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当期目录

    2013年 第43卷 第1期 刊出日期:2013-02-20
      
    机器学习与数据挖掘
    一种改进的混合蛙跳算法求解有约束优化问题
    张潇丹,赵力,邹采荣*
    2013, 43(1):  1-8.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2012.002
    摘要 ( 837 )   PDF (1417KB) ( 2092 )   收藏
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    提出一种适用于求解有约束优化问题的改进混合蛙跳算法(improved shuffled frog leaping algorithm, Im-SFLA)。该算法针对混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm, SFLA)在进化后期搜索速度变慢且容易陷入局部极值的缺陷,将模拟退火和免疫接种思想引入到具有高斯变异和混沌扰动的SFLA中。标准测试函数仿真结果表明Im-SFLA能显著提高收敛速度和精度,并能有效克服局部极值,全局寻优能力明显优于SFLA。使用静态罚函数法将有约束优化转化为无约束优化,对12个有约束优化测试函数的实验结果表明Im-SFLA寻优精度高、鲁棒性强,是一种十分有效的求解有约束优化问题的算法。

    广义回归神经网络的改进及在交通预测中的应用
    伊良忠1,章超2*,裴峥3
    2013, 43(1):  9-14. 
    摘要 ( 763 )   PDF (1587KB) ( 1285 )   收藏
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    本研究基于k近邻的方法通过网络性能评价指标来对平滑因子进行选择确定。通过k近邻法找出使得网络性能评价最好的平滑因子,不再仅依赖于一个均方误差数值,而根据均方误差组的排序来选择最优的平滑因子。该算法能够在保持较好的预测效果的前提下解决因数据波动性大而最终得不到最优平滑因子的难题。通过预测交通数据的实验验证了算法的有效性。结果表明通过k近邻方法得到的最优平滑因子会使网络预测误差降至最小。

    基于视觉注意的视频可伸缩ROI算法
    陈旭1, 张基宏2, 柳伟2, 梁永生2
    2013, 43(1):  15-21. 
    摘要 ( 633 )   PDF (2779KB) ( 2231 )   收藏
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    如何合理进行码率分配达到充分利用码率资源目的,提高视频的主观视觉质量一直是视频编码领域研究的关键问题。本研究首先提出一种基于人眼视觉注意检测模型,该模型的核心思想是针对人眼不同时间段内进行眼动策略分析;然后结合显著计算得到图像注视区域结果得到SVC增强层码率分配算法。实验测试结果表明本研究提出的算法与现有其他算法相比具有更为有效的模拟人眼视觉注意的特性,在有限网络带宽条件下使得人眼视觉效果得到显著提升。

    基于SMOTE和随机森林的Web spam检测
    房晓南1,2,张化祥1,2*,高爽1,2
    2013, 43(1):  22-27. 
    摘要 ( 881 )   PDF (1009KB) ( 3513 )   收藏
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    Web spam是指采用某些技术手段,使得网页在搜索引擎检索结果中的排名高于其应得排名的行为,它严重影响搜索结果的质量。考虑到Web spam数据集的严重不平衡情况,本研究提出先使用SMOTE过抽样方法平衡数据集,再利用随机森林算法训练分类器。通过对常见的单分类器和集成学习分类器的对比实验,发现SMOTE+RF方法表现较为突出,并根据实验结果优化了方法中的重要参数,对使用SMOTE方法后AUC值提高的原因进行了分析。在WEBSPAM UK2007数据集上的实验证明,该方法可以显著提高分类器的分类效果,其AUC值已经超过了Web Spam Challenge 2008上的最好成绩。

    基于非线性流形学习和k-NN的文本分类算法
    张国栋1,2,张化祥1,2*
    2013, 43(1):  28-33. 
    摘要 ( 646 )   PDF (882KB) ( 1173 )   收藏
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    为解决文本分类中存在的维数灾难、数据集噪声等问题,本研究提出一种利用非线性维数约简算法结合k-最邻近结点算法(k-nearest neighbor algorithm, k-NN)的文本分类算法。该算法首先对数据集进行去噪处理,再采用非线性流形学习中的局部线性嵌入算法恢复高维数据中的中低维流形结构,以实现数据约简,利用经过上述处理的文本数据学习k-NN分类器。实验结果表明,该算法能够有效提高文本分类精度。

