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第46卷,第1期
刊出日期:2018年1月
  • 基于Storm的协议还原框架
    陈兴蜀,王岳,罗永刚,王煜骢 p1-5
    针对现有的高速网络环境下,网络安全分析框架缺乏协议还原过程,导致准确性差和整体架构不易扩展的问题,提出一个基于Storm的协议还原框架.该框架使用高性能数据包捕获工具抓取数据包,并且基于其上实现分布式的实时网络流量处理模块,完整地还原了网络会话.此外通过使用内存管理和基于树状布隆过滤器的传输控制协议(TCP)还原策略提高其系统运行效率及准确率.最后通过验证得出:该系统可以实现万兆流量的捕获及采集,扩展性良好,易于在大规模集群中部署,而且准确率高.
  • 基于深度神经网络的入侵检测方法
    钱铁云,王毅,张明明,刘俊恺 p6-10
    为改善传统机器学习技术解决海量网络数据和复杂入侵模式对信息网络的入侵检测的不足,提出一种基于深度神经网络的入侵检测方法.采用神经元映射卷积神经网络(NPCNN)为网络结构,使用较少的连接和参数,具有易于训练和泛化能力强等优点.在训练过程中,使用ReLU激活器作为非线性激活函数,采用Adam算法进行模型学习,从而避免了传统深度网络须进行预训练的过程.在NSL-KDD数据集上的实验结果表明:提出的方法较基于传统机器学习的入侵检测方法具有良好的特征表征学习和分类能力,且随着数据量的增大,模型的分类精度有较大的提升.
  • 机会网络中基于博弈论的可信路由模型
    张光华,庞少博,杨耀红,陈振国 p11-16
    针对机会网络中的自私节点会威胁路由安全并影响机会路由的传输性能问题,提出一种基于博弈论的可信路由模型.在定价-竞价交易模式下,源节点根据消息的重要程度定价,中间节点依据自身转发能力竞价获得转发机会,使用博弈理论分析节点不同决策行为下的博弈收益.仿真实验结果和博弈分析表明:可信路由模型通过区别节点价值有效规避了自私节点,增强了路由的安全性和可靠性,并在传输成功率、传输时延和路由开销等方面表现出较好的性能.
  • 基于多元正态分析的硬件木马检测研究
    张阳,全厚德,李雄伟,陈开颜 p17-21
    针对硬件木马旁路检测中投影变换等方法可能造成的多点关联信息丢失问题,从旁路信号的点特征分析入手,对旁路信号轨迹多元正态分布特征的检验方法进行了分析和验证,采用多元正态分布的概率密度函数来描述金片旁路信号的分布特征,针对不同数据激励下的旁路信号轨迹,采用成对数据的t检验方法进行硬件木马判别.在FPGA平台上实现的8051微处理器中分别植入5种类型的硬件木马,并对电磁旁路信号进行了检测验证实验.实验结果表明:该方法能够成功检测逻辑规模低至0.05%的硬件木马.
  • 面向感知质量保障的安全态势预测优化模型
    王健,李可,赵国生 p22-25
    以提高网络安全态势预测准确率为研究目标,提出一种网络安全态势预测优化模型.首先,运用层次量化分析法将多源安全态势信息进行宏观态势值量化,组成时间序列.然后,将态势值数据进行叠加归一化处理,增强数据的规律性,易于模型的建立.最后,将协方差矩阵自适应进化策略应用于支持向量机超参数的自主选择,使预测模型更加精确,并通过数据还原将预测结果加以显示.仿真实验表明该模型具有较好的预测效果.
  • 多阶段可松弛的设计模式变体检测方法
    肖卓宇,何锫 p26-31
    针对设计模式演化后难以检测的问题,提出一种多阶段可松弛的设计模式变体检测方法.通过遍历设计模式中的参与者角色来探究不同参与者之间存在的关系,制定了检测设计模式变体的规则,引入了隐形关系增加机制,并构建了4阶段的设计模式变体检测框架.通过经典系统进行了单元检测与系统集成检测实验.实验结果表明:该方法简单有效,对设计模式变体的检测精确率达到81.25%,与传统方法相比有较明显的提高.
  • 面向轨迹聚类的差分隐私保护方法
    王豪,徐正全 p32-36
    针对目前的轨迹聚类隐私保护方法存在适用性较窄、可用性较低及难以在实际应用中实施的问题,提出了支持轨迹聚类的差分隐私保护方法.首先给出了典型轨迹聚类算法的通用框架模型及其差分隐私定义,然后根据定义设计满足差分隐私机制的二维拉普拉斯噪声,最后将直角坐标系中得到的噪声形式变换到极坐标系,并加入到原始轨迹点中以进行实际应用实现.实验结果表明:与当前的轨迹聚类隐私保护方法相比,本文算法具有更好的适用性和聚类效果.
