当期目录

2018年 第0卷 第08期    刊出日期：2018-09-11

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算法设计与分析

基于改进遗传算法的列车运行曲线优化

纪云霞,孙鹏飞,毛畅海,王青元

2018, 0(08):  1.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.001

摘要 ( 230 )  

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传统遗传算法很早就在列车运行优化研究中得到了应用，但是由于种群中染色体进化方向的不确定性和局部搜索能力不足，导致收敛速度缓慢和求解质量低下。针对以上问题，本文提出一种改进型遗传算法，对列车运行曲线的生成进行研究。以列车运行能耗最小为优化目标，将行车安全、准点和精确停车等约束条件转化为惩罚函数，同时以工况序列为遗传个体进行求解，为加快种群收敛速度和提高解的质量，设计包含准点调整和局部搜索的种群进化方向引导机制。仿真结果表明，改进后的算法适用于多约束的列车运行优化问题，有效提升了收敛速度，优化结果相比于简单遗传算法和自适应遗传算法更加节能。

基于GM-RBF神经网络的股票价格预测分析

刘述忠

2018, 0(08):  8.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.002

摘要 ( 145 )  

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股票价格通常受市场各种因素的影响，并且在价格波动上通常表现出非线性和不确定性。在解决股票价格预测问题时，由于单一预测方法自身的局限性，往往准确度较低。因此，为了获取更加准确的预测结果，有必要结合2种或者更多的预测方法，建立一种组合预测模型。因此，本文提出了基于GM-RBF神经网络的股票价格预测模型，实验结果表明，相对单一的预测模型，GM-RBF神经网络的股票价格预测模型能够更加精确地对股票价格进行预测，更加客观地反映股票价格变化的规律。

一种改进的基于R-FCN模型的人脸检测算法

戴海能,茅耀斌

2018, 0(08):  12.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.003

摘要 ( 222 )  

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基于区域的卷积神经网络在目标检测中有着广泛的应用，吸引了研究者的广泛兴趣。针对人脸检测问题，本文基于区域的全卷积网络（Region-based Fully Convolutional Networks, R-FCN），提出一种改进的人脸检测算法。为了使模型训练更加充分，利用在线难例样本挖掘法放宽正负样本的约束，扩充训练集的范围，针对人脸目标存在重叠问题，采用线性非极大值抑制法避免漏检重叠人脸。在人脸检测数据库（FDDB）上的实验结果表明，改进的R-FCN模型比原始的R-FCN模型有着更高的精度。

基于密度峰和划分的快速聚类算法

琚书存1,2,程文杰1,2,徐建鹏2,徐 祥2,徐 阳2

2018, 0(08):  16.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.004

摘要 ( 187 )  

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传统基于划分的聚类算法需要人工给定聚类数，且由于算法采取刚性划分，可能会导致将较大或延伸状的聚类簇分割的现象，导致错误的聚类结果。密度峰聚类是近年提出的一种新的基于密度的聚类算法，该算法不需要预先指定聚类数目，且能够发现非球形簇。将密度峰思想引入基于划分的聚类算法，提出一种基于密度峰和划分的快速聚类算法（DDBSCAN），该算法首先获取一组簇的核心对象(密度峰)，用于描述簇的“骨骼”，而后将周围的点划分到最近的核心对象，最后通过判断划分边界处的密度情况合并簇。实验证明，该算法能有效地适应任意形状、大小不一的数据集，与传统基于密度的聚类算法相比收敛速度更快。

中文实体关系抽取研究综述

武文雅,陈钰枫,徐金安,张玉洁

2018, 0(08):  21.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.005

摘要 ( 677 )  

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作为信息抽取任务中极为关键的一项子任务，实体关系抽取对于语义知识库的构建和知识图谱的发展都有着重要的意义。对于中文而言，语义关系更加复杂，实体关系抽取的作用也就愈加显著，因此，对中文实体关系抽取的研究方法进行详细考察极为必要。本文从实体关系抽取的产生和发展开始，对目前基于中文的实体关系抽取技术现状作了阐述；按照关系抽取方法对语料的依赖程度分为4类：有监督的实体关系抽取、无监督的实体关系抽取、半监督的实体关系抽取和开放域的实体关系抽取，并对这4类抽取方法进行具体的分析和比较；最后介绍深度学习在中文实体关系抽取上的应用成果和发展前景。

基于WS小世界模型的蝙蝠优化算法

杨晓琴

2018, 0(08):  28.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.006

摘要 ( 178 )  

