计算机与现代化

刘华宝

2016, 0(6): 1-6，11. doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.001

摘要 ( 272 )

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针对突发性水利灾害监控中存在的问题，提出一种便携式实时传输系统。数据采集由传感器和嵌入式摄像机组成，通过数据监控模块与4G模块之间的连接和通讯，结合移动无线传输和Internet技术，实现水情监测的自动化和无线化。本系统可置于大多数突发灾害的位置,并且使用方便、成本较低、数据传输稳定，有利于解决监控盲点问题。
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基于混沌人工蜂群的云计算任务调度算法

姜凯

2016, 0(6): 7-11. doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.002

摘要 ( 181 )

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任务调度是云计算研究的核心问题之一。为提高云计算资源调度的效率，提出一种基于混沌人工蜂群思想的云计算任务调度算法ICABC。在雇佣蜂阶段、观察蜂阶段和侦察蜂阶段，ICABC算法充分利用混沌思想的遍历性产生新解，使邻域搜索过程具有避免陷入局部极小的能力，并最终获得全局最优解。同时，在观察蜂阶段，引入了基于混沌搜索的锦标赛选择方法，增加了种群的多样性，在一定程度上避免“早熟”现象的产生。最后，在CloudSim仿真平台上进行了实验。实验结果表明，改进后的ICABC算法能够改善算法的收敛速度和精度，是一种有效的云计算调度算法。
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基于k均值的监控视频热度云存储研究

张超1,2,郭会明2,张宏2

2016, 0(6): 12-15. doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.003

摘要 ( 249 )

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通过对基于Hadoop的视频存储架构进行分析,提出一种面向智能化的双Hadoop集群存储架构。本文算法基于k均值预测监控视频热度，并根据平安城市监控特点对视频备份数进行调整，从而可提高设备利用率，加快视频文件检索以及智能化分析速度。
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基于移动通信技术的地质灾害监测系统

黄虎，吴一，杨丁，陈小波

2016, 0(6): 16-18,102. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.004

摘要 ( 290 )

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为达到野外地质灾害监测无人化的目的，采用SIMCOM公司的SIM900A模块设计地质信息监测一体化系统。该系统实现对温度、压力、雨量、偏移量等地质参数的采集，并且控制SIM900A完成自动发送信息，由指定的计算机进行处理和存储，工作人员最后对存储的数据进行分析，从而实现无人化监测。
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基于源码变更分析的程序中间代码生成技术

黄海汇1,陈雨亭2

2016, 0(6): 19-23,25. doi:doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.005

摘要 ( 208 )

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当前存在很多针对程序中间代码变更进行的程序增量分析、验证技术。为更有效地在实际中应用这些技术，如何获取程序中间代码的变更信息成为一个关键研究问题。本文主要研究通过提取源码的变更，将源码变更映射至中间代码变更的新的程序中间代码生成技术IRChange。IRChange基于Clang和LLVM中间代码，在源码中添加标记，在程序编译过程中传递变更标记；进一步地，将变更前中间代码与变更标记进行合成，以生成新的中间代码。实验结果表明，本文所获取的带增量信息的中间代码不仅具有较高正确性，且可以用于中间代码的差异分析，为增量程序分析、验证提供便利。
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FreeRTOS动态软件模块

陈紫卿，孙昕

2016, 0(6): 24-28. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.006

摘要 ( 614 )

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FreeRTOS作为一种开源的轻量级多任务实时操作系统，被广泛应用在各种嵌入式仪器和设备中，但该操作系统不支持软件模块的动态加载，这限制了它的灵活性和扩展性。本文在详细分析ELF文件符号重定位原理的基础上，通过修改FreeRTOS任务的内存布局，并在其内核中添加ELF文件加载器，实现软件模块的动态加载和卸载功能。程序在STM32平台上的测试结果表明，软件模块能够在系统运行时被动态加载入内存，并成功被FreeRTOS内核调度执行。
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基于模型的综合航电平台初步设计

张潇，王立松，让涛

2016, 0(6): 29-35,39. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.007

摘要 ( 256 )

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现代航电系统越来越复杂，平台设备越来越多，依赖于IMA集成者经验的资源分配方法易出错且不方便检验。本文提出一种基于模型的综合航电平台初步设计方案。系统结构模型根据系统结构元模型进行定义，平台结构模型根据平台结构元模型进行定义，系统和平台结构模型具有特定格式，使得结构定义更加清晰规范，进而为分配约束的提取、分配方案的验证提供了条件。从普通需求及从安全性需求提取资源分配的约束，并将约束转化约束求解器ILOG输入格式OPL进行求解，对得到的候选分配方案进行安全性分析，判断是否接受此分配方案。最后对座舱显示系统进行实例分析，结果验证了所提方法的实用性和有效性。
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基于支持向量机的心音信号自动识别

