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        2023 年 第 22 卷 10 期

          专题：科学计算与系统仿真软件研究及应用

        • 田宏远,谭火彬,梅雅淇
          2023, 22(10): 1-10. DOI: 10.11907/rjdk.231625
          摘要：针对汽车电控单元领域离散和连续系统的仿真需求，提出一套可扩展的仿真流程和基础仿真模块库。首先为领域常用基础仿真模块定义相应的计算方法，并定义基础模块的属性和行为，建立基础仿真模块库；然后通过对模型图的预处理和拓扑排序，得到模块计算顺序表，仿真器以该顺序表为基准计算时间步内各个基础仿真模块的状态；最后实现了四阶龙格库塔法解算器，从而支持连续事件的仿真。通过与现有商用软件Simulink在离散、连续和混合3个领域典型案例的对比，论证了该软件的准确度与可用性。  
          关键词：仿真软件;离散事件仿真;连续事件仿真;仿真器;解算器   
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          发布时间：2023-10-24
        • 刘正东,夏斐然,许承东
          2023, 22(10): 11-18. DOI: 10.11907/rjdk.231612
          摘要：导航卫星信号的仿真系统可以模拟实际条件下多个卫星的信息，在接收机各项特性的测量方面起到了关键作用，降低了接收机的研制成本，提高了研制效率。导航电文是导航卫星定位系统的重要基础信息，其精度直接关系到定位系统的准确性。在此背景下，对4个GNSS导航电文的基本结构与内容进行研究，先后构建4个GNSS导航电文系统仿真模块，并通过国产软件MWORKS对各个系统的导航电文进行模拟，获取某一时段内播发的二进制电文信息，并将其译码得出的数据与原始参数进行比较，发现其误差数量级远小于原始参数，验证了电文编译的准确性。  
          关键词：全球导航卫星系统;导航电文;编码模型;计算机仿真;MWORKS   
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        • 单航,周睿,沈毅,耿建,张宝坤,丁吉,周凡利
          2023, 22(10): 19-25. DOI: 10.11907/rjdk.231608
          摘要：针对中烟工业企业卷包车间生产物流前期规划问题，基于Modelica语言对卷包车间生产设备和物流设备进行模型化表达和模块化封装，以逻辑关系类模型为核心，构建一套可重用、可扩展的适用于卷包车间生产物流的模型库。同时以某卷烟厂卷包车间两条产线改造升级为例，搭建了包括卷接机、装卸盘机、包装机以及相关托盘、自动导向车在内的产线级系统模型，研究了自动导向车参数、托盘配比对生产的影响，并给出优化参数，用于指导产线改造，避免系统性资源浪费风险，为后续工厂级多领域建模探索出一条道路。  
          关键词：卷包车间;Modelica建模;生产物流;系统规划;仿真应用   
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        • 黄胤铮,王晓喆,王柳青
          2023, 22(10): 26-32. DOI: 10.11907/rjdk.231622
          摘要：无人机的应用日益广泛，其轻量化、低成本与高效能的设计需求不断提高。随着结构柔度的增加，优化设计过程中多学科耦合效应愈发突出，因此高效的气动弹性优化方法是提升无人机整体性能的重要途径。结合气动涡格法与结构有限元法，通过松耦合的方式开展气动弹性分析，基于伴随理论和序列二次规划法实现快速的非线性敏度优化。分别针对长航时和高机动两类典型无人机，以最小燃油消耗为目标，对机翼的气动外形和空间梁结构等参数进行优化设计。结果表明，该气动弹性优化方法可充分考虑无人机的气动弹性效应，在满足结构安全的条件下实现整体性能的提升，并大幅提高设计效率。  
          关键词：无人机;气动弹性;优化设计;伴随理论;序列二次规划法   
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        • 邱勇,王瑾,张树斌,何院,张海明,丁吉
          2023, 22(10): 33-41. DOI: 10.11907/rjdk.231468
