当期目录

2019年 第0卷 第07期    刊出日期：2019-07-05

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人工智能

基于分解的多目标花朵授粉算法

陈泯融，黄广敬

2019, 0(07):  1.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.001

摘要 ( 133 )  

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在过去几十年里，许多多目标进化算法被广泛应用于解决多目标优化问题，其中一种比较流行的多目标进化算法是基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)。花朵授粉算法是一种启发式优化算法，但迄今为止，花朵授粉算法在基于分解的多目标进化算法领域的研究还非常少。本文在基于分解的多目标进化算法的框架下，将花朵授粉算法拓展至多目标优化领域，提出一种基于分解的多目标花朵授粉算法(MOFPA/D)。此外，为了保证非支配解的多样性，本文提出一种基于网格的目标空间分割法，该方法从找到的Pareto最优解集中筛选出一定数量且分布均匀的Pareto最优解。实验结果表明，基于分解的多目标花朵授粉算法在收敛性与多样性方面均优于基于分解的多目标进化算法。

基于Self-Attention模型的机器翻译系统

师岩，王宇，吴水清

2019, 0(07):  9.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.002

摘要 ( 200 )  

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近几年来神经机器翻译（Neural Machine Translation, NMT）发展迅速，Seq2Seq框架的提出为机器翻译带来了很大的优势，可以在观测到整个输入句子后生成任意输出序列。但是该模型对于长距离信息的捕获能力仍有很大的局限，循环神经网络（RNN）、 LSTM网络都是为了改善这一问题提出的，但是效果并不明显。注意力机制的提出与运用则有效地弥补了该缺陷。Self-Attention模型就是在注意力机制的基础上提出的，本文使用Self-Attention为基础构建编码器-解码器框架。本文通过探讨以往的神经网络翻译模型，分析Self-Attention模型的机制与原理，通过TensorFlow深度学习框架对基于Self-Attention模型的翻译系统进行实现，在英文到中文的翻译实验中与以往的神经网络翻译模型进行对比，表明该模型取得了较好的翻译效果。

软件工程

基于边缘计算的新型数据处理系统

王少强,王宇

2019, 0(07):  15.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.003

摘要 ( 199 )  

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分析现有云计算模型所存在的问题，即实时性、隐私保护、能耗等方面的问题。然后探讨边缘计算模型的概念以及其相对于云计算模型的优势，提出新型数据处理系统的系统架构，设计实现数据处理系统的运行及调度策略,结合具体实例,验证所实现的功能。最后，对基于边缘计算的新型数据处理系统的应用前景及改进方向进行讨论。

基于变量决策层的启发式变量选择策略

刘姚，宋振明

2019, 0(07):  20.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.004

摘要 ( 102 )  

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启发式分支策略是SAT求解器中不可或缺的一部分，直接影响求解器的效率。早期的启发式分支决策需要遍历整个子句数据库，效率比较低。随着独立变量状态衰减和（Variable State Independent Decaying Sum, VSIDS）分支策略的出现，SAT求解器的效率有所提高，但VSIDS策略以及它的延伸策略中变量的增量都只是与变量的冲突次数有关，没有考虑变量的决策层在分支策略中的影响。因此当发生冲突时，如果与冲突有关的变量的得分相同而决策层不同时，对于变量的选择就具有随机性。基于此，本文在阐述变量的决策层的重要性之后在VSIDS策略的基础上，提出一种基于变量决策层的启发式变量选择策略——HSVDL策略。然后通过实例显示HSVDL策略在变量决策阶段选择决策层低的变量的可能性比选择决策层高的变量的可能性要大，而且得分比较小，减少了内存的占用。最后通过实验表明HSVDL策略能够求解出更多的实例，求解器的效率也有所提高，说明该策略有一定的优势。

基于Kubernetes的水平弹性扩缩容系统

屠雪真1，杨海潮2

2019, 0(07):  25.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.005

摘要 ( 242 )  

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Kubernetes的诞生，降低了应用开发者对基础架构和运维团队的依赖，为其提供了强大的工具来编排和调度容器及虚拟机，已经成为分布式集群系统开发及管理的事实标准。Kubernetes通过核心组件HPA（Horizontal Pod Autoscaler）监测集群中CPU和内存的使用情况，并依据这些指标来对微服务集群进行扩容和缩容。但是这些简单的度量指标不能满足实际应用的扩缩容诉求，虽然在社区的最新版本中已经做出了改进，实际效果依然差强人意。本文在原生平台的基础上，设计一种叠加的弹性扩缩容系统E-HPA，可以通过灵活简易的配置方式提供丰富的用户可定制的度量指标，弥补Kubernetes在水平弹性扩缩容方面的缺陷和不足；阐述该系统的设计思想和具体实现细节，并以电信业务应用为例，验证其实验效果。