  • MANET中能源效率的滑动窗口网络编码
    廖丹宁 p37-41
    提出了一种移动Ad Hoc网络中能源效率的滑动窗口网络编码(SWNC-EE).该算法通过节点度分布的重新组合对数据分组进行编码, 能较好地控制每个滑动窗口解码的复杂性,完整地接收编码数据分组以及恢复出原始数据分组.使用网络仿真软件NS2对SWNC-EE算法的编码开销、解码复杂性、能源消耗及能源效率等性能进行了分析.实验结果表明:SWNC-EE算法可以较好地提高MANET性能.
  • 基于复杂网络拓扑性质的网络态势预测方法
    付凯,夏靖波,申健 p42-48
    为揭示网络态势时间序列的动力学特征和变化规律,提出一种基于复杂网络拓扑性质的网络态势预测方法.对网络态势时间序列进行粗粒化处理、节点编码和网络连边以构建态势复杂网络,利用点强度、强度分布、介数中心性、加权聚类系数、平均路径长度等复杂网络拓扑指标分析网络态势变化的规律,并基于模态复现的思想进行网络态势预测.实验结果表明:态势复杂网络节点之间的转换主要通过少数关键节点进行,网络态势的变化具有幂律性、群聚性和短程相关性;与现有预测方法相比,本文方法无需复杂的样本训练和参数优化过程,在状态预测方面具有较高的准确率.
  • 基于ECC的轻量级射频识别安全认证协议
    魏国珩,秦艳琳,张焕国 p49-52
    针对基于椭圆曲线密码体制(ECC)的射频识别安全认证协议无法抵制服务器假冒攻击的的问题,对认证过程进行改进,设置用于实现标签对服务器认证的环节,提出基于ECC的轻量级射频识别安全认证协议.改进后的方案满足抗服务器假冒攻击、抗标签假冒攻击等各项射频识别认证协议的安全特性.计算及通信开销分析表明:该协议在提供更高的安全性的同时能很好地应用于资源受限的射频识别认证.
  • 改进的鉴别稀疏保持投影人脸识别算法
    邹雪城,刘尹,邹连英,郑朝霞 p53-57
    为了解决判别稀疏邻域保持嵌入(DSNPE)算法中时间复杂度偏高的问题,构造了一种新类间离散度.用各类样本的平均向量组成过完备字典去重构表达每一类的平均向量,然后通过最大间距准则(MMC)构造新的目标函数,更好地展现人脸样本数据库类间的差异,增强了类间判别力和鲁棒性,简化了字典和字典表达,降低算法复杂度.实验结果表明:改进后的算法在保持识别率优势的前提下,极大地减少了识别时间.
  • 结合离散正余弦变换的快速梯度矢量流算法
    许贤泽,陈孟,徐逢秋 p58-62
    为了提高求解梯度矢量流(GVF)的效率和准确度,在狄利克雷或诺依曼边界条件下提出了非精确拉格朗日离散正弦梯度矢量流(IALM-DST-GVF)和非精确拉格朗日离散余弦梯度矢量流(IALM-DCT-GVF)快速算法.两种算法在非精确增广拉格朗日优化算法基础上,结合了离散正弦和余弦变换.其算法时间复杂度均为O(CNlgN)(其中C为迭代次数,N为图像像素数量).在相同的环境下采用C++语言编码验证,结果表明:提出的算法比当前主流GVF算法效率更高,并且边界上的GVF域比IALM-GVF算法准确.
  • 基于改进CV模型的目标多色彩图像分割
    张爱华,王帆,陈海燕 p63-66
    针对Chan-Vese(CV)模型无法完整分割目标包含多色彩及色彩具有突变性图像的问题,通过K-means聚类对图像演化曲线内部像素进行处理,得出聚类中心点,用聚类中心点值与均值滤波后图像的灰度信息构造CV模型内部拟合值,从而提高模型对复杂目标图像分割的适应性.此外,用矩形脉冲函数代替CV模型能量泛函中的正则化脉冲函数,可将水平集演化方程的计算限定在零水平集附近,从而避免图像背景干扰物对分割结果的影响.实验结果表明:改进模型可准确、快速地分割目标包含多色彩及色彩具有突变性的图像.