          摘要：综合能源系统实现了多种能流的综合管控与协同优化，是未来社会能源系统发展的必然趋势，研究综合能源系统动态特性对综合能源系统科学管理具有重要意义。目前，针对综合能源系统建模仿真的研究已取得很多有价值的成果，但对综合能源系统网络动态传输过程的模拟还存在诸多不足，尤其是特殊流动现象还无法得到很好的模拟。因此，以气—热—电综合能源系统为研究对象，采用模块化的建模方法，基于Modelica和Julia语言建立充分考虑网络动态特性的电—气—热综合能源系统模型，并对输气管道的快瞬变流、慢瞬变流特性以及传输过程的“水锤”“热惯性”等现象进行模拟验证。最后，对综合能源系统负荷变化时不同能流之间的动态响应情况进行仿真分析。结果表明，该方法对描述综合能源系统的网络动态特性以及不同能流之间的动态响应均有良好效果，研究结果可支撑综合能源系统运行优化及多主体在线能流分析等研究，为提高综合能源系统的科学管理能力提供依据。  
          关键词：综合能源系统;网络动态特性;Modelica;Julia;建模仿真   
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        • 董壮壮,王兆强,孙令涛,陆阳钧
          2023, 22(10): 42-48. DOI: 10.11907/rjdk.231493
          摘要：针对AMESim和MATLAB/Simulink的机电液系统联合仿真过程中参数设置较为繁琐、仿真结果可视化效果不够直观等问题，基于FMI标准化接口和ActiveX技术，利用LabVIEW进行人机交互界面设计与数据交互，研究了一种可定制化、参数设置集中化且仿真结果可视化的仿真虚拟平台技术。初步应用实验结果表明，该虚拟平台可简便地对联合仿真模型进行参数设置与数据交互，结果准确、仿真效果直观，且仿真报告可自动化输出，有利于提高工作效率。  
          关键词：联合仿真;人机交互;多物理域;虚拟平台;数据交互   
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        • 杨官学,王家栋
          2023, 22(10): 49-57. DOI: 10.11907/rjdk.231360
          摘要：传统格兰杰因果依赖线性动力学，无法适应非线性应用场景的需求，因此提出一种基于GRU网络的格兰杰因果网络重构方法。该方法将整个网络重构划分为每个目标节点的邻居节点选择问题，针对每个目标节点构建基于GRU网络的格兰杰因果模型，在循环神经网络中引入简单的门控机制控制信息的更新方式，并对网络输入权重施加组稀疏惩罚以提取节点间的格兰杰因果关系。然后集成每一个子网络，获得最终完整的因果网络结构，并在GRU网络建模训练过程中考虑采用正则化的优化方法。通过线性矢量自回归、非线性矢量自回归、非均匀嵌入时滞矢量自回归、Lorenz-96模型及DREAM3竞赛数据集的实验表明，所提网络鲁棒性较强、有效性较高，在网络重构性能上具有明显的优越性。  
          关键词：网络重构;因果推断;循环神经网络;格兰杰因果;门控循环单元   
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        • 林澍,刘北佳,张雨薇,张红军,张俐丽,宋新
          2023, 22(10): 58-64. DOI: 10.11907/rjdk.231628
          摘要：为了降低及消除在工科高等院校专业课程教学过程中使用国外工业软件的不可靠性，以哈尔滨工业大学本研一体化专业课天线理论与技术课程为例，基于国产工业软件MWORKS进行国外软件替代工作。通过教学过程中对国外国内两种软件的主要用户需求功能响应度进行对比，证明了两种软件的响应度功能均衡性，并通过两种软件的主要运行结果证明了国外软件的可替代性；为了建立国产软件的良好应用生态，通过引入“专业+思政”的课程思政教学案例，最终实现“专业+思政+进口软件替代”相结合的课程思政教学效果，不仅替代了软件，而且教育了软件的潜在高端用户。开展2022秋—2023春两个学期共3门不同层次的天线课程教学实践，覆盖了哈尔滨工业大学天线课程群多个层次的专业学生，国产软件应用获得了良好的教学效果和使用效果，为国产软件MWORKS替代国外软件奠定了应用生态基础。  
          关键词：工业软件;软件替代;天线课程教学;课程思政;MWORKS   
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          发布时间：2023-10-24

