计算机技术与发展

综述

  • 视觉-语言模型研究综述

    马翌硕;张光南;刘亚婷;闫迪;陈冬;刘星愿;郭帅;

    近年来,随着多模态学习的快速发展,视觉-语言模型(Visual-Language Models, VLMs)通过结合视觉和语言信息,凭借着其能利用来自互联网的几乎无限的大规模图像-文本对进行预训练,在图像描述和视觉问答等跨模态任务中展现了显著的性能优势,成为该领域的研究热点。然而,关于VLMs的系统性综述,特别是那些包含性能比较、分析和按照从头训练流程进行全面回顾的研究,仍然较为欠缺。因此,该文对截至2025年VLMs的最新进展进行了全面回顾,具体包括:文本与图像原始特征处理方法的分类与讨论;主流模态交互策略的分类与回顾;经典与前沿模型架构的回顾与讨论;流行VLMs的系统性总结;VLMs的预训练任务、迁移学习策略的详细分类与回顾;现有迁移学习方法在性能表现、领域泛化的基准测试与讨论。提出三个未来研究方向。

    2026年03期 v.36;No.347 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]

智能物联与移动计算

  • 智能网联环境下机场摆渡车调度优化研究

    朱佳丽;李江晨;张婷婷;卢祥;杜梦涵;

    目前,机场特种车辆调度研究主要集中于最小化车辆数、行驶距离和任务量差异,但忽视了乘客的出行体验,且调度仍依赖人工,缺乏智能感知与通信系统的统一支持。为此,该文构建了智能网联环境下的机场特种车辆调度框架,包括了调度模型与算法,并基于前景理论和模糊隶属度函数建立乘客满意度函数,构建了改进的机场摆渡车调度模型,以车辆使用数目最少、各车服务航班数差异最小和乘客满意度最大为目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解,通过南京禄口机场的航班数据进行实例验证。结果表明:与先到先服务算法和GA_Improve算法相比,NGSA-Ⅱ算法虽然未减少车辆使用数量,但在任务量均衡方面分别减少了107.4和1.1,且分别提升了33.5%和12.4%的乘客满意度,为机场的智能化管理提供了有效的决策支持。

    2026年03期 v.36;No.347 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K]
  • 数字孪生辅助车联网雾边协同预测性任务卸载框架

    周启钊;石中煜;

    车辆边缘计算(Vehicular Edge Computing, VEC)通过为车辆提供实时缓存和计算服务,支持延迟敏感和计算密集型的应用程序执行。然而,VEC仍面临高动态移动、差异化资源需求及复杂网络状态等挑战,这也为未来6G时代高效和平衡的车辆边缘网络服务卸载带来了新的挑战。该文提出了一种数字孪生(Digital Twin, DT)辅助车联网雾边协同预测性服务卸载框架,实现了边缘车辆与雾节点之间的数字孪生映射,通过创建虚拟副本估计、预测和评估VEC实时状态。提出了基于长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)的DT历史状态数据和工作负载预测模式,以优化边缘设备的利用率、最小化任务完成延迟和实现雾节点间的均衡任务卸载。通过仿真验证,该方案在减少任务完成延迟、提升雾节点资源分配均衡性、适应虚实误差和提高VEC系统计算率方面优于基准算法。

    2026年03期 v.36;No.347 18-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K]

新型计算系统软硬件技术

  • 基于自动驾驶场景语义的蜕变测试优化方法

    阳真;叶森;李昂;徐浩;王杨;黄松;

    自动驾驶系统配备了诸多先进的传感器进行环境感知,并完成驾驶行为的决策、规划与控制,以帮助和取代人类完成驾驶任务。为确保自动驾驶系统的安全性与可靠性,需对其进行充分的测试。针对回归测试背景下端到端的自动驾驶系统存在的测试用例冗余且难以自动地为测试用例匹配适当的蜕变关系等问题,提出基于自动驾驶场景语义的蜕变测试优化方法MetaOpt,旨在提升面向自动驾驶系统的蜕变测试的效率。MetaOpt对测试用例进行跨模态的语义信息提取,将非结构化的测试用例转化为结构化的场景要素语义信息数据。接着,基于场景元素的类别及距离的相似度对测试用例进行约简。再基于元素关键词进行蜕变关系的聚类以及“测试用例-蜕变关系对”的匹配。最后,基于场景中元素的稀有度进行测试用例的优先级排序。实验结果表明,MetaOpt能够有效地约简测试用例、完成蜕变关系和测试用例的匹配,且能够提升自动驾驶模型的错误检测率和蜕变测试的效率。

