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主办单位
中国自动化学会
中国科学院自动化研究所
主管单位
中国科学院
ISSN 0254-4156   CN 11-2109/TP   
CODEN ZIXUDZ


2017年 43卷 9期
刊出日期:2017-09-20
 
简明目录 带摘要目录 已发表综述 已发表长论文 已发表专刊 过刊浏览
      目录
0 目录
2017 Vol. 43 (9): 0-0 [摘要] ( 42 ) PDF (2640 KB)   ( 143 )
      序言
1485 区块链技术:从数据智能到知识自动化
袁勇, 周涛, 周傲英, 段永朝, 王飞跃
2017 Vol. 43 (9): 1485-1490 [摘要] ( 174 ) PDF (1193 KB)   ( 749 ) HTML( )
      综述与评论
1491 面向知识自动化的自动问答研究进展
曾帅, 王帅, 袁勇, 倪晓春, 欧阳永基
2017 Vol. 43 (9): 1491-1508 [摘要] ( 120 ) PDF (2360 KB)   ( 456 ) HTML( )
      论文与报告
1509 区块链和比特币相关主题的知识结构分析:共被引和耦合聚类分析视角
李牧南
2017 Vol. 43 (9): 1509-1519 [摘要] ( 94 ) PDF (3201 KB)   ( 320 ) HTML( )
1520 PoW共识算法中的博弈困境分析与优化
唐长兵, 杨珍, 郑忠龙, 陈中育, 李翔
2017 Vol. 43 (9): 1520-1531 [摘要] ( 86 ) PDF (3228 KB)   ( 228 ) HTML( )
1532 基于语义嵌入模型与交易信息的智能合约自动分类系统
黄步添, 刘琦, 何钦铭, 刘振广, 陈建海
2017 Vol. 43 (9): 1532-1543 [摘要] ( 95 ) PDF (1869 KB)   ( 304 ) HTML( )
1544 运行于区块链上的智能分布式电力能源系统需求、概念、方法以及展望
张俊, 高文忠, 张应晨, 郑心湖, 杨柳青, 郝君, 戴潇潇
2017 Vol. 43 (9): 1544-1554 [摘要] ( 89 ) PDF (1897 KB)   ( 331 ) HTML( )
1555 基于区块链的医疗数据共享模型研究
薛腾飞, 傅群超, 王枞, 王新宴
2017 Vol. 43 (9): 1555-1562 [摘要] ( 102 ) PDF (2547 KB)   ( 416 ) HTML( )
1563 使用增强学习训练多焦点聚焦模型
刘畅, 刘勤让
2017 Vol. 43 (9): 1563-1570 [摘要] ( 74 ) PDF (2756 KB)   ( 258 ) HTML( )
1571 一种基于共享度模型的改进Rete算法
孙新, 严西敏, 尚煜茗, 欧阳童, 董阔
2017 Vol. 43 (9): 1571-1579 [摘要] ( 56 ) PDF (2700 KB)   ( 196 ) HTML( )
1580 基于D-S融合的混合专家知识系统故障诊断方法
袁杰, 王福利, 王姝, 赵露平
2017 Vol. 43 (9): 1580-1587 [摘要] ( 72 ) PDF (1571 KB)   ( 259 ) HTML( )
1588 基于深度强化学习的平行企业资源计划
秦蕊, 曾帅, 李娟娟, 袁勇
2017 Vol. 43 (9): 1588-1596 [摘要] ( 77 ) PDF (1992 KB)   ( 239 ) HTML( )
1597 基于矩阵填充和物品可预测性的协同过滤算法
潘涛涛, 文锋, 刘勤让
2017 Vol. 43 (9): 1597-1606 [摘要] ( 63 ) PDF (1511 KB)   ( 169 ) HTML( )
1607 利用Block-StOMP的一种改进算法高效重构块稀疏信号
黄博学, 周彤
