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2013年 第33卷 第04期 刊出日期：2013-04-01

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网络与通信

节点转发消息能力动态估计的缓存替换策略

吴大鹏 白娜 王汝言

2013, 33(04):  901-904.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00901

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机会网络中的节点以“存储-携带-转发”的方式完成消息转发，消息需要在中继节点缓存较长时间以等待通信机会，高效的缓存替换策略能够提高有限缓存空间的利用率。提出一种基于节点转发消息能力的自适应缓存替换策略。通过动态地感知当前的消息传输状态，并根据其在此节点中的停留时间和消息转发状态，估计节点对该消息的转发能力，进而调整消息的转发以及删除优先级。结果表明所提出的缓存替换策略能够有效提高消息的成功投递率，并大幅度地降低网络负载率。

基于萤火虫群优化算法的无线传感器节点部署

刘翠苹 张海涛 白舸

2013, 33(04):  905-907.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00905

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为了提高传感器节点部署覆盖率，针对目前网络覆盖存在覆盖死角、节点冗余及不能再度优化的问题，在检测区域已知的情况下，提出基于萤火虫群优化(GSO)算法的传感器节点部署方案,并对原方案进行改进。该算法中，传感器节点等同于萤火虫，覆盖信号强度即是荧光素浓度，首先对节点进行随意初始部署，然后通过计算移动概率的大小，判断节点移动方向，最终完成节点部署。实验仿真表明，该部署方法适用于大量传感器节点部署，覆盖面积广，灵活性强。

改进的无线传感器网络簇首选择策略及其路由算法

姚光顺 温卫敏 张永定 董再秀 赵 亮

2013, 33(04):  908-911.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00908

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针对无线传感器网络中簇首能耗较大引起的能量黑洞问题，在不均匀分簇的基础上，从簇首选择和簇首更换两个方面提出相应的改进措施。在簇首选择时，将整个网络区域分为不均匀的簇，通过相关参数的设置，让每簇中能量最高的节点当选为簇首节点，网络运行时簇首维护本簇的能量信息表；在簇首更换时，采用局部更换测量，并由当前簇首在能量信息表中选择剩余能量最高的节点作为下一个簇首节点，从而改善了簇首能量效率和负载均衡。最后进行了仿真实验与对比，实验结果表明改进的路由协议能够有效提高网络性能，延长网络生命周期。

基于功率控制和冲突避免的无线Mesh网络低能耗MAC协议

李丹 葛志辉

2013, 33(04):  912-915.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00912

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为了解决IEEE 802.11协议在无线Mesh网络中能量利用效率低的问题，提出一种改进的低能耗MAC协议PCCA。PCCA协议在IEEE 802.11协议的基础上加入两个核心算法，即动态功率控制算法(DPCA)和冲突避免算法(CAA)，以此降低能耗。DPCA通过接收节点计算发送节点所需的最佳发射功率，降低数据发送的能耗；CAA利用邻居通信状态表对潜在的冲突进行判断，让可能引起冲突的节点进入休眠以节约能量。仿真结果表明PCCA协议最多可降低约20%的能耗。

基于分级的无线传感器层次安全路由算法

周绪宝 潘晓中

2013, 33(04):  916-918.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00916

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当前无线传感器网络路由协议研究缺乏对路由安全的考虑；或者单独地提出安全密钥管理算法，不能将安全算法与实际网络模型相结合。在保证网络生存时间的基础上兼顾网络的安全性，提出了一种基于级别、层次的安全路由算法。算法中分级别成簇，信息从低级别向高级别逐级传送，利用数据融合减少信息传送中的冗余，同时引入传感器网络的基于分布式安全策略（DSPS）密钥管理方案与级别成簇相结合，有效地减少了密钥管理带来的能量开销，既延长了网络生存时间，又保证了网络安全。NS2下的仿真实验结果表明，该算法适合大规模传感器网络，平衡了网络节点的能耗，延长了网络生存时间。

基于可靠性度量排序的λ-广义球形解码算法

刘凯 行双双

2013, 33(04):  923-925.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00923

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针对欠定多输入多输出(MIMO)系统中信道矩阵非满秩的问题，提出基于可靠性度量排序的λ-广义球形解码(λ-GSD)算法。该算法将信道矩阵直接转换成满秩矩阵，然后采用基于可靠性度量的排序策略，将排序后由最小均方误差算法得到的次优解作为λ-广义球形解码算法的初始值，减小了初始搜索半径，同时对球形解码算法搜索半径的收缩进行了指数收敛加速处理。仿真结果表明，所提算法同最大似然检测算法和原λ-GSD算法相比较，能获得相同的误符号率性能，而平均运算时间比原λ-GSD算法有明显降低。

基于包验证的面向IPv6翻译机制的IP追溯方法

朱田 田野 马迪 毛伟

2013, 33(04):  926-930.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00926

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IP地址安全一直是互联网面临的核心问题，在IPv6过渡时期，多种IP地址分配方式，IPv6过渡技术和IP欺骗引起的IP地址不确定性向IP地址资源安全提出了挑战。新兴IPv6家庭网络、小企业网、校园网与传统IPv4网络互联互通的IPv6翻译场景是典型的IPv6过渡场景，然而，传统的IP追溯技术无法直接应用于IPv6翻译场景。基于这种现状，提出一种IP追溯方案来解决IPv6翻译场景下的IP追溯问题，该方案打通了IPv6翻译网关，实现了目的网络对源网络的可知性，进而保证了互联网的IP地址资源安全。

基于改进粒子群算法的P2P流媒体数据调度策略

陈光喜 李振兴 刘卓军

2013, 33(04):  931-934.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00931

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根据P2P流媒体数据调度特点，改进了粒子群优化算法，并提出适用于离散粒子群算法（MDPSOA）的数字串编码方式。调度策略引入资源紧急度以及资源稀缺度来选择调度数据片，然后用改进离散粒子群算法来进行节点寻优，找出最优调度节点集。最后通过实验仿真算法收敛性、数据调度时间、网络利用带宽和节点负载平衡，从而验证调度策略的可行性和有效性。

基于二次规划的无线传感器网络数据恢复算法

吴桂峰 王轩

2013, 33(04):  935-938.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00935

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为提高无线传感器网络数据压缩感知中恢复算法的实时性，提出一种基于二次规划的无线传感器网络数据恢复算法。该算法将压缩感知重构中的欠定线性方程组求解转化为有界约束二次规划问题，在此基础上结合阿米霍步长准则对二次规划进行求解，从而对网络数据进行恢复。理论分析和仿真结果表明，所提算法可准确恢复网络数据，并且相比传统压缩感知恢复算法，可明显降低数据恢复的计算复杂度，有效提高网络数据恢复算法的实时性。

