Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2016 Vol.17 No.11 P.1107-1252

<<< CONTENTS >>>

Review Articles

Review: Situational awareness architecture for smart grids developed in accordance with dispatcher’s thought process: a review

You-bo Liu, Jun-yong Liu, Gareth Taylor, Ting-jian Liu, Jing Gou, Xi Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1601516 Downloaded: 2905 Clicked: 5302 Cited: 0 Commented: 0(p.1107-1121) <Full Text> <PPT> 1728

Chinese summary <43> 考慮調度員(yuán)思維過程的智能電網态勢感知(zhī)構架

概要：現階段，智能電網運行環境比以往更加複雜(zá)。新能源滲透、市場化、網絡安全以及自然災害等大(dà)量因素，給電網控制中(zhōng)心帶來諸多挑戰甚至威脅。電網調度員(yuán)需要新的技術支持，以快速、準确地感知(zhī)電網運行态勢，并采取相應措施。爲解決此難題，我(wǒ)們首次引入并介紹了調度環節中(zhōng)新興态勢感知(zhī)技術的背景和需求。爲使讀者更好地理解這個領域的最新研究進展，本文綜述了态勢感知(zhī)的一(yī)般概念和相關技術要求。爲更好地指導調度員(yuán)在實時電網運行中(zhōng)準确、迅速地采取措施，本文讨論了在态勢感知(zhī)架構設計中(zhōng)融合調度員(yuán)思維的重要性。最後，本文分(fēn)析了态勢感知(zhī)構架的研究前景，希冀以先進、可視化的方式構造态勢感知(zhī)模型。

關鍵詞組：智能電網；态勢感知(zhī)；調度員(yuán)思維過程；技術構架

Review: Moving target defense: state of the art and characteristics

Gui-lin CAI, Bao-sheng WANG, Wei HU, Tian-zuo WANG

DOI: 10.1631/FITEE.1601321 Downloaded: 3377 Clicked: 5727 Cited: 1 Commented: 0(p.1122-1153) <Full Text> <PPT> 1723

Chinese summary <46> 移動目标防禦：現狀及特征

概要：易攻難守是當前網絡安全研究面臨的核心問題，而移動目标防禦（Moving target defense, MTD）爲解決這一(yī)問題提供了一(yī)種全新思路。當前已有涉及MTD多個方面的大(dà)量研究被提出。然而，目前尚缺乏對MTD的綜合性分(fēn)析和研究。本文的主要目的是對該研究領域的已有成果進行系統性的介紹、分(fēn)類和總結。我(wǒ)們首先提出了一(yī)個新的安全模型來描述MTD的引入對傳統防禦模式和安全模型的影響，同時還提出了一(yī)個功能和移動模型，爲從不同方面理解已有的MTD研究提供了一(yī)個全新的視角。然後，我(wǒ)們分(fēn)别對MTD的三個子領域（MTD機理研究、MTD策略研究、MTD評估研究）中(zhōng)的大(dà)量文獻進行詳細描述，以展示MTD領域的發展現狀。尤其是在MTD策略子領域，我(wǒ)們對一(yī)些能保證這些策略正常有效運行的共有特征進行了識别和提取，并總結了創建這些特征的方式和方法。我(wǒ)們還依據MTD策略的特定目标将已有研究分(fēn)爲三種類型，并總結了創建每種類型策略的充要條件，這些充要條件是前面所總結的特征中(zhōng)的一(yī)個或多個。最後，我(wǒ)們對該領域的未來研究方向進行了探讨。

關鍵詞組：移動目标防禦；安全模型；功能和移動模型；特征

Research Articles

Storage wall for exascale supercomputing

Wei Hu, Guang-ming Liu, Qiong Li, Yan-huang Jiang, Gui-lin Cai

DOI: 10.1631/FITEE.1601336 Downloaded: 2560 Clicked: 5510 Cited: 0 Commented: 0(p.1154-1175) <Full Text> <PPT> 1878

Chinese summary <40> 面向E級高性能計算存儲牆問題研究

概要：I/O性能與計算性能的不匹配是超級計算機從P級向E級發展的主要障礙之一(yī)。當前，I/O密集型應用迅速增加，其運行效率受到了I/O性能的制約。爲進一(yī)步量化I/O性能瓶頸，分(fēn)析其對大(dà)規模并行應用可擴展性的重要影響，本文在定義和分(fēn)析存儲受限加速比的基礎上，第一(yī)次從并行應用可擴展性的角度提出"存儲牆"的定義，量化和讨論了"存儲牆"的存在性，并基于存儲牆特性對現有高性能計算系統結構提出了新的分(fēn)類方法和可擴展性分(fēn)析方法。通過基于"天河1A"超級計算機的實驗和基于"美洲虎"超級計算機的案例分(fēn)析，本文驗證了存儲牆的存在性并分(fēn)析了其變化特性。這些實驗和分(fēn)析結果對緩解和消除未來高性能計算機的存儲牆瓶頸，實現平衡的軟硬件設計具有重要指導意義。