          人工智能

        • 黄健钰,王笳辉,段亮,冉苒
          2023, 22(10): 65-72. DOI: 10.11907/rjdk.222235
          摘要：民间文学文本命名实体识别任务旨在从民间文学文本中判别实体并将其划分到预定义的语义类别，为民间文学的保存与传播奠定基础。民间文学区别于一般中文语料，其文本存在一词多义情况突出与领域名词众多的问题，导致常规命名实体识别方法难以准确充分地识别出民间文学文本中存在的实体及其类别。针对该问题，提出一种基于BERT的民间文学文本命名实体识别模型TBERT。该模型首先在通用中文BERT模型的基础上融合民间文学文本语料特征与实体类型特征；然后利用BiLSTM模型进一步提取序列依赖特征；最后结合CRF模型获取的标签约束信息输出全局最优结果。实验结果表明，该方法在民间文学文本数据集上具有良好表现。  
          关键词：民间文学文本;命名实体识别;Fine-Tune;TBERT-BiLSTM-CRF;特征融合   
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          发布时间：2023-10-24
        • 李晓芳,顾亦然
          2023, 22(10): 73-78. DOI: 10.11907/rjdk.222243
          摘要：旅游路线推荐是指为游客策划出满足其需要的旅游路线。现有推荐方法多依赖用户评分，对用户与景点之间其他类型的交互行为缺乏分析，对情境化推荐的研究不足。为此，提出一种基于注意力机制与画像的旅游路线情境化推荐模型。首先利用用户画像与景点画像深度刻画游客和景点资源；然后对画像和文本进行向量化，同时使用两种注意力机制分别为交互行为特征向量和文本特征向量分配权重；最后使用Deep FM模型进行评分预测。在去哪儿网数据集的交互数据上进行实验，结果表明，与基线模型相比，该模型推荐准确率提高了3.56%，精确率提高了3.41%，召回率提高了2.3%，AUC值提高了3.44%，平均绝对误差降低了2.42%，证明了其在旅游路线情境化推荐中的优越性。  
          关键词：交互行为;用户画像;注意力机制;情境化推荐;Deep FM   
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          发布时间：2023-10-24
        • 张思扬,匡芳君
          2023, 22(10): 79-83. DOI: 10.11907/rjdk.231110
          摘要：针对金融恐慌舆情隐蔽性强、爆发速度快、网络用语不规范等特点，提出基于LDA-BiLSTM模型的金融恐慌舆情分析方法。以金融行业新闻网页、论坛、微博、博客等为数据来源，首先基于词性过滤的LDA方法，挖掘数据中的金融热门主题，然后通过BiLSTM模型处理短文本语料库，并分析网民对热门主题的情感极性，甄别舆情预警信息内容。实验表明，基于LDA-BiLSTM模型预测金融恐慌舆情倾向的准确率达92.74%，可为管理者提供信息支持和舆情建议。  
          关键词：金融恐慌;潜在狄利克雷分布;双向长短期记忆网络;舆情分析与预测   
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          发布时间：2023-10-24
        • 王童
          2023, 22(10): 84-89. DOI: 10.11907/rjdk.222277
          摘要：为了提高短期电力负荷的预测精度，提出一种基于混合策略改进鲸鱼优化算法（MSWOA）的Attention-BiGRU短期电力预测模型。该模型首先利用双向长短期记忆网络（BiGRU）对电力数据的时序特征信息进行双向提取，并引入Attention机制，根据提取信息的特点，对隐藏状态的信息赋予不同比重，以增大重要信息的影响。针对模型的参数选取问题，通过MSWOA算法自动选取神经网络的模型参数，并优化网络模型参数使预测效果最优。通过对电力负荷数据进行训练与预测，与BiGRU、Attention-BiGRU、鲸鱼优化算法（WOA）改进的Attention-BiGRU等模型的预测结果进行对比。实验结果表明，该优化模型的预测精度达到98.829%，相较于传统的WOA，改进后的WOA对Attention-BiGRU网络模型的优化有更好的效果，且相较于人工选择参数的神经网络模型具有更高的准确性和稳定性。  
          关键词：电力预测;BiGRU;注意力机制;改进鲸鱼优化算法   
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          发布时间：2023-10-24
        • 关菁华,黄启亮,吕泽华,谭梦琪
          2023, 22(10): 90-94. DOI: 10.11907/rjdk.221500
          摘要：命名实体识别作为自然语言处理研究的基础，主要任务是识别文本中的地名、人名、组织机构名等专有名词。针对BERT模型的不足，以轻量化模型为目的进行改进，在保证精度的前提下，减少模型训练时间并提高特征提取能力。采用Albert和RoBERTa-WWM代替BERT，并结合BiLSTM-CRF模型分别进行实验。实验结果表明，Albert在采用跨层参数共享机制减少大量参数的情况下，不仅各项评价指标与BERT相差无几，并且很大程度上减少了对资源的使用。RoBERTa在采用动态掩码和全词掩盖后，F1值提升5%左右，RoBERTa的动态掩码和全词掩盖更符合中文命名实体识别研究。  
          关键词：命名实体识别;深度学习;序列标注;预训练模型   
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          发布时间：2023-10-24
        • 吴晓,成卫青
          2023, 22(10): 95-104. DOI: 10.11907/rjdk.222134
          摘要：在真实场景的推荐系统中，使用用户所有数据以训练推荐模型，存在忽略数据间时间顺序和学习到的用户兴趣是静态的问题。鉴于此，提出一种结合注意力机制与GRU循环神经网络的序列推荐模型，对用户的行为序列进行显式的动态建模，挖掘用户的长期偏好与短期偏好，并结合用户自身信息构建自适应分配权重的门控单元，将长期偏好与短期偏好结合，以此预测用户可能发生的下一个行为。在Amazon数据集上的实验结果表明，相较于目前基准推荐模型GRU4REC、STAMP、SASREC等，该模型在归一化折损累计增益（NDCG）和命中率（HIT）指标上分别至少提升了14.7%和8.8%，表明该模型能够更加准确地捕捉用户兴趣。  
          关键词：序列推荐;注意力机制;循环神经网络;深度学习;长短期偏好   
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        • 史爱武,蔡润
          2023, 22(10): 105-109. DOI: 10.11907/rjdk.222373
          摘要：多模态语音情感识别需要全面理解对讲话者话语的内容（文本信息）以及说话的方式（声学信息），但如何有效融合语音和文本两种模态的特征是一个具有挑战性的问题。为此，提出一种基于双向循环门控单元和多种注意力的多模态情感识别模型。该模型首先使用双向循环门控单元提取语音和文本模态的特征，然后使用由并行的自注意力模块和引导注意力模块组成的多模态特征融合网络捕获模态内及模态间的交互关系，以使模型在训练学习过程中能同时关注到模态间及模态内重要的交互特征，进而增强模型的表示能力。在IEMOCAP数据集上对所提模型进行评估，结果表明该模型的情感分类结果相比其他方法明显提升。  
          关键词：多模态情感识别;双向循环门控单元;引导注意力模块;自注意力模块;特征融合   
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          发布时间：2023-10-24