无线传感器网络信息检测的目标跟踪算法

丁晓阳 李小艳

2013, 33(04):  939-942.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.0939

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目标跟踪定位算法通过簇头节点与汇聚节点之间的通信来定位预测目标位置，但在信息传递过程中会因中间路由出错或者外部攻击致使到达汇聚节点的信息出现错误或丢失，影响目标定位预测的精度。通过分析路由过程中可能产生误差的原因(例如乱序和丢包)以及受攻击之后数据的特征采取有效策略，在汇聚节点接收到信息之后进行检测，排除异常数据，防止错误信息的干扰。仿真实验表明，在非理想状态下加入信息检测机制之后相对于无检测机制的情况定位精度提高，跟踪轨迹更加精确。

基于UDP的终端性能自适应协议的设计与实现

王斌 陈红梅 张保平

2013, 33(04):  943-946.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00943

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针对目前数据传输当中接收端性能瓶颈问题，提出一种基于UDP的终端自适应协议设计方法。通过对影响终端性能的若干因素的分析与比较，协议采用前后两次丢包率作为拥塞检测参数，结合有限循环计数器以及进程调度函数等多种速率适配方法，实时有效地平衡收发双方性能差异，并确保数据可靠快速地传输。与传统的空闲ARQ方式相比，平均延迟降低了25%以上。实验结果证实：该协议实时性强，反应迅速，支持大量数据传输，且更适于数据量不大的工程应用。

基于分数布朗运动的自相似流量判别及生成方法

张雪媛 王永刚 张琼

2013, 33(04):  947-949.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00947

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针对网络流量自相似程度判别方法较少和应用分数布朗运动(FBM)进行自相似流量模拟时可能会产生负值流量等问题，给出一种基于多阶矩的自相似流量判别方法和改进FBM模型的自相似流量模拟方法。首先通过分析样本矩的数学式，在分形矩分析的基础上得到一种多阶矩的自相似判别方法，然后对经典的随机中点置位(RMD)算法进行改进，最后对Bellcore和LBL实验室采集的真实流量数据进行自相似判别和模拟，仿真验证实验结果表明该方法的有效性。

基于分级网络编码的一种数据传输方法

蒲保兴 杨盛

2013, 33(04):  950-952.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00950

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为了降低中间节点在编码计算时需要的有限域的阶，提出了分级网络编码数据传输方法。针对主干网-子网结构的单源组播网络，在连接子网的节点处进行解码，并以该节点为源点，把解码得出的信息采用网络编码数据传输方式组播至子网。理论分析与仿真测试结果表明：与单级网络编码方法相比，该方法可以降低有限域的阶，进而减少网络编码的运算延迟，并能充分地利用网络的带宽。

人工智能

基于智能互补策略的免疫算法

张利伟 苑津莎

2013, 33(04):  953-956.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00953

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针对自组织抗体网络存在冗余抗体和网络性能不稳定的问题，提出一种基于智能互补策略的免疫算法。基于智能互补观点，该方法引入免疫进化算法中的免疫算子，它由接种疫苗和免疫选择两部分操作构成。接种疫苗利用K-means聚类算法抽取疫苗作为初始抗体，形成关于系统的粗略描述；免疫选择对记忆抗体进行优化，调整网络结构。在Iris数据集上的测试结果表明，该方法能够充分利用系统的先验知识快速有效地提取样本的数据特征，使得数据浓缩率和分类正确率更高。

基于分层分数条件随机场的行为识别

王科俊 吕卓纹 孙国振 阎涛

2013, 33(04):  957-959.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00957

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针对隐条件随机场(HCRF)的实时性问题和隐动态条件随机场（LDCRF）行为转换时的标记偏差问题，提出了一种基于分层分数条件随机场(SFCRF)模型的行为识别算法。该算法改进了LDCRF，并提出分数标记的概念，将人体行为的完整性和有向性具体化。实验结果表明，该算法取得了比条件随机场(CRF)、HCRF和LDCRF更好的识别效果。

基于遗传算法的模糊迭代学习控制算法

郝晓弘 金亚蓉 马宇 李恒杰

2013, 33(04):  960-963.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00960

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为了提高被控系统的控制精度及加快迭代域内的收敛速度，提出一种基于遗传算法的模糊PD型迭代学习控制算法。该算法通过模糊TSK模型设计迭代学习控制器，TSK模型中THEN部分的未知参数由遗传算法离线计算确定，进而产生合理的迭代学习律。针对被控系统，设计相应的迭代学习控制算法进行仿真分析，并与传统PD型迭代学习控制算法、模糊PID迭代学习控制算法相比较，进而将该算法用于双关节机械手进行仿真研究，仿真结果表明该算法的有效性。

基于细菌趋化的果蝇优化算法

韩俊英 刘成忠

2013, 33(04):  964-966.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00964

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受细菌趋化行为的启发，将细菌趋化行为中的吸引与排斥转换操作引入到果蝇优化算法中，提出基于细菌趋化的果蝇优化算法。该算法通过判断群体适应度方差是否为零来决定执行排斥操作（逃离最差个体）还是吸引操作（向最优个体靠近），解决果蝇优化算法中只向最优个体靠近，而导致种群多样性丢失引起的早熟收敛问题。对几种经典测试函数的仿真结果表明，新算法具有更好的全局搜索能力，在收敛速度、收敛可靠性及收敛精度上比果蝇优化算法有较大的提高。

基于区间直觉模糊集的模糊多目标群决策

王会英 张朝昆 董东

2013, 33(04):  967-970.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00967

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为提高数据决策的准确性，结合区间直觉模糊集理论，对模糊多目标群决策算法进行优化。并针对部分权重信息并不一定完整的情况，利用迭代计算的方式向最优决策逐步逼近。实例显示，该算法具有时间复杂度低、便于计算机实现等特点，并说明了算法的有效性和准确性。

供应链促销-定价决策与内生时机

刘军 谭德庆

2013, 33(04):  971-975.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00971

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在两个制造商和单个零售商组成的供应链中，为了得到供应链内生时机，构建了促销-定价博弈模型，分析产品替代度和促销效率对促销-定价策略和内生时机的影响，并通过数值仿真探讨成本差异对成员决策和内生时机的影响。研究表明：强势品牌促销效率的增加将提高供应链的协调水平；成本差异不改变整体内生时机，只对区域范围产生一定影响，如果研究者随意假设博弈参与人的行动时机，那么所得结论可能是错误的。

基于平均强化学习的订单生产方式企业订单接受策略

郝鹃 余建军 周文慧

2013, 33(04):  976-979.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00976