關鍵詞組：存儲受限加速比；存儲牆；高性能計算；E級計算

Detecting slowly moving infrared targets using temporal filtering and association strategy

Jing-li Gao, Cheng-lin Wen, Zhe-jing Bao, Mei-qin Liu

DOI: 10.1631/FITEE.1601203 Downloaded: 2337 Clicked: 5664 Cited: 0 Commented: 0(p.1176-1185) <Full Text> <PPT> 1579

Chinese summary <24> 基于時域濾波和關聯策略的紅外(wài)慢(màn)速目标檢測

概要：紅外(wài)慢(màn)速目标的一(yī)些獨特特性，例如像素少，不成形的邊緣信息，低信雜(zá)比和低速等，使得它們的檢測異常困難，而當被淹沒在複雜(zá)背景中(zhōng)時尤甚。爲了解決這一(yī)問題，根據時域目标檢測和關聯策略，本文提出了一(yī)種有效的紅外(wài)目标檢測算法。首先，建立一(yī)種時域目标檢測模型對疑似目标進行分(fēn)割，該模型主要包含三個階段，時域濾波，時域目标融合和交叉積濾波；然後提出一(yī)種圖模型，來關聯不同時刻獲取的疑似目标。這種關聯依賴于目标的運動和表觀特征，可進行多次關聯操作獲取目标軌迹，并據此區分(fēn)真實目标和由噪聲或雜(zá)波引起的虛假目标。實驗結果表明本文提出的方法能夠準确、魯棒地檢測複雜(zá)背景下(xià)的紅外(wài)慢(màn)速目标，且與幾種基準方法相比具有優越的檢測性能。

關鍵詞組：時域目标檢測；慢(màn)速移動目标；圖匹配；目标關聯

Performance analysis of new word weighting procedures for opinion mining

G. R. Brindha, P. Swaminathan, B. Santhi

DOI: 10.1631/FITEE.1500283 Downloaded: 2219 Clicked: 6251 Cited: 0 Commented: 0(p.1186-1198) <Full Text> <PPT> 1610

Chinese summary <22> 一(yī)種觀點挖掘新詞語權重過程性能分(fēn)析

概要：論壇和博客的普及爲大(dà)量信息的處理帶來了挑戰和機遇。基于不同主題的信息通常包含了主觀的定性詞語，需要經過統計分(fēn)析轉換爲可用的定量數據。這些數據如不恰當處理則會影響觀點的正确表達。每個觀點相關詞的主要表義各有不同。爲将詞的語義轉換爲數據并加強對觀點挖掘的分(fēn)析，我(wǒ)們提出了一(yī)種新穎的加權方案，稱爲詞權重推測法（inferred word weighting, IWW）。IWW通過對語境下(xià)和表義中(zhōng)詞語重要性的計算對算法進行增強。相對已有的方法，本文提出的加權方法從分(fēn)析的視角上爲詞語提供了合适的權重。此外(wài)，通過對包含停用詞的文本分(fēn)類的性能研究，提供了另一(yī)種校驗方法，作爲對所提出的新加權方法的補充。而通常這些停用詞都會在文本處理時移除。将包含停用詞這一(yī)新概念應用于本文提出的加權方法和已有加權方法，可觀察到2個現象：（1）文本分(fēn)類性能增強；（2）包含停用詞與否，所造成的文本處理結果的差異在所提出的方法中(zhōng)較小(xiǎo)，而在已有方法中(zhōng)較大(dà)。進而，從這2種現象得出推論。基于基準數據集的實驗結果表明所提出的方法在分(fēn)類精度上具有優化潛力。

關鍵詞組：詞權重推測法；觀點挖掘；監督分(fēn)類法；支持向量機；機器學習

Level-direction decomposition analysis with a focus on image watermarking framework

M. F. Kazemi, M. A. Pourmina, A. H. Mazinan

DOI: 10.1631/FITEE.1500165 Downloaded: 2150 Clicked: 6237 Cited: 0 Commented: 0(p.1199-1217) <Full Text>

Chinese summary <22> 圖像水印框架的層級-方向分(fēn)解分(fēn)析

概要：本文研究新型層級-方向分(fēn)解在圖像水印中(zhōng)的應用。實現水印框架的主要步驟是生(shēng)成帶有水印的圖像，重點用到輪廓小(xiǎo)波嵌入表達。通過一(yī)組模拟攻擊，基于峰值信噪比（peak signal-to-noise ratio）、結構相似度（structural similarity）等指标評估其性能。利用一(yī)組圖像并使用不同顔色模型分(fēn)析所獲信息，以判斷正态相關性。相應地，每當擾碼模塊作用于一(yī)組原始圖像，用以表示無序信息，就使用逆輪廓小(xiǎo)波嵌入表達以獲取帶有水印的圖像。從而，我(wǒ)們可以通過分(fēn)析一(yī)個複雜(zá)系統--其中(zhōng)設計了一(yī)個決策系統，使用輪廓小(xiǎo)波嵌入表達來發現最優層級和相應方向--評估所提方法的性能。對于所得到的結果，利用恰當的層級-方向分(fēn)解闡釋。本文主要貢獻在于，在輪廓小(xiǎo)波嵌入表達新機制的基礎上，集成一(yī)套子系統，與決策系統相配合。與現有方法相比，本文所述方法在大(dà)量重度攻擊下(xià)仍然有效。利用多個基準數據集對所提方案進行了測試，結果證實方法有效。

