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2017年 第0卷 第8期    刊出日期：2017-08-31

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算法设计与分析

一种启发式线性回归损失函数选取方法

张 祎

2017, 0(8):  1.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.001

摘要 ( 207 )  

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损失函数度量回归分析中，信息损失和错误的程度是机器学习算法最小化的目标函数。本文研究在有限数据集上线性回归分析的损失函数选取方法。对于给定的噪声密度，存在一个满足一致性条件的最优损失函数（如噪声密度满足高斯分布，则常见的最优损失函数是平方损失函数）。但在实际应用中，噪声密度往往是不确定的，且训练样本集有限。一些统计信息可用来对有限信息环境下的损失函数进行选取，但这些统计信息是基于一些一致性假设且在有限的样本集上不一定有效。针对这些问题，借鉴Vapnik的ε-insensitive损失函数，提出一种启发式的基于样本数目及噪声方差的参数设置方法。实验结果表明，与常用的平方损失函数及Huber的leastmodulus loss相比，本文的损失函数性能更健壮且预测效率更准确。

基于模糊粒度相关向量机的缓变故障参数区间预测

曲晓燕1，张勇亮2，吕晓峰1，马 羚1

2017, 0(8):  5.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.002

摘要 ( 138 )  

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为解决相关向量机(RVM)在多样本故障预测中存在的预测精度下降和运算效率低等不足，提出一种基于模糊粒度相关向量机(FGRVM)的缓变故障参数区间预测方法。首先，对参数初始时间序列进行模糊信息粒化(FIG)，并采用基于指数相似度的约简方法对训练集中的冗余数据进行约简；然后，使用自适应极值扰动和自适应变异对简化粒子群算法(tsPSO)进行改进，并以4折交叉验证误差最小为优化目标，采用该粒子群算法(itsPSO)实现相关向量机核宽度的自适应选择；最后，采用训练好的RVM预测缓变故障参数的变化区间。以3个经典的大规模、非线性、带噪声的时间序列及国航某航空发动机排气温度变化量(DEGT)为例对该方法的预测性能进行验证，仿真结果表明，相对于RVM和模糊粒度支持向量机(FGSVM)，该方法在预测精度和运算效率上都有较大的提高。

基于蚁群优化的无线传感器网络最适路由算法

孙宗星，蔡丽萍，李世宝

2017, 0(8):  13.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.003

摘要 ( 144 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

如何在资源有限的条件下进行实时、高效的数据路由是无线传感器网络的研究热点之一。针对不同应用设计目标的差异性问题，提出一种基于改进蚁群算法的最适路由选择算法。因设计目标的不同，引入一个新的路由选择度量，兼顾实时性、能源效率和负载均衡等方面，并结合蚁群算法的寻优特点，对无线传感器网络最适路由选择问题进行优化。仿真结果表明，最适路由选择算法能够在满足不同设计目标的前提下，延长网络寿命，实现无线传感器网络实时、高效的路由。

基于改进蚁群算法的垂直旋转式贴片机贴装顺序优化

付永忠，潘云峰

2017, 0(8):  17.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.004

摘要 ( 188 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以垂直旋转式贴片机为研究对象，在供料器位置确定的情况下，研究其贴装顺序优化问题。在贴片机贴装数学模型的基础上提出改进蚁群算法，将贴装过程分成拾取贴放循环和各循环之间连接2个子问题。改进蚁群算法在搜索最优解过程中引入精英蚂蚁，并采用全局和局部相组合的信息素更新策略。实验结果表明，改进算法在求解贴片机最优路径时具有较好的求解精度、全局搜索能力以及较快的收敛速度，相比基本蚁群算法，其求得的最优路径使得贴装效率提高了11%左右。

基于差分进化的混沌量子粒子群优化算法

王 植

2017, 0(8):  22.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.005

摘要 ( 185 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对量子粒子群优化算法容易出现早熟收敛到局部最优解等缺点，本文在量子粒子群算法的基础上，提出一种基于差分进化的混沌量子粒子群算法。该算法将Logistic映射的混沌序列引入粒子中

，增强了粒子的多样性；其次，对早熟的粒子进行交叉选择操作，使得粒子可以跳出局部最优值。实验结果表明，该算法相比于量子粒子群算法有较快的收敛速度和较好的收敛性能。

基于两种改进人口模型的新生育政策下人口预测与分析#br# ——以西安市为例

何金阳1，仇鸿超1，李 林2，王 壮3

2017, 0(8):  26.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.006

摘要 ( 167 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 准确的人口预测是制定人口政策以及经济社会发展战略的重要依据。考虑生育模式对人口发展的影响，对GM（1,1）灰色预测模型及Leslie人口预测模型进行分析，并对这2种模型进行改进。以西

