最新刊期
      2022 年 第 21 卷 2 期

        人工智能

      • 胡海星,王宜贵,袁卫华,张志军,秦倩倩
        2022, 21(2): 1-7. DOI: 10.11907/rjdk.212596
        摘要：现有评论文本推荐方法多使用静态词向量技术获取评论嵌入，但单词多义性会对语义理解产生偏差，且特征拼接策略无法平衡用户和商品特征对推荐结果的影响。为此，提出了基于评论文本的自适应特征提取推荐模型。该模型使用动态词嵌入预训练模型BERT解决多义性问题，结合Bi-GRU与注意力机制的双向特征提取增强特征表达能力，并以自适应特征拼接机制平衡用户和商品特征在交互时的贡献程度。实验结果表明，该模型在6个亚马逊数据集上均方误差值最低为0.678，相比最优基准模型性能平均提高了2.42%，有效改善评论文本中单词多义性问题对推荐结果的影响，自适应特征拼接机制有效平衡了用户和商品特征各自的重要程度，提高了预测评分精度。  
        关键词：推荐系统;深度学习;自适应特征提取;评论文本;注意力机制   
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        发布时间：2022-03-16
      • 杨丁,董宝力,陈依玲
        2022, 21(2): 8-12. DOI: 10.11907/rjdk.211431
        摘要：针对产品生产制造过程中由于不确定因素导致完工期延误的问题，在考虑高数据维度、广特征空间分布的情况下，提出一种改进深度神经网络的产品生产制造周期预测方法。该算法采用栈式自编码器预训练神经网络的权重和偏置并完成特征提取过程，采用预训练参数初始化深度神经网络进行生产制造预测。为避免模型过拟合，加入L2正则化和dropout。以某制造业某季度产品生产制造数据为例，验证了该预测模型的有效性。与其他预测模型相比，栈式自编码—深度神经网络模型具有较高的预测精度。  
        关键词：栈式自编码—深度神经网络;不确定因素;制造周期;预测模型   
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        发布时间：2022-03-16
      • 范安民,李春辉
        2022, 21(2): 13-20. DOI: 10.11907/rjdk.211230
        摘要：为了改善现有基于深度学习网络的中文评论情感分类方法，同时提高中文评论情感分类的正确率和效率，基于Tensorflow框架，对传统BERT模型进行改进，以Nlpcc2013和Nlpcc2014公开的微博评论数据集为实验数据，分别从两个数据集中清洗抽取出3 949条和14 163条情感极性明显的评论，将数据输入改进后的RoBERTa模型中，提取语义后利用Sigmoid函数进行情感正负极性分类。实验结果表明，该模型的算法准确率、精确率、召回率和F1值较高，在Nlpcc2013数据集上分别达87.85%、88.36%和89.67%，比传统的BERT模型在各项数据上分别提高了1.52%、0.47%、2.58%、1.52%；在Nlpcc2014数据集上各项指标比BERT模型分别提高了1.30%、0.54%、2.32%、1.44%。研究表明，该模型在中文评论情感分类处理上表现优异，相较以往的深度学习网络模型效果更好。  
        关键词：深度学习;BERT;RoBERTa;中文情感分类   
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        发布时间：2022-03-16
      • 张学文,王林,冯夫健,谭棉,李学林
        2022, 21(2): 21-26. DOI: 10.11907/rjdk.212390
        摘要：苗语作为西南少数民族的主要语种之一，其语音研究存在语言文字缺失、语音语料库不健全、地域差异等问题，因此苗语的语音识别难度较大。针对语音语料库不健全的问题，借助汉语拼音对苗语语音进行标注，构建不同地域的苗语语音语料库。基于拼音媒介传递的思想，设计苗语孤立词汇识别模型，该模型利用卷积神经网络对提取的语音特征进行训练和测试，解决了文字缺失情况下的苗语孤立词语音识别问题。为验证该模型的有效性和稳定性，以自建苗语语音语料库的数据作为实验数据集，分别在同地域、不同地域以及组合地域语音数据集上进行验证实验。实验结果表明，所提模型对苗语孤立词语音识别有效，同地域语音识别效果优于不同地域识别效果，在组合地域语音识别中表现亦良好。  
        关键词：苗语孤立词;苗语语音标注;苗语语音语料库;语音识别;卷积神经网络   
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      • 张卜,刘怡伶,张文静,刘学文
        2022, 21(2): 27-31. DOI: 10.11907/rjdk.202616
        摘要：研究基于长短时记忆神经网络模型的优化方法及其在脱轨系数预测中的应用，通过SIMPACK建立列车—轨道仿真场景得到网络训练所需数据集，构建基于长短时记忆神经网络的脱轨系数预测模型，借助动态学习率和Dropout方法针对学习率及网络结构进行优化，并使用优化后的长短时记忆神经网络对脱轨系数进行预测。脱轨系数预测结果表明，经过优化的长短时记忆神经网络预测模型在测试集上的预测误差相较优化前的模型减小23.9%，动态学习率和Dropout方法能高效地优化预测模型，可使模型较准确地预测出脱轨系数变化趋势，可为进一步研究提供支持。  
        关键词：脱轨系数预测;深度学习;动态学习率;Dropout   
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      • 曹慧,秦江涛
        2022, 21(2): 32-36. DOI: 10.11907/rjdk.211894
