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当期目录

    2014年 第44卷 第1期 刊出日期:2014-02-20
      
    机器学习与数据挖掘
    基于TIGA-S4VM改进算法的蛋白质序列识别方法
    王晓峰,随婷婷
    2014, 44(1):  1-6.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.029
    摘要 ( 1158 )   PDF (1465KB) ( 1885 )   收藏
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    针对安全的半监督支持向量机(safe semi-supervised support vector machine,S4VM)存在参数选择盲目性、正负样本比例不平衡等问题,建立了基于改进的TF-IDF(term frequency-inverse document frequency, TF-IDF)、遗传算法(genetic algorithm, GA)和S4VM的蛋白质序列识别方法TIGA-S4VM。利用改进的TF-IDF算法提取出蛋白质序列中的特征项,将各个特征项在蛋白质序列中出现的频率归一化后作为识别模型的特征值,并结合GA以及S4VM对蛋白质序列进行识别。实验结果表明,TIGA-S4VM优于其它5个识别方法,即使在训练样本率较低时,也能有效地识别蛋白质序列。

    基于相关性反馈的自适应热点话题追踪模型
    翟东海1,2,鱼江1,聂洪玉1,崔静静1,杜佳1
    2014, 44(1):  7-12.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.141
    摘要 ( 1430 )   PDF (1288KB) ( 1203 )   收藏
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    针对在热点话题追踪过程中容易发生话题漂移的问题,提出了基于相关性反馈的自适应热点话题追踪模型。为准确把握话题的动态演变过程,首先,在词频-逆向文档频率(term frequency—inverse document frequency, TF-IDF)的基础上引入了相关度因子。其次,构造了报道与话题的相关度计算公式和新特征词能否反馈加入到话题词汇库的判别函数。同时,利用了话题词汇库本身的特性,构造了自适应更新阈值和自适应相关阈值的动态计算方法。最后,根据各个特征词对该话题贡献度的大小,对更新后的词汇库中的各特征词动态赋予新权重。实验结果显示,和其它3类追踪器相比,该追踪器模型的漏报率平均降低0.018、误报率平均降低0.063,这表明,该追踪模型更适合于解决话题漂移问题。

    基于中文人名用字特征的性别判定方法
    于江德1,赵红丹1,郑勃举1,余正涛2
    2014, 44(1):  13-18.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2013.274
    摘要 ( 1441 )   PDF (1046KB) ( 2202 )   收藏
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    基于中文人名用字具有的较强的性别区分性,提出一种利用朴素贝叶斯分类器对中文人名性别进行判定的方法,该方法将每个中文人名中的第一个字(字1)、第二个字(字2)、第一和第二个字组合(字1字2)作为区分特征,利用朴素贝叶斯分类方法对该人名所属性别进行判定。在412775个中文人名语料上采用10重交叉验证法进行训练和测试,对比了依据不同区分特征组合进行性别判定的准确率,分别采用字1,字2,字1+字2,字1+字1字2,字2+字1字2,字1+字2+字1字2(全部区分特征)构成的特征组合进行性别判定,平均判定准确率分别为72.75%,86.92%,88.84%,87.37%,89.35%,90.06%,取得的最好平均判定准确率为90.06%。

    基于新型Padé近似BPM算法的TE模式分析
    刘洋,葛连升*
    2014, 44(1):  19-23.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.223
    摘要 ( 1363 )   PDF (1493KB) ( 903 )   收藏
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    针对光束传播法中使用(p, p)阶的Padé近似方法求解模式时,由于将消逝模和传输模统一对待而造成的无法很好地抑制消逝模对仿真结果影响的问题,本研究提出采用基于(p-1, p)阶Padé近似算法来提高波导TE(transverse electric)模式的数值仿真精度的方法。实验结果表明,基于这种新型近似算法的光束传播法在波导仿真中对消逝模可以起到有效的抑制作用。

    基于fMRI的图像底层特征关注研究
    包书哲1,2,朱月澴1,王春立1*
    2014, 44(1):  24-28.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.233
    摘要 ( 1283 )   PDF (1823KB) ( 1307 )   收藏
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    利用fMRI技术对人脑认知机制进行研究,分析人脑在进行图像认知时所关注的图像特征。首先通过1个功能磁共振成像实验为每个被试定位了脑内的形状、纹理和颜色的感知区域,将这些区域作为研究中的感兴趣区域。然后通过另1个功能磁共振成像实验计算了被试在观看人脸、公共汽车、恐龙及山脉冰川图像刺激时感兴趣区域内的平均信号变化的比例。通过进行数据分析,确定了被试在观看不同类别的图像时,对图像底层特征的关注是不相同的。