關鍵詞組：層級-方向分(fēn)解分(fēn)析；水印框架；輪廓小(xiǎo)波嵌入表達；擾碼模塊；模拟攻擊

A multi-functional dynamic state estimator for error validation: measurement and parameter errors and sudden load changes

Mehdi Ahmadi Jirdehi, Reza Hemmati, Vahid Abbasi, Hedayat Saboori

DOI: 10.1631/FITEE.1500301 Downloaded: 2739 Clicked: 6091 Cited: 0 Commented: 0(p.1218-1227) <Full Text> <PPT> 1585

Chinese summary <23> 一(yī)種針對測試誤差、參數誤差和負荷突變故障分(fēn)析的多功能動态狀态估計器

概要：本文提出了一(yī)種基于卡爾曼濾波理論的動态狀态估計新算法，可有效探測、識别并校正電力系統中(zhōng)的測試誤差和支路參數誤差。同時，該算法亦可成功探測和識别電力系統中(zhōng)的負荷突變。該方法在每段取樣時間内，采用三種歸一(yī)化向量對誤差進行處理，包括歸一(yī)化測量殘差，歸一(yī)化拉格朗日乘子，以及歸一(yī)化新息向量。在IEEE14節點測試系統上對所提出的算法進行了可行性和效能驗證，并通過對數值結果的呈示和讨論，說明了該方法的精确度。

關鍵詞組：動态狀态估計器；卡爾曼濾波；測試誤差；支路參數誤差；負荷突變

A modified simulated annealing algorithm and an excessive area model for floorplanning using fixed-outline constraints

De-xuan Zou, Gai-ge Wang, Gai Pan, Hong-wei Qi

DOI: 10.1631/FITEE.1500386 Downloaded: 2245 Clicked: 5892 Cited: 0 Commented: 0(p.1228-1244) <Full Text> <PPT> 1569

Chinese summary <24> 基于修正模拟退火(huǒ)算法及溢出面積模型的固定邊界布圖規劃

概要：無邊界布圖規劃研究面積及線長減少問題很難滿足現代設計需求，因此通常被認爲是無意義的。我(wǒ)們關注一(yī)種難度更大(dà)且更有意義的問題--固定邊界布圖規劃。該問題将固定邊界約束條件加入無邊界布圖規劃中(zhōng)，使其在實體(tǐ)設計中(zhōng)更有趣、更具挑戰性。本文的工(gōng)作主要分(fēn)爲兩部分(fēn)。第一(yī)，提出了一(yī)種修正模拟退火(huǒ)算法（Modified simulated annealing algorithm, MSA）。在進化過程初期，用一(yī)種新的衰減方程來緩慢(màn)減小(xiǎo)溫度，以增強MSA的全局搜索能力。然後，用傳統衰減方程來快速減小(xiǎo)溫度，以維持MSA的局部搜索能力。第二，設計了一(yī)種溢出面積模型來引導MSA尋找可行解，爲精煉可行解節省了大(dà)量時間。另外(wài)，B*-tree是一(yī)種有效的布圖規劃表示法，它被用來執行MSA的擾動操作。最後，以六組帶有不同空置率及高寬比的benchmark爲例，證實本文所提方法在解決固定邊界布圖規劃問題上的效率，這些問題包括電路n10，n30，n50，n100，n200和n300。與幾種現有方法相比，本方法能夠更有效地獲得令人滿意的目标函數值，它們與芯片面積、線長和固定邊界約束有關。

關鍵詞組：固定邊界布圖規劃；修正的模拟退火(huǒ)算法；全局搜索；溢出面積模型；B*-tree表示法

Low complexity robust adaptive beamforming for general-rank signal model with positive semidefinite constraint

Yu-Tang Zhu, Jun-yong Liu, Yong-Bo Zhao, Jun Liu, Peng-Lang Shui

DOI: 10.1631/FITEE.1601112 Downloaded: 2173 Clicked: 5716 Cited: 1 Commented: 0(p.1245-1252) <Full Text> <PPT> 1711

Chinese summary <28> 基于正定約束廣義秩信号模型的低複雜(zá)度穩健自适應算法

概要：本文針對廣義秩信号模型提出一(yī)種低複雜(zá)度的穩健自适應波束形成算法，用來抑制期望信号的陣列響應失配和接收信号的協方差矩陣失配。該波束形成算法不僅考慮期望信号以及接收信号協方差矩陣不确定集的範數有界性，還保證期望信号協方差矩陣的正定性。最終，本文在最差性能優化準則下(xià)推出一(yī)個計算簡單的閉式加權矢量。計算機仿真結果驗證了所提波束形成算法的有效性和穩健性。

關鍵詞組：波束形成；廣義秩；低複雜(zá)度；正定約束；模型失配