        摘要：为了提高铁路货运量的预测精度，基于货运量线性和非线性的特点，选取中国铁路1980-2020年的货运量作为研究对象，提出ARIMA和BP神经网络的组合模型，基于简单加权和残差优化两种不同组合方法对铁路货运量进行建模分析，并与ARIMA、BP神经网络单一模型进行对比。实验结果表明，ARIMA-BP残差优化的组合模型结果精度较高，评价指标MAE、MAPE、RMSE分别为5 135.90、0.020 9、8 462.49。基于ARIMA-BP残差优化的组合模型实现了对货运量的较好预测，对铁路运输部门灵活制定相关政策具有重要意义。  
        关键词：ARIMA;货运量预测;组合模型;简单加权;残差优化   
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      • 邓庆康,李晓林
        2022, 21(2): 37-42. DOI: 10.11907/rjdk.211388
        摘要：针对利用当前神经网络模型进行中文位置语义解析存在多义词解析效果差、泛化能力差等问题，提出一种基于BERT-BiLSTM-CRF模型的中文位置语义解析方法。首先利用BERT预训练模型对中文位置信息进行预训练，获取所有层中的上下文信息，增强中文位置信息的语义表征能力，然后通过BiLSTM模型提取向量特征信息，最后通过CRF模型进行解码，获取全局最优标注序列。实验结果表明，在不同数量和区域的中文位置信息数据集基础上，BERT-BiLSTM-CRF模型在所有测试集上分词准确率与F1值都优于目前常用的神经网络模型，最高分别可达到93.91%和93.96%。利用BERT-BiLSTM-CRF模型对中文位置信息进行语义解析，不仅有效提高了中文位置信息解析与多义词解析的准确率，而且具有更好的泛化能力。  
        关键词：中文位置语义解析;BERT预训练模型;BiLSTM模型;CRF模型   
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      • 陈玉娇,陈崇成,吕贵杰,黄正睿
        2022, 21(2): 43-47. DOI: 10.11907/rjdk.211429
        摘要：旅游评价情感分析对了解游客偏好具有重要意义，然而现有的旅游评价情感分析模型较少突出游客情感描述的核心内容。为了更加精确地分析游客评价的情感倾向，提出一种结合词性注意力机制和双向长短期记忆神经网络（Bi-directional Long Short-Term Memory，Bi-LSTM）的旅游评价情感分析模型。该模型采用Bi-LSTM捕获上下文语义信息并充分利用句子中词语的词性与情感极性词之间的关系，无需依赖人工组织的情感领域词典，并使用词性注意力机制关注情感描述内容核心部分。实验结果表明，该旅游评价情感分析模型具有更高的准确率、精确度、召回率和F1得分，分别达91.84%、90.63%、92.33%、91.47%，比自注意力机制（Self Attention Mechanism，SAM）与Bi-LSTM结合的情感分析方法分别提高4.3%、1.02%、5.12%、3.08%。  
        关键词：情感分析;双向长短期记忆神经网络;注意力机制;人工智能   
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      • 师颖慧,张冰,赵强
        2022, 21(2): 48-52. DOI: 10.11907/rjdk.211308
        摘要：由于传统快速扩展随机树的改进算法（RRT*）在处理自主式水下机器人三维路径规划问题时存在算法收敛速度慢、规划出的路径不平滑等问题，提出一种改进型NT-RRT*算法（正态采样、三角裁剪的快速扩展随机树改进算法），利用正态分布的空间采样策略来代替RRT*算法中的全局均匀随机采样，用来提高算法的收敛速度。此外，引入基于三角不等式的几何修剪算法，减少了随机树扩展过程中的节点和路径长度。在有地形障碍物和漂浮障碍物的三维水下环境进行仿真，仿真结果表明，改进后的算法在随机扩展中的节点数减少为原来的15%，算法规划时间缩短为原来的20%，规划出的路线长度约为原来的一半并且路径光滑、曲折性小，说明改进后的NT-RRT*算法在收敛速度和路径长度上明显优于RRT*算法。  
        关键词：自主水下航行器;RRT*算法;正态分布采样策略;基于三角不等式的几何修剪算法   
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      • 王继东,李慧琪
        2022, 21(2): 53-57. DOI: 10.11907/rjdk.212548
        摘要：传统语音情感识别算法模型结构较为简单，需要足够量级的训练数据才能使其具有一定的实用性。然而，在实际应用中可供训练的数据集较少。为解决上述问题，提出了一种语音情感深度迁移识别算法。通过属性分析表构建、特征提取、相关性计算等操作确定源域数据集，并在此基础上训练迁移学习并构建预训练模型，最终构成语音情感分类模型。实验结果表明，该算法可较好解决低资源数据集易陷入局部最优的问题，识别率达到60%以上，相对于BLSTM和CNN模型具有一定优势。  
        关键词：迁移学习;语音情感;卷积神经网络;深度学习;模式识别   
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      • 郭俊宏,甘柏青,徐林杰,丁永刚
        2022, 21(2): 58-62. DOI: 10.11907/rjdk.212663
        摘要：传统单领域推荐算法存在数据稀疏和冷启动问题，且由于单领域推荐算法是在同一领域基于群体分类进行推荐，因此无法实现真正的个性化精准推荐。在网络环境下，学习资源呈现多种形态，而学习者在每一领域的评分数据更加稀疏。鉴于此，提出迁移评分模式的跨域学习资源推荐算法。该方法首先基于码本聚类思想从学习者的辅助领域评分数据中获取学习者的评分模式和商品的被评分模式；然后将其迁移到目标领域，以填补学习者在目标领域评分数据的不足，最后基于因子分解机将目标领域学习者、学习资源、评分模式和被评分模式进行集成，实现对学习者的个性化学习资源精准推荐。实证结果表明，该方法能够较好解决单领域学习资源推荐中存在的数据稀疏和冷启动问题，提高个性化学习资源推荐准确率。  