    2026年03期 v.36;No.347 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K]
  • 自适应业务流程变化的低代码平台组件布局算法

    于潇;李巧红;刘宣华;桑钰超;夏青;

    传统低代码平台采用固定时间间隔的组件布局机制,存在业务平缓期资源浪费、剧烈期响应滞后的固有矛盾。该文提出一种自适应业务流程变化的组件布局算法,核心在于通过量化业务流程复杂度(compDegree)动态调整布局间隔,实现“流程平缓时延长间隔优化资源、剧烈时缩短间隔提升实时性”的目标。该算法设计双时间窗口的复杂度判断策略:以量化区间(m)评估短期业务波动强度,分析区间(n)提供长期数据基准,通过两者比值计算compDegree;引入阈值θ与方向区分的防抖动机制,平衡调整灵敏度与布局稳定性,避免因业务“毛刺”导致的间隔频繁切换。该算法基于航天软件ASP+低代码平台,在固定资产处置与政务审批场景开展实验验证。结果表明,该算法在业务平缓期可显著降低CPU占用率与内存吞吐量,在流程剧烈期能有效减少响应延迟与界面卡顿率,最终在系统资源消耗与用户交互体验间实现更优平衡,为低代码平台组件布局提供了贴合业务动态的解决方案。

    2026年03期 v.36;No.347 36-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K]
  • 少样本提示驱动的即插即用式复杂任务处理方法

    何健军;

    随着大语言模型在复杂任务推理决策领域展现出巨大潜力,越来越多的研究聚焦于如何使用大模型进行任务规划和工具调用。为了达到较好的效果,大多数方法要求对模型进行微调,而优质训练数据总是稀缺,导致这些方法不能快速在领域落地应用。为应对上述问题,提出一种少样本提示驱动的即插即用式复杂任务处理方法(plug-and-play method for complex task handling with few-shot prompting, PnP-FSP)。该方法完全采用少样本提示进行复杂任务分析处理,无需开展大模型微调。为使该方法在垂直领域快速应用,提出基于任务规划参考库的任务规划策略,将参考库中与用户问题相似的用例作为提示上下文,辅助完成领域复杂问题的快速规划。同时,引入基于前序任务结果的后续任务调整机制,有效解决一步规划方法强调任务规划的全局性而忽略任务执行过程中动态变化的问题。此外,该方法对任务规划、工具调用等复杂任务处理流程解耦,可根据实际需要选择优势大模型,以即插即用的方式实现大模型集优协同,完成目标任务。实验结果表明,在对监督数据依赖性显著降低的情况下,PnP-FSP优于主流的复杂任务处理方法。

    2026年03期 v.36;No.347 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K]
  • 基于Web的工业机器人语言系统设计

    彭玲;姜立标;王蕊;谢杨钟;

    针对传统工业机器人语言系统指令不易扩展,程序编辑操作繁琐,可视化程度低,工作效率低下等问题,该文提出一种基于Web的工业机器人语言系统设计方案。采用B/S结构替代了原有的C(示教盒)/S(控制器),实现在没有配备示教器的情况下,使用个人设备通过互联网访问机器人控制器对机器人进行控制,应用少儿编程思想,将机器人程序示教简化为可视化拖拽,极大度地简化学习成本,在机器人控制系统构建本地Web服务器实现上位机与机器人控制系统的数据交互。此外,设计分层式的机器人语言解释器,高效地实现机器人语言解析。最后,通过六轴机器人控制系统进行操作验证。验证结果表明,该设计方案具有良好的可移植性、操作性与扩展性,系统编程效率有效提升,端对端响应延迟小于150 ms。

    2026年03期 v.36;No.347 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K]

多媒体计算技术

  • 面向SAR图像船舶目标检测的多尺度聚合扩散网络

    郭耀武;王飞;陈云菲;

