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基于超图正则化的域适应偏最小二乘多工况软测量模型

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控制理论与应用 2024年第3期41卷 396-406页

作者：霍海丹阎高伟王芳任密蜂程兰李荣太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024

针对流程工业中,因多工况导致数据分布变化引起传统软测量模型预测性能恶化问题,本文提出一种基于超图正则化的域适应多工况软测量回归模型框架.首先,采用非线性迭代偏最小二乘回归算法为基模型,在潜变量空间利用历史工况数据重构当前... 详细信息

针对流程工业中,因多工况导致数据分布变化引起传统软测量模型预测性能恶化问题,本文提出一种基于超图正则化的域适应多工况软测量回归模型框架.首先,采用非线性迭代偏最小二乘回归算法为基模型,在潜变量空间利用历史工况数据重构当前工况数据,以增强工况间的相关性,有效减小数据分布差异;同时,对重构系数施加低秩稀疏约束,保留了数据的局部和全局子空间结构;其次,通过超图拉普拉斯正则项对域适应潜变量求解过程进行约束,避免在寻找潜变量过程中破坏数据结构.最后,利用交替方向乘子法优化求解模型参数.在多个数据集上的实验表明,本文方法在多工况环境下可有效提高软测量模型的预测精度和泛化性能.

关键词：多工况超图结构保持域适应软测量

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基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制

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电子学报 2024年第3期52卷 803-813页

作者：景旭刘滋雨西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100 陕西省农业信息智能感知与分析工程技术研究中心陕西杨凌712100

针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思... 详细信息

针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思想,结合“背书-排序-验证”的共识方式,构建分层分类共识机制,通过分类处理交易降低主链负载压力;最后构建基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名方法,提升背书签名的验证效率.性能分析表明:基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名安全可靠,基于超图和MuSig2聚合签名的分层分类共识机制具有强一致性和线性时间复杂度.实验结果表明:基于MuSig2聚合签名的多方背书方法的总效率是椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的1.55倍,分层分类共识机制能够提升12.5%的共识效率.该机制具有较高性能,可满足企业多样化业务需求.

关键词：区块链联盟链主从多链分层分类共识机制聚合签名超图

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面向超图数据的最大独立集算法

软件学报 2024年第6期35卷 2999-3012页

作者：徐兰天李荣华戴永恒王国仁北京理工大学计算机学院北京100081 电科云北京科技有限公司北京100043

超图是普通图的泛化表示,在许多应用领域都很常见,包括互联网、生物信息学和社交网络等.独立集问题是图分析领域的一个基础性研究问题,传统的独立集算法大多都是针对普通图数据,如何在超图数据上实现高效的最大独立集挖掘是一个亟待解... 详细信息

超图是普通图的泛化表示,在许多应用领域都很常见,包括互联网、生物信息学和社交网络等.独立集问题是图分析领域的一个基础性研究问题,传统的独立集算法大多都是针对普通图数据,如何在超图数据上实现高效的最大独立集挖掘是一个亟待解决的问题.针对这一问题,提出一种超图独立集的定义.首先分析超图独立集搜索的两个特性,然后提出一种基于贪心策略的基础算法.接着提出一种超图近似最大独立集搜索的剪枝框架即精确剪枝与近似剪枝相结合,以精确剪枝策略缩小图的规模,以近似剪枝策略加快搜索速度.此外,还提出4种高效的剪枝策略,并对每种剪枝策略进行理论证明.最后,通过在10个真实超图数据集上进行实验,结果表明剪枝算法可以高效地搜索到更接近于真实结果的超图最大独立集.

关键词：超图最大独立集启发式算法

基于超图Transformer的APT攻击威胁狩猎网络模型

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通信学报 2024年第2期45卷 106-114页

作者：李元诚林玉坤华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对物联网环境中高级持续性威胁(APT)具有隐蔽性强、持续时间长、更新迭代快等特点,传统被动检测模型难以对其进行有效搜寻的问题,提出了一种基于超图Transformer的APT攻击威胁狩猎(HTTN)模型,能够在时间跨度长、信息隐蔽复杂的物联网... 详细信息

针对物联网环境中高级持续性威胁(APT)具有隐蔽性强、持续时间长、更新迭代快等特点,传统被动检测模型难以对其进行有效搜寻的问题,提出了一种基于超图Transformer的APT攻击威胁狩猎(HTTN)模型,能够在时间跨度长、信息隐蔽复杂的物联网系统中快速定位和发现APT攻击痕迹。该模型首先将输入的网络威胁情报(CTI)日志图和物联网系统内核审计日志图编码为超图,经超图神经网络(HGNN)层计算日志图的全局信息和节点特征;然后由Transformer编码器提取超边位置特征;最后对超边进行匹配计算相似度分数,从而实现物联网系统网络环境下APT攻击的威胁狩猎。在物联网仿真环境下的实验结果表明,提出的HTTN模型与目前主流的图匹配神经网络相比均方误差降低约20%,Spearman等级相关系数提升约0.8%,匹配精度提升约1.2%。