    一种基于十八元语言值模糊相似矩阵的聚类方法
    张云霞,崔晓松,邹丽*
    2013, 43(1):  34-40. 
    摘要 ( 679 )   PDF (991KB) ( 1403 )   收藏
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    基于18元语言值格蕴涵代数,提出了语言值模糊集的语言值模糊相似度概念,给出平均语言值模糊相似度计算公式,并证明了其合理性;然后构建了语言值模糊相似矩阵、语言值模糊等价矩阵及语言值模糊矩阵的λ-截矩阵;最后提出了一种基于语言值模糊相似矩阵的聚类新方法,并给出了实例验证。

    基于SSLUT的颜色空间转换的快速算法
    刘一方1,2, 张云峰1,2*, 迟静1,2,张彩明1,2
    2013, 43(1):  41-47. 
    摘要 ( 715 )   PDF (1357KB) ( 2025 )   收藏
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    为了满足实时视频分析中颜色空间转换的效率要求,本研究提出了一种DSP上基于简化移位和查表法(simplified shift and lookup table method, SSLUT)的YCbCr到HSV颜色空间的快速转换算法,并对转换后的图像质量做了综合评价。首先,采用定点移位法把YCbCr转换到RGB,再用查表法将RGB转换到HSV,以实现YCbCr到HSV的快速转换。其次,分别基于DSP和PC两个平台上分析了算法速度。最后,从客观测量和满足人眼视觉特性两个方面,利用峰值信噪比和结构相似性算法综合评价转换后的图像质量。通过算法时间和图像质量评价实验的结果表明,该算法具有良好的实时性。同时,可使图像有较高的保真度

    基于证据理论的信任模型中冲突证据
    张欣怡,翟玉庆*
    2013, 43(1):  48-53. 
    摘要 ( 700 )   PDF (1112KB) ( 1221 )   收藏
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    基于证据理论的信任模型是常用的信任模型之一,且证据理论是一种具有良好理论基础的不确定性推理方法。为了解决证据收集以及冲突证据合成可能会产生不合理结果的问题,通过改进证据收集方法提高证据质量,同时结合证据距离、相似度、支持度和可信度,在证据合成过程中将冲突证据进行重新分配。实验结果表明:改进的证据合成机制提高了合成证据的合理性,使得信任计算结果更为可信。

    消息
    机器学习与数据挖掘
    随机可变模糊识别模型在清洁生产评价中的应用
    王琳1,刘保东2 *
    2013, 43(1):  54-62. 
    摘要 ( 579 )   PDF (976KB) ( 1441 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价

    针对清洁生产评价中模糊性与随机性并存的问题,建立随机可变模糊识别模型。向可变模糊识别模型中引入一个服从正态分布的随机项,同步研究模糊性和随机性。通过控制模型中距离参数p和优化准则参数α,得到4个随机模糊识别子模型,随后根据正态分布3σ原则,选择合理的置信度,得到级别特征值的置信区间,以此判断隶属级别。该模型与传统百分制评分模型相比削减了主观偏好对评价结果的影响,提高了评价的可操作性和准确性。实例结果证明随机可变模糊识别模型能准确评价清洁生产水平,为清洁生产评价工作提供参考。

    一种多粒度粗糙区间模糊集方法
    樊伟
    2013, 43(1):  63-68. 
    摘要 ( 646 )   PDF (866KB) ( 1030 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价

    多粒度是利用粗糙集方法处理分布式数据的一种有效手段。为了使得多粒度方法能够用于模糊目标的近似逼近,提出了一种多粒度粗糙区间模糊集方法,分别包括乐观和悲观两种不同的模型。不仅对这两种多粒度粗糙区间模糊集的基本性质进行了讨论,而且通过实例分析表明了新提出的模型用于处理区间模糊问题的有效性。