    近年来目标检测技术取得了显著进展,但大多数基于自然图像设计的检测方法在直接应用于SAR船舶遥感图像时表现不佳,性能显著下降。深入分析表明,SAR图像目标检测的关键挑战在于复杂的背景杂波干扰和多尺度船舶目标的尺度变化。针对上述问题,该文将扩散模型(Diffusion)引入SAR图像船舶目标检测领域,并提出了一种面向SAR图像船舶目标检测的多尺度网络(DMADNet)。为提升检测精度,设计了一种多尺度聚合网络(MANet),其核心设计理念是独立特征提取和交互融合策略,构建灵活且高效的信息流处理框架,突出目标特征,并显著增强推理阶段的检测表现。同时,该文设计的上下文聚合注意力(CA-X)以并行方式集成于网络中,能够有效整合长距离上下文信息,在保证全局上下文对目标判别的帮助下,避免了无关背景的干扰,从而显著提升了复杂背景下船舶目标的检测精度。DMADNet在SAR船舶检测数据集(SSDD)、高分辨率SAR图像数据集(HRSID)以及SAR-Ship数据集上,在IoU阈值设为0.5的条件下,分别达到了96.65%、93.03%和97.92%的平均精度,进一步验证了其在复杂环境下的鲁棒性与卓越的检测性能。

    2026年03期 v.36;No.347 59-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K]
  • 基于2D分割引导的3D高斯泼溅分割

    朱雨馨;朱烨;魏敏;邹鑫;童攀;

    3D Gaussian Splatting作为一种新兴的3D表示方法,在复杂场景的重建和渲染中展现了卓越的性能。在3D Gaussian Splatting目标分割中,大多数方法需要重新训练3D Gaussian Splatting的内置分割属性,不仅耗时较长,还可能导致边界区域的分割结果模糊。为了解决这些问题,提出了一种以2D特征为引导的高效三维分割方法。该分割方法将2D视觉信息与3D空间信息相关联,通过2D提示分割出3D高斯函数表示的目标物体,整个流程无需通过第二次迭代梯度下降为每个高斯函数添加新的分割属性。具体来说,首先根据2D掩码为3D高斯函数分配初始分割标签,随后通过邻界细化算法,细化目标物体的边界,成功克服了边界模糊的挑战,显著提升了分割精度。实验结果表明,该方法能够实现高质量的三维分割,处理时间减少了80%以上,同时分割精度显著提升,mIoU提高了1百分点以上,mACC提高了0.3百分点。

    2026年03期 v.36;No.347 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K]
  • 基于MADSUNet网络的图像阴影检测

    何俊;张晓滨;

    现有基于Unet++图像分割模型在复杂光照条件下图像阴影检测中由于堆叠卷积和下采样操作,可能导致浅层细节(如纹理、亮度梯度)的丢失,从而影响阴影边界的精准定位和弱阴影区域的检测效果。为了解决这个问题,该文提出一个图像阴影检测模型MADSUNet。在深层编码器加入自适应多头掩码注意力模块,该模块通过动态权重分配机制增强对阴影区域关键特征的聚焦能力,同时抑制非阴影背景的干扰,从而提升模型在复杂光照条件下的鲁棒性。此外,在解码器部分引入高效动态上采样器,进一步改善阴影边界的平滑性和连续性。实验结果表明,该模型在图像阴影检测方向有较高的准确率和检测性能,在SBU、UCF、ISTD三个数据集上平衡错误率(BER)值分别达到了4.99%、8.72%、2.06%,这意味着该模型可以准确识别不同光照条件下的图像阴影和非阴影区域,从而准确区分阴影和黑色背景。

    2026年03期 v.36;No.347 77-82+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
  • 融合LR编码网络和扩散模型的超分辨率重建

    吴灿灿;张智;

    当前基于扩散模型的图像超分辨率方法普遍采用双线性插值对低分辨率图像进行简单预处理,忽视了对多尺度特征的提取;同时,其噪声预测网络多采用单一的基于卷积神经网络的U-Net结构,无法有效捕获噪声图像的全局特征。为此,该文提出一种融合LR编码网络和扩散模型的超分辨率重建方法。首先,引入蓝图可分离卷积并设计出多尺度通道感知模块,实现了对输入图像多尺度、多层次的特征提取;其次,设计高效特征蒸馏模块,通过动态加权机制增强图像细节和关键区域的表达能力;结合上述模块构建出LR编码网络,旨在对LR图像预超分并提取其多尺度特征,将预超分图像作为先验条件有效引导扩散模型的去噪方向;最后,基于卷积神经网络和Swin Transformer,遵循U-Net形状,搭建出集成型噪声预测网络,提高噪声预测的精准度。实验结果表明,该方法在多个标准数据集上的整体性能优于其他先进方法。