图像处理

基于形态学的高斯模型和八邻域帧差法混合运动目标检测算法

杨树国1，和文静1，刘银玲1，马琢麟1，胡帅2

2019, 0(07):  32.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.006

摘要 ( 123 )  

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针对视频中运动目标的提取问题，提出一种基于形态学的高斯模型和八邻域帧差法相融合的提取算法。该算法首先将视频中某些帧转化为灰度图，建立以混合高斯分布为基础的统计模型，并结合八邻域帧差法提取出运动目标的大致轮廓，然后利用自适应更新的高斯模型算法进行精确的减除，最后再进行形态学处理，从而使检测出的运动目标更加清晰完整。实验结果表明，该算法对含有低速运动物体、阴影较多的视频提取效果较好，具有很好的鲁棒性。

基于K-means聚类和LVQ神经网络的 OLED缺陷像素识别

纪艳玲1,林志贤1,唐谦1,郭太良1,唐彪2

2019, 0(07):  37.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.007

摘要 ( 204 )  

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提出改进的K-means聚类分割和LVQ神经网络分类的方法，用于有机发光二极管显示面板喷墨打印制程中缺陷像素的识别。首先采用改进的K-means聚类算法对预处理后的打印像素进行分割，然后采用连通域水平矩形确定每一个打印像素的坐标及几何特征，再通过灰度共生矩阵提取其纹理特征，最后通过LVQ神经网络对所述特征进行分类，完成缺陷像素的标记及分类统计。结果表明，本文算法的识别率明显优于其他常用分类识别算法，平均缺陷检测率为100%，分类准确率达到98.9%，单像素检测时间为8.3 ms。

一种基于改进NMS的牛脸检测方法

苟先太，黄巍，刘琪芬

2019, 0(07):  43.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.008

摘要 ( 127 )  

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针对牲畜牛身份认证的多牛脸检测场景，本文给出一种基于改进Faster R-CNN的牛脸检测方法。使用Inception v2替换ZF网络作为Faster R-CNN的基础网络，模型精度得到显著提升；针对多牛检测场景对NMS（Non-Maximum Suppression）进行相应优化，使模型的召回率得到显著提升。通过和其他目标检测模型对比实验，本文的改进模型在精确率和召回率上均优于其他模型。

动态人脸表情合成的模型特征驱动算法综述

陈松，袁训明

2019, 0(07):  47.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.009

摘要 ( 139 )  

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分析人脸模型的动态表情合成方法并依据它们内在特点进行分类描述。尽管这个领域已经存在较多文献，但是动态人脸表情合成仍然是非常活跃的研究热点。根据输出类型的不同，分类概览二维图像平面和三维人脸曲面上的合成算法。对于二维图像平面空间合成人脸表情主要有如下几种算法：主动表情轮廓模型驱动的人脸表情合成算法，基于拉普拉斯算子迁移计算的合成方法，使用表情比率图合成框架的表情合成算法，基于面部主特征点offset驱动的人脸表情合成算法，基于通用表情映射函数的表情合成方法和近来基于深度学习的表情合成技术。对于三维空间人脸合成则主要包括：基于物理肌肉模型的合成，基于形变的表情合成，基于三维形状线性回归的表情合成，基于脸部运动图的表情合成和近来基于深度学习的三维人脸表情合成技术。对以上每一种类别讨论它们的方法论以及其主要优缺点。本工作有望帮助未来研究者更好地定位研究方向和技术突破口。

一种结合区域检测和语义分割的SLAM技术

王文，徐亦白，卢杉，冯宇

2019, 0(07):  55.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.010

摘要 ( 326 )  

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提出一种结合区域检测和语义分割的即时定位和建图（SLAM）技术，通过引入高精度图像描述子SIFT来实现前端视觉里程计（VO）过程中帧间像素匹配的精度。为了降低引入操作带来的计算复杂度，设计一个实时区域检测算法，在相邻帧间检测大致相似的ROI(Region of Interest)关键区域，使得SIFT描述子的提取和匹配只在ROI区域内完成，其余区域仍旧采用精度略低、效率更高的ORB算子。同时，为了提高后端BA(Bundle Adjustment)的精度，减少累积误差，结合语义图，在原有的基本投影误差函数上添加一个语义误差。该语义图采用实时语义分割算法完成，同时只针对ROI区域进行分割。通过与原SLAM方案对比实验，表明本文提出的方法，在提高一定精度的同时，仍能满足SLAM实时定位和建图的要求。最后，在电力作业场景下验证了该方案的效果。

