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2020年 第38卷 第5期    刊出日期：2020-09-30

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2020, 38(5):  0-0. 

摘要 ( 282 )   PDF (49KB) ( 54 )  

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智能计算新技术

一种面向不确定标签样本的K-近邻高效决策算法

齐晴, 沈正飞, 曹健, 应俊, 赵龙

2020, 38(5):  659-671.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.001

摘要 ( 403 )   PDF (10944KB) ( 110 )  

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基于案例的决策是一种直接依据过去的历史案例对当前案例进行分类或者指标预测的方法，K-近邻方法就是一种广泛应用的基于案例的决策模型。在K-近邻方法中，历史案例上需要有标签，而在现实应用中，标签本身有一定的不确定性.文章详细地讨论了现有的基于K-近邻的决策方法忽略了样本标签不确定性这一问题，并基于Dempster-Shafer证据理论对标签不确定性进行建模以改善预测的性能，在此基础上结合边界树模型提高模型的运行效率.文中介绍了边界树算法的作用与原理，对如何结合传统边界树算法与样本标签的不确定性对边界树算法的节点转移策略以及决策过程进行了优化.文章最后对边界树算法的计算规模与准确率做了详细的实验论证.结果表明，文中提出的方法一方面考虑了标签的不确定性，另一方面提高了传统的K-近邻模型的决策效率.

工作流系统中的PRBAC访问控制模型研究

熊天虹, 余阳, 娄定俊

2020, 38(5):  672-681.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.002

摘要 ( 447 )   PDF (4013KB) ( 136 )  

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工作流管理系统（workflow management systems，WFMS）已被企业和政府广泛用于组织的业务流程管理，系统的任务分派一般采用基于角色的访问控制（role-based accesscontrol，RBAC）模型来解决授权控制问题，这为员工的角色或部门变更提供了良好的适应性.然而，随着竞争的加剧和改革的常态化，组织的结构和角色变化日益频繁.另外，一套流程系统实施到不同的组织，也要面对不同的组织结构和角色.RBAC模型导致业务流程定义中的任务授权严重依赖于组织，后者的频繁变化不但会引起授权体系的频繁变化，甚至因影响流程定义而引起执行期的异常.为此，提出了一种基于职位-角色的访问控制（position-role basedaccess control，PRBAC）模型，将角色的粒度细化为组织职位，同时引入业务角色的概念，授权仅针对后者，并通过一个映射层来建立两者的对应关系.证明了PRBAC与RBAC在表达能力上的等价性，并对授权粒度和复杂度进行了分析.通过案例分析，演示了PRBAC模型可以有效提高WFMS应对组织变化的适应性和柔性，实现了组织模型与业务模型的解耦.

基于构建软件功能描述的可复用软件检索方法

伏广宇, 李传艺, 葛季栋, 骆斌

2020, 38(5):  682-694.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.003

摘要 ( 457 )   PDF (10112KB) ( 130 )  

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软件复用技术能够有效降低新软件产品开发的时间、人力和成本.在软件复用中，基于待开发软件的基本描述与简单需求，如何衡量已有软件的可复用性并对大量已有软件进行快速、自动的可复用性评估，已成为首要解决的问题.目前已有较多评价软件产品或软件项目相似度的研究工作，但相似性并不等于可复用性.因此，该文通过调研软件产品可复用性的相关研究，定义了一套适用于开源软件仓库中软件项目的可复用性评价指标，并设计了基于待开发软件项目的基本需求快速查询可复用软件项目的算法，实现了可复用软件项目检索系统.通过实验及专家对检索结果的评价，验证了所提描述方法的高效性和可用性.