    2026年03期 v.36;No.347 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]
  • 基于微调与迁移学习的藏语多方言语音识别研究

    崔振涛;群诺;郭亚美;尼玛扎西;

    藏语多方言语音识别受限于语料稀缺与方言异质性,导致模型性能提升和跨方言泛化受限。针对该问题,提出了一种基于Whisper预训练模型的分层迁移微调框架,在冻结预训练参数的基础上,采用两种参数高效微调方法——LoRA与AdaLoRA,比较其在多方言识别中的性能差异。进一步引入顺序迁移与混合训练策略,以提升模型迁移稳定性及跨方言适应能力。实验在卫藏、安多及康巴三大藏语方言上进行,模型训练与测试均按方言划分。实验结果表明,微调策略在卫藏与安多方言上的字符错误率(CER)分别达到10.0%和5.9%,在康巴方言中,引入顺序迁移后CER较直接微调下降11.4%。上述结果验证了该方法在藏语多方言语音识别中的有效性,且对低资源康巴方言具有显著提升效果。

    2026年03期 v.36;No.347 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K]
  • 基于DTA双标签分配策略的轻量化小目标检测模型

    孔李沛;赵月爱;张艳;王玲;

    针对航拍图像小目标检测精度低、检测实时性差以及无人机嵌入式平台计算资源受限等问题,提出一种基于DTA(Dynamic Task Alignment,动态任务对齐)双标签分配策略的轻量化小目标检测模型。首先,为了降低复杂背景信息对小目标特征的影响,用YOLOv10的P2层替换原来的P5层,提高模型对小目标特征的学习能力;其次,为了降低模型参数量,构建轻量化Faster特征提取模块,使用FasterNet中的残差模块Fasternet Block替换C2f中的Bottleneck模块;再次,提出动态分类与定位任务对齐检测方法,旨在解决小目标特征在分类和回归任务中的不匹配问题,在提高模型检测小目标精度的同时,还能进一步降低模型的复杂度;最后,利用基于幅度的层自适应剪枝算法对模型进行全局通道剪枝,在保证模型检测精度的前提下进一步压缩模型参数量和文件大小。在Visdrone2019数据集上的实验结果表明,该模型在APT、APS和mAP上分别比Baseline提高了104%、50%、26%,参数量和模型文件体积分别降低了63%和59%,模型FPS约为148。各种数据表明该模型对小目标检测具有检测精度高、检测速度快、模型易部署等优点。

    2026年03期 v.36;No.347 99-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K]
  • 基于改进YOLO11n的消防机器人火焰检测方法

    王浩宇;鞠全勇;

    为提高消防机器人在复杂环境下的火焰检测精确率,该文提出一种基于改进YOLO11n的火焰检测算法。通过融合FasterNet主干网络、局部窗口级联分组注意力模块及双向全局-局部特征金字塔三项核心改进,显著提升了模型的特征提取与多尺度融合能力。实验采用Roboflow公开火焰数据集,在RTX4060硬件平台验证表明:改进后模型的平均精确率均值mAP达94.3%,相较于原模型提升了2.5百分点,精确率与召回率分别提高3.6和1.8百分点,F_1分数达到了89.7%,表明改进后的模型在保持高精确率的同时召回能力也得到增强,整体性能更加均衡,在复杂环境下仍保持高可靠性。并通过目标检测错误识别工具箱TIDE进行深入分析,模型的定位、背景、漏检及重复检测错误率分别降低1.13、0.13、0.18和0.11百分点,从错误类型层面验证了模型性能的全面提升。该算法在保持良好实时性的同时,有效解决了浓烟遮挡、小目标漏检等复杂场景问题,为消防机器人在复杂环境下的智能化作业提供了可靠的技术支持。

    2026年03期 v.36;No.347 109-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]

领域人工智能

  • 基于结构感知与蒙特卡洛树搜索的SQL生成

    富宇;李浩冉;