基于实验室安保服务型机器人的人脸识别

黄武飞1，曾吉昌1，黄锦权1，李思寒1，陈育均1，陈钊1，郑志硕1,2

2019, 0(07):  61.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.011

摘要 ( 99 )  

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设计一个用于机器人的人脸识别系统。该系统先通过摄像头捕捉人脸图像，在计算机上完成人脸识别，最后对机器人发送指令。识别过程是提取摄像头捕捉的人脸特征和数据库中人脸特征的128维向量进行欧氏距离计算，通过欧氏距离的计算结果进行判定。实现该系统所用的平台和硬件标准不高，且识别效果良好、构造简单方便，因此可应用范围广。

信息系统

省级电网智能变电站二次设备在线监视与故障诊断系统

谢民1，邵庆祝1，王同文1，邵尤慎2，王海港1，俞斌1

2019, 0(07):  65.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.012

摘要 ( 119 )  

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为满足电网运行和智能调度对二次设备信息的需求，安徽省调试点建设了省级电网智能变电站二次设备在线监视与故障诊断系统，实现继电保护装置远程巡视与运维、状态监视与预警、缺陷故障诊断及动作行为分析。本文结合系统试点与应用实践，深入分析硬软件架构和功能模块的建设需求和实现思路，并针对系统在逐步推广过程中需要关注的技术问题提出展望。本系统的建设应用，为调度人员快速处理电网故障提供决策依据，对智能变电站二次设备故障消缺和状态检修工作开展提供有效的技术支撑。


基于ANP-SVM算法的智能变电站过程层网络故障分类

张开延1,2，潘杨3，娄季朝4

2019, 0(07):  72.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.013

摘要 ( 123 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对现有的智能变电站过程层网络故障分类所面临的效率低下、数据集噪音等问题，提出一种基于ANP-SVM的过程层网络故障分类算法。该算法首先利用改进的分离间隔法对SVM进行核参数以及误差参数的优化选取，然后将经过抗噪声处理的样本数据输入优化后的SVM，从而使得分类更加精确、高效。实验结果表明，本算法在过程层网络故障分类中具有较好的性能。

内蒙古电力营销数据智能搜索引擎

刘雁行，米佳，韩雪，孔繁春

2019, 0(07):  78.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.014

摘要 ( 100 )  

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随着内蒙古多年以来的电网建设以及信息化建设，电力营销对数据整合能力以及信息搜索速度要求越来越高，因此，在电力公司对数据搜索能力进行提升的需求下，本文就如何对目标数据进行快速搜索，提出一套智能搜索引擎的总体架构。
该引擎在架构上采用分布和集中相结合的模式，并通过对数据库索引建立方法的改进，以及对由遗传算法演化而来，具有自适应能力的索引算法的改进，使得该基于大数据的营销数据智能搜索引擎提供的智能化营销数据搜索方式极大提高了检索速度以及结果准确度，成为营销业务处理过程中不可或缺的用户助手。

网络与通信

基于全局流形结构的半监督学习室内定位算法

李世宝，王升志，张鑫，陈海华，刘建航，何怡静

2019, 0(07):  82.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.015

摘要 ( 116 )  

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针对传统基于WLAN的指纹定位方法中，因需要密集采集参考点标记数据带来的指纹库构建工作开销大的问题，提出一种基于全局特征保持的半监督流形对齐指纹库构建算法。该算法仅利用少量采集时间开销大的标记数据，结合大量易采集的未标记数据，通过求解流形对齐目标函数，实现对未标记数据的位置标定，减少指纹库构建的消耗。同时，运用测地线距离得到全局流形结构以充分挖掘少量标记数据中的对应特征，提升在少量标记数据情况下构建的指纹库精度。真实场景的实验结果表明，所提算法可以显著降低离线指纹库的构建开销，同时可以取得较优的定位精度。


带层次网络结构的业务系统层次组织结构发现

熊永芳,林友芳,武志昊

2019, 0(07):  88.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.016

摘要 ( 142 )  

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业务系统架构图是运维人员维护数据中心的重要工具之一，自动化架构梳理能显著提高运维效率。业务系统架构图是一种具有层次网络的结构，因此对于这种层次组织结构发现问题，不仅需要发现集群分组还需要定位集群在系统架构图中的层次位置，因为集群分组发现的质量直接影响到集群层次定位，因此精准的集群分组发现至关重要。社区发现有助于揭示复杂网络结构中个体相互之间的关系，但业务系统中的服务器集群不符合传统社区基于密度的社区定义，因此本文提出一种根据服务器的功能进行集群发现并定位集群层级的功能集群定位方法（Functional Cluster Positioning, FCP），根据服务器连接、属性相似性，构建服务器相似度网络，该网络体现出的集群特性符合传统社区的定义，因此可以借助传统社区的方法进行集群分组发现，然后基于业务流势确定服务器集群在业务系统中的功能层次，从而实现业务系统层次组织结构发现。在真实数据集上的实验结果表明，本文提出的FCP方法在数据中心的业务系统中可以自动、准确发现系统的层次组织结构。