        关键词：迁移学习;码本聚类;因子分解机;评分模式;跨域推荐   
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      • 陈宇峰
        2022, 21(2): 63-67. DOI: 10.11907/rjdk.211402
        摘要：随着互联网的发展，网购风行千家万户，商品服务在线评价对用户决策产生很大影响。但网上评价门槛较低，其中不乏虚假评价，极大影响了消费者与商家权益。针对此问题，提出一种基于CNN-LSTM模型与迁移学习相结合的虚假评论检测方法。使用CNN-LSTM算法，结合Doc2Vec与TF-IDF方法，将评价文本向量化后作为特征，利用Glove数据集进行迁移学习。与其他方法进行对比验证，结果显示该检测方法检测与识别准确率更高，在英文酒店评论数据集deceptive-opinion-spam-corpus上的实验测试中，正确率达到了93.1%。  
        关键词：文本分析;CNN;LSTM;虚假评价识别   
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        发布时间：2022-03-16

        计算机软件与理论

      • 薛伟莲,陈杰,李雪娇,沈阳
        2022, 21(2): 68-72. DOI: 10.11907/rjdk.202600
        摘要：针对射频识别（RFID）中的标签碰撞问题，提出一种基于映射序列码的自适应查询树（MAQT）算法。该算法根据最高碰撞位为首的连续3个比特位的特征，并结合唯一的映射关系，准确地推断出当前查询时隙存在的查询前缀，达到消除空闲时隙、减少碰撞时隙的目的。仿真结果表明，当待识别标签数量达到1 000时，MAQT算法相比GBAQT算法能够减少10.8%总时隙数，吞吐率可维持在0.61左右。该算法能够减少总时隙数，提高系统效率。  
        关键词：射频识别;防碰撞算法;查询树;映射关系   
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      • 邱吕琳,张志坚,蔡光程,钟慧
        2022, 21(2): 73-80. DOI: 10.11907/rjdk.212151
        摘要：为了对在线社交网络进行全面的可视化分析，运用持续同调的计算方法对在线社交网络传播进行计算与分析。首先，将在线社交网络看作距离子空间，构造出该空间的不同子复形；然后，通过计算单纯复形的同调得到相应的贝蒂数和持续性图，从而基于贝蒂数和持续性图获取社交网络的拓扑特征；最后，分析几个不同类型在线社交网络的传播特点，将持续同调应用于在线社交网络传播，从而得出在线社交网络的持续同调信息，并提供一种描述在线社交网络传播的新方法。  
        关键词：在线社交网络;持续同调;贝蒂数;持续性图;传播   
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      • 崔一凡,郑岳久
        2022, 21(2): 81-86. DOI: 10.11907/rjdk.211356
        摘要：电池容量的在线估计精度影响着车辆续驶里程与功率输出的准确性。考虑到复杂的实际车载环境，提高电池容量在线估计精度是一项不小的挑战。传统的SOC-电量增益法通常选取两个不同时刻点作为SOC增量，而选取点的SOC误差会导致电池容量估计不准确。基于此，提出一种基于开路电压与加权迭代最小二乘法的锂电池容量估计方法。首先基于一阶RC模型，采用带遗忘因子的最小二乘法在线辨识开路电压OCV，间接获得全区间SOC估计值；然后基于SOC-电量增益法的思路，使用IRLS算法根据全区间SOC估计值估计电池容量。耐久性实验数据显示，该方法在不同寿命条件下的电池容量估计精度均较高，误差不超过2%。该方法避免了选点的随机性，避免了SOC估计值可能存在的异常现象以及SOC增益随机误差的未知方差性问题。  
        关键词：电池寿命;容量估计;开路电压;最小二乘法;在线应用   
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        发布时间：2022-03-16
      • 伞红军,徐洋洋,李鹏宇,陈久朋,陈佳
        2022, 21(2): 87-91. DOI: 10.11907/rjdk.211562
        摘要：随着液晶显示器需求量的与日俱增，显示器生产效率则显得尤为重要。目前，显示器自动化生产线存在自动化程度不高、人工成本较高等问题，因此提高显示器装配线的机械自动化程度可提高显示器生产效率，同时也可减少人力成本的投入。针对显示器自动化装配线设计一种关于连杆机构的对中定位机构，对设计的原理机构进行数学建模，完成对对中定位机构的运动学分析，并通过虚拟仿真软件的后处理模块得出滑块速度与加速度曲线，曲线平滑过渡、无尖点，说明设计的对中定位机构在运动过程中对液晶显示器无较大冲击现象，可作为显示器自动化生产线的理论依据。最后，对对中定位机构进行逆运动学分析，并由虚拟样机仿真实验验证了夹持滑块可按给定的运动规律运动。  
        关键词：液晶显示器;对中定位机构;运动学分析;虚拟样机仿真   
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        发布时间：2022-03-16
      • 郑智,段朋云,丁晓红
        2022, 21(2): 92-96. DOI: 10.11907/rjdk.211309