    自然语言到SQL(Text-to-SQL)任务旨在将用户查询映射为可执行的SQL语句,是自然语言与数据库交互的核心技术。当前主流大型语言模型在处理复杂结构、多表关联及嵌套逻辑时,常出现结构错误、语义偏离和执行失败,限制了其可靠性与泛化能力。为此,该文提出Struct-MCTS,一种基于结构感知与蒙特卡洛树搜索(MCTS)的Text-to-SQL生成框架。该框架通过细粒度结构化动作建模SQL生成过程,并结合多模型并行生成与协同辩论对候选路径进行动态打分,从而提升生成结果的鲁棒性与一致性。在零样本条件下,Struct-MCTS在Spider和BIRD等复杂数据集上表现出领先的执行准确率,显示出强泛化能力与实际应用潜力。

    2026年03期 v.36;No.347 118-123+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K]
  • 基于YOLOv9的黄瓜病害检测轻量化算法研究

    周磊;邵佳慧;徐英杰;田宏;

    在农业现代化中,黄瓜病害检测对保证产量和品质极为重要。现有方法在处理形状大小多样和症状差异显著的黄瓜叶片时存在局限,且难以在资源受限设备上应用。该文提出了一种基于YOLOv9的黄瓜病害检测轻量化算法——SPAF-YOLOv9。首先引入空间到深度卷积(SPD-Conv)并结合下采样模块(ADown)构成SPAD模块,优化了特征图的空间信息利用效率,增强了模型捕捉细微特征的能力。同时引入渐进式特征金字塔网络(AFPN)进行跨层级特征融合,提升了模型对不同尺度目标的检测能力。实验结果表明,SPAF-YOLOv9模型在黄瓜病害数据集上的精确率达到91.5%,平均精度均值(mAP)达到了92.5%。与初始模型相比,参数量减少了约19.3%,计算量(GFLOPs)降低了约9.8%,推理时间显著缩短。由此表明,SPAF-YOLOv9模型不仅提高了黄瓜病害检测的精度和效率,而且通过轻量化设计,使其更适合在资源受限的嵌入式设备上部署,为农业现代化提供了有力的技术支持。

    2026年03期 v.36;No.347 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1177K]
  • 多通道图卷积和多尺度融合的药物靶点亲和力预测

    周娟;胡静;张晓龙;金淑婷;

    高性能计算机辅助药物设计是一个极具潜力的领域,而药物靶点亲和力(DTA)预测则是众多药物设计阶段中关键的步骤之一,它降低了药物开发的成本并提高了效率。本研究旨在开发一种高精度的药物靶点亲和力(DTA)预测模型以提升药物开发效率。提出了一种基于多通道密集连接图卷积和多尺度交互融合的预测方法。方法上,模型以药物分子和蛋白质的图结构数据(节点邻接矩阵)为输入,通过多头自注意力模块结合多通道密集连接图卷积模块提取药物分子的高阶结构特征,蛋白质靶标特征则通过三层图卷积网络提取。在特征融合阶段,引入Highway和Mamba模块从局部与全局两个尺度建模药物与靶点之间的交互关系,并通过全连接层输出亲和力预测值。实验结果表明,该模型在多个公开数据集上的预测性能优于现有方法,展现出更高的准确性和鲁棒性。相较于传统模型,该方法通过密集连接和多通道机制有效聚合高阶邻接信息,融合模块增强了特征交互建模能力。结论表明,该模型具有强大的泛化能力,能准确预测药物靶点相互作用强度,为计算机辅助药物设计提供了高效工具。

    2026年03期 v.36;No.347 130-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1157K]
  • 基于局部三角搜索机制的灰狼优化算法及其应用

    王玥琪;姜静清;赵海燕;宋佳智;