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从收益管理思想出发，采用平均强化学习算法研究不确定环境下订单生产(MTO)方式企业的订单接受问题。以最大化平均期望收益为优化目标，采用多级价格机制，把订单类型、价格和提前期的不同组合作为系统状态划分标准，结合平均强化学习原理，提出了具有学习能力的订单接受算法(RLOA)。仿真结果表明，RLOA算法具有学习和选择性接受订单的能力，与其他订单接受规则相比，在平均收益、订单类型接受状况和适应性等方面都有较好表现。

文化算法在越库作业调度中的应用

毛道晓 徐克林 张志英

2013, 33(04):  980-983.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00980

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研究只有一个入库门和一个出库门的带有限暂存区的越库中心的作业调度问题。以额外搬运成本、暂存成本和换车成本总和最小化为目标，建立动态规划模型。构建了具有两层进化机制的文化算法对问题进行求解。算法的种群空间采用遗传算法作为进化模式，信度空间接收种群空间的优良个体形成知识并指导遗传算法的选择操作。通过在大、小规模情形下进行数值实验，验证了文化算法的有效性。

基于支持向量机分类和语义信息的中文跨文本指代消解

赵知纬 顾静航 胡亚楠 钱龙华 周国栋

2013, 33(04):  984-987.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00984

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跨文本(实体)指代消解(CDCR)的任务就是把所有分布在不同文本但指向相同实体的词组合在一起形成一个指代链。传统的跨文本指代消解主要采用聚类方法来解决信息检索中遇到的重名消歧问题。将聚类问题转换为分类问题，并采用支持向量机(SVM)分类器来解决信息抽取中的重名消歧和多名聚合问题。该方法可有效融合实体名称的构词特征、读音特征以及文本内部和文本外部的多种语义特征。在中文跨文本指代语料库上的实验表明，同聚类方法相比，该方法在提高精度的同时，也提高了召回率。

基于高维聚类的探索性文本挖掘算法

张爱科 符保龙

2013, 33(04):  988-990.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00988

摘要 ( )   PDF (637KB) ( )  

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建立了一种基于高维聚类的探索性文本挖掘算法，利用文本挖掘的引导作用实现数据类文本中的数据挖掘。算法只需要少量迭代，就能够从非常大的文本集中产生良好的集群；映射到其他数据与将文本记录到用户组，能进一步提高算法的结果。通过对相关数据的测试以及实验结果的分析，证实了该方法的可行性与有效性。

模糊C均值与支持向量机相结合的增强聚类算法

胡磊 牛秦洲 陈艳

2013, 33(04):  991-993.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00991

摘要 ( )   PDF (467KB) ( )  

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针对传统重复聚类算法精度不高、消耗资源较大的缺点，提出了一种模糊C均值(FCM)与支持向量机(SVM)相结合的增强聚类算法。该算法思路是先将实例数据集利用FCM粗分为C类，然后使用SVM再对每一类进行细化分类，实现中提出了基于完全二叉树的决策级联式SVM模型，以便达到增强聚类的目的。针对使用FCM迭代聚类的过程中有可能会出现新的特征使原有的聚类失去平衡性的问题，提出了使用划分的思想对数据集进行预处理来消除这种不利影响。利用鸢尾属植物真实数据集对相关算法进行实验对比分析，结果表明该算法能够克服精度低的缺点，并节约了系统资源，可以提高聚类的质量。

基于Fisher核的混合核构造研究

方万胜 朱嘉钢 陆晓

2013, 33(04):  994-997.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00994

摘要 ( )   PDF (614KB) ( )  

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为了解决传统的由混合核组成的核函数的参数选择时，由于参数过多导致参数选择时间过长的问题，提出了一种基于Fisher核构造混合核的方法。利用Fisher核的无参特性，可以减少混合核的参数个数，从而有效减少了参数选择的时间。在典型彩色人脸库上的实验结果显示，与传统的混合核相比，基于Fisher核的混合核的参数选择时间明显减少且识别正确率有所提高，表明了所提出方法的有效性。

基于最大间隔超平面的增强特征提取算法

侯勇 郑雪峰

2013, 33(04):  998-1000.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00998

摘要 ( )   PDF (483KB) ( )  

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核主成分分析（KPCA）与多层感知器（MLP）是流行的特征提取算法，但这些算法存在效率低下与易陷于局部最优解等问题。针对KPCA与MLP算法存在的问题，提出了一个新颖的特征提取算法——基于最大间隔超平面的增强的特征提取算法（EFE）。该算法独立于输入样本的概率分布，通过采用隔间最大化且两两正交的最大分割超平面，将输入样本映射到超平面的法线所张成的子空间中，实现输入样本的特征提取。在对现实世界数据集wine与AR的特征提取的实验表明，基于最大间隔超平面的增强特征提取算法在执行效率、识别准确率方面均超出了KPCA与MLP的执行效率与识别准确率。

小波神经网络模型的确定性预测及应用

潘玉民 邓永红 张全柱

2013, 33(04):  1001-1005.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01001

摘要 ( )   PDF (812KB) ( )  

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针对神经网络模型预测结果的随机性，构建了一种紧致性小波神经网络工具箱。该方法将小波函数移植到BP网络隐层，并采用一种随机确定状态命令获得确定的预测结果。与编程实现的小波神经网络和BP网络比较，该方法适合于大批量数据训练，对数据样本的适应能力和鲁棒性强，尤其对高频随机时间序列有更好的适应能力，具有预测结果确定及实用性强等特点，可显著提高模型的训练速度、预测精度和预测效率。基于小波包变换和小波神经网络的瓦斯涌出量预测实验证明了所提方法的有效性。

先进计算

云计算环境下科学工作流两阶段任务调度策略

闫歌 于炯 杨兴耀

2013, 33(04):  1006-1009.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01006

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经过对云环境下科学工作流现有的任务调度策略进行分析研究，针对异态最早结束时间(HEFT)算法及其改进算法SHEFT在任务执行过程中出现的资源闲置现象，结合云计算的特点，在SHEFT算法的基础上提出了一种两阶段任务调度策略。该策略在完成时间最少的情况下能够对资源的闲置时间进行尽可能的利用。经过对该算法进行实验和性能分析，表明该策略在完成时间和资源利用方面都有很大改进。

面向管理实体对象的海量工程项目数据模型及实现

李成华 江小平 向文 李斌

2013, 33(04):  1010-1014.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01010

摘要 ( )   PDF (762KB) ( )  