关键词：高级持续性威胁威胁狩猎图匹配超图

基于超图的中药方剂超网络中药材群组信息挖掘

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中草药 2024年第11期55卷 3816-3824页

作者：单雨濛张科胡文军何英郑泽宇湖州师范学院信息工程学院湖州师范学院浙江省现代农业资源管理与应用研究重点实验室湖州师范学院医学院、护理学院

目的应用基于超图的超网络理论，构建中药方剂超网络并探究其群体的拓扑特性，以期挖掘药材的群组信息及其高阶关联关系。方法收集整理书籍《实用三味中医药方》和中医药信息数据库（TCM-ID）中的中药方剂，分别得到2个中药方剂数据... 详细信息

目的应用基于超图的超网络理论，构建中药方剂超网络并探究其群体的拓扑特性，以期挖掘药材的群组信息及其高阶关联关系。方法收集整理书籍《实用三味中医药方》和中医药信息数据库（TCM-ID）中的中药方剂，分别得到2个中药方剂数据库。以每首中药方剂作为超边，相应方剂中出现的每味药材作为节点，构建中药方剂超网络模型。通过计算中药方剂超网络的拓扑指标，重点对组度序列及组度分布规律进行分析，并借助Python软件中的Pyplot功能呈现可视化结果。结果 2个数据集共收录9 234首方剂，根据2个数据集的不同来源分别构建均匀超网络模型和非均匀超网络模型。其中，均匀超网络模型中共有2 719首方剂，涉及1 404味药材，频数最大的二元药材群组是{黄连，黄芩}，黄芩虽然是二元药材群组中的重要组成药材，但却未出现在排名前10的单味药材中；非均匀超网络模型中共有6 515首方剂，涉及2 381味药材，频数最大的三元药材群组是{黄连，黄芩，甘草}，黄连虽然是排名第1的三元药材群组中的重要组成药材，但其单味药材排名却是第7。2个中药方剂超网络的各类组度分布服从幂律分布，表明药材群组的分布具有无标度特性，提示频数越大的药材群组越重要。结论中药方剂中的药材从药理上具有互补性，仅评估单味药材或药对重要性的视角较单一，使用基于超图的超网络对中药方剂系统进行建模，突破了使用普通复杂网络建模中基于点对关联的局限，可更好地描述中药方剂这一现实复杂系统中的高阶交互关系，从而能够有效地挖掘出中药方剂中重要的药材群组，且组度值大的药材群组中药材之间具有紧密的多重关联性可为新方研发和创新用药等提供理论参考。

关键词：超图中药方剂超网络组度组度分布无标度分布药材群组

融合用户传播倾向信息的超图网络谣言检测模型

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数据分析与知识发现 2024年第6期 82-94页

作者：彭竞杰顾益军张岚泽中国人民公安大学信息网络安全学院

【目的】构造融合用户传播倾向信息的推文交互超图谣言检测模型，提高谣言检测准确率。【方法】提出一种名为UPBI＿HGRD的谣言检测模型。该模型在获取推文节点嵌入表示时融合了用户传播倾向信息，并根据用户ID构造超边，形成能够反映推... 详细信息

【目的】构造融合用户传播倾向信息的推文交互超图谣言检测模型，提高谣言检测准确率。【方法】提出一种名为UPBI＿HGRD的谣言检测模型。该模型在获取推文节点嵌入表示时融合了用户传播倾向信息，并根据用户ID构造超边，形成能够反映推文交互关系的超图。此外，提出推文节点-用户超边级多层双级多头注意力机制关注重要的推文关系，从而有效学习节点的嵌入表示，最后将其输入分类器中判断是否是谣言。【结果】在三个公开数据集上的实验结果表明，所提模型的准确率分别达到了94.57%、97.82%和94.76%，优于基线模型，并具有优秀的谣言早期检测性能，证明了模型的有效性。【局限】获取融合用户传播倾向信息的推文嵌入表示以及构建超图的过程有一定时间开销，未来将从提高模型的时间效率等方面开展进一步研究。【结论】UPBI＿HGRD模型可以有效提高谣言检测的准确率，为网络谣言的识别提供了新思路。

