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基于改进最小边际代价算法的多USV多AUV任务分配

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控制与决策 2025年第1期40卷 119-127页

作者：白小山佘桉奇郑心泉吴宗泽深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518000 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

随着自主水下机器人(AUV)和无人水面艇(USV)在民用和军事领域的应用不断扩展, USV与AUV协同完成相关任务的作业模式受到了广泛关注.针对多USV和多AUV协同访问多目标点的任务分配问题进行研究,旨在最小化多USV和AUV系统访问所有目标点的... 详细信息

随着自主水下机器人(AUV)和无人水面艇(USV)在民用和军事领域的应用不断扩展, USV与AUV协同完成相关任务的作业模式受到了广泛关注.针对多USV和多AUV协同访问多目标点的任务分配问题进行研究,旨在最小化多USV和AUV系统访问所有目标点的总旅行距离.首先,建立考虑通信约束和AUV最大航程约束的多USV多AUV协同多点访问任务分配问题的数学模型,并对问题的NP-hard属性进行分析.其次,提出一个两阶段任务分配算法:1)先利用最小边际代价算法构建各USV访问完所有水面目标点的路径,再采用最近插入策略分配水下目标点;2)通过多个邻域搜索算子对初始解进行优化,得到可行最终解.相对于已有流行的自组织映射算法,仿真实验表明所提出任务分配算法能在较短计算时间内得到质量较优的任务分配方案.

关键词：任务分配 USV-AUV协同启发式算法协同控制邻域搜索通讯约束

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混合特征平衡图注意力网络日志异常检测模型

计算机工程与应用 2025年第1期61卷 308-320页

作者：陈旭张硕景永俊王叔洋北方民族大学计算机科学与工程学院银川750000 北方民族大学电气信息工程学院银川750000

针对现有方法忽略了日志异常数据不平衡和日志特征间的关联性,导致异常检测准确率低的问题。提出一种基于混合特征平衡图注意力网络的日志异常检测模型(HBGATLog)。构建混合日志图构建模块,通过混合特征提取模块提取日志数据的语义信息... 详细信息

针对现有方法忽略了日志异常数据不平衡和日志特征间的关联性,导致异常检测准确率低的问题。提出一种基于混合特征平衡图注意力网络的日志异常检测模型(HBGATLog)。构建混合日志图构建模块,通过混合特征提取模块提取日志数据的语义信息、日志序列和时间结构,增强日志特征间的关联性,并采用日志图构建模块构建日志图,有效保留空间结构特征。设计平衡日志图生成模块,解决不平衡的日志数据导致检测结果偏向多数类问题。采用图日志异常检测模块进行异常检测。使用BGL、Thunderbird和HDFS三个公共数据集对HBGATLog进行验证,实验结果表明,F1 score分别达到了99.0%、98.7%和98.1%。证明HBGATLog不但能够解决日志数据不平衡问题,充分考虑日志数据特征的关联性,而且有效降低了漏检率。

关键词：日志异常检测日志分析图神经网络混合特征提取数据不平衡

基于永磁体和线圈复合结构的磁性粒子成像零磁场研究

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电工技术学报 2025年第2期40卷 335-345页

作者：杨丹刘素羽张昊李天兆徐彬东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学智能工业数据解析与优化教育部重点实验室沈阳110819 东北大学计算机科学与工程学院沈阳110169

磁性粒子成像(MPI)中的磁场拓扑结构及其产生的零磁场能够直接对成像结果的质量造成影响。针对MPI系统的零磁场设计,该文提出一种永磁体与线圈复合的磁场结构。该结构综合永磁体能够直接产生大梯度静磁场的优势及电磁线圈通过控制激励... 详细信息

磁性粒子成像(MPI)中的磁场拓扑结构及其产生的零磁场能够直接对成像结果的质量造成影响。针对MPI系统的零磁场设计,该文提出一种永磁体与线圈复合的磁场结构。该结构综合永磁体能够直接产生大梯度静磁场的优势及电磁线圈通过控制激励方式精准调控磁场的优势来构造线型零磁场(FFL)。对所设计的磁场拓扑结构首先进行了基于圆形线圈、矩形线圈和矩形永磁体所产生静磁场的比较;然后从磁场空间分布、磁场梯度和磁场均匀性等方面对FFL进行分析;最后通过有限元仿真确定了线型零磁场的平移扫描区域范围,并进行了MPI分辨率及血管成像研究。结果表明,该文所提拓扑结构产生的FFL磁场梯度达到3.075 T/m,磁场梯度均匀性达到98.7%,在扫描区域为30 mm×70 mm×70 mm的空间内的成像分辨率能够达到1 mm。证明了该文所提拓扑结构应用于磁性粒子成像系统的可行性。

