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2018年 第0卷 第07期    刊出日期：2018-08-23

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数据库与数据挖掘

区域网络中异构数据库存储复制技术

谢宾铭,王晓东

2018, 0(07):  1.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.001

摘要 ( 75 )  

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传统异构数据库存储复制技术只注重数据安全性，忽略了异构数据库存储复制的时效性与可靠性。为此，本文提出一种新的区域网络异构数据库存储复制技术。首先构建区域网络中异构数据库存储框架，通过定向随机游走方法对电力企业灾备中心异构数据进行存储，依据多叉索引树对异构数据库中的数据进行查询处理。然后采用一致性树分布备份技术对本地灾备中心数据进行备份，把待恢复数据分割成若干部分，通过若干差异远程备份服务器实现数据恢复。将所提技术应用于电力企业灾备中心，结果表明，所提技术有很高的存储、复制及备份恢复性能。


DOP：一种数据开放框架及其应用

莫城为，范冰冰

2018, 0(07):  6.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.002

摘要 ( 139 )  

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数据开放是大数据时代的趋势，而通用工程化的开放数据平台的实施是当前面临的主要问题。本文基于元数据管理和大数据存储，提出数据开放池（Data-Open-Pool，DOP）框架和“目录—数据集—发布”（Catalog-Dataset-Distribution，CDD）数据描述模型，实现数据从采集发布到最终开放的业务逻辑及数据资源在3个层次的描述与管理，最后通过DOP和CDD分层描述模型实现简便的数据开放应用案例，并讨论该框架存在的若干问题。

基于属性优先关系的多用户Skyline查询处理算法#br#

邵路伊，王沁雪，郭帅

2018, 0(07):  11.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.003

摘要 ( 92 )  

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Skyline查询为多目标决策等问题提供了解决方案。每个用户对数据属性的优先关系的需求不同，传统算法无法有效解决多用户场景下的偏好Skyline查询。针对该问题，提出一种基于属性优先关系的多用户偏好Skyline查询算法——MUPS算法。该算法基于属性权重对原始Skyline结果集通过新的σ-支配方式进行剪枝；同时，通过交互动态修正属性的权重大小，使最终结果更符合用户群的真实偏好需求。最后，在模拟和真实数据上验证MUPS算法的有效性和良好的交互性能。


算法设计与分析

基于增量学习的非平衡SVM分类方法

崔丽娜1，郭虎升2

2018, 0(07):  20.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.004

摘要 ( 86 )  

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针对传统支持向量机（SupportVectorMachine,SVM）无法有效处理非平衡分类的问题，提出一种基于增量学习的非平衡SVM分类方法（ImbalancedSVMBasedonIncrementalLearning,ISVM_IL）。该方法首先提取多数类样本中的部分样本，与少数类样本合并参与训练得到初始分类器，然后根据分类器与其他样本的关系，选择距离分类器最近的样本作为增量样本加入训练集参与训练，从而减小实际参与训练的负类数据规模，提高非平衡分类的性能。实验结果表明，本文提出的ISVM_IL方法可以有效提高非平衡分类中重要的少数类样本的分类性能。

基于APP搜索系统的PageRank改进算法

李春生,刘小刚,焦海涛,张可佳

2018, 0(07):  24.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.005

摘要 ( 105 )  

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为了将PageRank算法更好地应用于APP推荐系统，对PageRank算法在APP搜索系统中的应用模型进行研究，发现PageRank算法运用于APP搜索系统中的一种缺点，即同类APP的独立性较弱，相似性较强。因此针对该缺点本文进行算法改进。最后对Time-PageRank算法得到的TPR值与传统PageRank算法的PR值进行了对比，得出Time-PageRank算法在APP搜索系统中可行性的结论。


基于卷积神经网络的敏感文件检测方法

林学峰1,夏元轶2,郭金龙1,于晓文1

2018, 0(07):  28.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.006

摘要 ( 107 )  

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近几年，电力行业信息化建设取得了巨大成就。企业办公文件、项目方案、项目合同等涉及行业秘密的文件越来越多地在互联网中传输，导致企业级敏感文件泄露。传统敏感文件识别方法基于敏感词库进行特征检测，检测速度快，但是存在较高的漏报率和误报率。本文提出一种基于深度学习的敏感文件检测方法，引入词向量及卷积神经网络算法，实现敏感文件精准分类。本文提出的识别企业级敏感文件的检测方法优点是不再依赖于特征关键字，降低了漏报率和误报率。


