信息科学

  • 基于匹配度和谱聚类的知识推荐研究

    张建华;郭启迪;曹子傲;刘艺琳;

    为解决传统知识推荐领域存在的“重相似、轻关联”的问题,并进一步提升推荐精度,提出将相似度和关联度融合为知识匹配度的应对思路,并利用余弦相似度和Apriori算法计算知识间匹配度;而后,通过谱聚类实施空间压缩以降低遍历时耗;最后,基于聚类结果和预测评分确定知识推荐范畴。采用Movielens数据集进行仿真模拟,结果表明,所提算法优于传统的ICF算法和KNN-ICF算法。

    2023年04期 v.55 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 893K]
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  • 基于半监督学习的三维Mesh建筑物立面提取与语义分割方法

    成浩维;资文杰;彭双;陈浩;

    面向三维Mesh数据的建筑物立面自动提取与语义分割在智慧城市建模与分析、数字孪生城市、城市规划建设等领域中应用广泛。拟基于深度学习方法构建面向三维Mesh数据的建筑物立面语义分割模型。当前,大量基于卷积神经网络的深度学习模型均是全监督学习方法,其性能严重依赖于人工标注的训练集质量。但高质量的Mesh三维场景人工标注数据集昂贵且稀缺,鉴于此,在自动提取建筑物立面数据的基础上,提出一种基于mean-teacher半监督学习的三维建筑物立面语义分割方法,并引入特征空间关系正则化,结合空间和特征方面的邻域结构,利用无标签数据来提升模型分类精度。构建了一个全新的基于三维Mesh数据的建筑物立面数据集,并通过实验验证了提出方法的有效性和可用性。

    2023年04期 v.55 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 6016K]
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  • 基于Attention与Bi-LSTM的谣言识别方法

    冀源蕊;康海燕;方铭浩;

    为了实现谣言的高效识别,提出一种基于Attention与Bi-LSTM的谣言识别方法。首先,设计一种基于双向循环神经网络的深度学习模型,并引入Attention机制对长序列编解码的时序问题进行关联,从每个句子中捕获最重要的语义信息,形成长期的记忆,从而高效识别谣言的二次传播;其次,设计Word Embedding机制,将文本数据映射到一个低维度的实数向量,避免了高维度的输入导致模型产生维度灾难;最后,在真实数据集上与先进的谣言识别方案进行对比,所提方法能达到94.3%的准确率,高于其他三种基于深度学习的谣言识别方案,从而验证了该方法的有效性。

    2023年04期 v.55 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2776K]
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  • 基于门限聚合签名的区块链预言机数据传输模型

    刘炜;郭灵贝;夏玉洁;佘维;田钊;

    针对区块链预言机方案存在数据存储成本较高,时间效率较低,不能防止恶意预言机节点传输错误数据等问题,提出一种基于门限聚合签名的区块链预言机数据传输模型。首先,将签名与数据聚合到一个预言机上,与链上智能合约进行单次交互,减少区块链存储空间开销和通信负载;其次,在Schnorr聚合签名中加入门限机制,提高签名时间效率;最后,使用多个预言机收集数据,并设置积分制选举出可信的签名聚合预言机,防止部分恶意预言机的行为,保证数据真实可靠。实验结果表明,相比BLS聚合签名和未加入门限机制的Schnorr聚合签名,Schnorr门限聚合签名验证消耗的时间更少,使用户能够更快地获取链下数据并进行传输。

    2023年04期 v.55 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K]
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  • 联合Self-attention与Axial-attention的机场跑道裂缝分割

    李海丰;范天啸;黄睿;侯谨毅;桂仲成;

    机场跑道裂缝形态多样、方向各异、长短不一且粗细不均,通常不具有统计规律。现有的各类裂缝分割算法难以在此类复杂场景中落地。针对上述问题,提出了联合self-attention与axial-attention的机场跑道裂缝分割网络(CSA-net),通过引入自注意力模块、轴向注意力模块、可变形卷积模块,提取裂缝的局部特征和全局语义特征。通过transformer decoder还原特征图的原始尺寸,融合了不同尺度间的分割结果,保留尽可能多的细节信息,使得CSA-net有更好的分割精度。在机场跑道实拍的数据集上进行的测试表明,针对裂缝的像素级分割指标F1-score达到了78.91%,高于目前各类裂缝分割算法。

    2023年04期 v.55 30-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 3261K]
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  • 基于多图时空注意力的轨道交通客流预测模型

    陈俊彦;黄雪锋;韦俊宇;卢贤涛;卢小烨;

    针对轨道交通客流由于复杂的时空相关性和显著的波动性而难以预测的问题,提出一种基于注意力机制和多图视角图神经网络的轨道交通客流量预测方法MGCNSTA。基于站点连接的邻接图和乘客出行的出发地-目的地(origin-destination, OD)图,采用长期和短期两种序列模式,通过图卷积神经网络和卷积神经网络分别捕获空间和时间序列特征,并运用注意力机制加强卷积模块的时空相关性特征。对杭州地铁短期客流量进行了预测,实验结果验证了模型的有效性。

    2023年04期 v.55 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K]
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  • 一种求解Max-SAT问题的快速模拟退火算法

    吴宇翔;王晓峰;于卓;谢志新;莫淳惠;曹泽轩;