    控制科学与工程
    圆形区域极点约束下的δ算子时滞系统鲁棒L2-L∞控制
    何荣福1,肖民卿2*
    2013, 43(1):  69-79. 
    摘要 ( 484 )   PDF (1544KB) ( 1449 )   收藏
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    研究了δ算子线性参数不确定时滞系统具有圆形区域极点约束的鲁棒L2-L∞控制问题。根据矩阵理论,以矩阵不等式形式给出δ算子时滞系统极点位于圆形区域内的一个充分条件。针对受扰的δ算子线性参数不确定时滞系统,利用Lyapunov稳定性理论,提出满足圆形区域极点约束的最优鲁棒L2-L∞状态反馈控制器的设计方法,控制器可以确保对于所有的容许不确定性,δ算子闭环时滞系统的极点都位于稳定域内的指定圆形区域中,并使系统的鲁棒L2-L∞性能指标尽可能小。数值算例验证了设计方法的可行性和有效性。

    土木工程
    碳纤维石墨导电沥青砂浆压敏性能研究
    姚占勇,韩杰*,商庆森,葛智,张晓萌,崔衡
    2013, 43(1):  80-85. 
    摘要 ( 519 )   PDF (1666KB) ( 1959 )   收藏
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    以碳纤维与石墨作为导电相材料,通过室内制备导电沥青砂浆试验,分析了不同碳纤维掺量、石墨掺量、石墨碳纤维两相复合对沥青砂浆电阻率的影响;通过循环加载试验分析了材料的压敏性及可逆性;引入电阻率变化率Fn、单位应力下电阻率变化值Kn两个参数,通过数理统计,探讨了不同循环加载次数下Fn、Kn变化的规律与趋势。试验结果表明:碳纤维与石墨的掺入可以有效降低沥青砂浆的电阻率;材料电导率随压应力的增加而增加,随压应力的卸载而下降,有较好的压敏性;Fn、Kn随循环加载次数有很好的相关关系;随着循环荷载次数的增加,单位应力下电阻率变化值减小,机敏可逆性趋于稳定;进一步改善材料设计,减少材料的塑性变形,对保证初期检测结果的可靠性十分重要。

    基于岩体极限平衡理论的煤层底板突水危险性预测
    张伟杰1,李术才1,魏久传2,张庆松1
    2013, 43(1):  86-91. 
    摘要 ( 599 )   PDF (1981KB) ( 1636 )   收藏
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    基于岩体极限平衡理论,研究了完整近水平煤层底板突水力学机制。综合考虑底板隔水层厚度、工作面斜长及隔水层岩性组合特征,推导出了底板突水极限水压值计算公式。以保德煤矿为例,将突水极限水压值法运用到保德煤矿13#煤底板突水危险性预测中。通过与传统突水系数法对比分析,阐明了突水极限水压值法的优越性:突水极限水压值法改进了传统突水系数法,可更有效地进行工作面斜长较大时的底板突水危险性预测。

    核磁共振测深进行隧道超前地质预报的可行性
    孙怀凤1,李术才1,李貅2,戚志鹏2,刘磊2,薛翊国1,苏茂鑫1,刘斌1,张文俊1
    2013, 43(1):  92-97. 
    摘要 ( 702 )   PDF (1425KB) ( 1419 )   收藏
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    针对隧道掌子面前方含水构造有效探测问题,提出了采用核磁共振测深技术进行隧道超前地质预报。以均匀全空间模型为基础,计算了均匀导电全空间中回线源形成的谐变电磁场,模拟了核磁共振超前探测时的扳倒角分布。结果显示隧道核磁共振超前探测时含水体能够产生明显核磁共振响应,但信号较弱。针对地下探测空间的特殊性,提出了以阶跃波代替现有余弦波激发源、以磁探头代替线圈作为接收装置进行改进的建议。核磁共振测深直接找水有望成为一种非常有潜力的探测掌子面前方水体并区分水与泥的有效方法。

