斌 吴永龙 孔敏
    2012, 32(09):  2560-2563.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02560
    摘要 ( )   PDF (628KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    如何有效地表示视频一直是多媒体领域的研究热点和难点。提出一种视频结构化描述模型,其基本思想是:利用视频的内蕴结构特点,以视频镜头作节点,以镜头间的相似度作边权,构建视频关联图模型,并提取视频关联图的谱特征,包括主分量特征、特征模容量、特征模周长、Cheeger常数、模间邻接矩阵、模间距离等。视频聚类和检索实验表明,视频结构化描述模型是可行的和有效的,其中主分量谱特征更表现了良好的性能。
    基于图匹配的旋转不变弹性点匹配算法
    连玮
    2012, 32(09):  2564-2567.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02564
    摘要 ( )   PDF (784KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对旋转不变的弹性点匹配问题,提出一种基于图匹配的算法。对两点集分别构造边集合,然后定向的形状上下文距离和边长度的差别被用于度量两点集的边之间的相似性。基于边的相似性,点对应关系通过求解一个图匹配问题而恢复。实验结果表明该算法可以获得很好的配准结果并且鲁棒、高效。
    基于视觉感知机理的大容量彩色图像盲隐写算法
    康年锦 陈昭炯
    2012, 32(09):  2568-2572.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02568
    摘要 ( )   PDF (807KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有彩色图像隐写算法大多将灰度图像的算法直接用于彩色通道,未能运用彩色视觉感知机理的问题,提出一种YUV空间上的、基于视觉感知机理的大容量彩色图像盲隐写算法。主要方法是在Y分量上通过标准差来分析载体图像的局部复杂性,利用视觉感知机理将信息分成两部分隐写于Y和V分量中,灵活性较差的U分量则作为隐写信息的通道指示器,无需大的改变。大量实验结果表明,所提算法与其他方法相比在嵌入大容量信息后依然能够保持很好的不可感知性,而且可以抵抗直方图对比和RS隐写分析方法,因而所提算法是合理、简洁、有效的。
    基于共生矩阵的彩色图像增强算法
    杨冰清 田小平 吴成茂
    2012, 32(09):  2573-2575.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02573
    摘要 ( )   PDF (664KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统的直方图均衡化会使图像过分增强,产生不自然的现象,提出一种利用二维共生矩阵的彩色图像增强算法。首先,利用相邻3×3像素之间的相关性来构造共生矩阵;然后,对彩色图像中的亮度分量进行共生直方图均衡;最后,将增强后的图像进行暗原色处理得到比较理想的图像。从所提增强算法与其他3种典型的增强算法的比较可看出:所提算法不仅考虑了图像的全局与局部信息,而且降低了直方图峰值和光环效应,提高了图像对比度,有较好的增强效果。
    基于加速鲁棒特征的广角图像自动拼接校正算法
    王铁建 刘艳丽
    2012, 32(09):  2576-2579.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02576
    摘要 ( )   PDF (687KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    广角图像在全景图拼接中优势明显,然而,由于广角图像存在严重的透视畸变,往往导致拼接的效果不理想,甚至导致拼接失败。针对广角图像拼接中的透视畸变问题,提出一种广角图像自动拼接、校正算法。先计算出待拼接广角图像的特征点匹配对,求出图像拼接矩阵,对广角图像进行拼接;然后,根据图像采集时的镜头旋转角度计算出图像校正矩阵,对拼接后的全景图进行透视畸变校正。实验结果表明,基于该算法得到的全景图能够有效地消除透视畸变,达到较好的拼接效果。
    H.264运动估计算法UMHexagonS的斐波纳契数列优化
    李世平 郑文彬 石鑫
    2012, 32(09):  2580-2584.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02580
    摘要 ( )   PDF (688KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对H.264运动估计算法UMHexagonS搜索步长和搜索模板中存在的使用固定搜索步长和搜索点冗余的不足,结合斐波那契数列和中心偏置特性对其进行改进。新算法使用斐波那契数列的递进关系确定UMHexagonS算法的搜索步长,其次删除UMHexagonS算法中存在计算冗余的搜索点,最后结合中心偏置特性对UMHexagonS算法的大六边形搜索模板进行了修改。实验结果表明,新算法在保持UMHexagonS算法的比特率和峰值信噪比(PSNR)的情况下缩短了运动估计时间,并且随着图像像素、图像复杂度和搜索范围的提高,运动估计时间越来越短。新算法在搜索范围为64的情况下,平均缩短了23.82%的运动估计时间。