2017 Vol. 43 (9): 1607-1618 [摘要] ( 57 ) PDF (1497 KB)   ( 154 ) HTML( )
1619 广义分数阶混沌系统的动力学行为
徐宇锋
2017 Vol. 43 (9): 1619-1624 [摘要] ( 57 ) PDF (3248 KB)   ( 220 ) HTML( )
1625 通过类搜索算法实现组合测试数据集的全局优化
陈皓, 潘晓英, 孙家泽
2017 Vol. 43 (9): 1625-1635 [摘要] ( 66 ) PDF (5966 KB)   ( 186 ) HTML( )
1636 基于EM-EKF算法的RBF-AR模型参数估计
席燕辉, 彭辉, 莫红
2017 Vol. 43 (9): 1636-1643 [摘要] ( 62 ) PDF (5289 KB)   ( 167 ) HTML( )
1644 基于GFTSM的永磁同步电机驱动系统单相电流传感器模型预测转矩控制
滕青芳, 靳宇星, 李姝湲, 朱建国, 郭有光
2017 Vol. 43 (9): 1644-1655 [摘要] ( 61 ) PDF (12729 KB)   ( 155 ) HTML( )
1656 既含有一般多个随机延迟以及多个测量丢失和随机控制丢失的鲁棒H模糊输出反馈控制
张必山, 马忠军, 杨美香
2017 Vol. 43 (9): 1656-1664 [摘要] ( 60 ) PDF (2701 KB)   ( 158 ) HTML( )
      短文
1665 多智能体系统的有限时间旋转环绕控制
莫立坡, 于永光
2017 Vol. 43 (9): 1665-1672 [摘要] ( 71 ) PDF (3579 KB)   ( 300 ) HTML( )
1673 自动化学科国家杰出青年科学基金申请人代表性论著期刊影响力分析
王晨, 毛锐, 王成红, 陈妍
2017 Vol. 43 (9): 1673-1676 [摘要] ( 123 ) PDF (353 KB)   ( 722 ) HTML( )
      目录
0 目录
2017 Vol. 43 (9): 0-0 [摘要] ( 42 ) PDF (2640 KB)   ( 143 )
      序言
1485 区块链技术:从数据智能到知识自动化
袁勇, 周涛, 周傲英, 段永朝, 王飞跃
2017 Vol. 43 (9): 1485-1490 [摘要] ( 174 ) PDF (1193 KB)   ( 749 )
      综述与评论
1491 面向知识自动化的自动问答研究进展
曾帅, 王帅, 袁勇, 倪晓春, 欧阳永基
将自动问答系统从基于文本关键词的层面,提升到基于知识的层面,实现个性化、智能化的知识机器人,已成为自动问答系统未来的发展趋势与目标.本文从知识管理的角度出发,分析和总结自动问答领域的最新研究成果.按照知识表示方法,对代表性自动问答系统及关键问题进行了描述和分析;并对主流的英文、中文自动问答应用和主要评测方法进行了介绍.
2017 Vol. 43 (9): 1491-1508 [摘要] ( 120 ) PDF (2360 KB)   ( 456 )
      论文与报告
1509 区块链和比特币相关主题的知识结构分析:共被引和耦合聚类分析视角
李牧南
区块链与比特币作为当前一种重要的新兴技术和数字货币,随着相关应用的拓展,一些理论和应用问题开始得到更多的关注.近年来,区块链和比特币的相关概念已经逐渐扩散到其他的学术领域.但是,对区块链和比特币相关主题的知识结构(Intellectual structure),包括知识基础(Intellectual base)和研究前沿(Research front)的探讨较少,定量化研究基本为空白.本文通过对Web of Science数据库收录的相关文献进行计量分析,并结合科学图谱分析工具,以较为直观的方式,部分呈现了区块链与比特币相关主题的知识结构,其中包括以共被引聚类分析呈现的知识基础和以耦合聚类分析和关键词共现分析呈现的研究前沿.对于推进区块链和比特币相关主题的知识扩散,以及对未来区块链和比特币的相关学术研究具有一定的参考价值.