安市为例，分别采用2种改进后的模型，对不同生育模式下未来人口变化规律进行预测。通过分析人口预测结果，在制定人口政策、应对人口问题等方面为当地政府提供意见和建议。

网络与通信

复杂网络下的移动自组网路由器设计

马安忠

2017, 0(8):  31.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.007

摘要 ( 147 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

传统移动自组网络路由器存在数据编码算法陈旧，传输速率低下，抗外界信号干扰差等弊端。针对这一系列问题，提出复杂网络下的移动自组网络路由器实际方案，采用AIST自适应编码算法对移

动自组网络路由器数据编码方式进行优化，提升数据纯净度。同时，采用滤波传感器对外界干扰信号进行过滤，提升整体抗干扰性能。双边增益收发天线的设计，保证复杂网络环境下信号接收顺畅，提

供用户优质移动网络体验。设计配套管理程序，方便用户随时管理修改移动网络的数据参数。仿真实验测试证明，设计的复杂网络下移动自组网路由器各项性能优异，满足日常使用与设计要求。
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基于模体的社会网络特征分析

杨梓舒

2017, 0(8):  36.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.008

摘要 ( 163 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

模体是存在于网络中的重要介观结构，模体发现是研究社会网络结构的重要手段，通过模体存在性的研究可以更好地理解社会网络的演化规律。基于RandESU方法研究不同类型网络的模体特征

。实验结果表明：在社会网络中节点不但具有与度大节点相连的倾向，也具有以更大概率形成“三元闭包”的社区特征；占据“结构洞”的节点数量少但是在信息传播过程中起关键作用。因此可以认为

社会网络的结构演化是由“优先连接”和“三元闭包”共同驱动的。

新疆昆仑卫星数字专用频道的汉维哈XML解析器

王亮亮1,2，闫 威3，张佳伟1

2017, 0(8):  42.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.009

摘要 ( 165 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

阐述新疆昆仑卫星数字专用频道如何实现对维吾尔语、哈萨克语的支持。数据链路是基于IP over DVBS技术的单向传输方式。在数据播发端,设计了汉、维、哈资源的描述文件XML文档规范，在

接收终端昆仑Linux操作系统环境中采用Python语言实现对XML的解析。解析器主要功能有目录遍历、内容读取、数据入库、容错机制等，重点介绍数据完整性检测及数据解析与入库功能。
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基于无线传感器网络的温室群监控系统设计

肖令禄1,2

2017, 0(8):  46.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.010

摘要 ( 124 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标


摘要： 为解决大型温室群的集中监控问题，设计一种基于ZigBee无线传感器网络的环境监控系统。该系统以嵌入式网关为控制核心，通过分布于温室中的传感器节点采集环境参数，利用ZigBee网络实现

监测区域内数据和指令的无线传输，采用嵌入式Web服务器实现多个温室的远程集中监测，并根据监测结果以自动或人工方式控制农业设施的开启与关闭，实现温室环境的适时调节。该系统组网灵活，监

测准确，扩展性好，为温室群的集中监控提供了有效的解决方案。

图像处理

基于场景切变检测的视频去隔行方法

朱小涛1，王晓琦2，杜小丹3，黄 倩1

2017, 0(8):  51.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.011

摘要 ( 143 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 本文提出一种基于场景切变检测的运动补偿去隔行方案，具体包括5部分：场景切变检测、运动估计、运动状态分析、运动一致性分析和运动补偿插值。首先，比较相邻图像的像素绝对差来判断

是否存在场景切变，若存在场景切变，则只考虑后向候选运动向量，反之则进行双向预测。其次，通过运动分析来决定是否对更小尺寸的块进行运动估计。最后进行运动补偿插值。实验结果表明，相比

于传统的去隔行算法，本文方案的主客观性能均有所提升。

基于深度学习的车辆检测方法

王德宇1，徐友春2，李永乐2，陆 峰1，郑凯文1

2017, 0(8):  56.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.012

摘要 ( 252 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对一般道路行驶条件下无人驾驶汽车检测前方车辆问题，将车辆检测问题转化为图像中的目标检测，利用深度学习方法进行车辆目标检测。通过无人驾驶汽车采集真实的车辆图像数据，构建车