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针对建立统一数据模型的PIP数据中心的需求，提出一种面向管理实体对象的数据基本模型，把工程项目数据按项目全生命周期过程分解为若干个基于工作流的可管理的实体对象，给出了项目工程数据概念层模型，利用该模型实现项目工程数据的自然表达和记录。进一步，基于文档型数据库MongoDB技术提出工程项目数据的组织方法，并设计了存储服务集群架构方案。实验表明，该存储方案具有高效的数据写入和查询性能，具有服务高可用性和存储能力的可扩展性等特点。

面向对象的全时域移动对象数据模型

罗建平 邬群勇 朱莉

2013, 33(04):  1015-1017.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01015

摘要 ( )   PDF (643KB) ( )  

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在面向对象模型中加入对动态属性的支持，提出和建立了一种面向对象的支持全时域数据存储和查询的移动对象数据模型。探讨了GPS定位信息中精度、方位等信息对移动对象位置更新的影响，并给出了一种新的基于定位精度、速度和方位的动态阈值位置更新策略，解决了移动对象的全时域存储和查询方法。最后对面向对象的全时域移动对象数据模型进行了验证，实验表明该动态阈值位置更新策略在不影响移动对象运动轨迹精度的情况下，可以有效减少位置更新，节省数据传输流量，减少数据存储量。

最小驻留价值缓存替换算法

刘磊 熊小鹏

2013, 33(04):  1018-1022.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01018

摘要 ( )   PDF (788KB) ( )  

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为提高搜索应用的缓存性能，提出一种新的缓存替换算法——最小驻留价值(LCV)算法。该算法通过计算对象访问频率，结合对象大小，优先选取对字节命中率贡献最小的对象集进行缓存替换。同时，将最优替换对象集的选取转化为经典0-1背包问题进行了求解，并给出一种快速近似解法及其算法数据结构。在与最近最少使用(LRU)、先进先出(FIFO)和考虑多重因子(GD-Size)算法的对比实验中，LCV算法在提高字节命中率(BHR)和降低平均延时时间(ALT)方面具有更好的性能。

基于MapReduce的K-Medoids并行算法

张雪萍 龚康莉 赵广才

2013, 33(04):  1023-1025.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01023

摘要 ( )   PDF (633KB) ( )  

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为了解决传统K-Medoids聚类算法在处理海量数据信息时所面临的内存容量和CPU处理速度的瓶颈问题，在深入研究K-Medoids算法的基础之上，提出了基于MapReduce编程模型的K-Medoids并行化算法思想。Map函数部分的主要任务是计算每个数据对象到簇类中心点的距离并（重新）分配其所属的聚类簇；Reduce函数部分的主要任务是根据Map部分得到的中间结果，计算出新簇类的中心点，然后作为中心点集给下一次MapReduce过程使用。实验结果表明：运行在Hadoop集群上的基于MapReduce的K-Medoids并行化算法具有较好的聚类结果和可扩展性，对于较大的数据集，该算法得到的加速比更接近于线性。

面向Web电子产品信息分布式检索系统的设计与实现

张渊源 张琴燕 蒋关富

2013, 33(04):  1026-1030.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01026

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为了从这些海量信息中获取“有用的、满足用户需求的信息”，提出一个基于Hadoop和Lucene技术的分布式检索系统架构处理Web电子产品信息检索。利用Hadoop的Map和Reduce实现分布式索引文件的存储，通过Lucene检索技术实现索引文件的访问，从而提高信息检索的效率。并且针对Lucene_Hadoop架构存在粗粒度检索问题，提出了一种细粒度检索方法，减少了系统建立索引的时间。实验表明基于Hadoop和Lucene的分布式检索系统在Web电子产品信息中具有较高的检索性能。

面向布局优化问题的多量子态量子进化算法及其应

麦嘉辉 肖人彬

2013, 33(04):  1031-1035.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01031

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针对演化算法在求解带平衡约束的圆形布局问题上所出现的早熟现象，提出一种有利于保持种群多样性的多量子态量子进化算法，并结合高效的定位定序启发式方法进行求解。为了高效优化布局顺序，在量子进化算法的基础上：引入多量子态编码和基于平均收敛概率的收敛标准以提高求解速度；引入基于禁忌策略和启发信息的观测方法，使其所得到的n进制解为互不相同的整数串，同时保证优先布局质量大、半径大的小圆；引入动态量子进化策略，有效地引导种群向最优个体进化。在定位规则中引入定位概率函数提高解的精度，数值实验结果表明，该算法能够有效求解带平衡约束的圆形布局问题。

3元n立方网络的2阶超连通性

赵元庆 金显华

2013, 33(04):  1036-1038.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01036

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为了度量以3元n立方网络为底层拓扑结构的并行与分布式系统的连通性，通过构造其2阶超割的方法，计算出当n不小于2时，3元n立方网络的2阶超连通度是6n-7。证明了对于以3元n立方网络为底层拓扑结构的并行与分布式计算机系统，当有不超过6n-8个节点发生故障且每个连通分支至少还有3个健康的节点时，该并行与分布式系统的任意两个节点之间仍然有一条无故障的通信线路。

深度优先稳定原地归并排序的高效算法

白宇 郭显娥

2013, 33(04):  1039-1042.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01039

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基于分治策略，使用深度优先的方法，提出了一种用于线性表的稳定原地归并排序算法，其时间复杂度为O(n lb n)，辅助空间复杂度为O(1)，递归栈空间复杂度为O(lb n)，同时进行了算法分析和实验测试。实验结果表明，该算法效率较STL中的稳定原地归并排序算法有67.51%的提升，解决了稳定排序算法中要么时间复杂度高要么空间复杂度高的问题。

信息安全

基于分数阶陈氏混沌系统的图像加密算法

王雅庆 周尚波

2013, 33(04):  1043-1046.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01043

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由于分数阶混沌动力学系统比整数阶系统具有更复杂的动力学特性，且能为图像加密方案提供更多的自由度，基于分数阶陈氏混沌系统，提出了一种图像加密方法。在发送端，驱动系统产生混沌信号，利用混沌信号扰乱明文图像的像素位置，将扰乱后的图像掩盖在混沌信号中，得到传输的密文图像。在接收端，通过同步系统去掩盖，进行像素位置扰乱的逆操作，恢复明文图像。最后对提出的加密算法进行了安全性分析。实验结果表明，该加密算法安全性高，具有良好的研究价值和应用前景

基于身份的抗选择性公开攻击广播加密方案

葛运龙 王绪安 潘峰

2013, 33(04):  1047-1050.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01047

摘要 ( )   PDF (595KB) ( )  

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孙瑾等提出了一种抗选择性公开攻击的身份型广播加密方案(孙瑾，胡予濮. 抗选择性公开攻击的身份型广播加密方案. 电子与信息学报，2011，33(12)：2929-2934),并称该方案具有在标准模型下可证全安全，具有短的尺寸固定的密文和密钥，无须随机标签的特点。然而，研究发现该方案无法正确运行的，进而提出了一种改进方案,并在标准模型给出了改进方案的安全性证明。