2017 Vol. 43 (9): 1509-1519 [摘要] ( 94 ) PDF (3201 KB)   ( 320 )
1520 PoW共识算法中的博弈困境分析与优化
唐长兵, 杨珍, 郑忠龙, 陈中育, 李翔
区块链是随着比特币等数字加密货币逐渐兴起而盛行的一种新型去中心化分布式系统,具有去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点.目前,区块链已引起政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的高度重视与广泛关注.如何在一个去中心化的分布式系统中高效地达成共识是区块链技术研究的重要问题.本文从工作量证明(Proof of work,PoW)共识算法的挖矿困境入手,分析PoW共识过程中矿工策略选择的纳什均衡存在条件.利用零行列式(Zero determinant,ZD)策略对矿工策略选择进行优化,并通过数值仿真来验证优化算法的有效性.概括来说,本文从博弈论角度来理解和剖析PoW共识算法,为进一步设计基于博弈论的共识算法提供新的思路和方法.
2017 Vol. 43 (9): 1520-1531 [摘要] ( 86 ) PDF (3228 KB)   ( 228 )
1532 基于语义嵌入模型与交易信息的智能合约自动分类系统
黄步添, 刘琦, 何钦铭, 刘振广, 陈建海
作为区块链技术的一个突破性扩展,智能合约允许用户在区块链上实现个性化的代码逻辑从而使得区块链技术更加的简单易用.在智能合约代码信息迅速增长的背景下,如何管理和组织海量智能合约代码变得更具挑战性.基于人工智能技术的代码分类系统能根据代码的文本信息自动分门别类,从而更好地帮助人们管理和组织代码的信息.本文以Ethereum平台上的智能合约为例,鉴于词嵌入模型可以捕获代码的语义信息,提出一种基于词嵌入模型的智能合约分类系统.另外,每一个智能合约都关联着一系列交易,我们又通过智能合约的交易信息来更深入地了解智能合约的逻辑行为.据我们所知,本文是对智能合约代码自动分类问题的首次研究尝试.测试结果显示该系统具有较为令人满意的分类性能.
2017 Vol. 43 (9): 1532-1543 [摘要] ( 95 ) PDF (1869 KB)   ( 304 )
1544 运行于区块链上的智能分布式电力能源系统需求、概念、方法以及展望
张俊, 高文忠, 张应晨, 郑心湖, 杨柳青, 郝君, 戴潇潇

智能分布式电力能源系统(Intelligent distributed,electrical energy systems,IDEES)具有组件种类繁多,数量庞大,管理困难,利润低微等特点,导致传统中心化的运营管理不再适合此类系统,而区块链技术可能是推行大规模分布式智能电力能源系统重要的技术路径.由于电力能源系统是一种具有社会和技术双重属性的系统,从而注定了其在用区块链实现运行时,必然需要多种区块链来描述和建模其不同的属性,在文中称之为“区块链群”.具体来说,从底层到高层,这个区块链群由分布式数据存储与服务区块链、智能资产管理区块链、电力系统分析区块链、智能合约运营区块链和智能电力交易支付区块链组成.基于区块链技术、分布式文件服务技术、分布式电力系统分析与管理技术,这些不同层次和功能的区块链自我组织、互相协助,最后形成一个分布式自主的电力能源运行系统.在此复杂系统中,频繁而深度的计算与交互衍生出系统智能,笔者期望这种智能将促成稳定、可靠、有效的电力能源生产、传输与消费.

2017 Vol. 43 (9): 1544-1554 [摘要] ( 89 ) PDF (1897 KB)   ( 331 )
1555 基于区块链的医疗数据共享模型研究
薛腾飞, 傅群超, 王枞, 王新宴

根据医疗行业现状,不难发现各医疗机构间共享数据困难,因为医疗数据的校验、保存和同步一直是一个难点.病人、医生以及研究人员在访问和共享医疗数据时存在严格的限制,这一过程需要花费大量的资源和时间用于权限审查和数据校验.本文提出一个基于区块链的医疗数据共享模型,具有去中心化、安全可信、集体维护、不可篡改等特点,适用于解决各医疗机构数据共享的难题.本文详细介绍了模型的组件以及实现原理.将现有医疗机构进行分类,配合使用改进的共识机制实现了方便、安全、快捷的数据共享.此外,通过对比医疗数据共享存在的问题,分析了本模型的优势以及带来的影响.