  • 海面散射信号的分形分析及分形维数估计
    陈瑜,滕克难,唐金国,孙媛 p67-74
    针对经典分形海面模型的功率谱在空间波数小于基波波数时不能满足正幂率的问题,提出了一种同时具有海浪稳态和瞬态特性的海面模型.该模型将Longuet-Higgins模型和归一化带限WM分形海面模型相结合,解决了分形海面模型不考虑从其他方向传来的涌浪问题.研究了增加涌浪后的分形海面所获得的散射信号的分形特性,从数学上证明了增加涌浪后的二维分形海面所获得的随时间变化的散射信号是分形的,确定了其分形维数的上下界,并进行了仿真验证.仿真结果表明:该散射信号的分形特性几乎不受海面和雷达状态的影响,分形维数是海面内在的固有参量.
  • 基于四元稀疏正则的彩色图像超分辨率重建
    徐志刚,袁飞祥,朱红蕾,许亚美 p75-80
    为了更好地保持重建彩色图像各通道信息的相关性,有效提高彩色重建图像边缘、色彩等细节信息的恢复质量,提出一种基于四元稀疏正则模型的彩色图像超分辨率重建算法.该算法利用四元数表示彩色图像的三个通道信息,并且采用L1/2正则项代替L1正则项构建基于四元稀疏正则约束的彩色图像超分辨率字典学习及模型重建.同时在训练重建字典对中,为了更好地表征图像特征信息,采用去均值方法构造高低分辨率训练样本集;为了得到与低分辨率重建字典更匹配的高分辨率重建字典,采用字典分离训练方法分别生成高低分辨率重建字典.实验结果表明:与现有的算法相比较,本文算法在重建图像的主观和客观评价指标方面均有改善.
  • 基于集总电阻的超宽频带超材料吸波体设计
    程用志,陈岱付,程佳露,熊郧安 p81-86
    设计了基于集总电阻的超宽频带微波超材料吸波体,并通过仿真和实验进行了验证.依据等效媒质理论,通过S参数反演法计算了加载集总电阻的超材料吸波体结构等效电磁参数.结果表明:复合结构吸波体超宽频强吸收特性源于良好的阻抗匹配以及电谐振和磁谐振.此外,设计的复合超材料吸波体具有极化不敏感和宽角度吸收特性.最后,通过实验测试得到的复合超材料吸波体吸收率大于85%的相对带宽达到130.2%.设计的超宽频带吸波体将在电磁能量捕获和隐身领域具有广阔的应用前景.
  • 硬化非高斯模型及其在首次穿越中的应用
    张龙文,李志鹏,何军,卢朝辉 p87-91
    提出了一个硬化非高斯过程的首次穿越概率计算方法.对比研究了Winterstein硬化模型、正交展开模型以及四阶矩标准化函数在硬化反应阶段的适用范围与精度.结果表明:四阶矩标准化函数精度最高,适用于峰度系数不小于2.333的应用场合;正交展开模型精度高于Winterstein硬化模型,适用范围分别为峰度系数不小于1.25和1.0的应用场合.基于硬化非高斯过程的峰度系数取值,以四阶矩标准化函数、正交展开模型以及Winterstein硬化模型为体系建立了首次穿越概率计算方法.最后,以硬化非高斯风压为例,验证了本文方法在首次穿越中的应用的可行性.
  • 沥青混合料I型疲劳开裂虚拟离散元试验
    高磊,解建光,贾思成,朱子昂 p92-97
    采用离散单元法对Arcan I型开裂试验进行了虚拟试验.根据现实试验中的沥青混凝土试件集料-集料和集料-黏结料之间的力学关系,在虚拟试验中利用Burgers模型建模,并在电子扫描图像基础上使用Particle Flow Code 3D软件建立虚拟试件.在虚拟试验过程中实时监测试件应力分布变化及观测点应变变化.结果表明:虚拟试验结果与实际试验符合良好;应力监测结果表明裂缝发展全程符合裂缝尖端应力集中现象,且初始微裂缝会沿尖端方向继续发展成为大裂缝;Arcan I型开裂试验中试件直接受拉,应力分布简单直观,应力-应变分析对比其他试验方法更为直观.
  • 重载铁路焊接接头不平顺对轮轨动态作用影响
    高原,王平,徐井芒,陈嵘 p98-103
    为研究焊接接头不平顺演变对车辆-轨道动态相互作用的影响,现场跟踪测试得到不同服役时期的焊接接头不平顺数据,并利用车辆-轨道垂向耦合动力学模型,从时域和频域两个角度,分析计算了不同服役时期焊接接头不平顺对车轮、钢轨振动加速度及轮轨垂向力的影响.分析结果表明:焊接接头不平顺演变分为马鞍形凹陷形成阶段及焊缝区域内磨损加速阶段;焊接接头不平顺几何形态的演变对时域内轮轨动态响应结果影响显著,随着焊接接头不平顺几何形态演变,轮轨动态响应结果呈先增大后减小再增大的趋势;焊接接头不平顺几何形态演变对轮轨动态响应的频域分布影响较小,轮轨动态响应功率谱密度图中存在明显两个频段,分别为低频段31~35 Hz及高频段530~610 Hz,高频段具体位置和焊缝区域内不平顺几何形态联系紧密.