关键词：磁性粒子成像永磁体与线圈复合线型零磁场磁场梯度磁场均匀性

OpenPerf:面向开源生态可持续发展的数据科学基准测试体系

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计算机学报 2025年第03期 632-649页

作者：韩凡宇毕枫林张琰彬李晖游兰王伟钱卫宁周傲英华东师范大学数据科学与工程学院贵州大学计算机科学与技术学院湖北大学计算机与信息工程学院

基准测试是指通过设计科学的测试方法、测试工具和测试系统,实现对一类测试对象的某项性能指标进行定量的和可对比的测试。随着人工智能时代的到来,诸如ImageNet、DataPerf等这类新型的AI基准测试数据集逐步成为学术界和工业界的共识性... 详细信息

基准测试是指通过设计科学的测试方法、测试工具和测试系统,实现对一类测试对象的某项性能指标进行定量的和可对比的测试。随着人工智能时代的到来,诸如ImageNet、DataPerf等这类新型的AI基准测试数据集逐步成为学术界和工业界的共识性标准。当前,关于开源生态的研究大多基于某一项具体的研究点展开分析而缺少对开源生态基准体系的构建,一个开源项目处于怎样的发展位置、企业开源程序办公能力处于行业什么位置、开发者活跃度、项目影响力等基础数据与评价,都是数据使用方迫切需要的开源领域知识。为了解决开源领域“有数据无基准”的局面,本文提出一种面向开源生态可持续发展的数据科学基准测试体系(OpenPerf)。该体系自下而上主要包含数据科学任务类基准、指数类基准以及标杆类基准,旨在为学术界、工业界提供不同的基准参考。本文定义了9个数据科学任务类基准,给出了3项典型的数据科学任务类基准测试结果、2项指数类基准以及1项标杆类基准,其中2项指数类基准被中国电子技术标准化研究院作为开源社区治理的评估标准。数据科学任务类基准主要应用于学术界,为不同研究方向的研究者提供自己擅长的研究领域的基准。指数类基准主要面向企业界,企业界可以通过影响力和活跃度等基准数据了解当前企业开源程序办公能力所处的行业位置以及旗下开源项目所处的发展位置。标杆类基准是一种可测量的业界最佳水平的成绩,用来比较参考尺度。最后,通过3个应用在阿里、蚂蚁以及华东师范大学等国内知名公司和高校的实际案例验证了OpenPerf在推动开源生态可持续发展中所起到的关键作用。

关键词：基准测试开源生态可持续发展基准任务应用案例

基于EESP与ODConv的多尺度轴承故障诊断方法

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机电工程 2025年

作者：任义陈大鹏栾方军袁帅沈阳建筑大学计算机科学与工程学院

为了解决轴承故障诊断中多尺度特征提取准确性和稳定性不足的问题，提出了一种融合增强高效空间金字塔（EESP）与全维动态卷积（ODConv）的多尺度轴承诊断方法，即基于多尺度全维动态卷积网络（MSODConvNet）的轴承故障诊断模型。首先... 详细信息

为了解决轴承故障诊断中多尺度特征提取准确性和稳定性不足的问题，提出了一种融合增强高效空间金字塔（EESP）与全维动态卷积（ODConv）的多尺度轴承诊断方法，即基于多尺度全维动态卷积网络（MSODConvNet）的轴承故障诊断模型。首先，采用了基于EESP的空洞卷积金字塔模块，利用了多尺度空洞卷积结构增强了特征提取能力，有效地捕捉了不同尺度的特征信息，从而提升了模型对复杂信号的感知能力；其次，采用的ODConv模块使卷积核在多个维度上同时进行了高效运作，使用动态调整卷积核结构提升了模型的灵活性和适应性，使其能够更好地应对复杂数据中的多样化模式和特征；最后，在ODConv模块中引入了双跳跃连接机制，进一步强化了信息在深层网络中的传递效果，确保了特征信息的完整性和高效传递。研究结果表明：基于EESP和ODConv的多尺度模型在分类准确率方面得到较大的提高，在凯斯西储大学（CWRU）数据集上的准确率可达99.50%，表现出较高的准确性和稳定性，并在与其他对比方法的比较中展现出较高的优势。该研究可为工业设备的智能维护和故障诊断提供新的方法和思路，为实现更精确和更高效的故障诊断提供理论依据。

关键词：轴承故障诊断多尺度特征提取增强高效空间金字塔全维动态卷积网络跳跃连接机制故障诊断模型

数据投毒下的云API服务质量预测模型鲁棒性分析与解释

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燕山大学学报 2025年第1期49卷 44-54页

作者：乞文超鲍泰宇刘钰杰申利民陈真燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004

准确可靠的服务质量预测是实现服务质量感知云API服务推荐和组合成功应用的关键,而现有研究通常假设预测模型的服务质量数据是可靠的,忽略了开放网络环境下恶意用户对云API服务质量预测模型的数据投毒攻击。本文从攻击机理和可解释的视... 详细信息