2017 Vol. 43 (9): 1555-1562 [摘要] ( 102 ) PDF (2547 KB)   ( 416 )
1563 使用增强学习训练多焦点聚焦模型
刘畅, 刘勤让
聚焦模型(Attention model,AM)将计算资源集中于输入数据特定区域,相比卷积神经网络,AM具有参数少、计算量独立输入和高噪声下正确率较高等优点.相对于输入图像和识别目标,聚焦区域通常较小;如果聚焦区域过小,就会导致过多的迭代次数,降低了效率,也难以在同一输入中寻找多个目标.因此本文提出多焦点聚焦模型,同时对多处并行聚焦.使用增强学习(Reinforce learning,RL)进行训练,将所有焦点的行为统一评分训练.与单焦点聚焦模型相比,训练速度和识别速度提高了25%.同时本模型具有较高的通用性.
2017 Vol. 43 (9): 1563-1570 [摘要] ( 74 ) PDF (2756 KB)   ( 258 )
1571 一种基于共享度模型的改进Rete算法
孙新, 严西敏, 尚煜茗, 欧阳童, 董阔
专家系统是人工智能领域的重要分支,其中知识表示和知识推理是专家系统的重要组成部分.Rete算法是一种高效的模式匹配算法,能够解决专家系统中推理效率的问题,但是Rete算法在构建Rete网络和推理过程中存在空间和性能方面问题.本文采取有穷自动机理论的思想,阐述了Rete算法中的模式共享度和节点共享度模型,提出了一种Rete网络构建和推理算法来降低Rete网络的复杂度,提升Rete网络推理的速度.最后实验结果表明,本算法能够降低网络复杂度,提升推理速度.
2017 Vol. 43 (9): 1571-1579 [摘要] ( 56 ) PDF (2700 KB)   ( 196 )
1580 基于D-S融合的混合专家知识系统故障诊断方法
袁杰, 王福利, 王姝, 赵露平
复杂流程工业过程知识类型多样且含有多种不确定性,针对这些问题提出一种基于D-S融合的混合知识系统故障诊断方法.根据可利用信息的类型建立不同的专家知识系统并进行不确定性推理.通过分析当前信息的数据特点,自适应分配不同专家知识系统可靠性权重,通过权重D-S证据理论融合各专家知识系统的结论.这种方法不仅使用了专家的知识和经验,而且结合了生产过程积累的大量数据信息,提高了信息的利用率.通过融合多个专家知识系统的结论,提高了不确定性系统故障诊断的正确率.将该方法应用于某湿法冶金浓密过程故障诊断,取得了良好的诊断效果.
2017 Vol. 43 (9): 1580-1587 [摘要] ( 72 ) PDF (1571 KB)   ( 259 )
1588 基于深度强化学习的平行企业资源计划
秦蕊, 曾帅, 李娟娟, 袁勇
传统的企业资源计划(Enterprise resource planning,ERP)采用静态化的业务流程设计理念,忽略了人的关键作用,且很少涉及系统性的过程模型,因此难以应对现代企业资源计划的复杂性要求.为实现现代企业资源计划的新范式,本文在ACP(人工社会(Artificial societies)、计算实验(Computational experiments)、平行执行(Parallel execution))方法框架下,以大数据为驱动,融合深度强化学习方法,构建基于平行管理的企业ERP系统.首先基于多Agent构建ERP整体建模框架,然后针对企业ERP的整个流程建立序贯博弈模型,最后运用基于深度强化学习的神经网络寻找最优策略,解决复杂企业ERP所面临的不确定性、多样性和复杂性.
2017 Vol. 43 (9): 1588-1596 [摘要] ( 77 ) PDF (1992 KB)   ( 239 )
1597 基于矩阵填充和物品可预测性的协同过滤算法
潘涛涛, 文锋, 刘勤让

针对传统矩阵填充算法忽略了预测评分与真实评分之间的可信度差异和传统Top-N方法推荐精度低等问题,提出了一种改进的协同过滤算法.该算法首先利用置信系数C区分评分值之间的可信度;然后提出物品可预测性的概念,综合物品的预测评分与物品的可预测性进行物品推荐并将其转化为0-1背包问题,从而筛选出最优化的推荐列表.实验结果表明:该算法能有效缓解稀疏性的影响,提高推荐性能,并且算法具有良好的可扩展性.