辆检测训练数据集，用大量实验验证检测系统的可行性。该检测系统是一个端到端的检测系统，输入为无人驾驶汽车视觉系统的图像，输出为图像中的车辆的位置及类别。

基于混合PSOCS算法的彩色图像多阈值分割

卫洪春

2017, 0(8):  61.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.013

摘要 ( 144 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

彩色图像分割是数字图像处理的一个难点。本文研究群体智能算法对彩色图像的分割，针对布谷鸟算法莱维飞行寻优的跳跃性带来的缺陷，在每次莱维飞行结束后引入一种改进的粒子群位置变异方程引导寻优，并对发现概率和步长因子分别提出新的自适应方程，在此基础上提出一种混合粒子群布谷鸟算法（HPCS），以此混合算法进行彩色图像多阈值分割。实验结果表明，本文提出的HPCS算法在彩色图像分割的效率和质量方面均比较理想。

基于余弦相似度的边界样本选择方法

李春利，柳振东，惠康华

2017, 0(8):  66.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.014

摘要 ( 216 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

卷积神经网络模型的训练通常需要大量的训练样本，导致训练时间过长。针对这一问题，本文提出一种基于余弦相似度的边界样本选择方法，选取边界样本构造训练集。通过该方法分别对MNIST，CIFAR10，SVHN数据集进行样本选择，利用卷积神经网络分类器进行实验研究。实验结果表明：该方法能够保留训练集中的典型样本，剔除冗余样本，从而减少训练样本的数量，缩短网络训练时间，提高网络学习效率。

信息可视化在无线网络的监控和优化中的应用

邓先雨1,郭大鸣2

2017, 0(8):  71.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.015

摘要 ( 133 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在无线互联网发展迅速的同时，人们对于无线网络的要求也不断提高，因此无线网络的监控和优化工作显得十分重要。传统的监控和优化界面中对于无线网络的参数信息和用户的投诉信息都是以表格的形式展示，本文旨在利用信息可视化技术结合无线网络的特点研究和设计其可视化方案，提高对于无线网络管理的工作效率。

基于MATLAB的扑翼飞行器三维重构算法

楼星梁，张卫平，蔡雪飞，邹 阳

2017, 0(8):  74.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.016

摘要 ( 204 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对扑翼飞行器工作频率高、翅膀拍打速度快、常规方法难以测量与观察的问题，本文提出一种基于MATLAB平台的利用三维重构算法记录并计算扑翼微飞行器翅膀空间位姿的方法。通过2台高速摄像机记录翅膀的运动规律，并用三维重构算法进行处理即可获得翅膀的空间坐标数据。通过实验与根据运动学计算得到的理论值对比，验证了本方法的可行性。


软件工程

一种嵌入式软件可靠性建模与评估方法

刘维维，庄 毅，李 蜜

2017, 0(8):  78.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.017

摘要 ( 165 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

虽然AADL已经被广泛应用于嵌入式软件体系结构的建模与分析，但其作为一种半形式化建模语言，不能满足严格分析评估软件可靠性的要求。为了解决这个问题，本文首先采用离散时间马尔可夫

链DTMC刻画AADL可靠性模型，主要描述系统的状态转移与转移概率。然后基于概率计算树逻辑PCTL提出一种可靠性定量评估方法，通过计算可用度评估可靠性。最后设计可靠性评估器，并通过一个飞行

管理系统的实例研究验证所提出的建模与评估方法的有效性。

基于本体的概念体系结构导出的一致性验证

江东宇1，康达周1,2，王 顺1

2017, 0(8):  84.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.018

摘要 ( 135 )  

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摘要： 软件产品线工程方法中利用需求特征模型自动导出概念体系结构，然而手工检测概念体系结构对需求的表达是否一致是降低导出效率的主要因素。鉴于此，本文提出一种基于本体的概念体系结构

导出的一致性验证方法，首先建立概念体系结构元模型，然后在此基础上构建概念体系结构本体并提出相应的推理规则；在产品特征模型到概念体系结构映射过程中，使用该本体对映射后的概念体系结

构进行本体描述；利用SWRL规则描述语言将自然语言描述的推理规则转换成本体推理机能够识别的数据格式；将本体模型和规则文件作为推理机的输入进行推理，通过检验模型满足规则的程度完成模型

