计算机与现代化

肖晚霞1,2，董兴业1,2，林友芳1,2

2019, 0(09): 1. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.001

摘要 ( 145 )

PDF (847KB) ( 96 )

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在恶劣天气和机械故障等原因造成航班不能按照原计划执行时，航空公司需要采取相应的措施对航班进行恢复。本文基于经典的资源指派模型，综合考虑了调整时间、换机、联程拉直、取消航班和调机5种恢复策略，提出一种以最小化加权成本为优化目标的航班恢复模型，并设计一种迭代局部搜索算法。首先用构造-修复启发式方法构造可行解，然后从该初始解出发，在飞机路线对的邻域中进行局部搜索。当陷入局部最优后，对解进行扰动，然后从扰动后的解重新出发进行局部搜索。为了提高搜索效率，同时降低陷入局部最优解的概率，局部搜索过程采用模拟退火算法。实例结果表明，本文提出的模型及算法能够在短时间内对受到影响的大规模航班计划进行恢复。

基于案例推理和规则推理的公安突发事件辅助决策算法

蔡胜胜，卜凡亮

2019, 0(09): 7. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.002

摘要 ( 191 )

PDF (861KB) ( 106 )

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为了提高突发事件发生时公安指挥部门处置决策方案的及时性和科学性，本文提出基于案例推理(Case-Based Reasoning， CBR)和规则推理(Rule-Based Reasoning， RBR)的公安突发事件辅助决策算法。算法根据突发事件的级别、类型和突发事件中的具体数据，如伤亡人数等，通过CBR检索出案例库中同级别同类型的最相似案例，再通过RBR对检索案例的结果进行修正优化使之更适用于突发事件的实际情况。最后通过实例成功地验证了该算法。该算法能够为公安应急预案与辅助决策平台的建设提供参考。

基于离散曲线演化的东巴象形文字特征曲线简化算法

杨玉婷1,康厚良2

2019, 0(09): 12. doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.003

摘要 ( 81 )

PDF (1450KB) ( 57 )

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东巴文是一种十分原始的图画象形文字，作为人类早期图画文字向象形文字、标音文字过渡的文字形式，它既具有图画文字以图表意，又具有现代文字使用简单线条表意的特点。因此，从文字的结构要素入手，通过分析东巴象形文字的构字特点，结合计算机视觉中形状简化的相关研究成果，给出基于离散曲线演化的东巴象形文字特征曲线简化算法。通过大量实验表明，该算法能够有效去除特征曲线中的冗余点及噪音点，突出字符的本质特征，降低相似性度量的计算量，从而为东巴象形文字的检测和识别奠定坚实的基础。

基于SEP协议的最优分簇改进算法

胡乃平，王冬，周艳平

2019, 0(09): 17. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.004

摘要 ( 193 )

PDF (1121KB) ( 98 )

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提出基于SEP协议的最优分簇改进算法。根据SEP协议的分簇结构，采用不同竞争时间、考虑剩余能量因素的区首选举策略将网络区域进行优化分区，从而均衡区内能量消耗；提出结合最优簇首数并考虑普通距离因子等因素选举簇首；有机结合簇内单跳和簇区间转发，区首与簇首进行两层路由传输。利用Matlab对所提改进算法进行仿真分析，结果表明，这种基于SEP的改进算法（P-SEP）与SEP、基于新型聚类的非均匀成簇NHRPNC相比，有效地降低了传感器节点的平均能耗，从而延长了网络生命周期。

基于最小二乘支持向量回归的水质预测

刘红梅1，徐英岚1，张博2，李荣1

2019, 0(09): 31. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.006

摘要 ( 137 )

PDF (699KB) ( 106 )

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水质系统是一个开放的、复杂的、非线性动力学系统，具有时变复杂性，针对水质预测方法的研究虽然已经取得了一些成果，但也存在预测精度与计算复杂度等难题。为此，本文提出一种基于最小二乘支持向量回归的水质预测算法。支持向量机是机器学习中一种常用的分类模型，通过核函数将非线性数据从低维映射到高维空间，在高维空间实现线性分类和回归，最小二乘支持向量回归（LS-SVR）利用所有的样本参与回归拟合,使得回归的损失函数不再只与小部分支持向量样本有关，而是由所有样本参与学习修正误差，提高预测精度；同时该算法将标准SVR求解问题由不等式的约束条件及凸二次规划问题转化成线性方程组来求解，提高了运算速度，解决了非线性复杂特性的水质预测问题。

水利信息知识图谱的构建与应用

冯钧，徐新，陆佳民

2019, 0(09): 35. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.007

摘要 ( 875 )