2017 Vol. 43 (9): 1597-1606 [摘要] ( 63 ) PDF (1511 KB)   ( 169 )
1607 利用Block-StOMP的一种改进算法高效重构块稀疏信号
黄博学, 周彤
在系统生物学、信号处理等研究领域,许多问题都可以转化为块稀疏信号重构问题.一般而言,求解欠定系统线性方程的最稀疏解是一个NP困难问题.Block-StOMP算法是一种可以从压缩测量中重构块稀疏信号的贪婪算法,该算法不仅有满意的实际表现,而且还有理论保证.本文提出了Block-StOMP的一种改进算法,即mBlock-StOMP算法.该算法利用真发现率(True discovery rate)的估计值,对算法每阶段的支撑集进行精简,从而可以降低假报警率(False alarm rate),提高重构效率.进一步,本文给出了mBlock-StOMP算法的理论分析.对比Block-StOMP算法,仿真结果显示,在不明显增加计算量的情况下,mBlock-StOMP算法的重构精度优于Block-StOMP算法.
2017 Vol. 43 (9): 1607-1618 [摘要] ( 57 ) PDF (1497 KB)   ( 154 )
1619 广义分数阶混沌系统的动力学行为
徐宇锋
利用最近提出的广义分数阶微积分算子,研究了一类新的带Caputo型导数的广义分数阶混沌系统.讨论了混沌性质对导数阶数与系统参数的依赖性,利用有限差分法对广义分数阶混沌系统进行数值模拟,结果显示广义分数阶系统不仅蕴含经典混沌系统的结果,还展现出其他的动力学行为.由于广义分数阶混沌系统统一了多个不同的系统,未来该领域有望获得更进一步的研究.
2017 Vol. 43 (9): 1619-1624 [摘要] ( 57 ) PDF (3248 KB)   ( 220 )
1625 通过类搜索算法实现组合测试数据集的全局优化
陈皓, 潘晓英, 孙家泽
测试数据集的生成是软件组合测试的一个关键问题.为了提高测试数据的生成质量,提出了一种通过类搜索过程驱动的全局优化机制.在这个方法中,一个二进制编码机制被用于将组合测试数据生成问题转换为一个二进制基因序列的优化问题.同时,为了有效求解此问题,设计了一种新颖的全局优化算法—类搜索算法.此文主要论述了优化问题转换机制的可行性和有效性,并介绍了类搜索算法的计算机制.通过大量的仿真实验显示所提出的方法是可行的,且针对小规模组合测试问题,它是一种更为高效的组合测试数据集生成方法.
2017 Vol. 43 (9): 1625-1635 [摘要] ( 66 ) PDF (5966 KB)   ( 186 )
1636 基于EM-EKF算法的RBF-AR模型参数估计
席燕辉, 彭辉, 莫红
为了利用EKF(extended Kalman filter)算法对RBF-AR(radial basis function network-based autoregressive)模型进行参数估计,重构了RBF-AR模型的网络结构,将其变换成一种新型的广义径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络.与典型三层RBF网络结构相比,该广义RBF网络增加了线性输出加权层.为了克服基于EKF神经网络学习算法由于噪声统计特性未知导致滤波发散或者滤波精度不高的问题,利用EM(expectation maximization)算法对RBF-AR模型噪声协方差矩阵进行估计.同时,通过EKF滤波实时估计RBF-AR模型参数(系统状态),EKF平滑过程得到了更加准确的期望估计.仿真结果显示,该方法用在此变形的RBF-AR模型结构中是有效的,特别在信噪比低的情况下,估计效果比SNPOM(structured nonlinear parameter optimization method)方法好,而且还能估计出噪声方差.F检验显示了两方法估计得到的标准偏差有显著性差异.