基于部分状态空间存储的Petri网库所界求解算法

卢委红, 丁志军

2020, 38(5):  695-712.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.004

摘要 ( 459 )   PDF (2975KB) ( 125 )  

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Petri网是一种重要的形式化建模工具，有界性是Petri网的重要性质之一.该文关注于这一性质并提出了一种新的无需存储全部状态空间的算法以求解Petri网库所界，主要思想为在生成状态空间过程中，通过引导消除可达图的部分回路同时结合T不变量的相关性质，以实现通过存储部分状态来精确求解每个库所的界.基于模型检测比赛的公开数据集进行了对比实验，通过对求解库所界的不同方法及其实验结果进行比较分析，说明了本文算法的有效性.

金融交易数据驱动的图谱网络智能化欺诈侦测

孙权, 汤韬, 郑建宾, 潘婧, 赵金涛

2020, 38(5):  713-723.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.005

摘要 ( 543 )   PDF (12309KB) ( 71 )  

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针对当前金融领域营销场景中商户与持卡人团伙化的交易欺诈行为难以侦测、挖掘的不足的问题，该文基于交易流水数据，构建了持卡人-商户的智能化交易图谱网络，建立了图拓扑特征体系框架和机器学习的异常检测算法，对当前营销欺诈团伙化网络进行了智能化侦测.基于相关样本数据提出的模型效果比传统模型具有较大提升，对欺诈团伙证据链挖掘和画像分析提供了有效方法.

边缘计算下面向位置隐私保护的中继分流模型

林文敏, 张松, 刘加邦

2020, 38(5):  724-741.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.006

摘要 ( 431 )   PDF (11140KB) ( 107 )  

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随着基于位置服务（location-based services，LBS）的广泛使用，人们越来越关注位置隐私的保护问题.基于假人的位置隐私保护方法通过在真实位置信息中混入多个虚假位置信息，能够有效保护用户位置隐私.然而，传统基于假人的位置隐私保护方案大多部署在云端的远程服务器中，其面临着用户获取结果时延过高的性能瓶颈.针对上述问题，本文将基于假人的位置隐私保护方法迁移到边缘计算环境下进行部署，并针对边缘服务器的服务能力与覆盖范围具有上限的特点，提出了面向位置隐私保护的中继分流模型，实现了其中的分流方法，并在真实数据集中运行了本文所提出的方法.实验结果表明该方法在保证用户位置隐私保护效果的同时，可以降低用户获取结果的时延.

多任务模糊聚类驱动的多任务TSK模糊系统模型

蒋亦樟, 华蕾, 张群, 钱鹏江, 夏开建

2020, 38(5):  742-760.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.007

摘要 ( 774 )   PDF (6981KB) ( 158 )  

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该文提出了一种多任务Takagi-Sugeno-Kang（TSK）模糊系统建模方法.首先给出了一种新的多任务模糊c均值聚类算法，能够有效提取所有任务之间的公共信息和每个任务的私有信息，进而利用所得的聚类中心构建多任务TSK模糊系统的前件参数.其次设计了一种具备多任务协同学习机制的后件参数优化方法，可以优化多任务TSK模糊系统的后件参数.最后基于优化的前后件参数，构建出具体多任务模糊聚类方法驱动的多任务TSK模糊系统模型（multi-task fuzzy c-means based multi-task TSK fuzzy system，MTFCM-MT-TSK-FS）以用于实际应用.分别在合成和真实数据集上进行实验，结果验证了该模型的有效性.

微服务技术：体系结构、通信和挑战

代飞, 刘国志, 李章, 莫启, 李彤

2020, 38(5):  761-778.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.008

摘要 ( 491 )   PDF (9042KB) ( 83 )  

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微服务是一种新型架构风格，受到了工业界和学术界的广泛关注.微服务架构通过高内聚的微服务和轻量级的通信机制能有效地解决单体系统难于维护和扩展等问题.采用系统评价方法，从微服务架构、通信、挑战三方面分析和概况了该领域的最新进展和研究现状.首先系统地比较了单体架构、面向服务架构（service oriented architecture，SOA）和微服务结构；其次概述了微服务间的通信；最后讨论了微服务面临的技术挑战.