准确可靠的服务质量预测是实现服务质量感知云API服务推荐和组合成功应用的关键,而现有研究通常假设预测模型的服务质量数据是可靠的,忽略了开放网络环境下恶意用户对云API服务质量预测模型的数据投毒攻击。本文从攻击机理和可解释的视角提出数据投毒攻击下的云API服务质量预测模型鲁棒性分析与解释方法。首先,量化云API服务质量感知情境下的恶意用户行为,实现利用不同攻击方式对服务质量预测模型的数据投毒攻击,并在统一的框架下给出了考虑投毒攻击类别、攻击强度和攻击规模的鲁棒性分析方法。其次,定义5种服务质量数据特征作为解释因子,采用基于回归分析的建模方法,建立云API服务质量预测模型的鲁棒性解释模型。实验结果能够有效阐明面向云API服务质量预测模型的投毒攻击机理及其鲁棒性,解释并给出数据投毒下引起预测性能波动的关键数据特征,继而为数据投毒攻击防御提供支持。

关键词：数据投毒云API 服务质量预测鲁棒性可解释性

基于改进ACGAN算法的带钢小样本数据增强方法

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 211-218页

作者：师红宇王嘉鑫李怡西安工程大学计算机科学学院陕西西安710048

为了解决带钢小样本数据集在深度学习中出现的模式崩溃、图像模糊和错判等问题,提出一种改进的ACGAN数据增强方法。首先,模型中引入带梯度惩罚项的Wasserstein距离作为损失函数,解决了模式崩溃和训练不稳定问题;其次,生成器网络中改进... 详细信息

为了解决带钢小样本数据集在深度学习中出现的模式崩溃、图像模糊和错判等问题,提出一种改进的ACGAN数据增强方法。首先,模型中引入带梯度惩罚项的Wasserstein距离作为损失函数,解决了模式崩溃和训练不稳定问题;其次,生成器网络中改进标签反卷积网络,使标签信息更好地贯穿整个生成网络,并在其末端设计了去噪结构,提高了生成图像质量;接着,判别器网络中引入级联融合思想,增强了网络判别能力;最后,将改进前后的模型在NEU带钢表面缺陷数据集和MNIST数据集上进行对比实验,结果表明:所提模型生成各类样本图像的清晰度、准确性明显提高,并且客观指标FID的平均值在NEU带钢表面缺陷数据集上下降了15.8%,在MNIST数据集下降了73%,为带钢小样本数据集的扩充提供了一种新方法。

关键词：图像生成生成对抗网络数据增强小样本

融合改进TCN与DRSN的IoT入侵检测模型

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小型微型计算机系统 2025年第2期46卷 474-481页

作者：赵建姜伟哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院哈尔滨150025

入侵检测系统已逐步成为物联网安全的重要防护手段.然而,现有物联网入侵检测模型的样本数据存在类别不平衡、特征提取不足等问题,这导致了对于小类别攻击的低识别率与较低的精确率.因此,本文提出了一种融合改进时域卷积网络与深度残差... 详细信息

入侵检测系统已逐步成为物联网安全的重要防护手段.然而,现有物联网入侵检测模型的样本数据存在类别不平衡、特征提取不足等问题,这导致了对于小类别攻击的低识别率与较低的精确率.因此,本文提出了一种融合改进时域卷积网络与深度残差收缩网络的物联网入侵检测模型.首先,利用扩张因果卷积与一维卷积充分提取数据的时空特征,形成深层层次的网络结构;然后引入自我注意的软门槛,能够无需专家经验自动地设置门槛,消除冗余特征;最后,使用焦点损失函数来增强对少数类的识别率.实验在TON-IoT数据集上的总体准确率和F1值分别高达99.88%和99.64%,其中小样本类的F1值为100%.实验结果表明,与其他模型相比,所提模型显著提高了对于不平衡入侵数据的检测能力.

关键词：物联网入侵检测时域卷积网络深度残差收缩网络样本不平衡焦点损失函数

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数据跨境流动规制综述

信息安全研究 2025年第2期11卷 164-172页

作者：葛平原陈永强郭伟豪荣景峰刘美琦张玉清海南大学网络空间安全学院海口570228 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

数字经济的发展使数据跨境流动成为一种必然趋势,在带来经济效益的同时,数据跨境流动安全问题不容忽视.由于数据跨境流动过程涉及主体和场景复杂,同时过程具有不可控性,如何规制数据跨境流动过程中可能存在的安全问题已经成为世界各国... 详细信息

数字经济的发展使数据跨境流动成为一种必然趋势,在带来经济效益的同时,数据跨境流动安全问题不容忽视.由于数据跨境流动过程涉及主体和场景复杂,同时过程具有不可控性,如何规制数据跨境流动过程中可能存在的安全问题已经成为世界各国关注的重点.世界范围内至今没有形成统一数据跨境治理规则体系,同时各国在数据跨境相关立法中也存在巨大的差异,造成了世界范围内数据跨境规制的复杂局面.从法律法规、双边协定和标准角度阐述当前的数据跨境现状,并以此展开横向对比,梳理存在的规制差异,分析当前趋势下中国面临的挑战与机遇,并给出合理的应对方式.

关键词：数据跨境流动数字经济数据治理数据安全数据主权

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