适应性选择密文安全的可公开验证加密方案

杜卫东 杨晓元 张祥火 王绪安

2013, 33(04):  1051-1054.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01051

摘要 ( )   PDF (648KB) ( )  

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在密钥托管、电子公平交易、可公开分享和安全多方计算中，对可公开验证加密有广泛的应用需求，但是已有的可公开验证加密方案或者是选择明文安全的，或者是在随机预言机模下是选择密文安全的，显然不满足诸多复杂应用环境的安全需求。在对已有可公开验证方案的分析和现实应用需求的基础上，结合CS加密方案，利用非交互性零知识证明协议提出了一个新的可公开验证的加密方案，新方案使得除发送方和接收方外的任何第三方都可以验证密文的有效性，且不会泄露消息的其他任何信息。最后，相对于随机预言机模型，在标准模型下证明了新方案是适应性选择密文安全的。

可公开验证的代理重加密签密方案

李海峰 蓝才会

2013, 33(04):  1055-1060.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01055

摘要 ( )   PDF (925KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

已有的代理重加密签密的方案仅仅提供了不可否认性，其安全强度弱于适应选择选择消息下不可伪造性。因此，定义了在适应选择消息下不可伪造的安全模型，同时提出了一个新的代理重加密签密方案，新方案的授权人和受理人的签密文本都具有公开可验证性，并且新方案在随机预言模型下可证明安全,且该方案安全高效，适用于安全级别要求较高的实际应用领域。

新的无可信私钥生成中心的盲签名方案

何俊杰 张帆 祁传达

2013, 33(04):  1061-1064.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01061

摘要 ( )   PDF (794KB) ( )  

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为了消除基于身份公钥密码体制中密钥托管带来的安全隐患，设计了一个基于身份的无需可信私钥生成中心（PKG）的盲签名方案。在随机预言机模型中证明了新方案对普通攻击者和半诚实的PKG的自适应选择消息和身份攻击是存在不可伪造的，安全性归约为计算Diffie-Hellman问题；而对恶意PKG的伪造攻击，合法签名者可以通过追溯算法向仲裁方证明签名是伪造的。

基于栈状态关系的动态软件水印算法

许金超 曾国荪

2013, 33(04):  1065-1069.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01065

摘要 ( )   PDF (1078KB) ( )  

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针对已有软件水印算法的不足，提出了一种基于栈状态关系的动态软件水印算法。算法通过控制程序运行过程中产生的栈状态转移关系隐藏软件水印，给出了栈状态转移图的概念，并对其满足的性质进行了阐述；给出了详细的嵌入和提取算法，并通过一个具体实例描述了软件水印嵌入过程。对该算法的安全性和效率的实验和分析表明，该算法有着良好的隐蔽性，并能有效抵抗多种攻击。

基于混沌和位运算的图像加密算法

刘乐鹏 张雪峰

2013, 33(04):  1070-1073.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01070

摘要 ( )   PDF (723KB) ( )  

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为了有效改进图像加密效果及其安全性，在对基于混沌系统及位运算的图像加密算法进行研究的基础上，提出一种改进的数字图像加密算法，该算法首先采用Logistic映射产生混沌序列构造行、列置乱向量进行像素位置的置乱，再利用分段非线性Logistic产生的序列构造灰度置乱放大因子，对图像进行灰度置乱,且对两个过程进行迭代操作。该算法不仅密钥空间增大，灰度直方图更加均匀，而且像素相关性变弱，运算速度较传统算法更快。实验结果表明，改进算法具有良好的加密效果和安全性。

基于双边转移概率矩阵的JPEG图像隐写检测

赵艳丽 王兴

2013, 33(04):  1074-1076.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01074

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针对当前基于JPEG图像的典型隐写算法，基于离散余弦变换(DCT)域分块内及分块间相邻系数之间的相关性进行分析，通过将相邻三个系数的中间位置的系数作为条件，统计两边系数的条件分布概率矩阵，将提取的所得矩阵作为隐写检测敏感特征，提出了一种基于DCT系数双边转移概率分布的JPEG图像隐写检测算法。实验结果表明，在不同嵌入率下，该算法的检测性能均优于已有检测算法。

基于聚类分流算法的分布式蜜罐系统设计

柏青 苏旸

2013, 33(04):  1077-1080.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01077

摘要 ( )   PDF (816KB) ( )  

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针对现有的网络安全防御系统主动性不足，对未知类型网络数据的判断速度慢、准确性不高的缺陷，设计了一种应用聚类算法对未知类型数据进行聚类分流的分布式蜜罐系统。在聚类过程中，采用一种改进的聚类中心选择算法，对未知类型网络数据进行模糊聚类，将聚类失败的数据分流到蜜罐中进行特征学习，从而尽早地发现新的攻击类型，减轻蜜罐的监控和记录压力，降低蜜罐被攻破的概率，有利于防御时采用更为有效的防御策略。此系统应用在政府某部门的专网中，实验结果验证了在不明显增加系统计算量的情况下，该聚类算法比平均值聚类算法有更高的聚类成功率。

基于混沌S盒的无线传感器网络分组加密算法

何远 田四梅

2013, 33(04):  1081-1084.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01081

摘要 ( )   PDF (558KB) ( )  

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针对无线传感器网络中现有的分组加密算法的优缺点，根据无线传感器网络安全需求提出了一种基于混沌S盒的分组加密算法。主要利用了混沌的非周期性、不可预测性等相关特性生成随机数，利用随机数设计对应的S盒，通过统计性检测对其安全性进行分析，并通过能耗仿真对其可用性进行分析，与RC5、RC6加密算法进行比较，结果表明该算法在无线传感器网络加密算法中有一定优势。

多媒体处理技术

量子衍生图像分解和边缘检测

谢可夫 许悟生

2013, 33(04):  1089-1091.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01089

摘要 ( )   PDF (471KB) ( )  

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针对数字图像的分解问题，研究了一种基于量子理论的新分解方法,该方法借鉴量子叠加态建立图像像素之间的关联,将一幅数字图像分解为一系列特征子图的叠加。分析了特征子图的意义，并在此基础上给出了一种边缘检测算子的生成规则。利用该规则构造的一种新的图像边缘检测算法被提出，计算机仿真结果验证了该规则的有效性和提出的边缘检测算法的优越性。

结合全局和双核局部拟合的活动轮廓分割模型

赵杰 祁永梅 潘正勇

2013, 33(04):  1092-1095.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01092

摘要 ( )   PDF (683KB) ( )  