    针对灰狼优化算法(GWO)求解精度不高、收敛速度较慢、易陷入局部最优等缺陷,该文在GWO框架的基础上引入两项改进策略:一是α狼的局部搜索策略,通过在最优解邻域内进行扰动,赋予最优解主动搜索能力,从而提高算法的局部搜索能力;二是随机概率混合更新位置策略,借鉴百慕大三角优化算法(BTO)的思想,以概率阈值动态选择位置更新方式。一方面,利用三角强吸引区域面积扰动因子与指数衰减加速度扰动因子来增强种群多样性,从而提高算法的全局搜索能力;另一方面,结合GWO中α、β、δ狼的等权协同引导机制以保持解的稳定性。据此,提出基于局部三角搜索机制的灰狼优化算法(LTS-GWO)。为验证LTS-GWO的有效性,在三种不同类型的11个基准测试函数上,将LTS-GWO与其他群智能优化算法及其改进算法以及其他改进型GWO算法进行对比实验,实验结果表明LTS-GWO具有良好的求解精度、稳定性和收敛速度。进一步地,将LTS-GWO应用于拉伸/压缩弹簧设计和三杆桁架设计两类典型工程设计优化问题中,通过与其他改进型群智能优化算法以及其他改进型GWO算法进行对比,验证了LTS-GWO良好的实用性和鲁棒性。

    2026年03期 v.36;No.347 138-146+153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
  • 基于改进GRO优化算法求解无人机三维路径规划

    梁海军;沈小波;胡文海;薛子涵;

    该文提出了一种改进的淘金优化算法(IGRO),该算法融合了蜘蛛蜂优化算法(SWO)与差分进化算法(DE)的优良特性,以提升优化性能。IGRO通过整合SWO的狩猎与筑巢行为以及DE的差分变异和交叉机制,实现了在全局搜索与局部开发之间更为平衡的探索能力。此外,IGRO采用Levy飞行策略增强了搜索代理的随机性和多样性,避免了陷入局部最优解。利用高斯函数模型绘制山地环境,根据约束条件,目标函数建立无人机飞行的数学模型,根据适应度函数求出在指定空域内能避开障碍物的飞行最小代价值,并通过三次样条插值平滑飞行路径。仿真和CEC2017测试集结果表明,IGRO在更少迭代次数内生成了高质量、平滑的路径,克服了传统遗传算法的早熟收敛和局部搜索能力不足的问题,适应复杂地形,提供了高效可靠的解决方案。

    2026年03期 v.36;No.347 147-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1270K]
  • 基于特征融合的APP软件用户评论细粒度情绪分析

    季瑶涵;姜瑛;刘海毅;

    面对海量的移动应用软件(APP),用户评论是了解用户满意度及情绪状态的重要渠道。然而,传统情绪分类仅将情绪分为积极、中性和消极三类,分类范围较粗且强度等同,难以深入分析特定方面的细粒度情绪。此外,现有方法仅关注了文本的语义和位置特征,未能将各个特征进行有效融合,忽略了评论语句整体与内部具体元素的协同作用与内在联系的同时,也忽略了其他潜在有用特征。因此,该文提出了一种细粒度的情绪分析方法,针对APP软件用户评论中的评价对象,通过融合全局和局部特征对用户评论中的情绪进行细致的划分和识别。该方法对APP软件用户评论中的评价对象和评价观点进行定义,接着基于ISO/IEC 25010:2011将评价对象分为9类,运用命名实体识别技术抽取评价对象和观点;然后提取全局特征和局部特征;最后将这些特征进行协同和融合并应用BiLSTM-Attention模型将情绪划分为12个类别并赋予0~10分的评分。实验表明,该方法证实了基于特征融合的APP软件用户评论细粒度情绪分析的有效性,为产品优化提供更精准的参考依据。

    2026年03期 v.36;No.347 154-161+177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]

新型计算应用系统

  • 基于信息量的优化随机森林滑坡易发性增强方法

    陈帅良;田彦山;李胜锋;马涛;马旭;

    边坡滑坡灾害危害严重,通过建立滑坡易发性评价分析,有助于滑坡灾害预警等灾害科学预防。传统滑坡易发性评价主要是通过信息量模型获得,但存在各特征之间重要性区分不足的问题,导致易发性评价效果差。为了提高易发性评价效果,提出了信息量-优化随机森林模型。以宁夏回族自治区固原市(宁南山区)为研究区,首先通过分析高程、坡度、坡向、岩性、降雨量、植被覆盖率等11类特征数据,得到各特征对滑坡的信息量。其次通过分级特征提取和数据清洗,建立滑坡正负样本特征数据集。然后对黄土型滑坡的实际特征进行分析,并在对随机森林模型进行参数调优的基础上,构建优化后的模型。再将优化随机森林模型用于滑坡正负样本特征数据集,分析各特征的重要性。最后将特征重要性赋权于信息量,得到黄土滑坡易发性评价图。通过对ROC曲线、AUC值、滑坡易发性分区图和分区灾害点密度四个方面的对比分析,该方法在准确性与现实性方面均优于传统方法。

