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2017年 第0卷 第5期    刊出日期：2017-05-26

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算法设计与分析

 一种基于并发的AADL建模方法

李揭阳,曹子宁

2017, 0(5):  1-4,9.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.001

摘要 ( 229 )  

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结构分析与设计语言(Architecture Analysis and Design Language, AADL)是复杂嵌入式实时系统体系结构建模的语言标准，但是对于嵌入式实时系统中大量存在的并发和交互，AADL并没有给出形式化的描述。本文结合AADL在实时系统中大量的并发及约束方面描述的不足，通过分析AADL的建模元素和建模流程，对AADL的行为附件进行扩充，将约束和并发的概念引入AADL，并给出形式化语义描述，丰富了AADL的建模元素，然后根据AADL和进程代数的建模特点，将经过扩充的AADL模型形式化转换为进程代数模型，为后续形式化的模型验证，开发大规模复杂、安全可靠的实时系统打下基础。


 一种TD-LTE与eHRPD系统重叠覆盖下的负载均衡算法

李永刚1，岳文涛1，李龙江2

2017, 0(5):  5-9.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.002

摘要 ( 298 )  

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 针对3G的eHRPD和4G的TD-LTE移动通信系统进行混合组网时，每种网络制式下的小区在用户增多时都有可能过载，除了传统的与邻近小区进行基站的切换，还可以在不同制式之间进行垂直切换。本文以网络资源利用率为参考，对系统内的用户进行异系统垂直切换，从而使混合组网后的系统负载得到均衡。通过该整合系统的仿真，在保证无线链路丢失率不受显著影响前提下，该方法使得蜂窝小区的平均吞吐率有所提高，并能找到使得吞吐率最大时的最佳切换阈值。


 基于混沌的水下传感器网络分组加密算法

刘雪珂1,2，杜秀娟1,2,彭春燕1,2

2017, 0(5):  10-14.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.003

摘要 ( 216 )  

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 由于水声信道是一个开放的环境，水下传感器网络很容易受到各种攻击和威胁。为了解决水下传感器网络面临的安全性问题，本文提出一种基于混沌理论的分组加密算法。算法采用16轮Feistel结构对分组进行加解密,加密轮函数通过双混沌方程构造，轮密钥则通过单一混沌系统生成。通过分析，该算法满足安全性要求。仿真结果表明，相比DES和AES加密算法，该算法消耗比较低的资源，适用于水下传感器网络。

无线传感器网络DV-hop定位算法的改进

董 军1，杨秀娟1，付喜辉1，刘付刚2，谢子殿3，张 洋3

2017, 0(5):  15-18,23.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.004

摘要 ( 235 )  

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 DV-hop算法是无线传感器网络中典型的非测距定位算法，其核心思想是将平均跳距与跳数的乘积作为2个节点间的距离，即采用节点间跳段距离代替实际直线距离参与位置计算。跳段距离计算过程中的误差累计是影响DV-hop算法定位精度的主要因素。本文提出基于门限跳数的信标节点选择策略和基于权的平均跳距优化策略，通过这2种策略减少跳段距离计算过程中的误差累计，提高定位精度。改进后的DV-hop算法通过门限跳数优化信标节点的选取，仅将小于门限跳数的信标节点当作位置计算的有效节点，从跳数角度减少了误差累计；此外，改进后的DV-hop算法在未知节点平均跳距选取上，以最佳跳距替代最近信标节点的平均跳距，更加真实地反映了实际距离，从平均跳距角度减少了误差累计。仿真结果表明，改进后的算法在不同的信标节点数、不同的节点通信半径以及不同的节点稀疏程度下，均能得到更高的定位精度。


基于最短路径和最大模块度融合的社团发现算法

刘 飞

2017, 0(5):  19-23.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.005

摘要 ( 204 )  

