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自主机器人多智能体软件架构及伴随行为机制

软件学报 2020年第6期31卷 1619-1637页

作者：毛新军杨硕黄裕泓王硕国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 复杂系统软件工程重点实验室(国防科技大学) 湖南长沙410073

自主机器人是一类由计算机软件控制的信息物理系统,如何支持该类机器人在开放环境下的有效和协调运行,是自主机器人控制软件(control software of autonomous robot,简称CSAR)研究与实践面临的一项重要挑战.基于组织理论的思想,采用Stru... 详细信息

自主机器人是一类由计算机软件控制的信息物理系统,如何支持该类机器人在开放环境下的有效和协调运行,是自主机器人控制软件(control software of autonomous robot,简称CSAR)研究与实践面临的一项重要挑战.基于组织理论的思想,采用Structure-in-5的组织架构模式,提出了基于多智能体的CSAR的软件架构MaRSA(multiagent robotic software architecture),通过独立抽象CSAR的行为规划、分发、执行等软构件,并显式加强这些构件间的交互,从而为自主机器人行为的有效规划和协调实施奠定架构基础;提出了基于MaRSA架构的伴随行为机制,从因果性、时序性和按需性等3个方面建立了机器人观察行为和任务行为间的伴随关系,并基于分步规划和动态决策的思想,设计并实现了伴随行为的自主决策算法DAAB(decision algorithm of accompanying behaviors).分别在仿真环境和实际机器人环境下设计了对比性实验,结果表明:与主流的反应式行为决策算法和BDI式概率决策算法相比较,基于MaRSA和伴随行为机制的DAAB算法所生成的伴随行为规划在开放环境下具有可行性和更高效的执行效率.

关键词：自主机器人控制软件 Structure-in-5 多智能体系统软件架构伴随行为

SOTIMiner:一种基于集合运算的时序不变式挖掘方法

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软件学报 2022年第2期33卷 455-472页

作者：孙德权周竞文周海芳国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 复杂系统软件工程湖南省重点实验室(国防科技大学) 湖南长沙410073

时序不变式反映了事件间的时序逻辑关系,被广泛应用于异常检测、系统行为理解、模型推理等技术.在实际使用中,一般通过分析软件系统的日志数据挖掘时序不变式.相比全序日志,偏序日志可为挖掘算法提供更为准确的数据来源.但是,现有的基... 详细信息

时序不变式反映了事件间的时序逻辑关系,被广泛应用于异常检测、系统行为理解、模型推理等技术.在实际使用中,一般通过分析软件系统的日志数据挖掘时序不变式.相比全序日志,偏序日志可为挖掘算法提供更为准确的数据来源.但是,现有的基于偏序日志的时序不变式挖掘方法存在效率较低等问题.为此,以系统执行路径为数据来源,提出了一种基于集合运算的时序不变式挖掘方法SOTIMiner,并研究了改进方案.相比现有方法,该方法不需要反向遍历日志数据,从而具有较高效率.实验显示.该方法在保证挖掘相同结果的基础上,效率平均是Synoptic挖掘工具的3.23倍.

关键词：系统执行路径时序不变式集合运算 SOTIMiner

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云际分布记账模型、机理与关键技术展望

电子学报 2024年第1期52卷 19-33页

作者：史佩昌王怀民傅翔国防科技大学计算机学院并行与分布处理重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院复杂系统软件工程湖南省重点实验室湖南长沙410073

云际计算是支持公有云、私有云、边缘云和微云等异源异质云服务以自主对等方式纵横协作共赢的新型计算模式,可为独立云服务实体间行为交互、信任构建和贡献度量等提供防篡改、可追溯能力支持,进而最大限度削弱阻碍不同利益攸关者协作的... 详细信息

云际计算是支持公有云、私有云、边缘云和微云等异源异质云服务以自主对等方式纵横协作共赢的新型计算模式,可为独立云服务实体间行为交互、信任构建和贡献度量等提供防篡改、可追溯能力支持,进而最大限度削弱阻碍不同利益攸关者协作的不确定性因素.提升云际协作意愿和效率需要基于何种机理进行何种机制创新,是云际计算成长演化中需要进一步阐述的新问题.本文首先以基于“数字空间证据”构建或增强信任关系为设计原则,提出了基于区块链的云际分布记账软件定义模型,并系统阐述了分布记账支撑云际服务独立性、可审计性以及释放云际协作潜能的内在机理;其次,面向云际复杂交互行为,深化并固化了云际分布记账运行逻辑流程及关键环节的设计,避免其在错综复杂要素综合作用下呈现不确定冲突和矛盾;再次,针对数据要素流通及复杂异步交互场景,细化并优化了云际分布记账合约逻辑模型;最后,论述了以分布共识、智能合约等为代表的云际分布记账核心技术及相应指标的现状,并对关键技术的目标属性体系、前瞻性挑战等进行了展望.