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针对可缩放区域拟合（RSF）模型对初始轮廓敏感的缺点，提出了一种结合全局和局部图像信息的变分水平集活动轮廓模型。该模型设计了一个灰度域上的核函数，将其与RSF模型空域核的线性组合作为局部能量项，弥补了采样权值仅与空间距离有关的缺陷，提高了分割精度；构造了带有自适应全局指示函数的面积项，作为全局拟合力，提高了模型的收敛速度且避免陷入局部极小值；使用了高斯滤波方法，规则水平集函数，使其保持光滑，并避免了复杂的重新初始化过程。实验结果表明，该模型初始化灵活，对灰度不均匀图像有很好的分割效果

图像局部映射二进制串描述符

汤培楷 陈玮 麦毅成

2013, 33(04):  1096-1099.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01096

摘要 ( )   PDF (620KB) ( )  

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为了提高图像局部特征算法的计算速率与匹配速度，并保持其准确率，提出了一种局部映射二进制串描述符算法。它通过映射的方法将图像局部区域转化成二进制串，从而提高其计算效率与匹配速度，并通过机器学习的方法寻找最佳映射矩阵，保持其准确率。从实验结果表明，只需32比特的二进制串就可以在准确率上媲美现有的局部描述符算法，并在匹配速度上有较大的优势。

基于分数阶变分的图像泊松去噪模型

胡学刚 李妤

2013, 33(04):  1100-1102.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01100

摘要 ( )   PDF (461KB) ( )  

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为了进一步提高图像去噪的效果，针对图像泊松噪声的特点，提出了一种有效的基于分数阶导数的图像泊松去噪的变分模型。该模型继承了全变分模型去噪效果良好的优点，并且很好地利用分数阶微分特有的幅频特性优势，在处理图像细节和纹理特征方面很好的保留了图像的“弱信息”。数值实验结果表明，该分数阶变分方法的去噪效果优于传统的整数阶变分方法，能很好地保留图像的边缘细节特征。

基于灰色关联度改进的Contourlet变换图像去噪算法

曾友伟 杨恢先 唐飞 谭正华 何雅丽

2013, 33(04):  1103-1107.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01103

摘要 ( )   PDF (915KB) ( )  

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为了更有效降低图像中的噪声，提出一种基于灰色关联度改进的Contourlet变换图像去噪算法。一方面考虑到Contourlet变换尺度内各相邻方向子带之间的灰色关联度、尺度间的影响及噪声强度的因素，对贝叶斯阈值进行改进;另一方面根据Contourlet系数的特点对折中阈值函数进行改进，以达到自适应去噪的目的。实验结果表明，该算法能有效地降低图像噪声，获得更高的峰值信噪比(PSNR)和更好的视觉效果，具有较好的实用性。

基于尺度空间中多特征融合的医学影像分类

李博 曹鹏 栗伟 赵大哲

2013, 33(04):  1108-1111.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01108

摘要 ( )   PDF (811KB) ( )  

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针对现有医学影像分类方法对临床不同类别影像特征描述效果不一致，且尺度变化敏感的问题，提出一种基于尺度空间提取多特征进行融合的分类方法。首先构建高斯差分尺度空间，然后在尺度空间中分别从灰度、纹理、形状、频域四种互补的角度描述医学影像，最后基于最大似然估计理论构建决策级特征融合模型，实现医学影像分类。严格依照IRMA医学影像类别编码标准选择实验数据，结果表明所提方法相对已有方法分类的平均F1值得到了5%~20%不同程度的提高， 更全面描述医学影像信息， 避免了特征降维造成的信息损失，有效提高了分类的准确率，具有临床应用价值。

基于子空间优化的l2-总变分图像恢复

刘晓光 高兴宝 周冬梅

2013, 33(04):  1112-1114.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01112

摘要 ( )   PDF (428KB) ( )  

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交替方向法被广泛用来求解总变分图像恢复问题, 鉴于其搜索方向的不精确性对算法效率和图像恢复质量有着一定影响, 提出了一种矫正方法。该方法以子空间优化为基础,结合能量函数泰勒展式及可微函数性质, 利用先前搜索方向对当前方向进行有效矫正, 提高了搜索方向的精确性。数值实验利用算法运行时间和峰值性噪比分别说明了该修正方法的效率和图像恢复质量。

基于线性规划和相似变换的点匹配算法

赵宇兰 连玮

2013, 33(04):  1115-1118.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01115

摘要 ( )   PDF (560KB) ( )  

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为解决点匹配过程中非刚性形变、位置噪声和出格点等因素导致点匹配不理想的问题，提出一种基于线性规划和相似变换的特征点匹配算法。点匹配被建模成一个能量函数最小化问题。在该函数中，形状上下文特征用于降低点对应关系的歧义性，相似变换用于保持空间映射的连续性，连续松弛问题归结为一个线性规划。仿真结果证实了该算法的有效性。

基于SolidWorks生成两斜交圆锥表面展开图

宋彦 张京京 陈晓鹏 钱清

2013, 33(04):  1119-1121.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01119

摘要 ( )   PDF (398KB) ( )  

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针对锥形三通管展开过程较复杂、现有的技术还无法实现其展开图的自动绘制的情况，运用形数结合的思想,提出了通用的两斜交圆锥精确展开的解析放样算法。首先通过该算法建立了轴线斜交的两圆锥表面的数学模型，推导出相贯线方程，并利用SolidWorks二次开发技术建立了相贯线空间模型，由此对相贯线方程正确性进行了验证；其次应用展开原理建立了空间曲线的展平曲线方程，最后使用VB编程在SolidWorks实现了斜交锥形三通管参数化展开图的自动绘制。实例运行结果及有关数据表明该算法运算速度快，精度高，通用性强，可用于多种钣金类零件的展开图绘制，方便了钣金类零件的制造。

基于欧氏距离的人脸检测窗口合并方法

黑建业 熊淑华 马娅丽

2013, 33(04):  1122-1124.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01122

摘要 ( )   PDF (698KB) ( )  

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为了解决人脸检测过程中同一人脸在不同尺度下检测结果的位置和大小不能完全重合的问题，对基于统计训练的人脸检测窗口的合并方法进行了研究，提出了一种基于欧氏距离的人脸检测窗口合并方法，在人脸检测结果不存在误检和漏检的情况下，根据人脸检测窗口中心坐标的分布特征，利用判定圆以及欧氏距离实现了人脸重复检测窗口的合并。分别针对不同情况的图片对方法进行了验证实验，实验结果表明该方法简单有效

基于直方图均衡化的手背静脉图像对比度增强

蔡超峰 任景英

2013, 33(04):  1125-1127.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01125

摘要 ( )   PDF (520KB) ( )  