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复杂网络已成为当前的一个研究热点，复杂网络具有许多重要性质，其中社团结构是复杂网络最普遍最重要的拓扑性质之一。目前已有很多流行的网络社团挖掘算法，但是大部分社团挖掘算法存在准确性低、适用范围窄等缺陷，为了克服这些缺点，本文结合社团挖掘的相关研究，提出一种基于改进近邻传播的社团挖掘算法。首先采用最短路径计算任意节点对之间的距离，并运用近邻传播算法初步识别中心点；然后基于模块度优化的思想，建立“中心点过滤”数学模型，自动识别网络的社团结构；最后对本算法在一些广泛使用的网络数据上进行性能测试。测试结果表明，本算法与传统方法相比，具有适用范围广、准确率高、容忍分辨极限能力强等优点。

 云数据中心中负载均衡的虚拟机调度方法

栾志坤1，牛 超2

2017, 0(5):  24-36.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.006

摘要 ( 219 )  

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 本文研究在主机之间迁移虚拟机来提高系统负载均衡度（包括2个方面：CPU和disk I/O），同时尽可能地降低迁移代价。因此，目标是寻找主机和虚拟机之间尽可能优的映射方案。本文提出虚拟机的亲和力概念，并且定义了亲和力指数的计算方法，然后建立基于遗传算法的虚拟机调度模型。在这个模型中，交叉操作驱动映射方案的亲和力指数尽可能地增加，变异操作使得主机的CPU和disk I/O的差值趋于收敛。在每一代中，选择策略将亲本个体和子代个体分为一组，并选择较大适应度的个体遗传到下一代，从而使得种群不断地进化，得到最终的映射方案解空间。本文提出基于遗传算法的虚拟机均衡调度算法。该算法选取最终映射方案解空间中的最优解，做到从全局的角度考虑负载均衡问题；提前计算迁移的影响，在得到最优的迁移方案时才进行实质性迁移，从而降低了迁移代价；使用MTALB算法将多类型任务均匀地分配到虚拟机中，系统的负载均衡效果更佳。实验结果表明，就迁移代价和系统负载均衡各项具体指标而言，本文算法相比于首次适应和轮转调度算法以及NABM算法存在全面优势。在任务处理率这一关键指标上，本文算法比首次适应和轮转调度算法及NABM算法分别平均提升了25%和12%。


计算机仿真

 基于Q-学习和行为树的CGF空战行为决策

方 君，闫文君，邓向阳，凌 青

2017, 0(5):  37-39，44.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.007

摘要 ( 381 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 空战行为决策的智能性是学术界关注的重要问题之一。提出一种基于Q-学习和行为树的CGF空战行为决策方法。通过构建CGF空战行为树模型，实现CGF智能行为；通过在行为树上的Q-学习，使CGF具有不断进化的能力。仿真结果表明，该算法在与传统算法对抗中，性能优势明显且学习能力较强。

 超大型舰船航空保障模拟训练平台设计

毕玉泉1，王志乐1，2，许路航3

2017, 0(5):  40-44.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.008

摘要 ( 201 )  

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 针对超大型舰船航空保障作业具有人员装备多、战位分布广、协同要求高、作业风险大等特点，设计了一个超大型舰船航空保障模拟训练平台，该平台采用n（C/S）的分布式架构，以及面向对象的设计思想和基于接口的技术；介绍平台各软件模块的仿真方法，提出基于脚本驱动的虚拟人运动仿真方法、基于脚本的装备描述和交互方式；采用组件技术基于事件和有向图的方法实现人机多种样式的交互技术，构建一套基于PC机的分布式协同保障训练平台。仿真实验表明，该平台可满足不同装备和不同战位之间的协同训练需求，具有良好的扩展性。


随机分布控制在炉膛截面温度场中的应用研究

张金芳，赵建勋，李 进

2017, 0(5):  45-49,55. 