    最大可满足性问题(Max-SAT)是经典的NP难问题,目标是寻找一组变元赋值使得满足子句个数最多。近年来,随着算例规模在实际应用中的逐渐增大,传统的启发式算法已不再适用。传统模拟退火算法在求解Max-SAT问题时会出现收敛速度慢、局部搜索能力弱,以及无效的盲目扰动等弊端,为此提出一种改进的快速模拟退火算法,针对初始赋值的随机性和盲目性,采用变元权值计算初始解,结合基于概率的随机扰动和选择扰动两种方式,并在Metropolis接受准则中添加记忆功能,用于搜索当前局部最优解,引入高低温两种降温模式,较大程度地提高算法的全局搜索能力,进而加快算法的收敛速度,有效减少求解时间。最后,在公开数据集和随机生成的数据集上进行仿真实验,结果表明,所提算法在求解Max-3-SAT问题上优于传统启发式算法。

    2023年04期 v.55 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K]
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  • 基于权重自适应特征融合的轴承故障诊断方法

    刘晶;梁佳杭;封晨;季海鹏;

    传统的轴承故障诊断方法大多直接从原始振动信号中降维,仅利用时域特征诊断故障,存在故障特征单一的问题。针对上述问题,提出基于权重自适应特征融合的轴承故障诊断方法。首先对原始故障信号进行时频分析,得到故障的频域和时频域信息,然后建立双通道特征提取网络模型,分别对频域特征和时频域特征进行提取,最后提出特征自适应加权算法对不同维度特征动态加权,实现特征加权融合诊断。采用凯斯西储大学和帕德博恩大学轴承故障数据集进行实验,在测试集上最佳准确率为99.75%和98.57%,且能保持较好的收敛速度,有效提高了轴承的故障诊断效率。

    2023年04期 v.55 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K]
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  • 图书自动盘点机器人变结构轨迹跟踪方法研究

    王琦;

    图书自动盘点机器人是图书馆智能化、数字化的有效方案,其轨迹跟踪方法是保证图书自动盘点机器人稳定运行的关键技术。针对传统图书自动盘点机器人轨迹跟踪位置和姿态的双目标控制问题,提出了一种基于改进趋近律的图书自动盘点机器人轨迹跟踪变结构非线性控制方法,该方法可以有效解决传统变结构控制方法快速性和抖震之间矛盾的问题,最后在Matlab环境下搭建了图书自动盘点机器人的仿真模型。仿真结果表明,所提出的方法不仅具有较快的响应速度,还对抖震有较好的抑制作用。

    2023年04期 v.55 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2243K]
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  • 基于多视角数据与社区发现的典型用电负荷模式挖掘研究

    魏伟;韩颖;刘怡君;张伟;

    电力系统为满足各类用户的用电需求,需掌握用户端用电负荷曲线的典型模式。当前电力负荷模式挖掘过程中往往使用单视角数据进行聚类分析,未考虑不同视角数据内部度量信息差异和复杂的计算。针对这一问题,从三个粒度获取多视角用电负荷数据并进行预处理,分别计算相似度矩阵,使用相似度网络融合算法构建融合相似度矩阵,选用Leiden社区发现算法对用户群体进行划分,然后动态识别各个子社区的典型用电负荷曲线并进行趋势分析。实验结果表明,算法能够稳定划分用户群体并识别各个子社区的典型用电负荷模式曲线,结合用户基本信息,得到各个子社区的峰值模式,从而为电力系统采取个性化措施以满足不同用户群体的需求提供指导。

    2023年04期 v.55 68-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 6890K]
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基础科学与工程技术

  • 浅水波方程的旋转不变性及自适应求解

    李霄;郑素佩;王令;封建湖;

    针对二维浅水波方程数值求解问题,对该类方程通量函数的旋转不变性进行了理论推导,构造了基于移动网格的混合旋转通量法。基于变分原理的自适应移动网格法能够将网格根据解的特点自适应分布,且网格移动与微分方程数值求解相互独立。混合旋转通量法能够保留熵稳定格式和HLL格式的优点,且克服了因网格扭曲变形造成的计算中断问题。数值结果表明所构造算法所得数值结果分辨率高,算法鲁棒性强。

    2023年04期 v.55 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2699K]
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  • 小型电磁轨道发射器系统的物理原理研究

    郭巧能;刘科辰;王文楷;赵航;孙悦;杨雨晴;张佳琪;

    利用基本物理原理探究配置出了电源电压和轨道电流分别大约只是电磁轨道炮的千分之一和百分之一的小型电磁轨道发射器系统,避免了轨道烧蚀缺陷,降低了对轨道和电枢材料的要求。与现有的电磁轨道发射系统设计相比,本原理从轻型武器的出膛速度出发,发现存在有最小电源电压,并用MATLAB数学软件推导出了这一加速电源电压最小值与外加磁感应强度直接解析表达式,进而导出了加速时间与出膛速度和轨道长度的关系式,为小型化提供了理论基础。同时,该系统既利用现有电磁技术就可实现的优势,又能获得较高的动力学效率。

    2023年04期 v.55 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K]
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  • 热震条件下Al-Si复合Al_2O_3-C材料的组成、结构和性能变化

    汪洪森;苏凯;耿乾坤;申家欣;欧阳德泽;刘新红;

    以板状刚玉骨料和细粉为原料,以酚醛树脂为结合剂制备了Al-Si复合Al_2O_3-C不烧滑板材料,测定了干燥后试样以及在1 100~1 300℃下热震不同次数后试样的体积密度、显气孔率和常温抗折强度,研究了热震对试样的物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明,随着温度的升高和热震次数的增加,Al、Si反应生成非氧化物Al_4C_3、AlN和SiC的程度增加。由于热震产生的微裂纹为微量空气进入试样内部提供了通道,致使试样内部微区域气相压力增加,从而使非氧化物生成量增大,且非氧化物晶须发育良好,对材料具有填充和增强作用,使试样的致密度和强度略有增加。

    2023年04期 v.55 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 11340K]
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