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蝙蝠算法是在对微型蝙蝠回声观察研究的基础上发现蝙蝠回声和优化目标功能之间的关系而提出的一种新算法。蝙蝠算法具有强大的搜索性能，但是其局部搜索相对简单，个体间缺乏信息互通，搜索能力差。尽管目前也提出了一些相关改进算法，但高维优化方面较少涉及。考虑到蝙蝠群体中个体相互联系与作用的方式有动态复杂的感知网络结构，具有“小世界”特性，所以首先把有“小世界”特性的WS小世界模型引入蝙蝠算法，利用WS小世界模型断边重连的特点生成动态的邻域结构，这种邻域结构能够提高整体的搜索能力。实例验证表明借助一般的蝙蝠算法可以进行局部搜索。

计算机仿真

FFT计算菲涅尔衍射相位的跳变与矫正研究

向红丽1,范 琦2,李 云3,王云飞2

2018, 0(08):  35.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.007

摘要 ( 346 )  

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采用傅里叶变换算法计算菲涅尔衍射相位时，在相位未解包裹的情况下，接收面上提取的相位分布曲线会出现跳变，如果进行解包裹，必然会导致错误的结果。研究发现用傅里叶变换算法进行衍射计算导致接收面上相位跳变的原因，是因为快速傅里叶变换（FFT）对矩阵标注索引的方式与离散傅里叶变换（DFT）有所区别，从而导致计算结果的相位与真实相位有差异。本文提出在FFT运算前后分别进行一次倒谱的方法矫正这种相位跳变，并仿真利用单次FFT进行二维矩孔的菲涅尔衍射，用2次倒谱矫正接收面上的相位跳变，结果证明了该矫正方法的可行性。

正常人体步态的动力学仿真与分析

徐中华,方 娟,陈隆飞,穆载乐

2018, 0(08):  39.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.008

摘要 ( 183 )  

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为研究人体正常行走时的步态，利用Simulink/SimMechanics对人体下肢进行动力学仿真与分析。首先以二连杆机构为基础进行动力学仿真建模，并设定模型参数，将模型仿真的结果与利用拉格朗日方程求解的逆动力学结果进行对比，若两者一致即证明模型具有正确性。据此建立单侧下肢正常行走的仿真模型，对模型的有效性以及地面反力对正常步态的影响进行仿真分析。试验结果显示，下肢在正常受力下仿真得到的总力矩面积与真实实验的总力矩面积的偏差为23%，证明模型是有效的；在有无受到地面反力下仿真得到的总力矩面积的偏差为89%，表明地面反力对正常行走步态具有重要影响。

图像处理

基于矢量瓦片的点状要素注记处理技术

齐亚光1,胡明晓2,龚志红3,樊竝君3

2018, 0(08):  44.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.009

摘要 ( 199 )  

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矢量瓦片体积小，可高度压缩，受网络带宽开销和存储空间的限制较小。地图瓦片化对桌面软件点注记处理带来挑战，不仅是点注记的处理存在重要注记被次要注记压盖、同级注记之间互相压盖、注记与要素压盖等问题，同时瓦片化也带来了注记被瓦片边缘截断显示不完全的问题，这些问题严重影响了地图的可读性和信息传递功能。本文针对以上问题总结了矢量瓦片点注记处理原则，通过设计矢量瓦片的组织结构，确定注记搭配表的JSON组织形式，明确矢量瓦片点注记的绘制流程，根据矢量瓦片特点使用四叉编码进行目标过滤，使用R树作为高效空间索引，并采用基于注记优先级的避障技术解决上述点注记处理带来的问题。

基于单目视觉的助航灯具定位及发光口识别

马云龙1,高云玲1,卿黎飞1,熊悠然2

2018, 0(08):  51.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.010

摘要 ( 138 )  

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为实现助航灯具的自动清洗，本文提出一种基于单目视觉的助航灯具及其发光口的定位和识别方法。通过提取摄像机画面中的灯具轮廓，采用最小二乘法拟合灯具不发光状态下的椭圆模型，得出灯具中心的像素坐标，采用质心法计算发光状态下光源中心的像素坐标。通过对摄像机的标定，建立地面约束坐标系，实现灯具像素坐标到世界坐标的转换，得到摄像机与灯具的相对位置。

一种改进的Canny图像分割算法

杨少令，刁 燕，罗 华，徐天雄

2018, 0(08):  57.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.011

摘要 ( 172 )  