摘要 ( 172 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 考虑现有的炉膛火焰温度场检测与重建技术，以截面温度场为输出量，实现燃料量控制系统的随机分布控制。依据四角切圆炉膛燃烧的特点，构造截面温度场，然后辨识出基于样条函数的输出概率密度函数动态模型。在随机分布控制理论框架下，进行常规控制和预测控制仿真研究，使截面温度场跟踪给定分布。仿真结果验证了该控制算法的有效性，相比传统锅炉燃烧控制策略不存在大延迟、大惯性问题，有较好的应用前景。

基于虚拟仪器的动车组制动系统仿真试验平台

栗木功，刘玉铃，尹 方，张永波

2017, 0(5):  50-55.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.010

摘要 ( 273 )  

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基于虚拟仪器技术,本文设计一款CRH380B动车组制动系统仿真试验平台。该仿真试验平台以头车制动控制器实物为研究对象，利用计算机模拟和仿真技术实现其外围网络环境、电气控制和气动控制系统功能，完成仿真试验平台的搭建和测试。测试结果得到的制动响应数据与实车试验数据基本吻合。


面向智能变电站的可视化移动监控系统开发

王志华，孔建寿，高 源

2017, 0(5):  56-596,66.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.011

摘要 ( 193 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了提高智能变电站监控效率，实现灵活监控，结合智能变电站的数字化运行管理特点，本文采用C/S和B/S的混合体系结构，利用SSH框架、Unity引擎、Android系统等关键技术，开发一个面向智能变电站运行管理的可视化移动监控系统，该系统具有人员管理、数据查询、可视化交互等功能，实现了变电站的本地监控和远程移动访问，为提升智能变电站的运行与管理水平提供了重要的技术支撑。

 基于NS2的无线地下传感器网络信道模型的扩展与实现

许 珏,张 钢

2017, 0(5):  60-66.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.012

摘要 ( 242 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 无线地下传感器网络作为一个全新的研究领域，它的大多数研究还在理论阶段。建立一个更接近真实地下环境的仿真平台，可以减少部署实验所耗费的资源。本文以现有的双径模型叠加多径瑞利衰落的地下信道模型为基础，建立考虑电磁传播信号所有成分的地下信道模型，同时增加地下-地上信道模型以及地上-地下信道模型，在NS2上进行仿真实现。在实现的平台上进行仿真，分析了吞吐率和丢包率这2个性能指标在不同通信距离的变化规律。仿真结果表明，所采用的模型能很好地反映地下通信情况，验证了模型用于地下环境仿真的可行性，为无线地下网络的学习和研究提供了参考及工具。


数据库与数据挖掘

 一种基于改进KNN的大数据离群点检测算法

黄建理,杜金燃,谢家全,秦 科

2017, 0(5):  67-70,75.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.013

摘要 ( 282 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对KNN算法在大数据离群点检测领域中难以处理高维数据和时间复杂度过高的这2个缺点，提出一种基于AOR(属性重叠率)的分类方法，并对KNN算法进行改进。首先对数据进行基于AOR的降维处理，使得数据可处理维度大大增加，然后对传统的KNN算法进行剪枝改进，减少了大量的无效计算。实验结果表明，本文算法对维度高、容量大的大数据样本在运行效率、准确度等方面有较大的提升。

 网络化数据库数据采集系统设计与实现

戚 斌

2017, 0(5):  71-75.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.014

摘要 ( 204 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着网络化程度的不断加深，本地化数据库已无法满足多终端、多平台、多种设备协作的需求。传统的数据库采集系统的数据采集算法存在数据获取速度慢、后台处理运算能力匮乏等问题。针对传统数据库存在的一系列问题，本文提出网络化数据库数据采集系统设计方法。该设计采用多点多终端数据互交动态算法，在不同终端间进行数据交互，优化终端上传数据;同时采用多终端数据映像技术，实时动态映像终端数据，保证终端离线状态下数据上传调取。通过仿真实验对设计方法进行测试，测试结果表明本文设计的网络化数据库数据采集系统的数据采集与数据处理运算具有稳定性与高效性，系统的整体性能满足数据采集要求。