关键词：云际计算区块链分布记账分布共识智能合约

从Docker容器看容器技术的发展:一种系统文献综述的视角

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软件学报 2023年第12期34卷 5527-5551页

作者：吴逸文张洋王涛王怀民国防科技大学、并行与分布处理国防科技重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 湖南省复杂系统软件工程重点实验室湖南长沙410073

近些年,软件构造、运行和演化过程面临着诸多新需求,例如开发测试环境需要高效切换或配置、应用隔离、减少资源消耗、提高测试和部署效率等,给开发人员开发和维护软件带来了巨大的负担.容器技术有希望将开发人员从繁重的开发运维负担中... 详细信息

近些年,软件构造、运行和演化过程面临着诸多新需求,例如开发测试环境需要高效切换或配置、应用隔离、减少资源消耗、提高测试和部署效率等,给开发人员开发和维护软件带来了巨大的负担.容器技术有希望将开发人员从繁重的开发运维负担中解脱出来,尤其是Docker作为目前工业界的容器行业标准,近年来逐渐成为学术界一个热门的研究领域.为了帮助研究人员全面准确地理解当前Docker容器研究的现状和趋势,使用系统文献综述(systematic literature review)的方法搜集了75篇该领域最新的高水平论文,进行了详细的分析和总结.首先,使用定量研究方法调查了Docker容器研究的基本现状,包括研究数量、研究质量、研究领域和研究方式.其次,首次提出了面向Docker容器研究的分类框架,分别从核心、平台和支持3个方面对当前研究进行了系统性地归纳和梳理.最后,讨论了Docker容器技术的发展趋势并总结了7个未来的研究方向.

关键词：容器 Docker 系统文献综述

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基于区块链的医疗数据安全共享模型研究

天津理工大学学报 2025年第1期41卷 51-56页

作者：姜鑫王春东天津理工大学天津市智能计算及软件新技术重点实验室天津理工大学计算机视觉与系统教育部重点实验室天津理工大学计算机科学与工程学院

针对医疗数据的集中存储、共享效率低和隐私泄露等问题，提出一种基于区块链的医疗数据安全共享模型。首先，基于可验证延迟函数(verifiable dely function, VDF)对实用拜占庭容错(practical Byzuntine fault tolerance, PBFT)算法进行... 详细信息

针对医疗数据的集中存储、共享效率低和隐私泄露等问题，提出一种基于区块链的医疗数据安全共享模型。首先，基于可验证延迟函数(verifiable dely function, VDF)对实用拜占庭容错(practical Byzuntine fault tolerance, PBFT)算法进行改进，实现了主节点的分布式选举，保证了主节点的可靠性；其次，使用闪电网络技术构建链下匿名通信交易通道，解决数据共享过程中匿名通信问题，提高了数据共享效率；最后，设计了一套完整的医疗数据共享方案，实现不同实体之间的数据安全共享。与现有数据共享方案相比，该方案在安全性和共识效率方面具有优势。

关键词：可验证延迟函数医疗数据共享闪电网络共识机制

基于本地差分隐私的K-modes聚类数据隐私保护方法

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电子学报 2022年第9期50卷 2181-2188页

作者：张少波原刘杰毛新军朱更明湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南湘潭411201 国防科技大学复杂系统软件工程重点实验室湖南长沙410073

分类型数据聚类是数据挖掘的重要研究内容,聚类数据中通常包含用户一些敏感信息.为保护聚类数据中的用户隐私,当前主要采用基于可信第三方隐私保护模型,但现实中第三方也存在隐私泄露风险.针对此问题,该文引入本地差分隐私技术,提出一... 详细信息

分类型数据聚类是数据挖掘的重要研究内容,聚类数据中通常包含用户一些敏感信息.为保护聚类数据中的用户隐私,当前主要采用基于可信第三方隐私保护模型,但现实中第三方也存在隐私泄露风险.针对此问题,该文引入本地差分隐私技术,提出一种去可信第三方的K-modes聚类数据隐私保护方法.该方法首先利用随机采样技术对数据进行采样,然后使用本地差分隐私技术对采样数据进行扰动,最后通过聚类服务端与用户的交互迭代完成聚类.在聚类过程中,无需可信第三方对数据进行隐私预处理,避免了第三方泄露用户隐私的风险.理论分析证明了该方法的隐私性和可行性,实验结果表明该方法在满足本地差分隐私机制的前提下保证了聚类结果的质量.