  • 半开式桁架桥上弦杆平面外屈曲临界力研究
    温庆杰,岳子翔,周牧,梁东晖 p104-109
    基于阶梯形分布的上弦杆轴力假定,考虑斜腹杆的抗弯刚度和横梁高度对上弦杆侧向弹性支撑的影响作用,采用能量法推导了上弦杆的平面外屈曲临界力计算公式,并以一座半开式桁架桥为例,对影响桁架桥上弦杆稳定性的因素进行了分析.结果表明:较之现有规范中的轴力分布假定,按照阶梯形轴力计算的上弦杆屈曲临界力更符合实际状态;桁架桥的跨径不变时,随节间数量增大,侧向弹性约束刚度与上弦杆的平面外屈曲临界力接近于线性增大,斜腹杆对侧向刚度的作用也随着节间数量的增多而增大,在计算当中节间数量较多时不应忽略斜腹杆的抗弯刚度;横梁高度增大则上弦杆的平面外屈曲临界力也相应增大,但对于本文算例,当横梁高度大于0.4 m时继续增大横梁高度对侧向刚度的影响可以忽略.
  • 正交各向异性弹性力学的准凸重构核粒子法
    陈波,田利瑞,李冬明 p110-114
    结合控制方程的伽辽金弱式,将准凸重构核近似应用于正交各向异性弹性力学问题,推导了相关公式,建立了正交各向异性弹性力学问题的准凸重构核粒子法.编制了相应计算程序,并通过数值算例对本文方法的数值精度和计算效率进行了对比分析.数值结果表明:相较于无单元伽辽金方法和传统重构核粒子法,本文方法的形函数正性略好、数值精度更高;形函数计算时间是传统重构核粒子法的1.01倍.
  • 大跨扁球壳屋面结构风荷载试验与力学分析
    贾红英,赵均海,马乾瑛 p115-119
    以圆形扁壳型大跨屋面为具体研究对象,进行了刚性模型风洞测压试验,得到了六种典型风向角下的平均脉动风压体型系数变化规律和体型系数的计算方法,并用MIDAS/GEN软件对屋面的风压场进行了结构节点挠度和截面内力变化的受力分析.对典型扁壳刚屋面力学形体与风压分布之间变化规律进行量化分析,计算结果与风洞试验数据符合较好.不同工况下扁壳型结构力学形体受力特点及结构特性的风振研究分析,为球壳结构抗风设计提供了力学分析的理论依据.
  • 不同开挖方式下深部岩体能量积聚特性
    谢良涛,严鹏,卢文波,陈明 p120-125
    探讨了不同开挖扰动下围岩塑性损伤分布以及应变能调整过程,对高地应力条件下机械法(TBM)以及钻爆法开挖进行了数值模拟,并比较了不同开挖方式导致的围岩损伤和应变能积聚特征.结合锦屏二级水电站引水隧洞现场监测资料,验证了不同开挖方式下围岩应变能积聚对岩体损伤区及岩爆孕育的影响.研究结果表明:高地应力下岩体开挖卸荷使围岩应变能呈现出驼峰状积聚形态,由表及里按低→高→低分布;TBM开挖后围岩中应变能的积聚峰值明显高于钻爆法,而应变能的积聚区域却较浅.开挖后围岩发生低等级岩爆的风险较钻爆法高.
  • 基于双流体模型的气液两相水锤计算方法
    富友,蒋劲,李燕辉,应锐 p126-132
    基于气液两相流双流体模型,采用矢通量分裂(SW-FVS)与无波动无自由参数(NND)相结合的空间和时间上均为二阶精度的差分算法,推导并构造出一种考虑相间质量变换、管壁与流质相互作用的一维计算模型.通过辛普森关阀试验及离心泵断电模拟试验的对比,证明了该模型在计算带有明显的相间作用的瞬变现象的适用性及对于压力瞬变模拟的准确性,同时由于该计算方法易于程序化,在水力机械过渡过程的计算中具有一定应用价值.

主管:教育部

主办:华中科技大学

主编:李元元

刊号:ISSN 1671-4512

   CN 42-1658/N

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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