基于区域神经网络的TFT-LCD电路缺陷检测方法

何俊杰,肖可,刘畅,陈松岩

2018, 0(07):  33.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.007

摘要 ( 90 )  

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对薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）边框电路中细微、复杂的缺陷进行检测,一直是自动光学检测（AOI）的一个难点。本文提出基于改进的快速区域神经网络（FasterR-CNN）算法对TFT-LCD边框电路的缺陷进行检测。首先在共享卷积层进行特征提取，然后通过多层的区域提议网络结构生成精确候选区域，根据候选区域的特征和目标分类实现对缺陷的识别和定位。同时设计多种有效的网络结构并详细分析网络层深度及卷积核大小对检测效果的影响，最后进行不同算法的比较。在实际构建的数据集上实验,结果表明本文方法具有良好的检测效果，对6种类别的液晶屏边框电路缺陷识别定位达到平均每张0.12s的检测速度和94.6%的准确率。

基于改进PSO算法的加热系统分数阶控制

姜苏英

2018, 0(07):  39.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.008

摘要 ( 102 )  

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针对分数阶加热系统，提出一种基于改进粒子群优化算法的分数阶PIλDμ控制方法。首先，将细菌趋化行为机制引入带收缩因子的粒子群优化算法中，解决粒子群优化算法中由于只存在吸引操作没有排斥操作导致种群多样性失去的问题，从而避免PSO早熟收敛及陷入局部最优；然后使用改进PSO算法优化分数阶PIλDμ控制器的参数；最后，以加热系统为被控对象，分别采用改进粒子群优化算法、标准粒子群优化算法、遗传算法优化分数阶PIλDμ控制器的参数。仿真结果表明，使用该改进算法整定分数阶PIλDμ控制器参数，控制器能有效地抑制模型参数的摄动，系统鲁棒性更强。


基于开口度和扭转角的吊钩形变检测算法

吴良成，郭玲

2018, 0(07):  43.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.009

摘要 ( 91 )  

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针对传统人工吊钩检测中测量工具复杂、测量精度低、效率低、准确性差等问题，提出一种综合点云分割、圆柱中轴提取以及模型对称面提取这3种算法设计实现吊钩形变检测算法。通过重新定义吊钩开口度，采用上述3种算法的结合，提取开口度的2个参照点，并通过点云分割以及对称面提取的结合，获取吊钩的扭转角。实验结果证明，相较于传统人工检测，提出的算法检测时间短，测量精度高，使用工具少，可追溯性强。


未知环境中基于量子蚁群优化的移动机器人实时路径规划

张高林1,张继宇2,周萌3

2018, 0(07):  49.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.010

摘要 ( 81 )  

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针对未知环境中移动机器人的实时路径规划问题，提出一种基于量子蚁群优化(QuantumAntColonyOptimization,QACO)算法。本文方法中，每只蚂蚁携带一组量子比特从而增大了算法搜索空间，并采用量子旋转操作来增加种群位置的多样性，避免过早收敛，有利于算法跳出局部最优。在栅格环境模型的基础上建立激光探测模型，当激光探测模型探测到有威胁的障碍时，调用本文方法来重新规划路径，直至机器人避开障碍。最后，仿真实验表明本文方法的有效性、快速性及稳定性。

应用与开发

基于BI-LSTM-CRF模型的限定领域知识库问答系统

程树东，胡鹰

2018, 0(07):  53.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.011

摘要 ( 131 )  

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随着开放领域问答系统的发展，迫切需要机械行业与人工智能融合，建立面向机械领域的知识库问答系统是十分必要的。基于机械行业数据和自然语言处理技术，本文提出采用条件随机场和长短期记忆神经网络结合构建网络模型，提升信息抽取性能，建立机械行业的知识库问答系统。通过实验数据对比分析，本文模型取得了较好的效果。

基于CAN总线的激光整平机控制系统

卜一晨,黄欢,秦海鹏,金鑫

2018, 0(07):  58.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.012

摘要 ( 89 )  

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鉴于激光整平机控制系统数据通信的要求，设计一种基于CAN2.0B的整平机通信系统，实现主、从控制器之间的CAN通信功能，为整平机的控制提供一种可行方案。本设计中角度传感器为九轴惯性传感器，主控制器为STM32F407，从控制器为TMS320F28335，通过外扩收发器将控制器连接到CAN总线上，利用CAN网络实现了2个控制器之间的数据交互。实验表明，系统运行稳定可靠，从控制器能够根据主控制器下达的控制指令实现刮平板的水平控制。