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手背静脉图像对比度往往较低，这将影响整个手背静脉识别系统的识别准确率。首先提取手背静脉图像中的有效区域，然后利用直方图均衡化 (HE) 及其各种改进算法对提取的手背静脉图像进行对比度增强处理。实验结果表明，子块部分重叠局部直方图均衡化算法（POSHE）不但能够增强图像的整体对比度，而且图像中细节与背景之间的对比度也得到了增强，同时该算法效率较高，适合于手背静脉图像的对比度增强处理。

计算机软件技术

基于约束优化的Petri网可达性分析

杨夏妮 龙法宁 张远夏

2013, 33(04):  1128-1131.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01128

摘要 ( )   PDF (573KB) ( )  

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Petri网的可达性判定问题是进行Petri网分析的基础。通过分析目前求解Petri网可达问题的判定方法和基于约束程序的Petri网可达问题判定方法，提出一种基于约束优化的Petri网可达问题判定方法，该方法是在状态方程法的基础上，利用约束程序寻求可行解，再利用优化求最优解，从而减少问题搜索的分支，达到减少状态方程的解空间的目的。最后通过实例的求解验证算法能够提高判定效率。

基于Petri网的列控系统形式化分析方法

刘建昆 宋文 周涛

2013, 33(04):  1132-1135.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01132

摘要 ( )   PDF (789KB) ( )  

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利用原型Petri网对列车控制系统建模难于实现，用带抑止弧的增广Petri网则可以较好地描述问题。将带抑止弧的增广Petri网作为计算模型，对列车控制系统的一些关键问题进行了建模并给出了两个控制子系统：车站调度子系统与区间运行子系统。车站调度子系统实现了对列车请求进入和驶离车站的协调控制，区间运行子系统则实现了闭塞区间的车辆的安全性控制、突发事件时(如遭遇雷击，信号丢失的情况发生等)的安全性处理和公路铁路交叉口的调度等。最后，利用S-不变量对模型的活性、可达性和有界性等给予了形式化的验证。

随程序规模动态调整的通道优化布线算法

胡开宝 张毅坤 赵明

2013, 33(04):  1136-1138.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01136

摘要 ( )   PDF (618KB) ( )  

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针对常规层次型布图算法在大规模程序中布线混乱的缺点，借鉴Sugiyama层次布局算法，提出了一种随着程序规模动态调整的通道优化布线算法。通过将节点的通道数目与程序规模建立函数关系，以解决现有算法在布图时出现的线路重叠和效率低下的问题；在布图中结合广义张量平衡思想，以减少交叉并实现布图的美观性；并根据调用节点之间的相对位置关系，给出了相应的线路分配和申请策略，实现了布线的有序性。实践证明，该算法能够提高布图效率,有效地减少交叉，实现节点的有序布线和实现简单等优点。

基于改进鱼群算法的路径测试数据生成

王培崇 钱旭

2013, 33(04):  1139-1141.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01139

摘要 ( )   PDF (464KB) ( )  

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针对自动化软件测试中测试数据自动化生成的问题，提出了一种基于人工鱼群算法的解空间搜索方案。为了提高人工鱼群算法的求解能力，在鱼群算法中引入混沌搜索机制。人工鱼群算法在每次迭代之后，将针对当前全局最优解进行局部混沌搜索，同时淘汰掉部分劣质个体；随后，根据种群的最佳个体收缩解空间搜索区域，并在该空间内随机产生部分新个体。最后，通过在两种三角形判定程序上的实验证明，该算法收敛速度快，求解精度高。

基于群智能的模糊多目标软件可靠性冗余分配

侯雪梅 刘伟 高飞 李志博 王婧

2013, 33(04):  1142-145.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01142

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针对软件可靠性冗余分配问题，建立了一种模糊多目标分配模型，并提出了基于分布估计的细菌觅食优化算法求解该模型。将软件可靠性和成本作为模糊目标函数，通过三角形隶属函数对模糊多目标进行处理，用高斯分布对细菌觅食算法进行优化，并将该优化算法用来求解多目标软件可靠性冗余分配问题，设置不同的隶属函数参数可以得到不同的Pareto最优解，实验数据验证了该群智能算法对解决多目标软件可靠性分配的有效性和正确性，Pareto最优解可为在可靠性和成本之间决策提供依据。

基于客户端软件渲染优化Wine图形性能的方法

黄聪会 陈靖 朱清超 郭威武

2013, 33(04):  1146-1148.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01146

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针对Wine操作设备无关位图（DIB）存在性能瓶颈的问题，提出一种客户端软件渲染的方法。该方法首先分析操作DIB的GDI API函数，然后确定客户端软件渲染的加载点，再以链表形式将不同设备上下文环境及其对应的GDI API函数串联，在此基础上实现GDI API函数的客户端软件渲染。性能测试表明，经客户端软件渲染优化后的Wine与未优化的Wine相比，其操作DIB的性能平均至少提高了10倍，且接近本地Windows XP下操作DIB的性能，有效地避免了操作DIB的性能瓶颈。

典型应用

考虑乘客感知的公交随机用户均衡配流

曾鹦 李军 朱晖

2013, 33(04):  1149-1152.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01149

摘要 ( )   PDF (763KB) ( )  

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针对公交网络的特殊性，提出符合乘客路径选择行为且易于确定的广义路径概念，综合考虑乘客自主选择各路径的关键阻抗，在累积前景理论分析框架下，建立考虑乘客感知的用户均衡配流模型，用以反映乘客的择路行为，并通过算例分析验证了模型的有效性及合理性。该方法改进了传统模型完全理性的基本假设及适用的局限性，有助于对城市复杂公交出行行为及其决策规则的理解。配流结果可作为确定公交设施布局和规划以及评价服务水平的参考，同时还可作为交通诱导强有力的决策支撑。

基于横向调度的服务备件物流系统动力学模型与仿真

王超峰 帅斌

2013, 33(04):  1153-1156.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01153

摘要 ( )   PDF (725KB) ( )  

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服务备件物流是一个复杂稳定的系统。从系统动力学的角度分析服务备件物流系统，建立了考虑横向调度和纵向紧急运输情况下，包含一个备件中心仓库和两个备件基层仓库组成的系统动力学模型，检验了其合理性。通过仿真得出以下结论：产品停产期前后，服务备件库存波动加剧，是备件库存管理的敏感期；产品生命周期越短、产品使用年限越长，服务备件库存波动越明显，其库存管理难度越大；各基层仓库服务对象越平均，其协作能力越强，服务备件中心仓库储存库存量越少。

基于改进蚁群算法的越野路径规划

吴天羿 许继恒 刘建永

2013, 33(04):  1157-1160.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01157