基于离均差的时间序列相似性度量

曹洋洋,林 意

2017, 0(5):  76-82,87.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.015

摘要 ( 273 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 时间序列的相似性度量是数据挖掘领域研究的一个热点，高维多元时间序列数据一般含有大量的噪声不利于相似性的比较。针对现有的时间序列度量方法存在的问题，在改进的时间序列自底向上融合算法的基础上,提出一种新的基于离均差的时间序列相似性度量的夹角余弦算法(Angle Cosine Metric Similarity，ACMS)。ACMS算法将时间序列等价为一个多维度的向量，充分考虑2个向量的方向和大小特征，增强振幅变化的鲁棒性，减少人为干扰，对数据挖掘中的聚类和预测具有帮助作用。


 OWL文件向关系数据库的映射及存储研究#br#

刘思彤1，罗 军1，詹火木2

2017, 0(5):  83-87.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.016

摘要 ( 235 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 针对现有本体存储模式存在的无法推理及操作不便等缺陷，本文提出一种新的OWL（Web Ontology Language）文件向关系数据库映射及存储的模式。该模式将本体文件数据提取至由本体ER图（Entity Relationship Diagram）设计的底层数据库中，同时在提取过程中自动获取隐含语义数据，再将底层数据库中的数据映射为便于用户操作的数据库。实验结果表明，该模式既保留了本体文件的隐含语义，又提高了查询效率，同时极大地方便了普通用户对本体数据的操作。


应用与开发

 基于时空聚类分析的自动组卷模型研究

范玉玲，董立凯，王 钦，曹爱增

2017, 0(5):  88-91.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.017

摘要 ( 250 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为提高题库自动组卷的质量，以ACM Online Judge系统评测数据为研究对象，将时间方差和平均用时作为时空特征对题目进行自动聚类分析；在聚类基础上，使用各分类所有题目的提交次数和提交解决次数计算每类题目的难度系数，并采用高斯随机过程建立自动组卷模型。与传统经验组卷方法相比较，提出的自动组卷模型以题目难度和区分度为依据，组卷质量可科学评价测试者知识水平。实验结果表明，提出的自动组卷模型简单有效，适用性强。

 基于用户行为分析的在线订票系统缓存优化策略研究

邱 鹏1，万怀宇1，林友芳1，刘 宇2，姚 一2

2017, 0(5):  92-98.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.018

摘要 ( 242 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 随着互联网和移动终端技术的快速发展，越来越多的用户通过互联网渠道查询和订购机票。为了减轻大量用户访问给在线订票平台带来的巨大后台查询压力，对余票（即机票库存）和票价信息进行缓存逐渐成为各在线订票系统普遍采取的措施。缓存机制中的一个关键问题是如何设置查询关键字的缓存有效时间（TTL）。本文提出一种基于用户查询行为分析的缓存优化策略，通过大量用户的查询记录来挖掘机票的库存变化规律，预测库存变化时间间隔，从而动态地设置TTL。在某在线订票网站的真实查询行为数据集上进行了实验，表明本文提出的方法在保证查询结果准确率的同时，能够极大地提高缓存命中率。


 一种机动式指挥自动化系统的实时数据交换软件设计

石 川，张 杨，王利华

2017, 0(5):  99-102,108.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.019

摘要 ( 201 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 机动式指挥自动化系统需与多类型节点对接，要适应不同节点的状态变化，可应用于各种不同环境。实时数据交换是机动式指挥自动化系统信息共享与高效利用的关键技术，但由于该系统使用系统互联设备中不同的硬件平台、网络平台以及数据库等，造成了使用中多种模式并存、数据无法交换等问题。以某设备测量试验任务为背景，在需求分析的基础上，基于动态多线程和组播技术，设计一种应用于机动式指挥自动化系统的实时数据交换软件，该软件可实现多种体制下的协议转换与数据记录，支持设备状态的实时显示，并可按需完成原始数据的变速重演，支持数据分析，取得了良好的试验效果。


 移动课堂云平台的设计与实现

谢添德

2017, 0(5):  103-108.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.020

摘要 ( 299 )  