          计算机软件与理论

        • 李天博,胡楠,石珂
          2023, 22(10): 110-116. DOI: 10.11907/rjdk.222395
          摘要：为合理评估基桩的完整性类别，通过基桩超声透射法，分别从声速、波幅和波形3个方面提出三标度层次分析法，建立评价指标的比较矩阵来确定各指标特征权重。结合各评价指标的隶属函数确立隶属度矩阵，构建基桩的模糊综合评价模型，并依据模糊数学中的最大隶属度原则确定声测线的完整性类别。再根据基桩受力结构，从基桩的声测线（检测剖面）、检测横截面和整个桩身3部分综合评判基桩的完整性类别。对山东模拟缺陷桩采用三标度模糊层次分析法进行判定，评价结果与现行评判标准相吻合，体现了该方法的实用性和可行性。  
          关键词：基桩完整性;超声透射法;三标度;模糊综合评价   
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        • 严云龙,姜文刚
          2023, 22(10): 117-123. DOI: 10.11907/rjdk.222076
          摘要：为强化四旋翼无人机在受到自然风干扰情况下的抗干扰能力以及鲁棒性，提出一种将反步自适应控制与改进分数阶PID控制相结合的控制策略。首先分析四旋翼无人机的力学原理，建立受到气流干扰的四旋翼数学模型；然后通过不完全微分与前馈补偿改进传统PID控制器，用于控制四旋翼的外环位置子系统，设计反步自适应控制器用于控制内环姿态子系统，同时通过Lyapunov稳定性理论验证姿态子系统的稳定性；最后在Simulink平台进行仿真实验。实验结果表明，基于反步自适应控制与改进分数阶PID控制相结合的控制策略设计的控制器相较传统PID控制器、反步自适应控制器在快速性、稳定性、准确性方面更具优势。  
          关键词：四旋翼无人机;环境风干扰;不完全微分;前馈补偿;分数阶PID控制;反步自适应控制   
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        • 徐大勇,赵杨,舒方舟,闫羲,戴晓强
          2023, 22(10): 124-130. DOI: 10.11907/rjdk.222257
          摘要：目前，通常基于船舶电网模型建立能量管理实时优化模型能调整各分布式电源的出力比重，以提高全电驱船航行过程中的综合效益。为进一步提高船舶效益提升幅度，根据优化问题的实际特点，提出一种蜜獾优化算法的改进方法（IHBA）调整密度因子计算方式与个体行为模式选择方式。实验表明，在相同的运行时间内，IHBA得到的能量管理策略综合成本始终低于标准算法，证实了改进方法的有效性与先进性，以期为全电驱船能量管理提供新的解决方案。  
          关键词：全电驱船;能量管理策略;实时优化;蜜獾优化算法;数字科技   
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          发布时间：2023-10-24
        • 王晓伟,王海洋,陈庆照
          2023, 22(10): 131-138. DOI: 10.11907/rjdk.231598
          摘要：深入分析烧结砖窑烧过程中冷却带的温度场分布，对墙材行业实现烧结砖优质高产及节能减排具有重要意义。首先以某烧结砖生产企业的坯垛单元为研究对象，分析冷却带中坯垛单元的传热机理，并建立相应的数学模型及几何模型；然后对模型进行多面体网格划分，结合企业数据设置初始参数、边界条件；最后利用Fluent对隧道窑冷却带传热进行数值模拟仿真研究，分析风速及孔洞形状等因素对烧结砖温度场的影响。结果表明，选用最佳冷却风速能够有效减小砖坯的内外表面温度差；合理的孔洞形状可以提高坯垛温度分布的均匀性；适当加大各砖坯间的气流通道宽度可进一步提高冷却效果。研究结果为企业在窑烧过程中优化冷却段生产工艺以及生产高品质烧结砖提供了理论依据与技术指导。  
          关键词：隧道窑;冷却带;传热;温度场;数值模拟   
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          发布时间：2023-10-24