郭春璐,岳小冰

2016, 0(6): 36-39. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.008

摘要 ( 365 )

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心音信号识别对心血管疾病的诊断具有重要意义，为了提高心音信号的识别性能，提出一种基于支持向量机的心音信号自动识别方法。首先采用小波分析对心音信号进行降噪预处理，然后提取心音信号的Mel频率倒谱系数作为心音信号特征，最后采用支持向量机建立心音信号分类器，对采集心音信号数据的识别性能进行验证。实验结果表明，本文方法的心音信号平均识别率高达93%以上，可以准确识别正常和各种异常的心音信号。
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基于单片机的酒店节能用电控制装置设计

伍世云,王益艳

2016, 0(6): 40-43,48. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.009

摘要 ( 246 )

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对酒店用电系统进行智能化控制，设计一款基于单片机的节能用电控制装置。该装置以单片机AT89C51为主控芯片，分为走廊、过道等公共区域节能用电控制和客房节能用电控制2个模块。通过光敏电阻、热释电红外传感器、步进电机的巧妙配合，完成光照度和人体存在信息的采集。这种新装置真正达到了在公共区域“人在灯亮，人走灯灭”，客房无人时自动关闭电源的目的。
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基于小波包能量谱和M-ary SVM的功率变换器故障诊断

陈未,崔江,唐军祥

2016, 0(6): 44-48. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.010

摘要 ( 221 )

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针对功率变换器的故障诊断问题，提出一种基于小波包能量谱和M-ary支持向量机的故障诊断方法。首先，通过小波包分解得到故障信号能量谱特征向量，并结合傅里叶变换分析故障信号主要频率特征点，实现故障特征向量的降维；然后，基于M-ary支持向量机的分类模型诊断出功率变换器多故障模式。实验结果表明，相比于传统的BP神经网络和一对一支持向量机故障诊断方法，本文方法诊断精度高，需要的子分类器数目少，诊断速度快，适用于在线故障诊断。
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基于Android的无线弯沉仪测量软件

梁伟伟1，印朝辉1，穆瑞芬2，靳硕1，王兵1

2016, 0(6): 49-52,58. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.011

摘要 ( 245 )

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针对有线便携式弯沉仪检测路面质量数据线长、航插拔插费力、笔记本和控制盒不易挪动等缺点，将弯沉仪有线传输数据的方式改为无线，同时采用当前流行、携带方便、使用简单的Android手持设备作为无线数据接收和处理的硬件平台，并在其上开发出能对数据进行采集、图像显示、存储和查询的测量程序。去除了有线弯沉仪的数据线、控制盒等不方便移动的结构，略去了操作者在测量过程中插拔拧紧航插、拉扯数据线、频繁移动控制盒、蹲着操作的不方便，轻松即可实现数据的采集、分析和存储。本文详细介绍Android测量软件的设计实现方法。
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航天产品性能样机建模与仿真综合集成平台

张峰1，3,周涛2,徐源2,薛惠锋2，3

2016, 0(6): 53-58. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.012

摘要 ( 296 )

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为了提高航天产品性能样机建模与仿真协同工作水平，针对性能样机全生命周期协同建模与仿真过程中管理系统综合集成性差的问题，构建基于云计算平台的性能样机综合集成协同建设与仿真平台。重点研究性能样机协同建模与仿真平台数据库建模与设计、复杂航天产品性能样机综合集成建模与仿真平台框架、性能样机协同建模与仿真平台基础框架、性能样机制造云服务平台架构和系统物理平台架构。应用结果表明，所构建的平台较好地解决了性能样机全生命周期统一建模与仿真以及不同人员、不同工具、不同算法、不同描述语言下的耦合建模、联合仿真问题。
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基于改进遗传算法的SVR短期电力负载预测

杨丹,臧洌,甘露

2016, 0(6): 59-62,67. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.013

摘要 ( 217 )

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为了有效且精确地预测电力负载，提出一种基于支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)的预测方法对负载消耗进行建模，同时提出一种基于遗传算法(Genetic algorithm, GA)的两级改进遗传算法(Modified Genetic Algorithm, MGA)以调整SVR中的参数。在满足SVR约束条件的情况下选用平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error, MAPE)作为MGA的适应度函数。最后使用一组实际数据对基于MGA的SVR预测方法的可行性和有效性进行了验证。
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非线性畸变PDF417条码的识别