PDF (1521KB) ( 155 )

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近年来知识图谱技术作为一种用于描述客观世界中概念、实例及其关系的新方法，得到了人们的广泛关注，利用知识图谱可以有效拓展搜索结果的广度。目前水利行业采用的基于关键字的搜索技术难以利用对象间关系进行信息检索。为此，本文首先提出一种面向水利对象数据的知识图谱构建方法，用以实现水利信息知识图谱的构建。然后，提出基于推理规则的知识推理方法，利用隐藏在水利信息知识图谱中的知识实现智能数据检索。最后，将上述技术应用于水利领域，实现水利信息知识图谱构建与检索系统。通过该系统可以有效利用水利对象之间的关系，充分发挥水利信息资源的价值。

针对PLC访问控制的安全分析

缪思薇1，余文豪1，姚峰2，高婧3

2019, 0(09): 41. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.008

摘要 ( 278 )

PDF (678KB) ( 132 )

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可编程逻辑控制器（Programing Logic Controller， PLC）是一种很常见的工业控制系统（Industrial Control System， ICS）设备，用于接收和处理输入设备的数据以及对输出设备进行控制。作为工业控制系统中的核心设备，PLC一直是攻击者的首选目标，例如针对ICS的“震网”病毒，其主要攻击目标就是PLC。目前，大多数针对PLC的攻击都源于PLC的未授权访问。为了提高PLC设备的安全性，本文对PLC访问控制问题进行研究，对几种访问控制模型进行讨论，其中基于密码的访问控制模型是本文研究的重点，通过使用流量分析和暴力破解的方法，对PLC基于密码的访问控制机制进行安全性分析，展示如何将密码存储在PLC内存中、如何在网络中拦截密码、如何破解密码等。并通过这些漏洞，对ICS系统发起更高级的攻击，例如重放、PLC内存损坏等。最后，针对上述安全问题，本文给出安全防护建议以及总结。

基于云平台的区块链组网方案及数据共享存储机制

袁敏夫，李引，陈胜俭，郑翔蔚

2019, 0(09): 46. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.009

摘要 ( 285 )

PDF (1293KB) ( 168 )

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为解决在区块链上进行数据存储和共享过程中面临的交易确认效率低以及存储空间利用率低的问题，本文提出一种基于云平台部署的区块链组网方案以及与其适配的数据共享存储方案。首先，通过对传统的全连接区块链组网进行分解和重构，形成一种基于子网的非全连接组网方案，将交易确认的范围限定在有限的节点之内；其次，通过将数据依次划分为事务数据-敏感状态数据-非敏感状态数据3个层次进行管理，节点只保存与状态转移相关的事务数据以保障不可篡改性，状态数据则在云平台上实现不同程度的共享存储，最大限度优化了存储空间。实验结果表明，该方案可为区块链中可信数据的存储和共享提供新的思路。

一种面向软件定义移动自组网的拓扑发现方法

耿岚岚1，孙延涛2，戴松1

2019, 0(09): 53. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.010

摘要 ( 179 )

PDF (1464KB) ( 115 )

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移动自组网在传统的分布式组网方式下难以满足复杂的业务需求对网络QoS及安全性的高要求，基于SDN的移动自组网架构(SD-MANET)的提出为解决该问题提供了有效的解决思路。在SD-MANET中，拓扑发现是控制器进行流量调度与安全性控制的前提。本文提出一种面向SD-MANET的拓扑发现方法，其主要思想是：利用连通支配集算法生成骨干网络，由骨干节点将局部拓扑信息通过上行通路上报给SDN控制器，控制器根据收集到的邻接信息计算出全网拓扑。本文方法通过限制向控制器上报局部拓扑信息的节点数量来降低拓扑信息收集过程中产生的额外开销。仿真结果表明，该方法能够准确地生成并维护网络拓扑，且具有较小的控制开销。

基于关键节点的网络热点信息抽取

李盼1，李宜广2，徐春1

2019, 0(09): 60. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.011

摘要 ( 144 )

PDF (971KB) ( 111 )

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首先通过实验论证社交网络关键节点对热点信息的产生、传播、引导具有重要作用。在此基础上，关键节点的热点信息按如下方式进行处理:1）对单条信息进行分词处理,得到其切分词集合，滤出其中无意义的切分词；2）将得到的切分词进行重新拼接，滤除其中无意义拼接序列，得到单条热点信息的摘要；3）合并同一含义的热点信息摘要，得到热点信息摘要集合，即为网络热点信息。通过上述一系列的操作，较大幅度地提升了热点信息抽取的准确性和全面性，在社交网络上得到了良好的验证结果。