          网络空间安全

        • 张章学
          2023, 22(10): 139-145. DOI: 10.11907/rjdk.222464
          摘要：入侵检测系统在发现网络异常、确保电力系统网络安全方面发挥着重要作用。电力流量具有数据流向固定、查全率要求高、时序性强等特点，为解决一般检测方法计算复杂度高、准确率低的问题，提出一种基于EfficientNet的高效用电力入侵检测方法。该方法首先对电力流量数据进行预处理与数据转换；然后利用高效用模型EfficientNet提取输入电力数据中的帧级网络攻击特征；最后将提取的图像级特征表示映射到分类空间，并利用全连层网络以及softmax进行分类并输出检测结果，实现电力数据的网络入侵检测。实验结果表明，该方法能够在保持较高分类精度的同时有效减少模型参数量、降低模型复杂度，提高了异常流量入侵检测效率。  
          关键词：神经网络;电力流量;入侵检测   
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          发布时间：2023-10-24
        • 茅磊
          2023, 22(10): 146-155. DOI: 10.11907/rjdk.231058
          摘要：随着人工智能、云计算、云存储和物联网技术的发展，智慧家居作为新兴产业，已逐步走进人们的视野。智慧家居系统是基于物联网技术构建的，系统边缘由大量无线传感器构成，因此保证各边缘传感器采集数据在云服务器端的完整性是一个重要的研究课题。基于证书的同态聚合签名方案可方便地部署在智慧家居系统之上，并能快速、高效地实现对智慧家居云端多用户数据完整性的批量验证。方案在安全方面可以抵抗基于证书同态签名中超级攻击者的攻击，同时能够防止聚合签名中来自恶意攻击者的合谋攻击。通过JPBC密码学库对方案性能进行仿真实验，结果表明，相比其他方案，该方案在签名验签时的计算开销更小，可大幅提升智慧家居系统中云端多用户数据完整性的批验证效率。  
          关键词：信息安全;智慧家居;传感器网络;同态签名;聚合签名   
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          发布时间：2023-10-24
        • 张晓黎
          2023, 22(10): 156-163. DOI: 10.11907/rjdk.231680
          摘要：根据中国151家银行在2019年的资产负债表数据，基于多主体模型模拟计算不同区域银行外部贷款在不同程度冲击时，同业双边贷借关系和金额联动变化的风险传染。通过提出局部迭代的交叉熵新算法，在大量银行间构建具有类型和区域连接偏好的拆借网络，根据拆借偏好形成的中国银行间拆借网络非全连通有较多聚簇。研究表明，银行内部流动性有条件调节银行受冲击后的抗风险能力，银行间流动性变化能提升外部流动性低或拆借关系少的小型银行抗风险能力；增加银行间拆借才能提升拆借关系多和外部流动性高的大型银行抵御冲击能力和抑制风险传染的破产范围。研究提供了监控各区域银行内外部流动性，制定有针对性调控政策的方法，以把握调控和救助时机。  
          关键词：银行拆借网络;连接倾向;内外部流动性;多主体;风险传染   
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          发布时间：2023-10-24