    基于区域特征的非下采样Contourlet变换卫星云图融合
    汪大 毕硕本 王必强 颜坚
    2012, 32(09):  2585-2587.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02585
    摘要 ( )   PDF (512KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对不同的卫星云图进行融合处理,可为灾害性天气的监测和预警提供更为全面的信息,提出一种基于区域特征的非下采样Contourlet变换(NSCT)卫星云图融合新方法。首先,采用NSCT对卫星云图进行多尺度和多方向分解,得到低通子带系数和各带通方向子带系数;然后,对低通子带系数采用基于图像区域相关系数和区域能量的自适应融合规则,对各带通方向子带系数采用加权和区域方差相结合的融合规则;最后,对融合系数进行NSCT逆变换得到融合云图。实验结果表明,该算法在增强融合云图的纹理及边缘等细节信息的同时,能更好地保留源红外云图的红外信息,融合效果更好。
    基于直接局部保持投影和尺度不变特征变换的人脸识别方法
    李政仪 冯贵玉 赵龙
    2012, 32(09):  2588-2591.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02588
    摘要 ( )   PDF (654KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    尺度不变特征变换(SIFT)算法提取的人脸特征具有一定的鲁棒性,但存在数据维数过高和计算过于复杂的问题。为此,提出一种基于直接局部保持投影—尺度不变特征变换(DLPP-SIFT)的人脸识别算法。首先采用SIFT算法进行特征提取,然后结合子空间方法局部保持投影(LPP)进行降维,利用直接对角化方法求取特征矩阵,解决了LPP的奇异值问题。在ORL和FERET人脸库的实验结果表明,DLPP-SIFT算法可显著减少计算复杂度和特征匹配时间,与SIFT、主成分分析(PCA)-SIFT、LPP-SIFT相比,具有更好的鲁棒性。
    信息安全
    图像信息安全处理的矩阵序列的周期性性质
    钟锦,王大刚
    2012, 32(09):  2592-2594.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02592
    摘要 ( )   PDF (460KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对图像处理中实现无损信息隐藏,提出了有限域Fq上矩阵序列线性变换移位寄存器的概念。揭示n维Arnold模型变换的置乱变换周期的内在规律,把置乱变换的周期归结为求模为素数的变换矩阵的周期性问题,确定了模为素数幂的矩阵的周期,求出模为合数的周期。变换矩阵周期性计算方法在图像信息处理方面,可以实现较大容量的信息嵌入和保持较小的图像失真,并在提取机密信息时实现无损恢复原宿主图像。
    基于三维亚仿射变换的数字图像置乱技术
    邹玮刚 陈沛云 黄江燕
    2012, 32(09):  2595-2598.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02595
    摘要 ( )   PDF (747KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高数字图像信息隐藏的安全性和灵活性,利用亚仿射变换的原理设计了一种新的基于三维亚仿射变换的图像加密算法。该算法通过分析三维亚仿射变换的约束条件,根据变量之间的联系和随机性,给出了一种三维亚仿射变换的快速构造方法。在色彩空间中对每个像素点的三个色彩分量选择不同的方式进行变换,达到图像置乱的效果;对其周期性进行了研究,并提出了奇异点与伪周期的概念。经实验验证,该算法置乱效果良好,具有密钥空间较大、加密灵活、扩散性和扰乱性比较理想、安全性较高的优点。
    基于频谱切割和二维Arnold变换的彩色图像加密算法
    龚黎华 曾绍阳 周南润
    2012, 32(09):  2599-2602.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02599
    摘要 ( )   PDF (711KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多通道彩色图像加密算法传输负担大的缺陷,提出了基于频谱切割和二维Arnold变换的单通道彩色图像加密算法。该算法对原彩色图像的RGB分量分别进行不同分数阶次的分数傅里叶变换(FrFT),将各分量所得频谱信息进行切割,组合成一幅新的频谱;再用二维Arnold变换对组合频谱进行置乱,使三个分量的频谱信息充分混淆和扩散。密文为一幅灰度图像,在保留原彩色图像主要信息的同时,减小了传输负担。仿真结果与性能分析验证了该算法的加密效果和安全性。