的一致性验证。通过一个VOIP系统案例对上述步骤进行详细描述，以此验证该方法的可行性，并且在理论上与其他常见的一致性验证方法进行对比来评估其优缺点。

应用与开发

基于句式控制的宋词载体文本信息隐藏技术研究

屈琪锋，刘彦辰，王 箭，王天行，于 顺

2017, 0(8):  91.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.019

摘要 ( 143 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对现阶段文本信息隐藏算法嵌入率低、隐匿性差、容易被机器检测等问题，本文提出一种基于句式控制的宋词载体文本信息隐藏方案。通过分析宋词格律模板中韵律与词性的关系，设计针对宋

词词典的词性提取算法，经处理后生成的“韵律词性”词典容量超过40000词，并带有4个词性和32个韵律。设计句式控制下的信息隐藏与提取算法，可将秘密信息通过全宋词中的140个词牌进行隐写，

生成格律、句式和词性同原始宋词完全相同的隐写宋词。实验结果表明，相比基于统计学的宋词词典构建算法，本方案分词成功率达100%，秘密信息嵌入率最高达20.2%，具有运行速度快，隐匿性强，安

全性高等特点。

基于P2P的浏览器缓存协作系统

高 菲

2017, 0(8):  98.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.020

摘要 ( 126 )  

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提出基于混合式P2P网络的浏览器缓存协作系统，阐述其体系结构，并分析系统中每个模块的设计思路与实现方式，改进系统的关键模块——索引，提出适用于本应用的高效索引方法。通过实验

表明，改进的索引效率较高，能够满足应用的要求，整个系统具备可行性。系统的响应时间几乎不受文件大小的影响，因此，与直接访问Internet方式相比较，系统的响应时间得到极大的缩短，系统的

整体性能好。

基于社会心理学的P2P网络信任模型

任梦晨1，刘光杰1，刘伟伟1，翟江涛2，戴跃伟1,2

2017, 0(8):  104.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.021

摘要 ( 144 )  

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为了实现P2P网络信任模型的动态适应能力和低计算复杂度，提出一种基于社会心理学的P2P网络信任模型。该模型借鉴社会心理学中接近性、熟悉性和相似性3个基本概念，引入成熟交易关系、

信任学习因子、交易密度因子和相似度因子等新型要素进行直接信任和推荐信任的计算，并给出模型信任值的计算方法。最后从模型的动态适应性、容错性和优越性3个方面对信任模型进行仿真分析，相

关结果表明了所提模型的有效性。

基于CORBA的铁路通信传输系统告警信息采集方法

李洪人

2017, 0(8):  109.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.022

摘要 ( 86 )  

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为解决铁路传输网中的设备制式与类型纷繁复杂，不同厂商设备之间的接口不兼容或者数据不开放造成的管理维护问题，本文深入分析目前铁路传输网的发展现状，仔细研究CORBA北向接口的特

点和性质，结合实际问题，提出一种基于CORBA的铁路通信传输系统告警信息采集方法。实际应用表明：该方法可以完成对不同厂商设备的告警信息实时采集，可提高网络运行维护水平和效率。

智能移动终端能耗敏感行为分析

程茹洁1，陆 建1，蒋厚明2，胡 牧2，吴 佳3

2017, 0(8):  114.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.023

摘要 ( 152 )  

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 移动终端能耗敏感行为分析是手机能耗分析的重要组成部分，确定高能耗敏感行为及其影响因素能够为能耗优化提供帮助。本文通过软件和硬件检测相结合的方法，对iOS和Android平台的手机进

行测试。软件层面上借助系统API获取手机电量，设计开发应用程序获取手机在不同运行场景下的能耗，通过对该能耗的分析获得关键硬件组件如屏幕、音频、网络接口的相关行为能耗，并确定关键性变

量。硬件层面上通过NI myDAQ与计算机通信，实时获得手机电流并进一步计算出手机能耗，该测试结果进一步验证了软件层面能耗检测的有效性。最后，针对手机能耗敏感行为进行纵向比较排名，从而

确定手机的高能耗敏感行为。

基于微信和Java Web的高校答疑系统的设计与实现

杨培基

2017, 0(8):  123.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.08.024

摘要 ( 183 )  

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为解决高校师生在教学答疑环节受到的空间、时间限制等诸多问题，提高高校教学质量，本文设计开发基于微信的高校在线答疑系统。本系统以微信公众平台为基础，实现教师通过微信平台对课

程、学生以及学生问题的管理，学生可通过微信平台提出问题并获得解答。本系统能有效降低师生在答疑环节所耗费的成本，提高了答疑质量。