          大数据与信息处理

        • 王志英,杨晋
          2023, 22(10): 164-170. DOI: 10.11907/rjdk.222152
          摘要：为探索激励措施对人脸识别技术采纳率是否有促进作用，采用技术接受模型，引入激励机制理论，结合感知有用性、感知易用性和采纳行为构建模型，使用AMOS软件对所构建的模型进行假设检验和中介效应分析。结果表明：经济激励对人脸识别感知易用性有促进作用；权力激励对人脸识别感知易用性和感知有用性有促进作用；社交激励对人脸识别感知有用性和感知易用性有促进作用；人脸识别感知易用性对感知有用性和采纳行为有正向影响；人脸识别感知有用性对采纳行为有正向影响。研究成果论证了经济激励、权力激励、社交激励对人脸识别技术采纳的作用机制，为采用不同激励措施促进人脸识别技术采纳提供了实践指导。  
          关键词：人脸识别;技术采纳;经济激励;权力激励;社交激励   
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          发布时间：2023-10-24
        • 范文蓉,刘峰
          2023, 22(10): 171-177. DOI: 10.11907/rjdk.222099
          摘要：基于抑郁症患者倾向于在社交平台表达情感的特性，提出在当前社交媒体上搜寻、分析和讨论抑郁症患者的主要特征。首先对抑郁症患者的微博数据进行高频词分析，使用LDA主题模型构建映射关系；然后基于时间序列分析该类人群正负向情感表达的变化情况，细致分析5类消极情绪的强度占比；最后在现有理论成果的基础上对抑郁症患者的平台形象、认知特征、行为特征及情感特征进行总结。在微博平台中利用文本特征与情感关键影响因素识别潜在的抑郁症患者具有非常重要的实际意义。  
          关键词：抑郁症;社交媒体;文本语义挖掘;情感分析   
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          发布时间：2023-10-24
        • 林丽
          2023, 22(10): 178-184. DOI: 10.11907/rjdk.231057
          摘要：针对高校图书馆缺乏图书评价数据和协同过滤算法的冷启动问题，提出一种基于层次分析法的热门图书推荐方法。首先基于层次分析法构建图书热度评价模型，其次提取图书的中图分类号计算图书间的相似度，最后基于中图分类号推荐图书热度Top-N图书列表和图书热度Top-N新书列表。在高校图书馆数据集上进行实验验证和比较结果表明，所提算法的推荐多样性和新颖度均优于传统算法，推荐性能得到较好提升。  
          关键词：高校图书馆;协同过滤算法;层次分析法;中图分类号;图书热度评价   
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          发布时间：2023-10-24