        摘要：通过分析股骨—螺钉—骨板系统的应力分流情况，为股骨干骨折内固定治疗确定合理的螺钉布局提供指导。将CT扫描获得的股骨DICOM格式影像数据导入Mimics软件中，通过三维重建得到完整股骨的几何模型；在SolidWorks软件中分别建立骨板与螺钉的三维模型，将股骨、骨板及3种不同布局的螺钉装配后导入HyperWorks软件中，模拟股骨干中部横断骨折，分析双腿站立工况下3种六螺钉固定方案中股骨—螺钉—骨板系统的应力分流情况。股骨应力在螺钉连接处较为集中，骨板应力在骨折线处较为集中。八孔骨板上固定6枚螺钉空置中间两孔时，工作长度更长，骨板应力最小，骨折处骨板应力占比为87.46%。股骨—螺钉—骨板系统的应力分流研究有助于确定合理的螺钉布局，得出的结果与临床治疗股骨干横断骨折固定方案相吻合，可为进一步研究骨折内固定的生物力学特性及临床治疗提供理论依据与指导。  
        关键词：内固定系统;有限元分析;应力分流   
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        发布时间：2022-03-16
      • 贾珊珊,嵇雯蕙,陈智斌
        2022, 21(2): 97-100. DOI: 10.11907/rjdk.211866
        摘要：排序问题是一类重要的组合最优化问题，在生产计划、计算机控制等领域有着广泛应用，一直是理论界研究热点。对带服务等级的3台平行机排序问题进行研究，每台机器和每个工件都有等级标号，每个工件只能被某台服务等级不高于该工件等级的机器加工，目标是最小化最大机器的完工时间。运用新的算法思想解决离线状态等级约束下的3台机器负载均衡问题。对等级约束为1、2、2的3台平行机给出一个-近似算法；对于等级约束为1、1、2的3台平行机给出一个2-近似算法。  
        关键词：等级约束;排序问题;近似比;目标函数   
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      • 孙济舟,于大泳
        2022, 21(2): 101-108. DOI: 10.11907/rjdk.212037
        摘要：跌倒所带来的伤害威胁着老年人的生命安全。为实时监控造成人体严重损伤的跌倒行为，提出一种毫米波雷达的实时检测方法。首先对位置坐标序列进行均值滤波，然后通过分段线性拟合得到被监测对象的近似运动规律，由此计算目标在高度和水平方向的平均速度及水平距离变化量并与相应阈值进行比较，实现跌倒判断和分类。实验结果显示，跌倒检测的准确率为95.4%。其中，行走时跌倒的识别准确率为100%；蹲下时跌倒和起身时跌倒的识别率分别为85.71%和80%。与仅设置高度变化率为阈值的方法相比，设置多阈值使跌倒检测和方式识别的准确率分别提升了14.6%和23.5%。  
        关键词：毫米波雷达;信号处理;跌倒检测;跌倒方式识别;分类算法   
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        发布时间：2022-03-16

        软件设计、开发与应用

      • 罗永安,包梓群,赵恪振,余隆勇
        2022, 21(2): 109-114. DOI: 10.11907/rjdk.211569
        摘要：由于Kubernetes集群默认资源调度方法是静态的，随着Kubernetes中工作节点的不断运行，会出现集群负载不均衡问题。针对上述问题，设计基于Pod迁移的Kubernetes集群动态调度机制。该机制首先通过监控模块采集服务器和Pod应用资源使用情况，使用AHP对其进行负载评估；然后对滑动窗口进行定义，筛选高负载工作节点形成待迁移的Pod集合；最后根据低负载节点原则为待迁移Pod选取目标工作节点，并采用CRIU技术实现Pod迁移。实验结果表明，该资源动态调度机制相比于优先级资源调度在负载均衡度方面平均提高17%，在Pod迁移数量方面平均减少88.3%。  
        关键词：Kubernetes;Pod迁移;资源动态调度;AHP;负载均衡;云计算   
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        发布时间：2022-03-16
      • 綦慧,张锴
        2022, 21(2): 115-119. DOI: 10.11907/rjdk.211202
        摘要：随着高校教育信息化建设的不断深入，高校校园实验室管理的全方位智能化、数字化也势在必行。针对高校专业实践教学中存在的实验设备种类多样、学生群体数量庞大、实验文件数据繁杂、教学管理要求特殊等特点，围绕高校实验室Web端控制及管理系统，结合云端与边缘端处理的优势，设计一套云边协同的服务器架构。主要对实验设备与边缘服务器、边缘服务器与云服务器的高性能异步通信模式进行分析，以期实现数据实时交互以及Web端对实验台的实时控制。在此基础上开发了微信小程序移动端实验室管理系统，以提升实验室的智能化程度，推动智慧校园的实现。  
        关键词：物联网;Netty;云边协同;智慧校园   
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        发布时间：2022-03-16
      • 彭启明,邵星,王翠香,皋军
        2022, 21(2): 120-126. DOI: 10.11907/rjdk.211401
        摘要：针对现有基于深度学习的轴承故障诊断方法不适于小样本数据且超参数过多、计算开销大的问题，提出一种基于深度梯度下降森林模型（DSGDF）的轴承故障诊断方法。在凯斯西储大学轴承数据集上对该模型的性能进行验证，结果表明，DSGDF模型平均诊断正确率达99%以上。DSGDF模型较经典深度森林模型的收敛速度更快，较其他基于神经网络的深度学习模型计算开销更小。  
        关键词：深度学习;深度梯度下降森林;轴承;故障诊断   
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        发布时间：2022-03-16
      • 刘显茜,赵振超,邹三全,张雪波
        2022, 21(2): 127-131. DOI: 10.11907/rjdk.211225
