当期目录

2018年 第0卷 第10期    刊出日期：2018-10-26

上一期    下一期

算法设计与分析

基于秩的Q-路由选择算法

王月娟1,张苏宁1,吴水明1,朱 斐2

2018, 0(10):  1.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.001

摘要 ( 242 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

如何在动态变化的复杂网络中实现高效的路由选择是当前的研究热点之一。Q-学习是一种常用的强化学习算法，通过与环境的不断交互来解决未知环境中最优控制问题，能有效地完成在线式学习任务。本文提出一种基于秩的Q-路由选择(Rank-based Q-routing, RQ routing)算法。RQ routing算法在Q-学习的框架下，保留了Q-路由选择(Q-routing)算法的高效性，引入能动态计算的秩函数，用于表示当前状态在场景中的优先级，用以求解路由选择的最优解，避免等待队列过长，减少网络拥堵，提高传输速度。RQ routing算法中的秩函数具有灵活性，使用不同的秩函数即可满足各种场景的需求，保证了算法具有更好的泛化能力，克服了传统Q-routing应用场景单一的不足。实验验证了本文算法的有效性。

基于谱聚类的全局中心快速更新聚类算法

邹臣嵩1,刘 松2

2018, 0(10):  6.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.002

摘要 ( 159 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对高维数据在聚类过程中存在迭代次数多、运算耗时长等问题，提出一种改进的聚类算法，首先采用谱聚类对样本降维，再选取k个首尾相连且距离乘积最大的数据对象作为初始聚类中心，在簇中心更新过程中，选取与簇均值距离最近的数据对象作为簇中心，并将其他数据对象按最小距离划分至相应簇中,反复迭代，直至收敛。实验结果表明，新算法的Rand指数、Jaccard系数和Adjusted Rand Index等聚类指标全部优于K-means算法及其他3种改进聚类算法，在运行效率方面，新算法的聚类耗时更短、迭代次数更少。

数据挖掘

基于k-means聚类的股票KDJ类指标综合分析方法

李 娜，毛国君，邓康立

2018, 0(10):  12.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.003

摘要 ( 276 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

股票技术分析是证券分析的常用手段之一，目前的股票技术分析主要存在2个问题：1)都是从某个角度进行单维度分析，投资决策有较大偏差；2)任何单一的技术指标都有其局限性，需要相互补充才能更好进行投资决策。针对这些问题，本文讨论如何利用数据挖掘技术进行股票多维度综合分析问题。首先，分析数据挖掘应用到股票分析中可以解决的问题及可能面临的挑战；其次，提出一种基于数据挖掘聚类方法的选股模型；最后，对1364只上证股票进行实证分析，形成对股票的随机指标K、D、J等的综合挖掘结果。


基于特征值的律师推荐算法及改进方案

汪海鹏，郑扬飞

2018, 0(10):  18.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.004

摘要 ( 172 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着国家法制化进程的发展，选择合适的律师对公民依法维权变得愈发重要，然而传统律师行业缺乏一套客观公正的评价机制，对律师能力的评判主要来自法律专业人士的评价，致使用户只能凭借一部分的运气成分粗放式的选择律师。本文在传统的律师推荐算法的基础上提出改进方案，在律师评价的特征值中引入难度系数这一参数，为正在完善的北京市司法局律师管理系统加入律师推荐功能，旨在为用户选择律师提供更为客观的参考与帮助。

情报分析中提取主题信息核心要素的模型及方法

田 丽

2018, 0(10):  22.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.005

摘要 ( 272 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在分析主题信息基本组成特征的基础上，根据统计学原理，结合向量空间与随机事件空间的构造理论，建立情报主题空间的数学模型；给出基于主题信息提取分量的检索策略以及最大近似主题空间的设计原则。提出一种提取主题信息关键词的具体方法。该方法由3个环节9个步骤组成，可确保抽样的广泛性和代表性，能提取主题信息中获得最大共识的核心要素。最后给出从科研选题的主题信息中挖掘选题关键要素的实例。


一种复杂事件处理语言的自定义函数功能扩展

刘婧妍，廖湖声，高红雨

2018, 0(10):  26.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.006

摘要 ( 133 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为使复杂事件处理语言满足股票分析、故障监控等行业的细粒度查询需求，本文为一种复杂事件处理语言CEStream扩展支持细粒度数据处理的用户自定义函数功能。函数通过对数据逐个处理和函数重载实现细粒度处理功能。同时函数内可调用原有语句，给用户提供基础的模块化功能，提高语言的复用性。实验结果表明扩展的函数功能使语言能够支持更细粒度的查询需求，同时在完成相同查询需求时使用函数相对于使用原有语句完成系统吞吐量基本相同。