    南温河钨矿区域受控循环通风新技术理论与应用研究
    李锦峰1,谢贤平1,保文俊2,吴洋3
    2013, 43(1):  98-103. 
    摘要 ( 624 )   PDF (947KB) ( 1520 )   收藏
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    通过对南温河钨矿一采选厂1232m中段南翼通风能力不足、有效风量率低、采空区漏风、局扇布局混乱等问题展开分析,提出了受控循环通风新技术应用的构想,在优化计算了循环系统循环率、循环风量、净化效率等参数的基础上,得出采用受控循环通风系统,可使系统区域有效进风从49.45m3/s增加为84.66m3/s。对比采用传统通风系统,将用风地点的风量由49.45m3/s增加到84.66m3/s所耗功率是原系统的5.021倍,而采用受控循环通风系统时,所耗功率只是原来的1.845倍,相对于一个生产能力为每年450kt的区域而言,应用受控循环通风技术对矿山降低通风能耗具有重要的应用意义,可有望取得较好的经济效益。

    化学与环境
    氧化硅-氧化锆复合高温粘合剂的制备
    何召品,石元昌*,孙立波,李波,袁野,刘久荣
    2013, 43(1):  104-108. 
    摘要 ( 706 )   PDF (1766KB) ( 2677 )   收藏
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    为提高传统硅酸盐无机粘合剂的耐高温性能,采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯和氯氧化锆为原料将氧化锆引入粘合剂体系,制备出新型复合高温粘合剂。在对其结构、物相组成、热量变化、形貌进行表征的基础上研究了其热稳定性和粘结性能。结果表明,pH值对反应过程有很大的影响, pH=3为最优pH值。制备方法对复合粘合剂的性能有较大的影响,分散法比原位生成法更加优异。原料配比是粘合剂性能的重要影响因素,当硅锆摩尔比为1∶3时可制得粘结性能和热稳定性较好的复合粘合剂。

    热集成变压精馏分离乙酸乙酯与乙醇工艺及模拟
    杨金杯1,3,余美琼1,郑志功2,邱挺3*
    2013, 43(1):  109-114. 
    摘要 ( 616 )   PDF (2044KB) ( 1966 )   收藏
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    基于乙酸乙酯与乙醇共沸特性的分析,提出了热集成变压精馏的分离工艺,由加压塔和常压塔串联构成。选择NRTL (non random two liquids)模型为物性计算方法,其二元相互参数由汽液相平衡数据回归,利用Aspen Plus软件对提出的分离工艺进行模拟与优化,详细分析了两塔的理论板数、进料位置及回流比对分离的影响,并对比能耗。结果表明,热集成变压精馏分离工艺能很好地实现乙酸乙酯与乙醇的分离,得到最佳的工艺条件,与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节约加热蒸汽34.7%,为共沸物分离的设计和过程节能提供依据。

    其他
    语言值区间二元组能量平均算子及其应用
    晏力,阮艳丽,裴峥*
    2013, 43(1):  115-122. 
    摘要 ( 610 )   PDF (915KB) ( 1754 )   收藏
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    针对决策中的不确定性,提出了语言值区间二元组表示和语言值区间二元组能量平均(LI2TPA)算子,讨论了该语言聚合算子的性质。在LI2TPA算子中,分析了被聚合对象之间的相互支持测度,所以该算子可减弱过高或过低语言评价值对综合语言评价结果的影响,实例说明了LI2TPA算子在语言决策中的有效性。

    离心力场下多孔介质中的热驱动现象
    夏婕1,2, 常海萍1*
    2013, 43(1):  123-126. 
    摘要 ( 451 )   PDF (1690KB) ( 1074 )   收藏
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    基于涡轮叶片新型超级冷却技术,在具有冷却通道的新型冷却结构中加入多孔介质,采用数值模拟方法研究了新型冷却结构的热驱动现象,计算结果和实验结果基本一致。研究结果表明在新型冷却结构中加入多孔介质后,封闭腔体中仍然发生了热驱动流动。而且通过数值模拟获得的流场和温度场,进一步地研究封闭腔体中流体的流动和换热过程。