关键词：谣言检测节点嵌入用户传播倾向信息超图多层双级多头注意力机制

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交互关系超图卷积模型的双人交互行为识别

智能系统学报 2024年第2期19卷 316-324页

作者：代金利曹江涛姬晓飞辽宁石油化工大学信息与控制学院辽宁抚顺113001 沈阳航空航天大学自动化学院辽宁沈阳110136

为提高学校、商场等公共场所的安全性,实现对监控视频中的偷窃、抢劫和打架斗殴等异常双人交互行为的自动识别,针对现有基于关节点数据的行为识别方法在图的创建中忽略了2个人之间的交互信息,且忽略了单人非自然连接关节点间的交互关系... 详细信息

为提高学校、商场等公共场所的安全性,实现对监控视频中的偷窃、抢劫和打架斗殴等异常双人交互行为的自动识别,针对现有基于关节点数据的行为识别方法在图的创建中忽略了2个人之间的交互信息,且忽略了单人非自然连接关节点间的交互关系的问题,提出一种基于交互关系超图卷积模型用于双人交互行为的建模与识别。首先针对每一帧的关节点数据构建对应的单人超图以及双人交互关系图,其中超图同时使多个非自然连接节点信息互通,交互关系图强调节点间交互强度。将以上构建的图模型送入时空图卷积对空间和时间信息分别建模,最后通过SoftMax分类器得到识别结果。该算法框架的优势是在图的构建过程中加强考虑双人的交互关系、非自然连接点间结构关系以及四肢灵活的运动特征。在NTU数据集上的测试表明,该算法得到了97.36%的正确识别率,该网络模型提高了双人交互行为特征的表征能力,取得了比现有模型更好的识别效果。

关键词：双人交互行为识别关节点数据深度学习时空图卷积网络超图图结构神经网络

不具有稳定性质的4-一致超图族献给刘桂真教授80华诞

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中国科学:数学 2024年

作者：张一枭李恒侯建锋福州大学离散数学与理论计算机科学研究中心

不同于图的情形,对于正整数r3和一些经典的r-一致超图族M,顶点数固定条件下边数最多的不含M的r-一致超图(称为M的极图)可能不止一个,而且这些超图在距离上相距较远,这种现象被称为不稳定性,也是确定此类超图Turán数的基本障碍. Liu和Mu... 详细信息

不同于图的情形,对于正整数r3和一些经典的r-一致超图族M,顶点数固定条件下边数最多的不含M的r-一致超图(称为M的极图)可能不止一个,而且这些超图在距离上相距较远,这种现象被称为不稳定性,也是确定此类超图Turán数的基本障碍. Liu和Mubayi (2022)给出了第一个具有不稳定性的3-一致超图族的例子.对于r4,通过具有不稳定性的3-一致超图族可以构造具有同样性质的r-一致超图族.本文构造第一个不依赖于3-一致超图的4-一致超图族M,使得M有两个在距离上相距较远的极图.同时,本文证明相应的Andrásfai-Erd?s-Sós型稳定性定理:任意最小度接近于极图平均度的不含M的4-一致超图一定是这两个极图中一个的子图.此外,作为本文结果的推论,本文还证明了M的可行域具有两个最大值点.

关键词：超图 Turán数稳定性可行域

一种基于层次超图注意力神经网络的服务推荐算法

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计算机科学 2024年

作者：杨东昇王桂玲郑鑫北方工业大学信息学院北方工业大学大规模流数据集成与分析技术北京市重点实验室

随着Internet和Web上各种服务和API数量的迅速增加，开发人员要快速准确地找到满足其需求的API变得越来越具有挑战性，因此需要一个高效的推荐系统。目前，将图神经网络应用在服务推荐领域里取得了巨大成功，但很多这样的方法仍然局限... 详细信息

随着Internet和Web上各种服务和API数量的迅速增加，开发人员要快速准确地找到满足其需求的API变得越来越具有挑战性，因此需要一个高效的推荐系统。目前，将图神经网络应用在服务推荐领域里取得了巨大成功，但很多这样的方法仍然局限于简单的交互，忽略了mashup和API调用之间的内在关系。为了解决这个问题，文中提出了一种基于层次超图注意力的服务推荐方法（H-HGSR）来进行API推荐。首先定义了八种类型的超边，并探究了对应类型超边的超图邻接矩阵生成方法，然后提出了节点级和超边级的注意力机制。节点级注意力机制用于聚合特定类型超图邻接矩阵下的不同邻居的重要信息，以捕获mashup和API之间的高阶关系。超边级注意力机制用于对从不同类型超图邻接矩阵生成的节点嵌入进行加权组合。通过学习节点级和超边级注意力的重要性，可以获得更准确的嵌入表示。最后使用一个多层感知器神经网络（MLP）进行服务推荐。在Programmable Web真实数据集上进行了大量实验，总体的比较结果表明，本文提出的H-HGSR框架优于一些最先进的服务推荐方法。

关键词：服务推荐超图图神经网络注意力机制