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针对车辆的越野路径规划问题，研究并分析了地形坡度和地表属性对于车辆路径规划的综合影响。引入了“窗口移动法”对地形进行先期的坡度计算和通行性分析，就轮式车辆和履带式车辆分别建立了地表属性的粗糙度评价指标，并采用“面积占优法”将地表属性栅格化。通过建立禁忌表，叠加了坡度与粗糙度的约束影响以减少搜索范围，提高搜索效率。构造了改进蚁群算法的估价函数，并结合路径表设计了考虑坡度和粗糙度约束的路径优化算法。仿真结果表明，该算法能够快速有效地实现符合真实地形环境的越野路径规划。

基于GPS轨迹的盲用导航算法与实现

鲁远耀 姜瑾

2013, 33(04):  1161-1164.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01161

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利用在Windows CE嵌入式平台下接收到的全球定位系统(GPS)轨迹数据，提出了一种适用于盲人以及视障人士的室外GPS导航算法。通过对已知GPS轨迹数据的分析，判断出轨迹上的拐点位置以及拐弯方向，在实际导航时采用通过语音播报的方式向盲人提供实时导航信息。实验测试结果表明，该算法能够有效筛选出GPS轨迹中的拐点，并为用户播报有效实用的导航信息，指导其安全准确地到达目的地。

基于GIS的地理可照时数自动化计算系统

赵红伟 廖顺宝

2013, 33(04):  1165-1168.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01165

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基于数字高程模型（DEM）的地理可照时数计算模型复杂、耗时长，再加上我国地域广阔，致使研究中国地理可照时数的时空分布时难以在区域面积和分辨率上同时兼顾。虽然有人提出了全国范围内高分辨率地理可照时数的计算方法，但并没有说明计算平台和技术方法。利用基于DEM的地理可照时数模型并对其进行地球曲率的修正，基于VS2008平台，应用ArcGIS Engine组件技术，开发出了地理可照时数自动化计算系统。该系统可用于不同区域尺度、不同分辨率的地理可照时数的计算。用户只需输入研究区域的DEM数据和需要计算的日期，即可计算出该区域在该日期的地理可照时数栅格数据。

自动气象站质量控制系统中覆盖软件的设计与实现

张志强 孙超

2013, 33(04):  1169-1172.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01169

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区域气象自动站收集降水数据的质量，直接决定着气象预警的漏警与虚假概率，但是仅依靠自动站间采集数据的时空相关性难以准确验证数据的有效性。通过天气雷达对降水滴谱的分析可以对自动站数据进行校验。但是，雷达站的系统异构性和地理环境的复杂性使其难以判定所覆盖的气象站，易产生错误校验。结合天气雷达的层体扫模式和雷达波束的遮挡模型，构建了雷达站与自动气象站点的覆盖匹配算法，基于该算法实现的自动站与雷达站匹配软件可有效的实现雷达站与自动站配对，从而为对自动站降水数据进行校验提供基础保障。

基于数学形态学及支持向量机的心率失常识别

刘雄飞 晏晨伟 胡志坤

2013, 33(04):  1173-1175.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01173

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为实现对不同类型的心电图自动分析，研究并提出了一种顺序筛选极大值的R波定位算法,并采用支持向量机(SVM)进行最后的心律失常心拍识别。定位算法以数学形态学为基础，结合心电图自身特点，定义R波筛选区间，避免了传统算法中的阈值选择；定位R波峰后以R波峰为中心提取不同类型的心率失常的心拍，选择径向基(RBF)支持向量机进行识别分类。使用MIT-BIH心率失常数据库文件进行实验仿真，结果表明，算法对含不同类型心拍的心电图R波峰正确检测率较高(99.36%)，学习后的SVM能有效识别早搏、房颤、束支传导阻滞、正常等不用类型心拍，总体识别率达到99.75%。

基于小波包分析的经络心电信号熵特征提取

刘鑫 何宏 谭永红

2013, 33(04):  1176-1178.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01176

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为研究人体经络特征，提出了基于小波包分析的经络穴位心电信号熵特征提取的方法。首先通过建立经络检测实验采集了经络测试点的心电信号，然后采用小波包对经络心电信号进行三层分解，并根据重构后的心电信号提取经络穴位的熵特征。同时采用了K-means和模糊C均值聚类方法实现了穴位点和非穴位点的有效分类。研究结果表明经络上穴位点心电信号的能量熵明显大于非穴位点的熵值，并且这一特征可以作为区分经络穴位点和非穴位点的有力科学依据。

无人机复杂气象威胁建模及评估方法

吴忠杰 张耀中 王强

2013, 33(04):  1179-1182.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01179

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为评价无人机执行任务时气象因素的威胁程度，在建立气象评价指标体系和量化各种气象等级基础上，提出一种基于威胁强度的多级模糊综合评判方法。该方法改进了两级权重确定模型和综合评估模型，并经过计算得到综合威胁指数。通过实例验证，结果表明该方法能够准确评估气象对无人机的威胁程度，与传统模糊评判方法和BP评估方法相比，具有速度更快、误差更小和复杂度更低的特点，提高了评估效率和有效性。

基于IEEE1451的智能监控系统数据交换技术研究

叶廷东 黄国健 洪晓斌

2013, 33(04):  1183-1186.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01183

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针对物联网技术应用发展和监控系统数据统一建模的需求，在IEEE1451标准的架构下，设计一种具有传感器即插即用、IPv6数据通信功能的智能监控系统结构，并利用UML建模实现从工业底层传感器、智能监控节点到远程监控应用的网络数据流的动态描述，完成XML通用数据交换接口的设计。将智能监控系统应用于乙醇生产流程工业中，结果表明：基于IEEE1451标准，运用XML数据交换技术，实现了监测数据的准确、高效传输，数据交换时延约0.51ms，可满足应用系统的开放性、跨平台和网络化实时监测应用的要求。

基于软启动技术的车身控制器设计与应用

张小亮 朱青 王耀南 曹时伟

2013, 33(04):  1187-1190.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01187

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针对大功率感性车身电器启停期间的瞬间电流过大的问题，建立一种基于软启动技术的车身控制器。该控制器充分利用单片机(MCU)的控制资源和大规模可编程逻辑门阵列(FPGA)的可扩展优势，实现了对多路开关量信号的快速采样和脉冲宽度调试信号(PWM)信号的输出。在控制软件设计方面，采用结构化模块设计方法，有效地完成了车身控制器的功能和要求。测试结果表明，该系统有效地改善了整车电磁干扰(EMI)并实现了对大功率感性负载软启动，减少了负载的瞬间启动电流的40%以上，同时完成了无人驾驶电动车的车身控制所需的功能。