    车载自组网中基于交通场景的入侵行为检测机制
    李春彦,刘怡良,王良民*
    2014, 44(1):  29-34.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.192
    摘要 ( 1249 )   PDF (1293KB) ( 1683 )   收藏
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    为减少车载自组网中的各种入侵行为对司机和乘客的生命财产安全带来的损失,提出了一种基于不同交通场景的混合式入侵行为检测机制(mixed intrusion detection scheme,MIDS)。当车辆在同一道路上行驶时,选择基于消息一致性的MIM (message integrity method) 方法,否则使用VOTE方法,在网络条件允许的情况下,可以申请发送方发送相关的场景信息证明警告消息的真实性。实验结果表明,该方法具有较低的通信时延和较高的检测率,有效克服了现有方法的局限性,能够检测多种入侵行为。

    基于差分盒维数的彩色烟雾图像识别
    于海晶1,2, 李桂菊1*
    2014, 44(1):  35-40.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.292
    摘要 ( 1361 )   PDF (2050KB) ( 1372 )   收藏
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    提出了利用差分盒维数与颜色特征相结合的图像识别方法来将彩色烟雾图像从森林背景中识别出来。该方法首先用差分盒维数算法来计算整幅图像的分形维数值并基于该值对图像进行分割,再以RGB空间的烟雾颜色特征为依据,对差分盒维数方法分割出的区域进行判别,识别出烟雾区域。为改善算法的计算精度,提高算法运算速度,提出了减少子窗口内盒子的覆盖数量、改变子窗口内灰度等级的改进算法。仿真实验结果表明,基于改进的差分盒维数方法,不仅运算速度提高近50%,而且能够更好地反映图像表面的纹理信息。再结合颜色特征能从森林背景中准确的识别出烟雾。该方法可用于森林火灾的预警。

    基于有序决策树的改进归纳算法
    潘盼1,王熙照2,翟俊海2
    2014, 44(1):  41-44.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.256
    摘要 ( 1255 )   PDF (1189KB) ( 948 )   收藏
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    基于构建有序决策树,提出了一种新的归纳算法。该算法选择的扩展属性不仅和类的有序互信息值最大,而且要求和同一分支上已被用过的条件属性的有序互信息值最小。实验结果表明,考虑了条件属性之间的相关性后,可避免同一条件属性的重复选择,真正体现了条件属性和决策属性之间的有序互信息,与已有的算法相比,提高了测试精度。

    基于自适应词典学习和稀疏表示的人脸表情识别
    夏海英1,杜海明2,徐鲁辉1,颜远辉1
    2014, 44(1):  45-48.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.009
    摘要 ( 1254 )   PDF (1496KB) ( 1405 )   收藏
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    提出了一种基于随机块特征和自适应词典学习的人脸表情识别方法。利用Haarlike特征和人脸几何结构信息可靠定位眼睛和嘴巴;在眼睛和嘴巴附近抽取随机块,构建特征矢量;将特征矢量进行词典学习,得到表情词典;根据待测表情在表情词典上的稀疏分解对表情进行分类。在JAFFE和Cohnkanade表情库中进行了对比实验,结果表明该方法具有较好的识别性能,对噪声和遮挡具有较好的鲁棒性。

    控制科学与工程
    一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H∞控制器设计
    洪晓芳1,2,王玉振1*, 魏爱荣1
    2014, 44(1):  49-56.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.142
    摘要 ( 1309 )   PDF (1421KB) ( 918 )   收藏
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    研究了一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H∞状态反馈控制器设计问题。该类网络控制系统中存在不确定的网络时延及丢包, 待设计的控制器受到饱和因素的约束, 且系统的外部扰动范数有界但统计特性未知。结合Hamilton系统结构特性, 当网络时延和连续丢包有界时, 将网络时延和连续丢包转化为时变时滞, 应用LyapunovKrasovskii稳定性理论来分析和设计H∞控制器, 使其满足H∞性能指标, 控制器中的未知参数通过求解不等式来确定。算例分析与仿真验证了方法的有效性。

    双足机器人动态上下楼梯的规划与控制
    王海燕,李贻斌*
    2014, 44(1):  57-62.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.147
    摘要 ( 1510 )   PDF (2649KB) ( 1768 )   收藏
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    针对双足机器人上、下楼梯时的稳定行走问题,结合机器人动态上、下楼梯的约束条件,规划双足机器人动态上、下楼梯的步态,并提出了相应的稳定性控制策略。其中,机器人侧向平面采用保持机器人质心动态平衡的规划方法,通过调整躯干侧向最大偏移量,实现机器人侧向平面的稳定;机器人前进方向和重力方向采用三次多项式拟合的步态规划方法,通过传感器反馈的躯干姿态角及相应的角速度信息,结合楼梯台阶信息,调整机器人前进方向和重力方向质心的位置,保证机器人运动的稳定性。仿真结果验证了该方法的有效性。

    互模糊熵中隶属函数的改进和影响分析
    贺思艳1,李鹏2,刘澄玉2,吴学谦2,陈启军3
    2014, 44(1):  63-68.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.278
    摘要 ( 1308 )   PDF (1352KB) ( 861 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价