    混沌文本零水印的词法主动攻击
    李婧 房鼎益 何路
    2012, 32(09):  2603-2605.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02603
    摘要 ( )   PDF (494KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了解决传统的密写分析技术对文本零水印失效的问题,提出一种基于词法的主动攻击算法。该算法将目前鲁棒性较好的混沌文本零水印作为攻击对象,采用同义词替换技术,定义了同步攻击和生日攻击两种方法,通过将这两种方法相结合,在词这一级别上实现了对文本零水印的主动攻击。实验结果表明,该算法无需大量改写载体文本即可有效地破坏零水印。
    基于LISOMAP的相关向量机入侵检测模型
    唐朝伟 李超群 燕凯 严鸣
    2012, 32(09):  2606-2608.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02606
    摘要 ( )   PDF (454KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有入侵检测模型分类检测精度低、误报率高的问题,提出一种基于地标等距映射(LISOMAP)的相关向量机(RVM)入侵检测分类模型。首先采用LISOMAP对训练样本中的数据进行非线性降维,结合深度优先搜索(DFS)参数优化的RVM进行分类检测。结果表明,该模型与基于主成分分析(PCA)法的支持向量机(SVM)、基于LISOMAP的SVM模型相比,在保证一定检测率的情况下,误报率有了明显下降。
    基于随机博弈的网络可生存性策略选择模型
    梁霄 孟相如 庄绪春 伍文
    2012, 32(09):  2609-2612.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02609
    摘要 ( )   PDF (621KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高网络的可生存能力,提出了基于随机博弈的网络可生存性策略选择模型。该模型针对攻击和破坏行为对网络造成的影响,将攻防双方的博弈过程分为抵抗、识别和恢复三个阶段。从细节上描述系统状态转移与策略选择之间的关系,提出了基于上述模型的策略选择分析方法。最后以网络实例表明了该模型在预测攻击行为并选取最优可生存性策略方面的可行性和有效性。
    P2P网络中基于随时间推移的风险值评估的信任管理模型
    郭一凡 李腾 郭玉翠
    2012, 32(09):  2613-2616.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02613
    摘要 ( )   PDF (684KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有的对等(P2P)网络信任管理模型中存在的问题:忽视短期交易时间与长期交易时间对信任值的不同影响以及缺少对交易对象资源的具体风险分析,在现有信任管理模型的基础之上,以不同用户对同一种类资源所提供的资源品质和风险作为关注点,引入风险值评估的概念,建立了基于随时间推移的风险值评估的信任管理模型。仿真结果表明,该模型使得恶意节点的行为得到有效控制,对交易资源的分析量化更加深入,进一步有效地帮助用户筛选出最优的交易者。
    P2P僵尸网络的有效免疫措施
    冯丽萍 韩琦 王鸿斌 康苏明
    2012, 32(09):  2617-2619.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02617
    摘要 ( )   PDF (588KB) ( )  
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    为了深入分析影响对待(P2P)僵尸网络传播的因素,从动力学的角度刻画了P2P僵尸网络的形成过程。首先,根据P2P僵尸网络形成的过程建立了一个微分方程模型。该模型考虑了免疫措施对计算机恶意软件传播的影响;同时,通过分析模型平衡点的稳定性条件导出了消除P2P僵尸网络的有效免疫率;最后,通过数值模拟得出了有效免疫区域,随机仿真验证了有效免疫区域的正确性。结果表明,合理的免疫措施可以有效预防僵尸网络的爆发。
    复杂网络中的弱化免疫策略分析
    田思 李慧嘉 赵岳
    2012, 32(09):  2620-2623.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02620
    摘要 ( )   PDF (660KB) ( )  