        摘要：为探究复合混凝土自保温砌块的保温性能，利用COMSOL Multiphysics软件对不同边界条件、初始条件下砌块的热湿传递过程进行仿真，得到砌块内部的温度分布。仿真结果表明，在稳态边界条件下，当砌块内部相对湿度低于50%时砌块内部传热速度影响不明显；相对湿度高于50%时砌块内部传热速度影响显著；在非稳态边界条件下，砌块内部热湿传递存在一定时间上的滞后性。砌块内部所含水分越多，砌块的导热性越好。要提高砌块的隔热性能，不仅要对砌块做隔湿处理，还要降低外部环境的相对湿度，避免砌块吸湿导致其内部水分增加。  
        关键词：热湿耦合;模拟仿真;复合砌块   
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        发布时间：2022-03-16
      • 韩爽,吕军,丁志平,赵剑锋,陈旭东,周强,张哲宇,姚青
        2022, 21(2): 132-137. DOI: 10.11907/rjdk.211383
        摘要：由于海关检查人员的木材分类专业知识参差不齐，进口的珍稀和濒危木材常被伪报成普通木材以逃避监管，因此开发基于Web的木材图像远程鉴定系统，为检查人员提供便捷的木材种类自动识别工具。木材图像远程鉴定系统包括Web端、木材数据库与服务器端，其中服务器端包括应用服务器与木材图像识别服务器。将算法模型部署在木材图像服务器上，通过应用服务器请求识别服务器，识别服务器调用算法模型识别结果。当海关检查人员遇到不认识的木材时可上传木材图像，后台服务器进行识别，完成后反馈信息并显示。该系统可实现120种进出口贸易中常见木材的信息查询、智能识别、专家在线支持等功能，针对120种木材图像的平均识别准确率为95.7%，可为海关木材检查人员提供快速的木材种类鉴定辅助工具，大大节省了经济与时间成本。  
        关键词：Web;木材图像;远程鉴定;深度学习;图像识别   
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        发布时间：2022-03-16
      • 曾恺昀,孙玉国,陈明玺
        2022, 21(2): 138-143. DOI: 10.11907/rjdk.211481
        摘要：在室内家居环境中进行空气质量监测时，往往有多个居室需要同时采集空气质量数据。利用消息队列遥测传输协议设计了一款分布式多节点室内空气质量监测系统。监测节点由DS18B20温度传感器、MQ-7 CO传感器与GP2Y1014AU微颗粒物传感器构成，且移植了RT-Thread实时操作系统。多节点监测数据通过nRF24L01数传模块汇聚至网关节点，再由WiFi数传模块ESP8266遵循MQTT协议上传至OneNET物联网云平台。云平台端可以实时查看各个监测节点上传的空气质量数据，亦可在云平台上控制与网关节点相连的4路继电器，以实现对家用电器的远程操作，并可将空气质量报警信息发送到用户手机。实验结果表明该室内空气质量监测系统运行可靠。  
        关键词：室内空气质量监测;物联网;MQTT协议;RT-Thread OS;OneNET云平台   
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        发布时间：2022-03-16
      • 夏开堂,林菲,张聪,章复嘉,刘杨
        2022, 21(2): 144-148. DOI: 10.11907/rjdk.212293
        摘要：针对传统计算机硬件类课程实验教学受时间、场地、硬件设备等限制的问题，探索基于在线交互实验的计算机硬件类课程实验教学手段，设计并搭建基于MOOC的FPGA远程虚拟仿真实验教学平台。该平台支持学生随时随地在线学习和实验，解决时空限制问题，提高了实验设备利用率；支持使用FPGA教学的多门硬件类课程的在线实验，实现了课程间的衔接贯通；支持实验数据统计分析，帮助教师分析学情，优化实验内容。疫情期间，该平台支撑了数字电路和计算机组成原理等硬件课程的实验教学，为学生提供了充分的硬件实验条件，助力于学生的计算机系统能力培养，帮助其提高底层系统设计能力。  
        关键词：实验教学平台;FPGA在线实验;MOOC平台;硬件课程;系统能力培养   
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        发布时间：2022-03-16
      • 朱效恒,禹素萍,许武军,范红
        2022, 21(2): 149-153. DOI: 10.11907/rjdk.211333
        摘要：针对垃圾有效管理和高效回收问题，基于微信小程序设计了一种智能垃圾设备监测系统。该系统由数据采集设备、微信小程序和云服务器数据库组成。云服务器数据库实现数据的储存和中转功能，采集设备的数据通过云服务器传送到微信小程序。系统实现了语音识别、满溢监测、防火监测、报警信息等功能，保洁人员可以通过微信小程序查看垃圾桶实时监控数据，及时对垃圾设备进行维护、收集垃圾，最终实现垃圾设备的有效管理和垃圾的高效回收。  
        关键词：智能垃圾桶;树莓派;云服务器;微信小程序   
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        发布时间：2022-03-16
      • 冯小广,刘磊
        2022, 21(2): 154-158. DOI: 10.11907/rjdk.211370
        摘要：在现代化机械产品结构设计中，高精密、轻量化、稳定性成为其关键设计需求。机械臂作为工程机械设施关键部件，改善机械臂动态特性，满足个性化需求能有效提高工程机械的质量、工作效率及安全。以六自由度机器臂为研究对象，采用SolidWorks软件对机械臂进行三维实体建模，使用C#编程语言对SolidWorks进行二次开发，设计可视化操作界面，创建机械臂参数化设计系统。系统可根据结构设计计算参数动态更改模型零件尺寸，实现机械臂模型自动装配。该系统在保证产品开发质量的前提下，极大提高了设计效率，节约了开发成本。  