          图形图像处理

        • 邹子安,何儒汉
          2023, 22(10): 185-190. DOI: 10.11907/rjdk.222254
          摘要：细粒度服装图片类别间高度相似，在非平衡数据集下，其检索十分具有挑战性。为此，提出一种基于代价敏感的细粒度服装图片检索方法，通过设计一种代价敏感的损失函数针对性处理非平衡数据集问题，有效改进检索模型的关键点检测模块，改善细粒度服装图片检索性能。代价敏感损失函数策略基于固定加权和动态加权的类别再平衡，其中固定加权是基于类别频率和标签的预测概率赋值，而动态加权根据预测分数调整其权重，允许模型对不同难度的实例进行调整，从而提高困难类样本梯度更新权重。在服装数据集DeepFashion上的代价敏感损失函数消融实验结果表明，固定加权和动态加权均提升了非平衡数据集下的模型检索性能。与其他细粒度图像检索方法的比较实验进一步表明，代价敏感损失函数可以解决类别不平衡和困难类别的服装图片检索问题。此外，类别、风格等服装属性检索比较实验结果表明所提模型的改进和损失函数的优化策略有效。  
          关键词：细粒度服装;图片检索;代价敏感;非平衡数据集   
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          发布时间：2023-10-24
        • 闫卫坡,王志斌,任祖跃,来程轩,胡锦程,张子雄
          2023, 22(10): 191-197. DOI: 10.11907/rjdk.222250
          摘要：为解决当前高速道路裂缝的错检、漏检、精度低等问题，提出一种基于YOLOv5改进的道路裂缝识别模型。首先，通过在骨干网络中添加注意力模块（CBAM）提升算法的特征提取能力；然后，修改网络特征融合方式，采用加权双向特征金字塔（BiFPN）替换特征金字塔（FPN）+像素聚合网络（PAN）结构以加强特征融合。最后，在加权双向特征金字塔尾部与检测层头部添加注意力机制，以提升网络的表达能力。实验结果表明，改进模型相较于传统YOLOv5模型在mAP@0.5、mAP@0.5：0.95方面分别提升33.5%、21.5%，改进后的YOLOv5算法对道路裂缝的检测效果较好，能快速、准确地识别定位高速道路上的裂缝。  
          关键词：道路病害;YOLOv5;CBAM注意力机制;特征融合;加权双向特征金字塔   
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          发布时间：2023-10-24
        • 傅继彬,李春辉
          2023, 22(10): 198-204. DOI: 10.11907/rjdk.222120
          摘要：下雨天气在图像上造成雨痕，不仅严重影响图像观感，更会干扰后续图像分析与处理。图像去雨始终是图像复原研究的热点，于是提出RDSRCNN单幅图像去雨模型。为提升特征提取能力，以增强型特征提取方法ESIFEM为特征提取手段，利用其远距离像素关联能力及低局部特征提取代价实现高效特征提取，同时利用l1与MSS-SIM构造的复合损失函数优化训练效率并保证输出图像对视觉友好，将以上方法与增强型DSRCNN去雨网络相结合形成单幅图像去雨模型。在Rain100H数据集上的实验结果表明，该方法在视觉上能将浓密雨分布情况下的图像恢复至细节丰富的干净场景图，并且相较于大部分对比方法，虚影与物体边缘变形的情况减少90%以上，背景的雨痕清除率高于95%。该方法在量化评估中，峰值信噪比和结构相似性参数在较大部分较对比方法更优，且在空间复杂度等方面优于Restormer方法。  
          关键词：图像复原;单幅图像去雨;深度学习;混合式损失函数   
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          发布时间：2023-10-24
        • 杜小双,施展,华云松
          2023, 22(10): 205-210. DOI: 10.11907/rjdk.222298
          摘要：在视觉同步定位与建图（SLAM）算法中，使用语义分割和目标检测以剔除异常点的方法成为主流，但使用中无法对物体语义信息进行充分追踪。为此，提出一种基于物体追踪的改进语义SLAM算法，通过YOLACT++网络分割物体掩码，提取物体特征点后，利用帧间匹配实现物体追踪。该方法对匹配特征点进行深度、重投影误差和极线约束三重检测后判断物体动静态，实现物体追踪并判断运动状态。通过对TUM RGB-D数据集测试，实验表明该方法可有效追踪物体，且轨迹估计精度优于其他SLAM算法，具有较好实用价值。  
          关键词：视觉SLAM;语义分割;物体追踪;动态场景;几何约束   
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          发布时间：2023-10-24