李伟,赵政康

2016, 0(6): 63-67. doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.014

摘要 ( 204 )

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由于条码载体非平面，导致PDF417条码弯曲，发生非线性畸变，传统的定位和校正的方法已经不适用，本文提出一种非线性畸变PDF417条码的识别方法。使用沈俊边缘检测，基于链码的直线检测、矩形块检测及聚类的方法进行条码〖JP2〗定位，然后针对不同的畸变类型采用不同的分块校正的方法对整个条码完成校正。该定位方法不仅适用于非线性畸变的PDF417条码，同样适用于线性畸变的PDF417条码。实验结果表明该方法具有良好的性能，能够满足实际使用的要求。
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一种大规模文本分类大间隔近邻算法

朱茜1,覃华1,冯志新2,陈晨1

2016, 0(6): 68-72. doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.015

摘要 ( 215 )

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大间隔近邻算法（Large Margin Nearest Neighbor，LMNN）具有较强学习能力和泛化能力，在分类领域有广泛的应用。但将其用于大规模文本分类问题时，LMNN算法中的半定规划问题规模会随着数据规模增大而急剧膨胀，导致求解困难。针对此问题，引入胡贝尔损失函数把LMNN算法的半定优化模型分解为2个低阶的连续优化子模型，降低算法的计算复杂度，提高计算效率。在舆情分类数据集上的实验结果表明，本文算法与传统大间隔近邻算法相比，精度提高了4.5%，分类时间节省了47.1%，故采用分解降阶法来改进LMNN算法的性能是可行的，更适用于大规模文本分类。
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一种基于最小哈希的二值特征匹配方法

郭倩,孙涵

2016, 0(6): 73-78. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.016

摘要 ( 290 )

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特征匹配是图像识别中一个基本研究问题。常用的匹配方式一般是基于贪婪算法的线性扫描方式，但只适用于低维数据。当数据维数超过一定程度时，这些匹配方法的时间效率将会急剧下降，甚至不强于强力线性扫描方法。本文提出一种基于最小哈希的二值特征匹配方法。通过最小哈希函数映射变换操作，将原始特征集合分成多个子集合，并将一个在超大集合下内查找相邻元素的问题转化为在一个很小的集合内查找相邻元素的问题,计算量有所下降。使用Jaccard距离度量的最小哈希函数能最大限度地保证原始数据中相似的向量对在哈希变换后依然相似。实验表明这种匹配方法应用在二值特征上时，可以获得比KD-Tree更好的匹配效果。
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基于改进搜索策略和混沌机制的人工蜂群算法

姚洪曼，秦亮曦，胡盼

2016, 0(6): 79-84,90. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.017

摘要 ( 314 )

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人工蜂群算法具有较强的探索能力，但是开采能力差、搜索精度低、后期收敛速度慢。针对以上问题，本文提出一种基于混沌机制的人工蜂群算法，在搜索方程中引入历史平均最优解，避免探索和开采能力的失衡；迭代后期，若种群陷入局部极值，采用混沌序列对种群进行变异，以增强算法的开采能力和求解的质量，保持种群的多样性。经过函数测试结果表明，改进后的算法在求解速度和精度上均优于基本ABC算法和其他改进算法。
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一种基于示例轨迹的抽象动作树构造方法

王蕾

2016, 0(6): 85-90. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.018

摘要 ( 225 )

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自动构造抽象动作一直是分层强化学习研究中的关键技术之一。抽象动作链接算法是目前连续任务中自主发现抽象动作的典型算法，但是抽象动作链接算法需要进行很多次的迭代计算，收敛速度较慢。本文提出一种基于示例轨迹的抽象动作树构造算法(ACADT)，通过使用一种变点侦测方法，ACADT把每一个轨迹分割成一个抽象动作链。这些从轨迹中分割得到的抽象动作链随后被合并成一棵抽象动作树。实验表明ACADT可以构造成一棵抽象动作树并能够更快收敛。
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面向多核系统的蚁群最优化能耗调度算法

宋琪，敬超

2016, 0(6): 91-96. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.019

摘要 ( 257 )

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主要研究多核系统的能耗最优化问题。首先，根据多核系统的特点，建立关于多核系统的任务、能耗模型；接着，设计和实现一种基于蚁群最优化能耗调度算法。本文算法以蚁群算法的概率状态转移规则为核心，通过全局信息激素更新的策略，避免了陷入局部最优的情况，从而获得全局最优解。通过实验比对，分别与贪心算法、穷举算法比较后发现：本校提出的调度算法，在最佳情况下，仅比最优能耗高0.7%，而该算法复杂度低，可以应用于任务输入集较大的场景。
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用人工鱼群算法自动确定三支决策阈值