        关键词：机械臂;二次开发;参数化设计;三维实体建模   
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        发布时间：2022-03-16

        网络空间安全

      • 茅磊
        2022, 21(2): 159-164. DOI: 10.11907/rjdk.211255
        摘要：在云计算和大数据时代，密码学中的数字签名技术发挥着不可替代的作用。数字签名不仅可以保障数据的真实性和不可否认性，而且可用于实现云存储中各种外包数据完整性的公开审计。从云存储实际需求出发，设计一种适用于云存储中多用户数据公开批验证的无证书线性同态聚合签名方案。在安全性上，该签名方案可抵抗来自聚合签名者内部的“合谋攻击”；在效率上，其可对不同用户各种数据产生的签名进行压缩和聚合。在JPBC库下进行仿真实验，结果显示该方案的验证速度比普通无证书数字签名提高近10倍。此外，该方案只需存储所有数据同态聚合后的一个数字签名，相较于传统的“一块数据，一个签名”的存储方式，从根本上节约了用户在云上的存储空间。  
        关键词：信息安全;密码学;线性同态签名;聚合签名;无证书密码体制   
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        发布时间：2022-03-16
      • 张学典,周圣英
        2022, 21(2): 165-170. DOI: 10.11907/rjdk.211275
        摘要：差分隐私是能够提供严谨数学证明的隐私保护模型，针对传统差分隐私保护方法在混合型数据集中应用效果差、处理后破坏数据可用性等问题，提出一种面向混合型数据集自适应聚类的差分隐私保护算法。结合快速聚类及k-prototype聚类算法的特点，首先根据混合数据集的不同数据类型属性，采用不同的相异度计算方式实现对不同数据类型属性的距离计算；然后针对聚类后簇中心分别采用Laplace机制及指数机制进行分类处理，最后结合差分隐私的组合性质实现对混合型数据集的差分隐私保护。实验结果表明，该方法相较于传统方法处理混合型数据集时，在相同隐私预算下数据误差率下降15%，证明处理结果的可用性。在固定隐私预算下，改变初始聚类簇数，该方法的隐私保护程度能够达到96%，证明了该算法处理混合型数据集的有效性。  
        关键词：差分隐私;混合型数据集;聚类算法;隐私保护;自适应聚类   
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        发布时间：2022-03-16

        图形图像处理

      • 陈浪,闫德勤,刘德山,曹意唱
        2022, 21(2): 171-176. DOI: 10.11907/rjdk.211427
        摘要：为解决高光谱图像中存在噪声、空间结构复杂和光谱信息复杂等问题，提高分类算法的噪音处理与空间识别能力，提出应用特征感知与协同表示的高光谱图像分类方法。首先运用自适应加权方式对图像进行重建；然后通过计算空间偏置矩阵，对空间特征进行感知，通过计算光谱偏置矩阵对光谱特征进行感知；最后根据误差最小原则确定测试样本的类别信息。在标准数据集Pavia University和Salinas上的实验结果表明，该方法总体准确率达到98.96%和99.63%。与先进的分类算法相比，该算法在平滑噪声、感知特征和空间识别等方面效果更佳，具有较好的分类性能。  
        关键词：协同表示;高光谱图像;分类;特征感知;正则化   
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        发布时间：2022-03-16
      • 张丽华,孙钢灿,酒明远
        2022, 21(2): 177-183. DOI: 10.11907/rjdk.211342
        摘要：针对传统暗通道先验算法去雾后存在去雾不彻底、景物边缘出现光晕效应以及处理速度慢等问题，提出一种基于底帽变换与图像融合的图像去雾算法。首先对雾图进行降采样，加快算法处理速度；然后根据底帽变换可以取得较好轮廓图的特点，将最小通道图进行底帽变换并与其灰度反转图进行图像融合，从而优化暗通道图像边缘；将经过双边滤波和开、闭运算后的透射率与改进暗通道得到的透射率进行融合，实现对透射率的精确估计，之后使用导向滤波精细化透射率；最后利用大气散射模型得到去雾后的图像。实验结果表明，该算法处理后的图像峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）分别提高了4.3%和8.5%，处理时间减少了98.5%。  
        关键词：暗通道先验;降采样;底帽变换;图像融合;双边滤波   
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        发布时间：2022-03-16
      • 王端生,管一弘,杨雄飞,崔云月,罗亚桃,黄岗
        2022, 21(2): 184-188. DOI: 10.11907/rjdk.212500
        摘要：为提高烟支生产过程中烟支缺陷检测效率及判断烟支缺陷产生的原因，提出基于多神经网络的烟支缺陷分类与定位方法。该方法首先对烟支数据集进行图像预处理，再采用改进VGG19网络对烟支是否存在缺陷进行预测，利用YOLOV3网络对缺陷烟支进行定位和类别判定，最后根据统计结果推断产生缺陷的原因，查找易产生缺陷的工艺步骤。研究表明，该方法检测精度高，缺陷定位和类别分类准确。  
        关键词：烟支缺陷;神经网络;VGG19;YOLOv3   
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        发布时间：2022-03-16

        计算机人才与教育

      • 任苗苗
        2022, 21(2): 189-194. DOI: 10.11907/rjdk.212090