          计算机人才与教育

        • 倪康,陈志
          2023, 22(10): 211-216. DOI: 10.11907/rjdk.231190
          摘要：统一建模语言（UML）是软件工程课程体系中的重要课程，工程教育认证与新时代人才需求的驱动，使得该课程需要增强工程教育人才培养对产业发展的适应性。虽然现有的UML课程改革方案从案例分析、混合式教学等方面进行了改进，但结合“做中学”和“团队合作案例式教学”仍存在不足。考虑软件工程相关专业学生对编程的敏感性，以SE-CDIO工程教育理念为指导，将IBM-RSA和PlantUML命令行建模、案例启发、在线教学辅助有机融合到SE-CDIO方法中，同时提出基于“SE-CDIO-CA”的UML课程教学方法。该方法从从软件工程专业培养目标与毕业要求出发，结合整个软件生命周期，从项目需求分析与建模、项目设计与优化、项目实现与优化、项目维护与发布4个方面具体设计。整个教学过程紧紧围绕工程实践教学的基本理念，不断提升学生利用UML理论知识解决实际工程问题的兴趣和能力。  
          关键词：工程教育理念;UML课程;软件生命周期;工程实践教学;软件工程   
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          发布时间：2023-10-24
        • 郭小宁,袁长生
          2023, 22(10): 217-220. DOI: 10.11907/rjdk.222318
          摘要：针对陆空通话课程教学实际，将语音、图象、动画三者相结合，研制了一个半实物仿真教学训练平台，以实现动态化、图像化、数字化、音频化教学。该平台可完成陆空通话课程各单元的学习训练，实现多种模式的教学，提高了学员参与积极性及其学好课程的自信心。基于平台的教学拓展了语言教学训练的广度和深度，提高了学员思维水平和综合能力，提高了教学效率和质量，其过程化培养方式和多样化考核方法给陆空通话课程教学注入了活力。  
          关键词：陆空通话;Unity 3D;虚拟仿真;过程考核   
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          发布时间：2023-10-24
        • 陈佳丽,陈晓洁,曾志宏,游德有
          2023, 22(10): 221-224. DOI: 10.11907/rjdk.222387
          摘要：针对软件工程专业集中实践性课程在教学过程中存在的不足，分析背后成因及需解决的痛点问题，引入创新、创业、创造的“三创”教育元素，并结合工程教育认证需求，提出可操作性的教学改革举措。以软件质量保证与测试课程设计实践课为例，从重新明确毕业要求观测点、改进团队合作方式、选取有针对性的考核内容、制定多元考核评价方法等方面，阐述教学改革探索历程，最后对达成度进行计算、分析与评价，阐明改革的有效性。  
          关键词：软件工程;集中实践性课程;“三创”教育;工程认证;达成度分析   
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          发布时间：2023-10-24

          研究综述

        • 巴思淳,张群
          2023, 22(10): 225-236. DOI: 10.11907/rjdk.222007
          摘要：数字化资源是教育领域研究的热门话题，其内容和形式经过20余年的发展仍方兴未艾，应时而生的新理念、新技术不断完善相关理论和实践研究。对数字化资源的概念与内涵进行辨析，在此基础上对国内文献进行梳理，使用CiteSpace软件对提取到的1 641篇文献进行计量学分析，展示其关键词聚类图谱、突现词分析图；同时对我国数字化教育资源领域的研究内容进行分析与整理，剖析其存在的问题，并提出相应的发展建议与对策。  
          关键词：数字化教育资源;CiteSpace;文献计量分析;聚类分析   
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          发布时间：2023-10-24
        • 沈红叶,肖婉,季一木,刘尚东
          2023, 22(10): 237-243. DOI: 10.11907/rjdk.222110
          摘要：教育知识图谱作为知识的可视化呈现，通过处理海量无序、结构繁杂的数据，使其形成结构化的知识体系，在教育领域不断挖掘出新的发展空间。通过系统性文献综述，系统梳理了国内近10年的实证研究成果，以揭示知识图谱在教育领域的具体类型、应用及面临的挑战。研究发现，教育知识图谱主要包括学科知识图谱、群体知识图谱、多模态知识图谱、学习认知地图及教育知识库5种类型；知识图谱在学习者画像构建、学情诊断及学习评价、学习资源推荐、个性化学习路径规划、智能化管理及知识问答系统5个方面应用广泛。此外，在现阶段教育知识图谱构建及应用过程中，仍存在教育资源数据集质量不高、多源知识图谱融合难度大、教育知识图谱评估方法单一的实践挑战。  
          关键词：知识图谱;教育知识图谱;系统性文献综述;知识构建   
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          发布时间：2023-10-24
        • 张驰,汤俊伟,何儒汉,徐微,黄晋
          2023, 22(10): 244-252. DOI: 10.11907/rjdk.222301
          摘要：Android系统是目前市场占有率最高的开源移动端操作系统，但系统的开源性使其成为了恶意软件的主要攻击目标。恶意软件严重威胁国家安全和个人隐私，且规避行为愈发隐蔽，通常难以被检测分析。为此，首先总结Android恶意应用检测使用静态、动态分析方法提取的恶意应用特征类型；然后从传统机器学习、深度学习方面，梳理分析Android恶意应用检测方法，并从对抗攻击、防护层面归纳与Android恶意应用检测攻防相关的工作；接下来，在共同数据集上对Android恶意应用智能化分析方法进行比较；最后，从特征、数据集、分析模型等方面讨论与总结未来Android恶意应用智能化分析方法的研究方向和挑战，以期为其发展提供参考与借鉴。  
          关键词：Android恶意应用;恶意应用检测;机器学习;深度学习;对抗攻击   
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          发布时间：2023-10-24
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