儿童教育游戏模式下眼动交互应用设计及验证

王述，王庆，陈洪

2018, 0(07):  62.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.013

摘要 ( 83 )  

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近年来，针对儿童用户的游戏与教育产品不断涌现，但是，多数产品并不符合儿童的认知发展水平与操作习惯，导致产品缺乏对儿童的吸引力。针对儿童用户群所特有的行为习惯，提出一种教育游戏模式下的眼动交互系统设计原则，并构建基于眼动交互的儿童教育游戏应用框架（EBEI）。在此基础上，设计一款基于眼动交互模式的昆虫科普类教学游戏应用。采用T-test检验方法对比分析该游戏的实际应用效果，实验结果表明该游戏可用性强，能较好地提高儿童对昆虫知识学习的积极性，获得良好的教育效果。

基于BP神经网络的气象云资源调度系统

杨立苑，胡佳军，李显风，周雪莹，邹海燕

2018, 0(07):  68.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.014

摘要 ( 74 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

人工调度气象云资源会造成资源浪费。本文设计一种基于BP神经网络的气象云资源调度系统。该系统使用BP神经网络学习虚拟机负载历史数据，并对其进行预测；基于预测的虚拟机负载，设计一种面向多类资源的虚拟机非增排序策略；使用首次适应算法对排序后的虚拟机进行云资源调度。该系统在江西省气象云平台中进行了实验和功能验证。

欧拉视频增强技术在火焰弱信号检测中的应用

敖宇,杨健晟

2018, 0(07):  73.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.015

摘要 ( 98 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为实现火焰弱信号闪烁频率的检测，提出一种基于欧拉视频放大技术的增强检测方法，并对该方法的可行性与有效性进行仿真实验验证。搭建燃烧实验平台，在Matlab平台上对采集的不同干扰强度的火焰视频信号进行检测增强，将实验结果分别在时域和频域上进行分析讨论。结果表明，该方法可以有效地提取火焰的主要波动频率。


基于IUPF的锂离子电池剩余使用寿命预测方法

李丽敏,温宗周,宋玉琴

2018, 0(07):  77.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.016

摘要 ( 91 )  

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随着新能源汽车的大力发展，其动力供应装置锂电池的健康评估也逐渐被重视。研究逐渐从关注锂电池的当前剩余电量转移到其剩余使用寿命的计算上。为有效准确地估计锂离子电池剩余使用寿命，本文提出一种基于改进的无迹粒子滤波（IUPF）的锂电池剩余使用寿命预测方法，通过对依托数据统计建立的锂离子电池状态方程和观测方程中的反映电池内阻的2个参数以及反映电池性能退化速率的2个参数进行估计，得到包含有失效时间的锂电池容量公式，并通过该公式计算出锂电池剩余使用寿命。利用美国国家航空航天局(NASA)艾姆斯预测数据库提供的锂离子电池寿命数据做相关的仿真验证，利用3种评价指标对该估计结果进行了性能评价，结果表明本文方法能够实现对锂离子电池剩余使用寿命的估计，而且能够提升UPF方法进行预测时的准确度。


一种LSTM-BP多模型组合水文预报方法

冯钧，潘飞

2018, 0(07):  82.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.017

摘要 ( 169 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

水文数据是具有时序性的非线性数据，具有高度的不确定性和复杂性。使用单一模型进行预报的结果常常不尽人意，因此本文基于LSTM和BP神经网络建立LSTM-BP多模型组合预报模型进行水文预报。以子午河流域洪水数据为例进行预报，实验结果表明，多模型组合预报模型的预报结果要优于单一模型，同时预报的稳定性和精确度也得到了提高，从而为水文预报提供了新的思路。


负载均衡技术在并行化符号执行中的应用

李航，臧洌，甘露

2018, 0(07):  86.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.018

摘要 ( 85 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

动态符号执行在一定的并行算法下是可以并行化的，而且研究发现并行下的路径搜索任务之间没有偏序关系。并行化下的任务调度经常采用集中式策略，但传统的集中式策略由于任务分发的问题，易产生处理单元空闲等待的情况。基于以上分析，本文先采用任务队列缓冲区解决处理单元空闲等待的问题，其次，抓住并行任务无偏序关系的特点，无需考虑任务的执行优先级，只需用负载均衡技术保证各处理单元的工作负荷大致相等即可。实验证明，集中式策略的改进和负载均衡技术的使用显著提升了并行化符号执行的效率。

基于对数几率回归的函数级软件缺陷定位

周明泉，江国华

2018, 0(07):  93.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.019

摘要 ( 81 )  