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针对目前图像分割算法普遍存在噪音鲁棒性差、易发生细小边界信息缺失以及适用范围较窄的缺点，改进Canny边缘提取算法中的问题阈值并与原色特征提取加权融合。首先针对Canny算子阈值的自适应性问题，通过计算图像背景与目标之间的类方差来减少错分概率来决定阈值。然后，在具有丰富信息的彩色图像上提出R、G、B这3种原色特征，通过原色特征提取的分割图像与阈值分割提取的图像加权融合形成全新的分割图像。该算法不仅克服了传统分割提取算法边缘信息丢失、鲁棒性差的问题，而且提高了细节点的单位精度，实验结果表明了本文改进Canny边缘算法的有效性。

数据库与数据挖掘

#br# 耦合样本先验分布信息的加权极限学习机

席晓燕,于化龙

2018, 0(08):  61.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.012

摘要 ( 195 )  

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极限学习机广泛用于分类、聚类、回归等任务中，但在处理类不平衡分类问题时，前人未充分考虑样本先验分布信息对分类性能的影响。针对此问题，本文提出耦合样本先验分布信息的加权极限学习机（Coupling sample Prior distribution Weighted Extreme Learning Machine，CPWELM）算法。该算法基于加权极限学习机，充分探讨不同分布样本点的重要程度，以此构造代价矩阵，进而提升分类器性能。本文通过12个不平衡数据集，对CPWELM算法的可行性及有效性进行了验证。结果表明，相比同类其他算法，CPWELM算法的性能更优。

基于高校官网的校情简介数据分析方法

王松松,高伟勋

2018, 0(08):  66.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.013

摘要 ( 183 )  

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对高校官网校情简介数据进行挖掘分析，提出基于短语树形结构与CilinSimHash算法相结合的短语相似度计算方法。首先将短语转换成以数字为根节点的树形结构来计算相似度，接着将同义词词林与SimHash算法相结合实现基于CilinSimHash算法的相似度计算，最后将基于短语结构的相似度方法与基于CilinSimHash算法的相似度方法加权，来实现短语相似度的计算。将该算法应用到高校官网数据分析过程中，进而对高校官网数据进行聚类分析，得出高校官网数据与高校评价指标之间的关系；获取高校官网数据中的结构化数据，通过聚类算法来对相关指标数据进行分析，表明高校的发展在不同办学层次下仍然是不平衡的。

基于CART的社区矫正人员危险性评估

王 茵，郭红钰

2018, 0(08):  73.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.014

摘要 ( 164 )  

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目前对社区矫正人员危险性评估的研究普遍停留在理论研究阶段，建立的模型大多缺乏实际数据的支撑，为了方便掌握社区矫正实际情况，基于CART（分类回归树）算法对某市司法局的社区矫正人员数据（不包含敏感信息）进行建模分析，通过服刑人员的基础特征值得到该服刑人员的危险度评估结果，与实际结果相比，准确率达到85%~90%，此外对社区矫正中实际存在的数据缺失问题进行讨论并提出解决办法。

基于时空标签轨迹的范围模式匹配查询

梁珺秀,许建秋

2018, 0(08):  79.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.015

摘要 ( 273 )  

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针对时空标签轨迹的语义描述，结合传统移动对象范围查询，提出范围模式匹配查询并给出形式化表示。范围模式匹配查询返回在给定时空范围内匹配给定查询模式的所有轨迹，设计基于标签R树的范围模式匹配查询算法，并介绍查询算法中的筛选过程及精细计算过程。通过大量实验，从查询算法的不同参数角度分析，与基于RR-Tree、3DR-Tree、TB-Tree及SETI的查询算法进行对比，验证了提出的基于标签R树的范围模式匹配查询算法的有效性。

大数据复杂事件分析方法研究与应用

赵会群,乔玉衡

2018, 0(08):  86.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.016

摘要 ( 172 )  

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复杂事件处理（Complex Event Processing， CEP）是一项伴随流式数据而出现的技术，用于不同数据源顺序混杂的事件流中发现感兴趣的事件模式。然而，随着数据量的不断递增，传统的CEP技术往往不能满足在大数据集上有效获取事件模式的处理需求。针对这一问题，本文结合数据挖掘中聚类分析与关联规则的思想，提出一种“复杂事件处理”算法，〖JP2〗并把其部署到分布式平台Hadoop上，从而发现大数据集中的复杂事件关系，有效地改变了传统技术面临海量数据的局限性。最后，应用本文算法到GPS大数据集中，发现其中的复杂事件模式，并通过实验验证本文方法具有可行性与有效性。