    2026年03期 v.36;No.347 162-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K]
  • 基于集成学习算法的灌区需水预报系统

    段启航;李永可;刘明;阿力木江·克力木;

    新疆地区干燥、少雨、蒸腾量大,农业水资源短缺;传统灌区需水数据统计需农户层层上报汇总,步骤繁琐并存在一定滞后性,导致灌区和上游水资源调配延迟,造成水资源浪费。针对上述问题,该文设计了一套灌区需水预报系统,以捕捉灌区需水数据。通过融合双向长短期记忆网络和随机森林模型的优势,结合岭回归元学习器构建Stacking集成学习蒸腾量预测模型,并引入周期特征来增强模型时序特征提取能力,将气象特征(温度、湿度等)和周期特征作为输入,参考作物蒸腾量作为输出。实验采用新疆精河县基本站2022—2023年连续日值气象数据进行模型训练与验证。结果表明:Stacking集成模型在预测精度上显著优于基学习器模型和对比模型,拟合系数R~2为0.948,且MSE、MAE、MAPE误差更小,分别为0.412、0.430、17.5%。在此基础上结合作物系数法和灌区GIS信息构建的灌区需水预报系统,可以为灌区水资源分配提供数据支撑。研究成果为数字孪生灌区建设提供了关键算法与工具支持。

    2026年03期 v.36;No.347 171-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
  • 自适应聚合与元学习优化的联邦学习方法研究

    李宁;徐家磊;李菲;陶丽霞;陈子烨;

    联邦学习(Federated Learning, FL)能够在保护隐私的前提下实现多中心协作建模,但在非独立同分布(Non-IID)环境下往往存在收敛缓慢和泛化性能下降等问题。为此,该文提出了一种融合自适应聚合、自适应正则化与元学习优化机制的联邦学习算法——FARMO(Federated learning with Adaptive aggregation, Regularization, and Meta-learning Optimization)。该方法通过样本数量、标签分布熵和更新一致性因子设计自适应聚合模块,实现客户端动态加权;在本地目标函数中引入自适应正则化,有效抑制低质量更新对全局模型的干扰;并基于MAML框架设计元学习模块,提升全局模型对新任务和新分布的快速适应能力。在MIMIC-Ⅲ、ChestX-ray14和PathMNIST三个典型医疗数据集上的实验结果表明,FARMO在分类准确率、收敛速度和通信效率方面均显著优于FedAvg、FedProx和SCAFFOLD等主流算法,验证了其在医疗Non-IID场景中的有效性与鲁棒性。

    2026年03期 v.36;No.347 178-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]

网络空间安全

  • 基于动态攻击强度的对抗训练方法

    熊洋俊;李鹏;成姝燕;

    针对现有的对抗训练方法普遍耗时长的问题,该文提出了一种新的对抗训练策略。首先,在训练期间,可以根据模型网络层中每层的梯度大小来调整该层的采样概率。梯度较大的层,被赋予较高的采样概率,意味着它们在训练中会更多地参与权重更新。梯度较小的层,被赋予较低的采样概率,意味着它们在训练中可能被冻结或参与较少的更新,从而减少计算开销,加快训练效率。其次,引入了一种动态攻击强度的对抗样本生成策略,在训练前期使用攻击强度较弱的对抗样本,生成对抗样本的时间较短;随着训练的进行,对抗样本的攻击强度逐渐增加,伴随着生成对抗样本的时间也逐渐增加。尽管如此,相较于标准对抗训练,该策略显著减少了对抗样本生成的时间,提升了训练效率。在CIFAR-10、CIFAR-100和Tiny ImageNet数据集上进行实验,验证了该方法可以显著减小时间开销,并且在模型对抗鲁棒性方面也有较好的表现。

    2026年03期 v.36;No.347 186-191+206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1099K]
  • 基于混合训练的轻量化恶意代码分类方法

    王泷铖;李进;宋亚飞;