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    针对免疫策略在病毒免疫时会删除网络结构级联边从而出现削弱网络连通效率的问题,提出一种含权网络特定的病毒弱化免疫策略方法。该方法通过构建SI病毒传播模型,给出该模型的病毒感染密度演化公式。理论分析表明:病毒传播率与网络结构的异化性有密切关系,节点度的大小会影响病毒传播的效果,同时弱化免疫策略能衰减连边权值降低传播率,达到遏制病毒传播保留网络连通效率的目的。计算机仿真结果验证了理论模型的可行性和弱化免疫的合理性。最后,将弱化免疫策略应用到局域世界以及目标免疫策略中,更进一步说明了弱化免疫策略能有效控制病毒传播速度。
    权限扩展RBAC模型的本体表示和实现
    周加根 叶春晓
    2012, 32(09):  2624-2627.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02624
    摘要 ( )   PDF (596KB) ( )  
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    针对基于角色的访问控制(RBAC)模型对权限实体的刻画能力不足,提出了带权限层次扩展的RBAC模型。为结合本体在知识表示和推理方面的优势,提出了该模型的本体表示和实现方法。该方法使用Web本体语言(OWL)表示该扩展模型,借助语义Web规则语言(SWRL)定义模型中应用逻辑规则,隐式授权知识经规则推理获得。在此基础上,通过SPARQL协议和RDF查询语言(SPARQL)查询命令生成显式和隐式授权视图,实现系统安全状态分析。最后,给出了具体应用示例,表明该方法的可行性。
    典型应用
    基于关联面积法的物流货运量组合预测模型
    周程 张培林
    2012, 32(09):  2628-2630.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02628
    摘要 ( )   PDF (556KB) ( )  
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    针对物流货运量组合预测模型中赋权策略这个难点问题,在灰色模型、三次多项式趋势外推模型(PTEM)和三次指数平滑模型(TESM)基础上,引入关联面积法确定组合权系数,构建物流货运量组合预测模型。实例表明,与等权法、熵权法、平均绝对误差法对比分析可知,关联面积法综合体现了模型预测结果与真实时间序列之间的相关性及拟合误差,提高了模型预测性能和精度,是一种有效的组合赋权策略。
    基于混合需求的供应链多级库存协同订货模型
    熊浩
    2012, 32(09):  2631-2633.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02631
    摘要 ( )   PDF (434KB) ( )  
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    针对供应链多级库存系统存在混合需求的情况,建立了基于混合需求的多级库存协同订货模型。该模型假设在供应链中只有最下游节点面临的需求是独立需求,而其他上游节点面临的需求都是与之相关的相关需求。由于相关需求是一种块状需求,其库存成本构成与独立需求明显不同。因此,通过对多级库存系统的库存成本构成进行重新分析,分别给出了需求确定时不允许缺货和允许缺货的协同订货模型。另外,还通过对安全库存的分析给出了需求不确定时的协同订货模型。最后,给出了模型求解的遗传算法,并进行了实例仿真分析,展示了这种协同订货模型在混合需求的供应链中的实用性。
    生成最优单毛坯条带T型布局方式的精确算法
    季君 陆一平 查建中 崔耀东
    2012, 32(09):  2634-2637.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02634
    摘要 ( )   PDF (502KB) ( )  
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    为解决大规模矩形件布局问题,提出一个生成单毛坯条带T型布局方式的精确算法。该算法不仅可在合理时间内取得好的优化结果,而且在满足实际下料工艺的同时化简了切割工艺。该算法首先确定最优单毛坯条带,然后通过求解一维背包问题确定单毛坯条带在级中的布局方式和级在段中的最优布局方式,最后选择两个最优段生成布局方式。通过文献中的63道基准测题,将该算法与5种著名算法(经典两阶段、普通T型、同质块两阶段、普通布局算法和启发式算法TABU500)进行了比较。实验结果表明,该算法在计算时间和材料利用率两方面都有效。
    虚拟仿真技术在网络闭环控制中的应用
    徐淑萍
    2012, 32(09):  2638-2642.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02638
    摘要 ( )   PDF (763KB) ( )  