多元分析算法在世界杯球队综合实力中的预测

赖琮霖,李力卡,张慧嫦

2018, 0(08):  92.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.017

摘要 ( 289 )  

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世界杯作为一项国际盛事日益受到广大群众的关注，其中球队实力与成绩的估测始终是一项热门话题。足球技战术表现分析表明，球队的比赛结果与其赛场上的统计指标息息相关，这使得客观科学地评价球队综合实力变得可行。本文利用聚类分析与主成分分析法评估世界杯球队综合实力。以2010年世界杯的统计指标与比赛结果为基础建立模型，发掘影响球队实力较大的统计指标，并利用2014年巴西世界杯的统计指标与结果进行模型验证。结果表明，场均拦截、场均射门数、控球数和长传成功率是最能够反映球队实力的因素，当届小组赛的统计指标在一定程度上能够预测出比赛的晋级结果。

应用与开发

基于Spring MVC框架的Java Web应用

葛 萌,黄素萍,欧阳宏基

2018, 0(08):  97.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.018

摘要 ( 1329 )  

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基于MVC模式的Web框架能够分离应用的视图、模型和控制器，并能简化控制层的实现，在此研究上提出基于Spring MVC框架的Java Web应用开发方法。首先分析了Spring MVC框架的核心组件以及组件之间的交互过程。然后根据配置文件、Controller组件的实现这2个方面阐述Spring MVC框架的基本应用。最后以异常处理、拦截器和数据校验这3个Web应用中的核心问题给出了Spring MVC的解决方案，以目标考核管理系统为背景给出了部分实现代码。实验表明Spring MVC框架能够提高Java Web应用的稳定性、扩展性和维护性。

Android应用程序权限组重要性分析

白君泽,杨红丽,张 标

2018, 0(08):  102.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.019

摘要 ( 153 )  

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Android系统运行时权限机制提出了权限组概念，但是应用市场上缺乏描述应用程序权限的信息，用户无法了解应用程序中权限组的重要性及其设置策略。针对这些问题，本文提出一种权限组重要性分析方法，通过逆向工程技术分析应用程序，利用排序算法计算程序中权限组的重要性评分，根据重要性评分确定应用程序中权限组的使用情况和设置策略，借助机器学习方法对分析方法进行测试与评估。实验结果表明，本文方法可以详细分析应用程序中权限组的重要程度，并推荐合适的权限组设置策略。

基于关联规则的热点事件时序分析方法

王奕文,刘 昕,曹 帅,王 丰

2018, 0(08):  108.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.020

摘要 ( 222 )  

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热点事件在发展过程中包括多个相关话题，分析多个话题在时序上的演化和传播路径，能够深层次把握热点事件产生、发展、消亡的具体细节。为此提出一种基于关联规则的热点事件时序分析方法。首先将关联规则算法并行实现获取多个时间片的频繁关键词集；然后筛选所有频繁关键词集的关联规则形成关联规则集，从而得到多个话题关键词集合；最后根据关键词集合分析热点事件多个话题的演化和传播路径。实验表明，该方法能够全面有效地跟踪热点事件的动态变化过程，为网络舆情监控和管理提供借鉴和支撑。

面向碳交易领域的知识图谱构建方法

王良萸

2018, 0(08):  114.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.021

摘要 ( 680 )  

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为解决碳交易领域数据集成问题，提出一种碳交易领域知识图谱的构建方法。针对碳交易领域的半结构化和非结构化数据，分别采用自定义的Web数据包装器和结合BiLSTM-CRF模型与依存句法分析的方法进行三元组抽取。然后将获取的知识转化为关联数据，得到完整的碳交易领域知识图谱，再利用基于Jena的fuseki实现对知识图谱的语义查询。实验结果表明，该方法能够为碳交易领域快速有效地构建知识图谱，并可以从碳交易领域的海量数据中检索出有用信息。

基于特征可变性建模教学服务管理系统的研究与实现

郑晓娟,刘 洋,陈祥科

2018, 0(08):  120.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.08.022

摘要 ( 168 )  

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可变性建模是软件产品线领域研究热点，现阶段的研究局限在需求阶段，缺乏完整的理论体系，从领域工程到应用工程缺乏详细的指导。针对这些问题，本文改进特征模型构建方法和流程，使其支持软件全生命周期,加强各模型的映射关系，增强流程可操作性，保障模型间的一致性。最后，得到需求阶段和设计阶段的可变性模型，并成功应用到教学服务管理系统二次开发中。通过构件开发和效率比较，验证本文改进方法作为软件复用分支理论是实际可行的，并且能够提高开发效率。