胡盼,秦亮曦,姚洪曼

2016, 0(6): 97-102. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.020

摘要 ( 261 )

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传统的三支决策粗糙集模型需要设置合适的阈值，需要运用该模型的人员具备相关的专业知识和经验，这阻碍了该模型在实际中的应用。针对此不足，本文提出用人工鱼群算法来自动生成阈值，而不需要先验知识。以样本的条件概率作为解空间，以决策风险最小化为目标，利用人工鱼群算法，能有效地从数据中学习到三支决策粗糙集模型所需要的阈值，使得风险损失最小。在部分UCI数据集上的实验表明，该算法在运行时间上和利用学习到的阈值构建的分类器的分类性能都明显优于自适应算法。
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物联网中基于聚合签名的认证方案研究

郝昱文1,田肖2,李晓雪1,赵喆1,郑静晨1，杨杨3

2016, 0(6): 103-106. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.021

摘要 ( 310 )

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随着物联网用户终端数量的增长，现有的接入认证方案出现系统资源消耗大和信令拥塞问题。为了解决认证过程中的这些问题，提高认证效率，本文将安全高效的基于身份的聚合签名方案引入物联网终端与网络之间的认证，可以实现若干的物联网终端只需生成一个签名，就可以完成多个终端的认证。本文提出的方案在保证安全的同时提高了认证的效率，也避免了基于公钥证书的认证方案中证书管理的困难。

基于云环境下Web服务应用层DDoS攻击检测系统

邓娉

2016, 0(6): 107-112,116. doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.022

摘要 ( 234 )

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Web服务技术具有低耦合度、跨平台和语言无关等优点，使其在网络和电子商务中得到广泛应用。针对云计算环境中的Web服务应用层容易遭受攻击的问题，提出一种检测XML和HTTP层分布式拒绝服务(DDoS)攻击的防御系统，并嵌入到云环境中，实现对云中介和云服务提供商的保护。首先，从属于特定简单对象访问协议（SOAP）正常操作中提取数据集的特征值，构建相应的高斯请求模型；然后，对Web服务的网络服务描述语言（WSDL）中的一些属性进行设置，实现对攻击的初步过滤；最后，对服务请求的HTTP头部和XML内容进行检查，并与模型数据比较，进一步实现攻击检测。实验结果表明，该系统能够有效地预防多种DDoS攻击，且消耗较少的响应时间。
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基于RSA的无证书广播多重代理签名方案

胡江红

2016, 0(6): 113-116. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.023

摘要 ( 283 )

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由于无证书密码体制可以避免证书管理和密钥托管问题，近年来成为密码学界研究的热点之一，很多无证书代理签名方案（CLPS）被提出。针对目前很多无证书代理签名方案都是基于双线性对设计的，具有效率低和应用中实现困难的问题，本文提出一种基于RSA的无证书广播多重代理签名方案。基于RSA问题，分析了方案的安全性，与已有方案的效率相比，新方案的效率更高。
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基于多表关联的关系数据库多空值估计方法

吴非,毛宇光

2016, 0(6): 117-122. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.024

摘要 ( 251 )

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由于客观世界的复杂性，信息缺失、不确定是普遍存在的。数据库作为表达现实世界的一种工具，使用空值来表达信息缺失的现象。针对关系数据库中的空值问题，提出一种基于多表关联的多空值估计方法。该方法首先以尽可能少地引入误差的原则确定估计每一列空值的顺序；然后对每一列空值先采用本表的信息进行估计，当预测误差大于给定阈值时，根据该表与其他表的关系形式选择不同的模式引入多表信息来提高预测的准确度。实验结果表明该方法估计空值的效果与其他方法相比有较高的准确率。
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实时数据库中数据的分类压缩算法

戴杨,陈芳

2016, 0(6): 123-126. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.06.025

摘要 ( 283 )

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为解决实时数据库数据量大导致存储困难等问题，提出一种分类的数据压缩算法，实现对实时数据库数据的无损和高效压缩。首先将实时数据库的数据分为数值、时间戳和质量码3部分，然后根据每种数据的特征形态，将LZ78和LZW数据压缩算法融合，分别设计对应的数据压缩算法。实验结果表明，该算法在提高数据库的实际存储容量的同时也提高了实时数据库的实时性。
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