关键词：隐私保护本地差分隐私数据挖掘 K-modes聚类去可信第三方

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基于群智的软件开发群体化方法与实践

中国科学：信息科学 2020年第3期50卷 318-334页

作者：王涛尹刚余跃张洋王怀民国防科技大学计算机学院并行与分布处理重点实验室长沙410073 复杂系统软件工程湖南省重点实验室长沙410073

互联网技术的发展对软件开发技术、运行形态和服务模式都产生了前所未有的影响,以开源和众包为代表的大规模群体协作实践所蕴含的群体智能机理为网络时代的软件开发带来重大启示.本文以开源和众包大规模实践为案例,深入分析了开源创新... 详细信息

互联网技术的发展对软件开发技术、运行形态和服务模式都产生了前所未有的影响,以开源和众包为代表的大规模群体协作实践所蕴含的群体智能机理为网络时代的软件开发带来重大启示.本文以开源和众包大规模实践为案例,深入分析了开源创新和众包生产模式,凝练提出了以大众化协同、开放式共享和持续性评估为核心的群智软件开发机理,从群体协作基础环境、群体协作机制模型和群体协作支撑技术3个方面,深入讨论了基于群智的群体化软件开发服务环境涉及的关键要素以及我们的开源实践,并提出了群智软件开发未来面临的重大挑战,希望能为网络环境下基于群智的群体化软件开发提供有益的视角和借鉴.

关键词：开源众包群智群体化开发大众化协同开放式共享持续性评估

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知识问答社区及其激励机制的建模与仿真分析

计算机科学 2020年第6期47卷 32-37页

作者：许子熙毛新军杨亦卢遥国防科技大学计算机学院长沙410073 国防科技大学复杂系统软件工程重点实验室长沙410073

知识问答社区已经成为当前互联网知识共享的重要载体,它提供一系列的激励机制(如声望、徽章、特权等)来鼓励用户参与和贡献,从而提高社区的活跃度。如何对这些激励机制的有效性进行分析,并指导其改进,是目前知识问答社区研究与实践面临... 详细信息

知识问答社区已经成为当前互联网知识共享的重要载体,它提供一系列的激励机制(如声望、徽章、特权等)来鼓励用户参与和贡献,从而提高社区的活跃度。如何对这些激励机制的有效性进行分析,并指导其改进,是目前知识问答社区研究与实践面临的一项重要挑战。针对软件开发知识问答社区,提出一种基于多Agent系统的社区及其激励机制的建模和仿真分析方法,将拥有大量用户的社区视为由自主Agent构成的多Agent系统,社区用户的贡献和交互视为Agent在激励机制驱动下的协同行为。将激励机制抽象描述为Agent的信念,基于自我决定理论来解释Agent期望的生成,并最终产生社区中Agent用户的行为。通过采集Stack Overflow社区2016-2018年间的数据,基于NetLogo仿真平台对社区的发展演变进行了仿真分析,结果表明文中提出的模型及机理可有效地解释和揭示知识问答社区在激励机制作用下的演变过程。

关键词：知识问答社区多Agent系统模拟仿真 BDI模型自我决定论

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基于知识推理的卫星网络态势理解

系统工程与电子技术 2022年第5期44卷 1562-1571页

作者：蚁佳才刘斌姚莉赵文涛国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 国防科技大学信息系统工程重点实验室湖南长沙410073

随着太空和网络空间军事化趋势加剧,我国太空战略面临着日益严峻的挑战。为保障太空网络安全,目前迫切需要形成对卫星网络空间的态势理解能力。本文首先提出了太空网络态势理解需要回答的关键性问题,基于卫星网络态势理解本体和卫星网... 详细信息

随着太空和网络空间军事化趋势加剧,我国太空战略面临着日益严峻的挑战。为保障太空网络安全,目前迫切需要形成对卫星网络空间的态势理解能力。本文首先提出了太空网络态势理解需要回答的关键性问题,基于卫星网络态势理解本体和卫星网络态势理解知识图谱,构建推理规则,提出基于知识的卫星网络空间态势理解分析方法,通过对卫星网络空间态势理解知识库进行推理,实现对卫星网络安全多源情报自动关联分析。最后,通过案例评估验证了所提方法的正确性和有效性,为我国天基资产保护辅助决策提供支撑。

关键词：网络安全态势理解卫星知识推理