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 5G的到来和移动设备的更智能化，为移动学习的发展带来了更大的发展契机。针对学生学习发展的需求与移动学习资源平台的匮乏，重点从背景意义、平台设计、云架构及主要技术应用、实现管理描述等4个方面详细分析移动课堂云平台的设计与实现。通过教学应用表明，该平台满足了学生个性化学习需求，增强了师生间的互动性，是教师课堂教学重要的辅助工具和手段，实现了教学资源移动化、共享化、碎片化管理。


 国有土地上房屋征收与补偿信息系统设计与实现

江 华，徐国春，杨 菁

2017, 0(5):  109-112.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.021

摘要 ( 209 )  

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 随着社会经济快速发展和城市有机更新工作的快速推进，房屋征收与补偿成为了当前城市发展进程中的重要一环。在此背景下，本文根据《国有土地上房屋征收与补偿条例》等相关法律规定，阐述国有土地上房屋征收与补偿信息系统主要设计思想和功能模块。该系统涉及征收与补偿工作法律规定的全部业务流程，并以“嘉兴市区国有土地上房屋征收与补偿信息系统”为例进行详细阐述，通过系统的实际运用，表明系统设计思想科学，能极大提高征收与补偿工作的效率，使房屋征收与补偿工作真正实现“公正、公平、公开”的工作方针，推动了“阳光征收、标准统一、电子签约”的房屋征收与补偿工作新模式。

基于三层架构的前置采集模块设计与实现

闫少春1,2，韩舒亚1,2，张 可1,2

2017, 0(5):  113-115,119.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.022

摘要 ( 213 )  

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 随着我国“十三五”总体规划的提出，我国电网建设工作中，特高压输电和智能电网建设工程依然是重中之重。智能电网的不断发展建设推动了智能变电站技术的发展，原有的变电站监测系统由于设计独立，数据不统一，已经难以满足当前的需要。智能辅助平台的推出解决了这一问题。本文设计一种基于数据层、规约层和管理层的3层架构的可靠稳定的前置数据采集模块，模块的运行具有灵活性和良好的可扩展性，能够为智能辅助平台提供稳定可靠的原始数据。


非Root权限下ITV Traceroute和抓包功能研究

郭闽年，陶智勇

2017, 0(5):  116-119.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.023

摘要 ( 254 )  

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 为了提高ITV用户侧的感知质量，在ITV发生故障时用户可以自主地进行一系列的诊断，包括Traceroute、抓包测试等，但是要实现Traceroute和抓包功能就必须获取机顶盒的Root权限，而厂家一般不会开放机顶盒的Root权限，正常情况下用户也不能通过这2种测试方案对ITV故障进行测试。为此本文提出一种方法可在Root权限未开放的情况下，应用层与底层通过Socket通信，将Traceroute和Tcpdump命令编译成二进制文件在机顶盒运行。通过厂家增加相对应的服务项对固件进行升级，从而在非Root权限下实现Traceroute和抓包功能，提高用户侧的感知质量，减少用户投诉率。


无线电高度表原位检查仪控制/显示模块程序设计

唐金元1，王霖珉2，周洪霞1，王翠珍1

2017, 0(5):  120-122,126.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.024

摘要 ( 185 )  

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 设计一种无线电高度表原位检查仪，控制/显示模块控制产生模拟高度值选择和功率衰减量设置控制信号，并显示模拟高度值和功率衰减值。简要介绍控制/显示模块硬件电路工作原理，重点分析其程序工作流程和程序设计思想及实现方法。


一种信息检索系统的设计与实现

尹积栋1，刘 红1，彭 崧1，张 慧2

2017, 0(5):  123-126.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.05.025

摘要 ( 248 )  

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 提出一种信息检索系统的设计与实现方法。该系统基于“中文领域本体学习及半自动构建方法研究”项目，针对江西省教育厅科学技术研究项目“基于句法结构分析的中文聚类算法研究及应用”项目的实际需求而设计。本文主要介绍一种较客观、较综合地在网络上获取有价值的文本信息的系统设计与实现方法。