人工智能

基于小波变换与多项指标的疲劳驾驶检测应用

王海玉1,王映龙1,闵建亮2,胡剑锋2

2018, 0(10):  32.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.007

摘要 ( 177 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了对疲劳驾驶的脑电进行研究，本文收集数据并利用小波变换在实验数据中提取α波、β波、θ波和δ波这4种频段的均幅值和(α+β)/β、α/β、(δ+α)/(α+β)、(α+β)/θ共8项合成指标集成为脑电特征参数。通过KPCA提取贡献率90%以上的主元特征信息形成特征集合,并将特征信息输入最小二乘支持向量机（LSSVM），建立KPCA-LSSVM预测模型并对比其他4种模型试验，最终求得该模型平均正确率达到89.47%，通过实验表明了该实验的有效性及在数据处理速度上的优势。

基于ISOA的LS-SVM地铁站空调系统能耗预测模型

高学金1,2,3,4,付龙晓1,2,3,4,武翠霞1,2,3,4,王 普1,2,3,4

2018, 0(10):  36.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.008

摘要 ( 145 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为提高地铁站空调系统能耗的预测精度，利用最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machines, LS-SVM）建立能耗预测模型是一种有效的方法。但是LS-SVM在处理大规模数据集的回归问题时难以确定最佳模型参数值，较大程度地影响了模型的拟合精度和泛化能力。为此，提出一种从算法搜索步长和搜索方向这2个方面进行改进的人群搜索算法（Improved Seeker Optimization Algorithm, ISOA）对LS-SVM建模过程中的模型参数进行优化选择。将所提出的基于ISOA-LS-SVM建立的能耗预测模型应用于北京某高校地铁实训平台。研究结果表明：该模型能够准确预测出系统能耗，相比于网格搜索法、粒子群算法以及传统的人群搜索算法，优化的LS-SVM在速度和精度上都有所提升。


基于PSO与LS-SVM的作物需水量预测

商志根，段小汇

2018, 0(10):  44.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.009

摘要 ( 138 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了提高作物需水量预测精度，提出基于粒子群优化算法(PSO)优化最小二乘支持向量机(LS-SVM)的预测模型。该模型以空气湿度、温度、太阳辐射以及风速为输入，利用多项式核函数和径向基核函数的非负线性组合构造核函数，将粒子群优化算法(PSO)与交叉验证方法用于确定模型参数。实验结果表明与神经网络和随机森林相比，PSO优化的LS-SVM可获得更好的预测精度和泛化能力，可用于节水灌溉，具有较高的应用价值。

图像处理

基于模运算的彩色图像隐写算法

肖文国1，葛华勇1,2，彭阳洋1

2018, 0(10):  48.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.010

摘要 ( 88 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

21世纪以来，计算机科学技术的发展，数字多媒体交流的完善，人们越来越重视信息安全，图像隐写技术作为一种保障信息交流安全的手段得到了快速的发展。本文提出一种利用模运算的周期性特点进行信息隐藏的彩色图像隐写算法。该算法引入一种新型隐写函数，计算出原始信息与秘密信息的差值，并结合隐写函数得到修改量进而实现信息隐藏，在保证安全性的前提下有较高的嵌入率。经过大量的实验证明，该算法具备良好的载密图像视觉质量及安全性，同时还具有更高更灵活的嵌入率，因此可代替大部分的彩色隐写算法。

#br# 基于SIFT和YOLO的弱目标鲁棒性实时追踪算法

刘 源，姚文明

2018, 0(10):  53.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.011

摘要 ( 195 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出基于SIFT和YOLO的弱目标鲁棒性实时追踪算法，它能够在场景变化剧烈、目标存在遮挡等复杂条件下对目标进行持续稳定的追踪。算法的实现以合理的算法架构设计为基础，利用YOLO选择候选目标，利用SIFT从候选目标中选择被追踪目标。本文提出的追踪算法不仅满足实时性要求，而且在正常测试集、目标存在遮挡测试集、摄像头旋转测试集上均取得了优于KCF和CamShift的实验结果。结果表明，本文提出的追踪算法在解决目标遮挡、场景变化剧烈等问题上有突出表现。