    为进一步提高互模糊熵(cross fuzzy entropy, XFuzzyEn)算法的统计性能,引入了调整因子λ,定义了一类新的模糊隶属函数,提出了改进XFuzzyEn算法。使用耦合噪声模型和耦合MIX(p)模型定量评价了改进算法的统计稳定性和相对一致性;通过实际心衰患者和健康志愿者之间的心动周期和舒张间期耦合分析,对改进算法的有效性进行了验证。结果表明,改进算法的统计性能显著提升,并可以有效区分心衰患者与健康志愿者。

    土木工程
    锚拉式支挡结构的变形与内力实测分析研究
    战永亮1,舒计城2,邵广彪2,孙剑平2
    2014, 44(1):  69-74.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.254
    摘要 ( 1067 )   PDF (2349KB) ( 1045 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价

    以济南某深基坑锚拉式支挡结构的监测数据为依据,分析探讨了锚索拉力、桩身位移、桩身内力的相互关系。总结出影响基坑位移和周围建筑物沉降的因素,得出一些有益于指导基坑设计和施工的结论:(1)通过对基坑锚索拉力的监测数据分析,得出张拉锚索时,若措施不当会造成预应力损失较大;(2)通过设置测斜管和钢筋应力计对桩身位移和内力的监测分析,得出开挖至坑底时支护桩位移及内力出现反弯点,冠梁与锚索的共同效应能控制支护桩的位移与内力;(3)通过对周围建筑物沉降观测分析,得出距基坑远近及水位下降是影响周边建筑物沉降的重要因素,当土质条件较好时,降水产生的建筑物沉降基本可以忽略。

    小龄期水泥土无侧限抗压强度试验研究
    周海龙,申向东,薛慧君
    2014, 44(1):  75-79.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.276
    摘要 ( 1271 )   PDF (1137KB) ( 1851 )   收藏
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    选取水泥掺入比(质量分数)为5%、10%、15%、20%,养护龄期为7,14,21,28d进行了单轴压缩试验,得到了水泥土的无侧限抗压强度和应力-应变关系曲线的变化规律,定量分析了水泥掺入比和小龄期对水泥土力学性能的影响,给出了应力-应变关系曲线的数学表达式,为水泥土在内蒙古自治区中部地区灌区渠道衬砌防渗工程及有关土建工程的应用提供科学依据。

    材料科学与工程
    仿蝉翼结构镍磷复合材料减反性能研究
    陈挺,覃继宁,范同祥*
    2014, 44(1):  80-84.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.320
    摘要 ( 1244 )   PDF (2926KB) ( 2253 )   收藏
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    以帝王蝉蝉翼为基底,通过化学镀镍磷的方法,合成了具有纳米点阵结构的镍磷/蝉翼复合材料,并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪以及紫外可见近红外分光光度计等对样品的微观形貌、成分和光学性能进行了测试。在实验基础上,结合三维有限时域差分方法计算了制备样品的反射谱,研究了蝉翼有序纳米点阵结构对镍磷镀层减反性能的影响。研究结果表明,亚波长的有序纳米点阵结构与入射光相互作用,能使镍磷/蝉翼复合材料的反射率比在无蝉翼纳米点阵结构基体上化学镀镍磷材料的反射率降低70%以上,这一研究结果可为制备镍磷减反结构界面提供设计思路。

    其他
    基于时间序列和神经网络法的风电功率预测
    麻常辉1,冯江霞2,蒋哲1,武乃虎1,吕晓禄3
    2014, 44(1):  85-89.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2012.261
    摘要 ( 1389 )   PDF (1768KB) ( 1526 )   收藏
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    为克服风速与风电功率之间的非线性关系对预测精度的影响,建立了基于时间序列法和神经网络法的改进预测模型。用时间序列法建立风速预测模型;利用神经网络法建立风速-风电功率模型,并以风速预测数据为输入量预测风电功率。以某风电场为例,比较分析了该改进模型与传统预测模型的平均绝对误差和相关系数,结果表明该改进预测模型可有效提高预测精度。

    渗层不锈钢管束表面真空下换热特性的实验分析
    程屾, 孙奉仲*
    2014, 44(1):  90-94.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.182
    摘要 ( 1212 )   PDF (1398KB) ( 1365 )   收藏
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    为了探究在真空条件下材料表面特性对蒸汽凝结换热的影响机理,从实验和凝结理论两个方面入手探索了在真空条件下渗层不锈钢管束壁面蒸汽凝结的换热特性。在真空条件下进行对比实验,实验结果表明,渗层不锈钢管束的凝结换热性能明显优于普通铜管束,且随着真空的提高,效果更为显著,最高提升幅度可达77%。进而从真空对蒸汽的流场、非冷凝气体的热阻及其固相和液相间的界面能差三个部分论证了真空度的提升有利于冷凝液滴的形成和凝结换热效果的提升,与实验结果相符。