基于移动群智感知的极端驾驶行为感知方法

翟书颖1，李茹1，郭阳2

2019, 0(07):  97.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.017

摘要 ( 106 )  

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为提高驾驶安全性，减少交通事故的发生，本文提出一种基于移动群智感知的极端驾驶行为识别方法。对收集到的用户智能手机相关传感器的数据进行预处理，进而利用动态步数检测和随机森林等方法来识别乘客的用户情境信息。针对不同的极端驾驶行为，选取不同位置乘客的智能手机来进行数据的收集，综合考虑乘客的手机放置位置因素所造成的相关影响，实现多特征融合的极端驾驶行为感知。针对不同位置的乘客所感知的结果不一致问题，提出采用贝叶斯投票模型来解决。通过真实数据实验，结果表明本文方法能够有效地识别出司机的极端驾驶行为。


同轨行走可完成交汇的服务机器人巡航系统

陈华珍，夏国清，陈泽锋

2019, 0(07):  104.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.018

摘要 ( 84 )  

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服务型巡航机器人在交通和运载等领域的影响非常大，业内对于服务型机器人的研发力度不断增长。针对目前服务型机器人自巡航策略的问题，提出一种基于MK60FX512VLQ15微控制器的同轨异向可交汇行走的服务型机器人自巡航系统。该系统通过摄像头采集路径图像经MK60FX512VLQ15微控制器处理实现路径规划，采用超声波测距模块实现机器人之间的安全距离控制，通过蓝牙2.0进行机器人之间的实时通信，实现机器人间的相互交汇。同时采用QT Creator软件开发一款上位机软件，实现机器人的图像处理分析以及远程在线调试参数。实验结果表明，该系统的寻轨服务在复杂场景下，能够有效地在指定路径实现机器人间的互相交汇行走。


信息安全

医疗大数据及隐私泄露

尚靖伟1,2，姜茸1,2，胡潇涵1,2，施明月1,2

2019, 0(07):  111.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.019

摘要 ( 164 )  

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大数据中的医疗大数据与人类的健康生活息息相关，随着大数据的发展、信息化的加快，医疗卫生信息平台、数字化的医疗设备与仪器迅速普及，导致医疗领域内的数据呈爆炸式增长，且类型繁多、关系复杂。敏感的医疗数据安全问题同样备受关注。医疗数据在为人类的健康提供帮助的同时，保护相关联的敏感数据越来越成为学者、从业者和普通大众所关注的热点。本文从大数据的基本概念入手，通过对现阶段隐私泄露及医疗大数据的相关研究进行分析，结合大数据领域的相关研究对当前隐私泄露行为、保护技术等问题进行分类阐述，希望能为本领域学者的进一步研究有所启示和帮助。

基于信任的动态多级访问控制模型

张芃,周 良

2019, 0(07):  116.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.020

摘要 ( 127 )  

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针对传统基于角色的访问控制(Role-Based Access Control, RBAC)系统中的访问资源共享伸缩性有限、安全性不足及权限需预先设定分配等问题，为了提高权限控制的兼容性，细化访问控制粒度，本文提出一种基于信任的动态多级访问控制模型(Trust-Based Dynamic Multi-level Access Control Model, TBDMACM)，通过用户的静态角色及动态信任度获得相应的权限授权，保证数据机密性和访问过程安全可控。实验结果表明，这种访问控制方式能够有效地防止恶意访问，较好地解决系统权限伸缩性问题。


一种前后端数据交互的安全机制

巫万坚1，吴小勇2

2019, 0(07):  122.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.07.021

摘要 ( 159 )  

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传统的前后端一体化模式已经发展为目前较为普遍的前后端分离模式。虽然前后端分离框架解决了组件之间耦合性强的问题，但是少有提及与安全性相关的描述。针对现有技术的优缺点，基于RSA和AES算法本身的特性，研究设计一种前后端数据交互的安全机制，通过RSA和AES混合加密并转码的方式增强数据传输中的稳定性和安全性，并使用散列算法的不可逆性验证数据的正确性，将算法密钥的相关业务逻辑抽离出来，形成一个单独的密钥管理服务。