    针对传统恶意代码检测方法对于轻量化、性能和训练效率难以兼顾的问题,提出一种可快速训练的具有较高性能的轻量化恶意代码分类方法。该方法首次提出将轻量化改造的MobileNetV3与自监督对比学习SimSiam网络相结合的混合训练策略,以充分发挥两者在特征提取方面的互补优势,并且引入自定义的层次化融合注意力模块(HFAM),其采用动态且差异化的注意力策略,高效融合了SimSiam与MobileNetV3提取的异构特征,从而在增强特征表示能力的同时降低了计算冗余。实验结果表明,该方法在Malimg、MaleVis和Maldeb数据集上的准确率分别达到了99.68%、98.08%和99.28%,平均较现有高效轻量化方法EfficientNetV2提升约4.4%。同时,训练时间分别减少至188秒、200秒和371秒,训练速度提升13倍以上。可见,该方法在资源受限环境下对多样化恶意代码样本具有较高的分类性能和训练效率。

    2026年03期 v.36;No.347 192-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
  • 基于多特征提取与多模型融合的恶意代码检测

    杨铭;闫嘉龙;

    针对传统恶意代码检测方法难以捕捉关键细节与泛化能力不足的问题,该文提出了一种基于多特征提取与多模型融合的恶意代码检测方法。通过多维度特征映射技术,将恶意代码的二进制数据转化为三种互补性灰度图像,分别提取其纹理特征;同时解析可执行文件的反汇编代码,利用长短时记忆网络(LSTM)捕获指令序列的潜在行为特征。在此基础上,采用加权投票策略对图像特征进行融合,构建出图像特征融合模型(IFFEM)。进一步通过堆叠融合策略将IFFEM与LSTM模型进行深度整合,形成集成模型IITFM(Integrated Image-Text Feature Model)。通过多角度特征协同分析,充分发挥图像特征和文本特征的互补性,构建了高效、精准的恶意代码检测体系。在DataCon2020恶意代码数据集上的实验表明,该方法显著提升了恶意代码检测的准确率,验证了多特征协同分析在提升检测性能方面的显著优势。

    2026年03期 v.36;No.347 200-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K]
  • 融合深度学习的网络安全响应平台研究与设计

    郭红波;王继剑;冯治东;贺海波;

    为提高企业网络安全防护水平及对网络威胁的实时应急响应能力,该文设计并提出了一种基于集成自编码器的多任务混合神经网络模型,并构建了相应的风险应急响应平台。该模型首先通过自编码器进行高维特征的有效提取,继而通过多任务神经网络实现特征共享,提升了模型的泛化能力,最终利用Softmax分类器完成多任务分类,实时预测威胁类型和风险应急响应处置建议。风险等级根据风险类型特征在数据库实时检索匹配,实现风险等级预测。为了提升模型的适应性与准确性,该文还引入了监督学习机制,通过与平台业务的联动,结合人工反馈修正已知威胁,对未知威胁触发人工研判,支持模型的周期性自动迭代与知识库的持续更新与优化。实验结果表明,该方法在特征提取与预测精度方面优于XGBoost-DNN、LSTM网络和MBO-LPO等传统方法,精确率达到98.6%,表明该模型在多任务学习、风险预测和应急响应方面具有较高的有效性与可行性。

    2026年03期 v.36;No.347 207-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]
  • 考虑AI大模型的多维网络安全度量及主动防御策略

    徐胜超;蒋大锐;吕峻闽;

    利用单一维度表征网络安全状态的参量进行度量时,参量的畸变会引起度量误差,导致生成的防御策略难以保障攻击场景下网络的安全。为此,论文引入AI大模型对多维网络安全进行度量,并生成主动防御策略。从主机状态和网络状态两个角度出发,在7个维度上对表征网络安全状态的参量进行量化,并拟合权重输出网络安全度量结果,避免了单一维度参量畸变引起的度量误差。利用整数线性规划的方式对网络切片进行部署时,将安全度量值最大值化作为目标函数,在AI大模型下更新网络切片迁移结果,直至目标函数达到收敛,输出主动防御策略。仿真结果中,设计技术在实现对网络安全状态准确度量的基础上,生成的主动防御策略能够有效降低攻击的成功率,攻击类型为数据泄露时,该方法的主动防御策略生成耗时仅为21 ms,节点数量为30个时,该方法的攻击成功率为2.3%,表明该方法防御策略效果好。

    2026年03期 v.36;No.347 215-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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