2017 Vol. 43 (9): 1636-1643 [摘要] ( 62 ) PDF (5289 KB)   ( 167 )
1644 基于GFTSM的永磁同步电机驱动系统单相电流传感器模型预测转矩控制
滕青芳, 靳宇星, 李姝湲, 朱建国, 郭有光

针对仅有单相电流传感器的永磁同步电机(PMSM)驱动系统,提出了基于全局快速终端滑模(GFTSM)的模型预测转矩控制(MPTC)策略.通常情况下MPTC系统必需两个相电流传感器,考虑PMSM系统仅有一相电流传感器以及定子电阻变化情况,本文设计了一种既能观测剩余两相定子电流又能观测定子电阻变化的新型自适应观测器.此外,考虑系统参数变化及外部扰动,设计了一种新型的基于GFTSM的转速调节器以此来增强系统鲁棒性.本文基于滑模控制理论的GFTSM,在到达阶段和滑动模态阶段同时采用了快速终端滑模.所设计的基于GFTSM的PMSM单相电流传感器MPTC系统具有同基于GFTSM的PMSM两相电流传感器MPTC系统几乎一致的优良动态性能.此外,同基于PI和基于SM转速调节器的PMSM MPTC系统相比,当出现负载变化时,本文所设计的系统具有更好的动态响应、更强的鲁棒性以及更小的三相定子电流THD值.仿真结果验证了所设计系统的正确性和有效性.

2017 Vol. 43 (9): 1644-1655 [摘要] ( 61 ) PDF (12729 KB)   ( 155 )
1656 既含有一般多个随机延迟以及多个测量丢失和随机控制丢失的鲁棒H模糊输出反馈控制
张必山, 马忠军, 杨美香
这篇文章研究了一类不确定离散时间模糊系统的鲁棒H控制问题,这类系统是既含有多个随机延迟、多测量丢失又含有从模糊控制器到发生器的随机控制信号丢失.描述随机通信延迟和随机控制信号丢失的随机变量认为是相互独立服从贝努利分布.测量丢失现象认为是随机发生的.假定对每个传感器发生丢失的概率位于区间[0,1]上是给定的.大量的注意力集中在设计H 模糊输出反馈控制器以确保所得到的闭环Tagagi-Segeno(T-S)系统按均方意义是指数稳定的.文章所用的方法能使扰动拒绝达到说给定的指标.通过大量的分析得出了满足指数稳定性以及预先给定的H 性能指标的容许输出反馈控制器的存在性的充分条件.另外,锥型补线性化过程用于将控制设计问题转化成能用半正定规划方法求解的序列极小化问题.最后,模拟结果证实了文中所提出的设计方法的可行性和有效性.
2017 Vol. 43 (9): 1656-1664 [摘要] ( 60 ) PDF (2701 KB)   ( 158 )
      短文
1665 多智能体系统的有限时间旋转环绕控制
莫立坡, 于永光
本文主要研究了多智能体系统的分布式有限时间旋转环绕控制问题,其中每个智能体跟踪一个目标且每个目标被一个智能体跟踪.首先,设计了有限时间环绕跟踪协议,该协议包含对所有目标几何中心的观测器以及目标与其几何中心最大距离的估计器.其次,给出了闭环系统实现有限时间环绕跟踪的充分条件.最后,通过仿真验证了所得结果的有效性.
2017 Vol. 43 (9): 1665-1672 [摘要] ( 71 ) PDF (3579 KB)   ( 300 )
1673 自动化学科国家杰出青年科学基金申请人代表性论著期刊影响力分析
王晨, 毛锐, 王成红, 陈妍
本文统计了2013~2015年信息科学部自动化学科国家杰出青年科学基金(以下简称“杰青基金”)项目申请人代表性论著所属期刊的分布情况.研究结果显示杰青基金申请人“近5年内发表的5篇代表性论著”(以下简称“代表性论著”)的选择与JCR(Journal citation report)期刊影响因子和中科院JCR分区无明显相关,表明基于JCR期刊影响因子和中科院JCR分区所建立的学术评价体系具有一定的局限性.本文的研究结果有望为建立更具有指导意义的、充分符合各研究领域自身特点的期刊评估指标和学术评价体系提供新的思路.
2017 Vol. 43 (9): 1673-1676 [摘要] ( 123 ) PDF (353 KB)   ( 722 )
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