面向车联网边缘计算的智能计算迁移研究

莫瑞超, 许小龙, 何强, 刘琦, 赵庆展

2020, 38(5):  779-791.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.009

摘要 ( 589 )   PDF (2526KB) ( 144 )  

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为了满足车联网中车载任务所面临的服务迁移时间优化与边缘设备的资源负载优化需求，提出了一种面向车联网边缘计算的智能计算迁移方法（intelligent computingoffloading method，ICOM）.首先构建了车联网边缘计算系统资源模型、执行时间模型、边缘设备负载均衡模型；然后利用非支配排序遗传算法（non-dominant sorting genetic algorithm，NSGA-II）实现了对车载计算任务的迁移时间和边缘设备的负载均衡进行联合优化，从而为车载计算任务找到有效的计算迁移策略；最后根据多目标决策准则（multi-criteria decisionmaking，MCDM）和逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to anideal solution，TOPSIS）选择出最优的计算迁移策略.实验结果表明，ICOM方法能够使车载计算任务在期望时间内完成，同时也保证边缘设备的负载均衡.

基于密度峰值剪枝后的最短路径聚类算法

胡恩祥, 汪春雨, 潘美芹

2020, 38(5):  792-802.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.010

摘要 ( 486 )   PDF (3789KB) ( 158 )  

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聚类是通过数据标签或者属性，将一系列经验数据按照相似性或者相近性进行归类.基于密度属性展开的聚类算法，主要聚焦在聚类中心的确定和剩余点如何分配的问题上展开讨论.针对基于密度峰值的可训练最短路径算法，通过密度峰值确定聚类中心，提出使用截断阈值、对路径图进行剪枝的算法改进.然后基于最短路径法对剩余点进行全局分配.实验结果证明，在保持聚类精度的同时，有效地提升了算法执行效率.

基于DIKW图谱的虚拟社区用户性格分类与转换方法

雷羽潇, 段玉聪

2020, 38(5):  803-824.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.011

摘要 ( 386 )   PDF (3128KB) ( 144 )  

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随着社交网络的发展，网络虚拟社区的成员数量快速增长.在虚拟社区中，用户会偏向选择浏览自己喜欢的内容，同时倾向与具有相近或相关兴趣爱好或目的的人进行内容交流与处理合作.在虚拟社区中，用户之间的交互内容以数据、信息和知识的形态存在.虚拟社区上大量的数据、信息与知识形态的网络类型化资源中保留了许多网络用户使用“痕迹”.这些痕迹是真实用户的数字化存在代表.为了实现对虚拟社群用户生成内容按照偏好和兴趣进行量化调控，采用数据信息知识及智慧（data information knowledge wisdom，DIKW）图谱对这些类型资源进行建模.根据用户DIKW图谱结合自我构建理论将用户按性格指数进行进一步的归类，并根据DIKW图谱结合自我决定理论将用户的心理需求分类.根据性格指数和心理需求设计了针对不同用户的不同的性格转换方法，模拟了用户生成内容的产生.

用于样本聚类和网络分析的整合鲁棒结构化NMF模型

张晓宁, 孔祥真, 罗传文, 刘金星

2020, 38(5):  825-842.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.05.012

摘要 ( 317 )   PDF (6377KB) ( 160 )  

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为了更好地保留数据之间的同质性，提出了一种整合鲁棒结构化非负矩阵分解（integrated robust structured non-negative matrix factorization，iRSNMF）模型，并在该模型中引入一个结构化项.将该模型用于癌症样本聚类实验和基因共表达网络分析，以验证其有效性.根据现有文献对相关基因和通路进行生物学解释.实验结果表明，iRSNMF模型聚类性能较好并且能够挖掘到的关键基因更多.用iRSNMF模型获得的基因和通路在癌症的发病机制中起着重要作用，并为癌症诊断、治疗和预后提供了新的思路.