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现有的基于程序频谱的缺陷定位方法是通过利用语句覆盖信息计算可疑度从而确定其检查次序的，但在系统测试时，待定位对象代码量庞大，导致这类方法效果不佳。针对以上情况，提出一种基于对数几率回归的函数级别软件定位方法，其主要是分析失败测试用例的子系统和模块的执行信息，区分缺陷根源互异的失败测试用例，缩小定位范围；依次进行模块级别和函数级别的缺陷定位，计算每个模块和函数与失败测试用例的关联度，根据可疑值确定检查次序。实验表明，提出的方法能够有效缩小缺陷定位范围，提高缺陷函数的定位效率。

图像处理

一种鲁棒的运动目标阴影去除及修复算法

张泽宏，徐贵力，徐扬，程月华，王正盛

2018, 0(07):  98.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.020

摘要 ( 196 )  

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针对阴影区域对运动前景的干扰问题及归一化互相关系数阴影检测方法的局限性，提出一种归一化互相关系数融合对称交叉熵的阴影检测方法，并根据阴影区域和误检区域各自邻域的前景分布规律，提出一种基于阴影轮廓像素点邻域信息的阴影误检去除方法，对阴影去除形成的前景空洞及断裂进行恢复，最终得到完整准确的运动前景。前景保留率相比归一化互相关系数方法提高40.4%，相比SVM支持向量机方法提高6.3%，耗时约为SVM支持向量机方法的1/153。

基于卷积神经网络的交通路标识别

陈柏立，林楠

2018, 0(07):  103.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.021

摘要 ( 117 )  

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科技的发展，使得适合无人驾驶的交通路标识别变得越来越实际。而利用卷积神经网络进行的交通路标识别是目前最为流行的方法，本文基于该方法进行实验。在现实收集路标图像数据后，利用直方图均衡化等方法实现图片预处理，构成训练集和测试集。然后构建LeNet5结构的卷积神经网络对路标图片训练集进行训练，再利用测试集来检验模型的精准度。在第一次实验中，模型的识别准确率虽然已经高于其他传统识别方法，但是只有87.5%，经过对神经网络的批尺度和卷积核以及训练次数等方面调整后，识别率达到93.2%。

网络与通信

基于结构中心性的航路网络关键节点识别

蒋一森

2018, 0(07):  108.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.022

摘要 ( 154 )  

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针对航路网络关键节点识别问题，从航路网络结构中心性角度出发，构建完整航路网路结构和复杂拓扑模型，分别从度中心性、中介中心性和结构中心性这3个角度分析航路网络，并依托PAJEK可视化平台，对航路网络中介中心性和结构中心性进行仿真可视。在此基础上，借助AutoCAD，从中介性和紧密性角度对航路关键节点进行识别的可视化，从中得到对航路网络效能发挥具有重要支撑作用的航路点，仿真结果表明，提取的关键节点在实际航路网络运行中具有衔接枢纽、分配流量等重要作用，在路网重要节点识别研究中具有创新优势。

支持高效撤销的属性加密方案

张兴兰,李建楠

2018, 0(07):  114.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.023

摘要 ( 79 )  

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属性加密(Attribute-BasedEncryption，ABE)将密钥和密文与一系列属性相关联，被广泛应用于云计算的访问控制中。针对现有撤销方案效率低下的问题，提出一种更高效、细粒度的访问控制方案。方案中采用的访问结构可以表达任意涉及布尔运算符的访问策略；在加密过程中，构建一种属性用户组随机密钥分发方法，并结合ABE实现双重加密，将所有撤销操作转化成属性级别细粒度的撤销；新方案的数据始终以密文形式存在于服务器上，降低了对服务器的安全限制，可以将大部分密文重加密任务转移给云服务器执行，有效利用云服务器的计算能力，提升系统的运行效率，减少通信开销。

配电安全交互网关报文处理机制

郭江涛，沈佳，刘昆，邹岳林

2018, 0(07):  121.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.07.024

摘要 ( 131 )  

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随着配电网覆盖范围的普及，配电终端接入数量不断增多，配电安全交互网关作为配电网信息安全建设的重要网络设备承担着大量配电终端与配电主站的安全交互业务。针对配电安全交互网关报文处理低效的问题，本文设计实现一种将DPDK技术和TCP透明代理应用在网关中的方案，能够快速处理大量配电终端安全接入业务，实现大规模业务报文处理的安全通信。性能测试结果表明本文设计实现的配电安全交互网关报文处理机制的各项性能均具有明显优势。