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    Internet上数据传输的不确定延时妨碍了远程被控对象和操作者之间迅捷而透明的交互,严重限制了网络远程控制系统的性能和应用。为了解决网络延时问题,提出一种基于虚拟仿真的网络三闭环控制结构。该方法依照开环系统实现闭环控制的思想,在客户端构造虚拟被控对象模型,使虚拟仿真系统与实际系统的运行状态相似甚至相同,同时又使操作者能依据虚拟仿真系统一端的运行情况决定下一步的控制指令,从而准确地对实际系统发出所需的控制指令,最终达到远程实时控制的目的。仿真结果证明了所提方法的有效性和可行性。
    基于三维线性倒立摆的仿人机器人步态规划
    于国晨 刘永信 李晓红
    2012, 32(09):  2643-2647.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02643
    摘要 ( )   PDF (816KB) ( )  
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    为了实时调整仿人机器人的步态,提出一种仿人机器人的步态生成方法。把机器人运动简化为三维线性倒立摆运动模式,通过预先规划好的零力矩点(ZMP)轨迹,根据质心(CoM)和ZMP的关系,求出CoM轨迹;再将前向步态和侧向步态简化为七连杆结构和五连杆结构,利用三角定理求出各个关节的角度,结合ZMP方程讨论了行走过程中的稳定性。利用给定的条件进行了系统的仿真,并结合实际系统及其运行状况进行分析,验证了所提出规划方法的有效性。
    机场典型平行跑道容量仿真分析
    李雄 李冬宾 卫东选
    2012, 32(09):  2648-2651.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02648
    摘要 ( )   PDF (607KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    平行跑道系统是当前机场建设所采用的最主要的多跑道构型方式。应用Simmod仿真软件对平行跑道间距为400m、760m、920m和1525m 4种典型构型及相应的常用跑道运行模式进行了仿真研究。同时,考虑了跑道穿越和绕滑两种情况,分别对跑道极限容量和实际运行容量进行了分析。仿真结果表明:在仪表飞行规则下,远距平行跑道实际运行容量最高,约为74架次/小时,中距平行跑道实际运行容量约为65架次/小时,近距平行跑道实际运行容量约为40余架次/小时。在设置绕滑或无跑道穿越情况下,平行跑道系统容量可提升约13%。
    基于集成定位—运输路线安排问题的废旧家电逆向回收物流网络优化
    张军
    2012, 32(09):  2652-2655.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02652
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对废旧家电逆向回收物流成本高、效益差而导致其回收率低的问题,提出一种应用离散微粒群智能算法优化废旧家电逆向回收物流网络模型的方法。在系统分析废旧家电逆向回收物流网络结构与要素基础上,构建基于集成定位—运输路线安排问题的废旧家电逆向回收物流网络优化模型,引入随机交换序与部分映射交叉(PMX)算子使离散微粒群优化(DPSO)算法具备良好的全局及局部搜索能力,来对该模型进行智能优化与求解。实例仿真结果表明,通过该优化模型及算法得到的全局最优解具有良好的收敛性和有效性;同时,能有效降低废旧家电逆向回收物流运作总成本。
    企业营销网络上的传播动力学特性
    秦效宏 黄光球
    2012, 32(09):  2656-2659.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02656
    摘要 ( )   PDF (681KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了理解和解释企业营销网络上的传播机制,针对企业营销网络上的传播行为和网络拓扑结构特点,在SIR模型基础上,引入节点传播率指数和边权指数,建立企业营销网络上传播动力学模型,解析推导了企业营销网络上的传播临界值,并进行仿真分析。仿真结果表明,节点传播率指数和边权指数越大,传播临界值越小,越利于产品及产品相关信息的传播。最后,从减小传播临界值和提高实际传播率两个方面对企业营销提出了几点建议。
    解决电子不停车收费系统干扰问题的信息融合方法
    王亮 鲁华祥 景为平 陈天翔
    2012, 32(09):  2660-2663.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02660
    摘要 ( )   PDF (681KB) ( )  
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    针对传统方法对于电子不停车收费(ETC)跟车干扰与邻道干扰的解决效率低、成本高,并且分别处理的问题,提出一种基于信息融合的统一解决ETC干扰问题的方法。该方法以系统获得的车辆信息为已知信息,用车辆图像对应的图形特征对其进行验证,再通过D-S证据理论融合验证结果,判断待交易车辆是否为当前车辆。同时,改进了D-S证据使其在验证结果冲突时依然有效。实验结果表明,该方法能可靠地检查出非法车辆,对同时解决跟车干扰与邻道干扰切实有效。