        摘要：厘清我国教育信息化领导力研究现状是推动教育信息化发展的关键。以CNKI中国学术期刊（网络版）研究中教育信息化领导力的相关文献为数据来源，运用SATI3.2和SPSS19.0软件进行统计分析，采用定量与定性研究相结合的方式，对文献时间、作者以及归属单位分布进行分析，基于高频关键词进行可视化分析。研究结果表明，我国教育信息化领导力研究主要集中在3个方面，分别为“教育信息化2.0”背景下校长信息化领导力提升研究、校长信息化领导力对学校信息化发展的作用研究、教师信息化领导力研究。目前，我国教育信息化领导力领域的研究仍处于发展阶段，未来研究将朝着去中心化的方向发展，规范研究与实证研究并重，研究内容将更加关注面向智能环境的领导者治理能力和基于智慧环境的教师信息化教学领导力研究。  
        关键词：教育信息化;信息化领导力;聚类分析;社会网络;现状分析;趋势研究   
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        发布时间：2022-03-16
      • 石文兵,方贤进,朱晓娟,蒋社想
        2022, 21(2): 195-199. DOI: 10.11907/rjdk.211839
        摘要：针对高级语言程序设计课程在新工科背景下教学存在的不足，分析了高级语言程序设计待解决的关键问题。结合程序设计课程特点，构建一种高级语言程序设计的智能化教学框架，并在教学过程中实施。结果显示，该方法在教学流程信息化、教学管理数字化和教学决策智能化方面取得了较好效果，智能教育的创新融合促进了课程教学质量的全面提升。  
        关键词：新工科;高级语言程序设计;智能化教学;教学框架设计   
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        发布时间：2022-03-16
      • 杨真真,杨永鹏
        2022, 21(2): 200-205. DOI: 10.11907/rjdk.211253
        摘要：随着信息技术的飞速发展，以人工智能为代表的科学技术已成为引领时代的主流研究方向，如何在坚持育人的宗旨下，不断完善创新型人才培养已成为高校义不容辞的责任。在剖析人工智能时代“挑战杯”竞赛对创新人才培养积极作用的基础上，首先以南京邮电大学为平台，开展基于“挑战杯”的“六位一体”创新人才培养模式研究与实践；然后以基于深度学习的医学图像分割为创新实例验证“挑战杯”对创新人才培养的推进作用；最后简要介绍该校依托于“挑战杯”等创新类竞赛和项目的创新人才培养模式成效。  
        关键词：六位一体;挑战杯;人工智能;创新人才;人才培养   
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        发布时间：2022-03-16
      • 李哲涛,李肯立,邓清勇,龙赛琴
        2022, 21(2): 206-210. DOI: 10.11907/rjdk.212289
        摘要：为了改善现有地方综合性大学在信息学科创新人才培养上定位不准和资源匮乏的缺点，依据学科特征和多元化人才培养目标，以湘潭大学为例，面向科研型和应用型复合人才培养构筑国家级、省级和校级多层培养平台，基于导师制实现跨校科研合作与校企协作多主体协同培养模式，通过第二课堂、阶梯式多专业协同以及集科研、企业合作、竞赛为一体实现多途径协同培养。实践结果表明，其能充分调动学生的创新激情，激发学生的创新思维，促进科学研究与实践相结合，服务地方经济的同时也能面向国家战略需求培养人才。对于创新我国地方高校信息学科人才培养模式及促进学生可持续发展具有重要意义。  
        关键词：地方综合性大学;信息学科;人才培养;培养模式;协同创新   
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        发布时间：2022-03-16
      • 朱敏,温啸林,甘启宏
        2022, 21(2): 211-215. DOI: 10.11907/rjdk.211218
        摘要：以综合素养培育为目标，分析数据可视化课程实践教学现状以及存在的问题。从课程内容拓展创新和评价方式创新设计两个方面提出面向学生综合素质培育的课程教学改革思路和实施手段，总结介绍教学改革实践过程，根据实际统计数据与人才培养情况阐明课程教学改革效果。4年来数据可视化课程累计培养学生254名，形成可视化项目案例67个；选课已毕业的169名学生中，82名于国内外知名高校继续深造，占比达48.6%。该教学改革方案在人才综合素质培养、资源建设等方面均取得了良好成效。  
        关键词：综合素质培育;数据可视化;课程改革;计算机教育   
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        发布时间：2022-03-16
      • 张子涵
        2022, 21(2): 216-220. DOI: 10.11907/rjdk.212041
        摘要：随着教育现代化步伐加快，信息技术持续不断地推动着教育领域的变革。通过选取“VR”“AR”“MR”三类前瞻性信息技术，探讨了其在教育应用中的潜力、效果、挑战和推广。教育信息化时代需要人与技术共同发展，因此仍需要进一步提高教师信息技术应用能力，加强对学生信息意识的培养，以便更好地实现信息技术的教育价值。  
        关键词：教育信息化;信息技术;虚拟现实技术;增强现实技术;混合现实技术   
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        发布时间：2022-03-16
      • 贾保敏,孔维宾
        2022, 21(2): 221-225. DOI: 10.11907/rjdk.211227