基于TF-IDF的新型广播电视节目协同推荐流程

谢浩然1，卫巍2，杨志辉3，邓居智1，葛坤朋1

2019, 0(09): 65. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.012

摘要 ( 156 )

PDF (1500KB) ( 155 )

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伴随着互联网技术的快速发展和应用拓展，三网（因特网、电信网、广播电视网）融合为传统广播电视媒介带来了发展机遇。但随着数据规模的增长，现有推荐算法对多“目录”广播电视用户精准推荐的效果并未达到预期要求，具有较为明显的不足。本文针对用户之间的相似关系和产品之间的相似度，分别用皮尔逊相关系数、基于TF-IDF的余弦相似度与协同推荐构建了2种可以对新型广播电视用户精准推荐的算法流程，并能够得到产品的准确分类与精准投放。

一种超宽带相控阵天线单元设计

侯建春1,2,赵凤军2,吴亮2,袁诚1,2

2019, 0(09): 72. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.013

摘要 ( 237 )

PDF (2952KB) ( 110 )

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为了提高相控阵天线的超宽带和宽角扫描性能，提出一种新型全金属Vivaldi天线阵元。利用仿真软件CST对Vivaldi天线阵元建立模型、仿真与优化，最终该天线在2~18 GHz的频段内，其VSWR≤2，具备超宽带特性；针对扫描盲区的问题，提出下宽上窄的创新型侧面结构，优化电流路径，消除扫描盲区，最终可实现全频带范围内±45°的宽角扫描特性。仿真结果表明，该天线具有超宽带、宽角扫描的特性，可以满足作为超宽带宽角扫描相控阵天线单元的要求。

基于宽度学习的智能电网数据服务器流量异常检测算法

杨永娇，邱宇，占力超

2019, 0(09): 77. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.014

摘要 ( 152 )

PDF (2280KB) ( 127 )

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电力系统的信息网络是电力行业长久持续有效运行下的重要组成部分，而智能电网中电力网与信息网耦合下的复杂网络结构给信息通讯网络安全中的流量异常检测带来了巨大的挑战。传统机器学习算法与新兴的深度学习算法在解决流量异常检测问题领域往往存在着检测准确度低、实时性差等缺陷，而结合宽度学习与质量管理图的流量异常检测流程则有着训练速度快、准确性高、实时性强的优势，在一定程度上可以满足智能电网服务器流量异常检测需求，从而达到提升电网信息安全的目的。

基于增强多重注意力机制的深度神经网络的细粒度检测

周晨轶，冯宇，徐亦白，卢杉

2019, 0(09): 83. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.015

摘要 ( 147 )

PDF (1438KB) ( 131 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

现有的基于注意力机制的细粒度图像识别方法大多都没有考虑目标局部的相关性，而且以往大多数方法都用多阶段或者多尺度机制，导致效率不高且难以端到端训练。本文提出的方法能调节不同输入图像的不同部位的关系。基于上述思路的注意力机制的方法去学习每幅图的每个关注区域特征，再用增强多重注意力机制强化这一效果，让同类别图像具有类似的注意力机制，而不同类别的图像具有不一样的注意力机制，同时也能够进行端到端训练。

基于改进Faster R-CNN的SAR船舶目标检测方法

岳邦铮1，2，韩松2

2019, 0(09): 90. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.016

摘要 ( 306 )

PDF (3488KB) ( 416 )

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合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）船舶检测在海洋交通监控中发挥着重要作用，传统SAR目标检测算法一般利用目标与背景杂波之间的对比度差异进行检测，在近岸海域等复杂场景下检测效果较差。为了提高在复杂场景下的检测性能，本文提出一种基于改进Faster R-CNN的船舶检测方法，在分析不同特征分辨率对检测性能影响的基础上，结合VGG的思想与扩张卷积设计一个适用于SAR船舶目标检测的特征提取网络，以提升对小型船舶目标的检测能力。另外，根据sentinel-1A数据集中目标尺寸分布选取小尺寸anchor，并通过去除冗余anchor，将检测速度提升了一倍。在sentinel-1A数据集上的实验证明本文提出的算法能够快速、有效地从复杂场景SAR图像中检测出船舶目标。

基于BSSRDF模型回归人脸皮肤实时渲染

曹莹，刘惠义，钱苏斌

2019, 0(09): 96. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.017

摘要 ( 246 )

PDF (1793KB) ( 109 )