    ADS-B延迟时间计算方法的可行性分析
    程擎
    2012, 32(09):  2664-2666.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02664
    摘要 ( )   PDF (585KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    广播式自动相关监视(ADS-B)的延迟时间对监视精度有较大的影响,为了提高ADS-B的监视精度,提出一种精确计算每个ADS-B报文延迟时间的方法。根据ADS-B报文的接收时间和报文内容,可计算两相邻报文的时间间隔和对应报文中飞机两相邻位置的时间间隔,通过对两种时间间隔求差可得到ADS-B两相邻报文的延迟时间差,在初始报文中或者间隔一定时间发送飞机位置测量时刻的条件下,可计算其后所有报文的延迟时间,从而对延迟时间进行修正。最后在15min、25min和45min的ADS-B报文中分别随机选取1架飞机的报文利用Excel对该方法的可行性进行了分析。分析结果表明,采用该方法ADS-B的监视精度得到了很大的提高,在场面滑行的情况下,监视精度小于10m,满足场面监视的需要。
    坑道工程动荷段抗精确打击毁伤分析系统
    袁辉 王凤山
    2012, 32(09):  2667-2671.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02667
    摘要 ( )   PDF (792KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对坑道工程结构毁伤特性仿真实验的需要,设计和建立了基于模块化和工作流机制的坑道工程抗精确打击毁伤分析系统。遵循战场毁伤的客观规律和仿真设计通用化规则,以模型界定坑道动荷段抗精确打击分析系统的功能和组件,应用UML用例描述系统的需求及其设计目标,优化分解毁伤分析系统的单元模块,提出了动荷段毁伤分析系统的模块化设计思想及逻辑框架,设计了坑道动荷段毁伤分析系统的功能模型和数据流工作机制,研制了基于窗体界面线程设计的坑道动荷段毁伤分析系统。案例表明,系统交互性良好,为有效分析动荷段易损性的本质问题提供了仿真实验工具。
    移动地理信息系统中的多源异构数据融合模型
    李文闯 章永平 潘瑜春
    2012, 32(09):  2672-2674.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02672
    摘要 ( )   PDF (651KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高移动地理信息系统在野外数据采集过程中对多源异构数据的组织管理效率,在分析现有方法局限性和数据自身结构的基础上,提出一种基于可交换图像文件(EXIF)原理以数字图像为载体融合空间位置信息和一般形式属性的数据模型。该模型将关联的空间位置和一般属性嵌入到数字图像的物理结构中,从而实现关联数据的高度整合。基于该模型设计开发了野外数据采集系统,系统应用于农业资源管理与决策分析领域,验证了模型的有效性和实际效果。
    基于ArcGIS平台的厂区地下管网空间分析
    肖靖峰 王晓东 姚宇
    2012, 32(09):  2675-2678.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02675
    摘要 ( )   PDF (612KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对大型厂区地下管网规模庞大复杂且难以管理的问题,采用了一种基于ArcGIS平台的C/S+B/S混合开发模式。把传统地理信息系统客户端管网空间分析功能提至服务器端处理,在B/S端采用碰撞检测算法对管网进行碰撞分析,同时采用高效的线性内插法计算断面分析中所需的交点高程数据。系统上线运行结果表明,该系统能够更好地对原本不可见的地下管网进行有效的空间分析,从而实现对厂区地下管网的数字化管理。
    基于SaaS模式的电子商务推荐平台
    刘嘉 惠成峰 都兴中 陈振宇
    2012, 32(09):  2679-2682.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02679
    摘要 ( )   PDF (639KB) ( )  
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    针对一些电子商务网站缺乏资源难以实施推荐系统的现状,提出一种基于“软件即服务”(SaaS)模式的推荐服务架设方式并实现了原型平台。该平台使用统一的脚本收集电子商务网站的用户行为信息,并通过标准的接口提供推荐服务,从而实现平台与电子商务网站的低耦合以降低部署成本。平台上线运行结果表明,该模式的推荐服务能够有效帮助电子商务网站提升转化率和增加订单量。
2022年 42卷 6期
刊出日期: 2022-06-10
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