基于深度特征融合的空间植物图像分割算法

曹靖康1，段江永2，孟 娟2

2018, 0(10):  58.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.012

摘要 ( 147 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

空间植物培养实验作为空间科学的一项重要研究，通常会获得大量的植物序列图像，传统的处理方法多采用人工观察，以供后续的进一步分析。本文提出一种基于多尺度深度特征融合的空间植物分割算法。该方法应用全卷积深度神经网络来提取多尺度特征，并分层次地融合由深层到浅层的特征，以达到对植物进行像素级的识别。分层次的特征融合了语义信息、中间层信息和几何特征，提高了分割的准确性。实验表明该方法在分割准确性方面表现良好，能够自动提取空间植物实验中的有效信息。

模式识别

基于四旋翼无人机的车辆自主抄牌

李晓龙,陈国良,葛凯凯

2018, 0(10):  63.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.013

摘要 ( 133 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对传统车辆抄牌效率低的问题，提出一种基于四旋翼无人机的车辆自主抄牌方法。使用无人机采集大量车辆俯视图样本，对图像进行预处理和下采样，然后提取车辆图像的梯度直方图特征，将图像特征输入到卷积神经网络中，训练出车辆识别模型，最后使用模型识别车辆；根据车辆的形状特征估计车辆姿态；根据车辆的位姿信息计算无人机抄牌的位置和角度；搭建无人机实验平台测试无人机自主抄牌系统。实验结果表明无人机可以自主拍摄到清晰的车牌图像，实现了车辆抄牌的自动化。


基于改进LightGBM的交通模式识别算法

熊苏生１,2

2018, 0(10):  68.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.014

摘要 ( 646 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对交通模式识别中非步行交通模式识别精度低的问题，提出一种改进后的LightGBM算法结合移动端的交通模式分类方法。该方法首先对数据集进行了滤波处理,选取了三轴加速度计、陀螺仪和磁力计这3种传感器数据的时域和频域特征作为模式识别特征量，然后通过采用Filter相关性度量CFS算法对特征进行打分排序,选择最优特征集，最后识别过程采用分层识别算法和基于居民出行规则与一阶隐马尔科夫链改进的K-lightGBM识别算法对交通模式进行识别，同时采用部分传统算法进行对比实验。实验结果表明，该方法不仅能识别多种交通模式，而且对居民的交通模式识别的平均准确率较高，达到了94%。


基于改进LPP和ECOC-SVMS的离线签名识别方法

蒋青云

2018, 0(10):  74.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.015

摘要 ( 160 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出一种基于改进LPP和ECOC-SVMS的离线签名识别方法。针对预处理后的签名图像，选择多种有效特征构建高维特征向量，引入一种改进的保局投影方法进行特征提取并同时实现高效降维；签名识别方面，使用基于Hadamard纠错编码方法的ECOC支持向量机多类分类方法，并引入近似概率对ECOC解码进行改进，以提升多类分类器的性能。实验结果表明此方法的可行性和有效性。

数据库与数据挖掘

基于微服务架构的智能化装备维护与管理平台

王一超1，王玉玫2

2018, 0(10):  79.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.016

摘要 ( 165 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了满足部队装备信息监管的需求，本文提出基于微服务架构的智能化装备维护与管理平台。采用分域虚拟化技术、终端射频识别技术等，实现装备数据全链路的监控管理，提出典型的软件部署以及使用模式。通过建设商用与自主可控虚拟化集群，解决了装备维护管理地域分散、安全可靠性问题，提升了装备维护与管理的有效性与效率。


基于SD-WSN的高危仓储无线监测系统

郭 鑫，闫连山，李洪赭，张晓薇

2018, 0(10):  84.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.017

摘要 ( 230 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对高危仓库区域分散和结构复杂的特点，设计一种基于软件定义无线传感网络(Software Defined Wireless Sensor Network, SD-WSN)的高危仓储监测系统。系统由传感节点、控制器和监控软件组成，传感节点根据流表的匹配规则采集环境信息，控制器集中管控路由策略和传感任务，监控软件收集环境数据并图形化显示。同时，终端用户能够根据控制器提供的接口制定传感任务，以更新流表的方式实现节点功能的重新配置。测试结果表明：该系统具有可编程的特点，能够实现对不同安全指标的灵活监测，同时具有良好的通信可靠性。

软件工程

指控系统体系架构的信息质量评估方法

王 祥，樊志强，徐 珞

2018, 0(10):  89.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.018

摘要 ( 93 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着指控系统愈发庞大和复杂，架构在系统的整个生命周期中也愈发重要。因此，指控系统体系架构的效能评估对于提高架构设计阶段的整个系统能力来说是非常必要的。本文提出一种指控系统体系架构的信息质量评估方法。首先提出信息质量模型，包括信息质量的评估和权重分配方法以及综合评估。其次，提供系统地进行体系架构信息质量评估的框架。最后，在框架的基础上，进行一个实验来验证所提出的信息质量评估方法。实验结果表明，本文提出的方法可以基于指控系统体系结构模型有效地评估信息质量，有助于在指控系统体系结构设计阶段识别影响信息质量的关键因素，进而提高系统能力。