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基于三层材质模型，利用双向表面散射反射分布函数，模拟光线在皮肤表面的散射效果。提出一种采用径向基函数神经网络对次表面散射剖面进行拟合的方法，以实现人脸皮肤真实感实时渲染。使用离线渲染的方式进行预计算，获取训练数据，进行训练，代替传统的渲染方式。实验证明，本文方法能有效减少冗余数据,以较快的速度收敛,并且很好地拟合离线渲染的结果。

基于虚拟现实技术的模具教学系统研究与开发

魏克俊

2019, 0(09): 102. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.018

摘要 ( 124 )

PDF (1939KB) ( 88 )

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主要阐述一种虚拟现实技术，设计一套完整的虚拟现实模具教学系统。教学系统为模具装配与调试定制,完全按照模具装配过程工况以及操作需求设计，同时保证使用过程的友好与稳定。构建了整套大型覆盖件模具装配与调试数据库。使用者在操作的过程中基于虚拟现实环境，高效而又准确地实现设计理念，彻底摆脱有理念而无法快速在常规软件中实现的难题。如果此系统应用于高职高专的教学中，学生能快速获取相关知识，增加学生参与兴趣，从根本上解决模具教学的枯燥性。

基于子孔径的多项式拟合优化PACE运动补偿方法

元棪1，李和平2

2019, 0(09): 106. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.019

摘要 ( 134 )

PDF (5163KB) ( 69 )

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机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)的平台在飞行过程中由于受各种因素影响无法保持匀速直线运动而引入相位误差造成图像的散焦。PACE算法作为一种基于图像的自聚焦方法虽然具有聚焦效果好、鲁棒性高和能估计高频误差的优点，但是运算的高复杂度限制了其在一些实时性要求较高场合的应用。为了提升PACE算法的运行效率，本文提出一种优化PACE算法实现原PACE算法与基于子孔径划分的多项式拟合PACE算法的结合，详细论述了新算法的工作原理和实现过程，最后通过在真实数据上将优化PACE算法与原PACE算法进行对比，验证了优化PACE具有和原PACE算法接近的补偿效果和更少的运算时间。

基于计算机虚拟样机技术的轿车悬架性能研究

陈鹏飞1，2，冯金芝1，2，刘书帆1，2，王斌1，2

2019, 0(09): 112. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.020

摘要 ( 128 )

PDF (4975KB) ( 72 )

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采集广德试车场操纵性与平顺性试验环路的道路载荷谱，利用nCode软件对道路载荷谱进行编辑与处理，得到随机短波路、沥青振动带等多种不同路面的道路载荷，导入ADAMS中进行悬架动态仿真。因为传统的基于静态K&C特性分析的系统参数设计不足以满足复杂工况下整车对悬架的性能要求，而动态K&C试验具有更精确的响应结果，更能反应悬架的实际使用状态。最终在动态K&C试验台进行试验，对比动态、静态与台架试验的结果，验证了动态K&C仿真与试验结果更加接近，具有更精确的仿真结果。所以，对汽车悬架的动态特性研究对工程应用具有一定的帮助作用。

基于YOLO v2与OTSU的中低速磁浮接触轨连接板螺钉松动识别

陈健雄，宁航

2019, 0(09): 118. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.021

摘要 ( 129 )

PDF (2051KB) ( 74 )

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针对中低速磁浮接触轨连接板螺钉松动识别的问题，提出一种基于YOLO v2网络和OTSU的识别方法。首先采用YOLO v2网络定位连接板，然后在连接板区域上进一步定位螺钉头部；通过OTSU实现螺钉头部和连接板边缘的精确分割，根据螺钉头部宽度归一化螺钉头部至连接板距离，以此判别螺钉状态。实验结果表明，本文方法能准确地识别连接板螺钉的松动。

基于Faster R-CNN模型的传送带药盒与空位检测方法

张瑞勋1，邵秀丽2，骆圣丽2，周洪雨2

2019, 0(09): 122. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.022

摘要 ( 202 )

PDF (2029KB) ( 96 )

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制药企业为了判断传送带药盒的拥堵情况，需要对传送带上的药盒和空位进行定位，但人工方式效率低下，实时性差。在此背景下，结合Faster R-CNN模型，提出传送带目标检测方法。基于传送带图像构建模型训练集和测试集，将训练集通过ZFNet卷积神经网络计算卷积特征，并利用RPN(Region Proposal Network)生成精准的候选区域，在此基础上基于Faster R-CNN模型在候选区域上进行分类和回归，计算得到药盒与空位矩形框。通过使用测试集测试模型进行目标标注并计算出概率，结果表明，本方法对传送带目标的检测准确率良好。

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