        摘要：在落实全程育人与全方位树人的过程中，高校教师担负着思政育人的职责，课程思政在其中也发挥着重要作用。离散数学作为计算机类专业基础课程，教师要深入挖掘离散数学课程中的思政教育资源，在教学过程中贯穿思政教育内容，发挥课程育人的主渠道功能。主要论述离散数学教学中课程思政资源搭建及教学中存在的问题等，针对离散数学教学内容提出相应教学案例，采用线上线下相结合的方式设计离散数学课程思政教学过程，以对其它专业课程教学中融入思政教育提供参考。  
        关键词：课程思政;离散数学;教学案例   
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        发布时间：2022-03-16
      • 范慜慜,刘丹
        2022, 21(2): 226-230. DOI: 10.11907/rjdk.211377
        摘要：随着知识经济时代的到来，深度学习能力对高校人才培养的重要性日益凸显。在云计算课程中，运用A/B组对照的研究方法进行随机分组，采用差异性分析和回归分析等方法，对在线同伴提问策略与深度学习能力的关系进行分析。研究表明，在线环境下基于5E教学模式的同伴提问策略能有效提升大学生深度学习能力；学习者提出问题能力对其深度学习能力有正向促进作用。该研究结论可作为计算机教学改革的着力点，也可为计算机人才培养提供参考。  
        关键词：深度学习能力;同伴提问能力;同伴提问策略   
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        发布时间：2022-03-16
      • 徐燕萍
        2022, 21(2): 231-234. DOI: 10.11907/rjdk.212365
        摘要：为解决程序设计类课程传统实验教学缺乏效率，指导教师无法验证所有学生上机代码的问题，设计和实现集在线编程、在线代码评测、实验报告生成、排名统计等功能于一体的OJ系统。并在此基础上提出实验混合教学模式，重点探讨混合教学活动设计。经过教学实践，能够有效地提高学生学习积极性、编程能力，教学效果良好。  
        关键词：程序设计;实验教学;在线编程;在线评测;混合教学   
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        发布时间：2022-03-16
      • 蒋社想,陈辉,刘惠临
        2022, 21(2): 235-238. DOI: 10.11907/rjdk.212644
        摘要：为解决高级语言程序设计传统课堂存在的一些问题，从辅助教学平台、教学内容、教学方法、课程评价体系4个方面对课程进行改革，通过科学、合理地融入思政元素，采用线上线下混合教学、案例教学、分级分层教学、翻转教学等多种模式相结合的新颖教学方式，实现了知识传授与价值引导结合、理论传授与能力训练结合以及重结果更重过程的教学理念。通过实施结果看，教学改革有效提高了高级语言程序设计课程教学效果，满足了工程教育专业认证人才的培养要求。  
        关键词：工程教育专业认证;高级语言程序设计;教学改革;课程思政   
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        发布时间：2022-03-16
      • 毕华玲,李舒婷,卢福强
        2022, 21(2): 239-242. DOI: 10.11907/rjdk.202103
        摘要：2020年上半年，由于受新冠疫情防控的影响，线上教学扛起重担，成为我国疫情期间的主流教学方式。在此背景下，针对燕山大学信管专业设计一套科学的线上教学方案。通过建立客观与主观两种评价指标体系，以BP神经网络为教学工具，对比研究线上、线下两种教学模式的整体效果。结果表明，线下教学有利于增强学生的实践能力和综合分析能力，线上教学有利于提高其自主学习能力和课堂效率。  
        关键词：线上教学;线下教学;评价指标体系;BP神经网络   
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        发布时间：2022-03-16
      • 王健,孙彦情
        2022, 21(2): 243-248. DOI: 10.11907/rjdk.211564
        摘要：在“全员”“全方位”“全过程”综合育人理念指导下，各大高校积极探索专业课程与思想政治有效融合的教育机制。为了将当代大学生培养成道德涵养与知识能力全面发展的素质型人才，实现“知识传授”和“价值引领”相统一，在“课程思政”教学改革的基础上，研究国内外Python课程现状，并对思政类Python课程的教师、学生及教学环境进行分析；尝试运用行动导向教学法将Python程序设计课程思政设计成个人、社会、国家3个层面的教学实例库，为教师在专业课程中融入思政理念提供参考思路。  
        关键词：课程思政;行动导向;Python案例设计;教学改革   
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        发布时间：2022-03-16
      • 季伟东,李英梅,朱海龙,张立君,周国辉,张伟,付伟,赵丽,马宁,刘靖宇
        2022, 21(2): 249-252. DOI: 10.11907/rjdk.211408
        摘要：针对计算机专业学位硕士研究生专业理论与实践脱节问题，将其培养制度从重理论向理论与实践平衡发展过渡。结合计算机专业特点，在实践育人思想指导下，贯彻落实实践育人新理念，提出全过程“六要素”成果导向的企业实习体系，以及以能力培养为主线的人才培养模式，以实践育人推动新时代教育的改革发展，充分发挥中国特色社会主义教育的育人优势。  
        关键词：计算机专业;研究生教育;实践育人   
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        发布时间：2022-03-16
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