自动化测试技术在FADEC控制软件中的应用

熊 波,柏 晗,郝小蕾

2018, 0(10):  94.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.019

摘要 ( 155 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

发动机控制软件具有控制功能的复杂性、变更的频繁性、维护周期的长期性等特点，要求软件测试必须快速有效，这给软件测试带来巨大的挑战。本文通过建立系统测试自动化平台，构建测试用例执行、结果分析、测试覆盖率分析等方面的自动化，最终通过实现回归测试的自动化来提升产品的质量。

网络与通信

面向ZigBee无线传输的跳频扩频技术

郭皓星，闫连山，叶 佳

2018, 0(10):  101.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.020

摘要 ( 191 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

ZigBee技术虽然使设备的快速联网更加方便快捷，但其网络的安全完全依赖于网络密钥并缺乏有效的安全配置选项，导致密钥在设备配对过程中极易泄漏，并因此对用户信息安全造成极大的威胁。本文给出一种基于跳频扩频技术的ZigBee传输方法，该方法通过传输过程中载频的不断跳变使得密钥信息无法被跟踪截获，增强了ZigBee网络安全性。基于该方法，本文建立了QPSK跳频扩频传输系统模型并进行了仿真验证。仿真结果表明，使用跳频扩频技术的QPSK无线传输系统具有良好的可靠性。

移动支付在地铁互联网售票机系统中的应用

区锦荣，徐骏善

2018, 0(10):  106.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.021

摘要 ( 160 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为丰富乘客的购票支付方式，提高出行体验，地铁自动售票机(TVM)系统引入移动支付功能具有一定的必要性。本文分析地铁互联网售票机的软件系统框架，对移动支付功能进行设计，提出移动支付与地铁自动售票机的结合形式和工作流程。根据本方案设计的互联网售票机已经应用到南京地铁自动售检票(AFC)系统中，通过测试验收，验证了该方案的可行性，对其他城市的地铁自动售票机移动支付功能的开发有着一定的参考意义。


基于预留的动态机会路由算法

关学铭，齐先飞，马遥知

2018, 0(10):  111.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.022

摘要 ( 178 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文对无线Mesh网络机会路由进行研究。传统机会路由会导致网络链路负载不均衡、带宽利用率低等问题，而且在候选节点的选择、排序方面会给网络带来负担。针对以上问题，本文提出一种基于预留的动态机会路由算法（BRDOA）。转发节点通过学习候选节点状态提前设定局部节点集合，从而减轻选择候选节点给网络所带来的负担。实验结果表明，使用该算法能够有效地改善网络的吞吐量和时延等，对提高无线网络QoS有显著效果。

数据库与数据挖掘

基于拍卖的数据中心资源匹配算法

王 旭1,2，倪 宏2，韩 锐2

2018, 0(10):  114.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.023

摘要 ( 120 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

云平台数据中心主机与负载均具有异构性，导致任务负载无法均衡利用主机各项资源。主机资源的非均衡利用最终造成总体资源利用率低，主机资源浪费，提高运营成本。针对云平台数据中心任务分配中各项资源无法均衡利用的问题，提出一种基于连续双向拍卖的虚拟机分配与迁移算法。该算法一方面利用多种启发式策略对数据中心主机和虚拟机进行筛选，将过载主机与欠载主机放入数据中心拍卖中；另一方面，构建买卖双方定价策略以及交易策略，形成完整的拍卖流程。同时，为解决多资源情况下的交易问题，提出基于资源匹配度的交易策略。仿真实验表明，文中方法通过引入资源匹配度，能够有效地匹配数据中心主机与虚拟机的各项资源，平衡各类资源利用率，提高整体资源利用率。

基于Petri网的服务流程结构健壮性判定

高 强1，胡 强2

2018, 0(10):  122.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.10.024

摘要 ( 112 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

结构健壮性判定是服务组合领域的一个重要研究问题。已有研究成果通常仅对健壮性进行定性分析，难以精准对服务流程的结构质量进行评价。针对上述问题，本文提出一种基于Petri网的结构健壮性的层次评价方法，建立4个层次的服务流程结构健壮性划分准则，并给出相关判定算法。最后，以网上在线交易服务流程为背景，构建不同级别结构健壮性的流程算例，例证了所提出方法的可行性。