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

2019 Vol.20 No.2 P.141-306

<<< CONTENTS >>>

Research Articles

Adaptive network fuzzy inference system based navigation controller for mobile robot

Panati Subbash, Kil To Chong

DOI: 10.1631/FITEE.1700206 Downloaded: 3336 Clicked: 7012 Cited: 0 Commented: 0(p.141-151) <Full Text>

Chinese summary <23> 基于自适應網絡模糊推理系統的移動機器人導航控制器

摘要：在障礙物(wù)高度雜(zá)亂的未知(zhī)環境中(zhōng)自主導航是移動機器人研究的一(yī)個基本問題。提出一(yī)種基于自适應網絡模糊推理系統（ANFIS）的差分(fēn)驅動移動機器人導航控制器，用超聲波傳感器捕捉移動機器人周圍的環境信息。設計了一(yī)個基于模糊邏輯的導航控制器，用于獲取數據集訓練ANFIS控制器。在移動機器人導航過程中(zhōng)，考慮到環境噪聲對傳感器讀數的影響，将加性高斯白(bái)噪聲添加到傳感器讀數中(zhōng)并反饋給已訓練的ANFIS控制器。在3種不同環境下(xià)對移動機器人進行導航，評價該導航控制器的魯棒性。通過與已有移動機器人導航控制器（如神經網絡、模糊邏輯）比較行程長度、行程效率、彎曲能量，驗證ANFIS控制器性能。仿真結果表明，與其他控制器相比，ANFIS控制器具有更好性能，能夠在不同環境中(zhōng)順利導航且不與障礙物(wù)發生(shēng)碰撞。

關鍵詞組：自适應網絡模糊推理系統；加性高斯白(bái)噪聲；自主導航；移動機器人

Systematic exploration of signal-based indicators for failure diagnosis in the context of cyber-physical systems

Santiago Ruzi-arenas, Zoltán Rusák, Imre Horváth, Ricardo Mejí-gutierrez

DOI: 10.1631/FITEE.1700277 Downloaded: 2065 Clicked: 6081 Cited: 0 Commented: 0(p.152-175) <Full Text>

Chinese summary <20> 系統探索用于信息物(wù)理系統故障診斷的基于信号的指标

摘要：某些關鍵任務系統（MCS）的故障可能導緻生(shēng)命損失、環境破壞和（或）成本升高。因此，識别新故障和定期維護是保證MCS可靠運行的關鍵。依據實際生(shēng)産過程中(zhōng)的指标來判斷，是一(yī)種實用的故障識别和預測方法。基于監測系統特定運行模式下(xià)通用信号特征的統計變化，旨在開(kāi)發一(yī)種主動故障診斷和預測方法。本文提出一(yī)種基于系統信号表現的故障識别新方法，利用了系統運行模式的動态管理，以及多源異構信号源的同步處理與表征。通過研究不同操作模式下(xià)的系統性能，提高故障診斷和預測的可靠性。通過正常與故障運行之間的信号特征統計偏差組成的故障指标矩陣，推斷故障及其生(shēng)成機理；提出"故障指标"概念，用作信息物(wù)理系統中(zhōng)即插即用的故障診斷與預測。實驗結果表明該方法可以自動診斷MCS中(zhōng)的故障，爲預防性維護決策支持系統的開(kāi)發提供了支撐。

關鍵詞組：故障指标；故障分(fēn)類；故障檢測和診斷；複雜(zá)系統

Double-authentication-preventing signatures revisited: new definition and construction from chameleon hash

Fei Li, Wei Gao, Gui-lin Wang, Ke-fei Chen, Chun-ming Tang

DOI: 10.1631/FITEE.1700005 Downloaded: 2441 Clicked: 7114 Cited: 0 Commented: 0(p.176-186) <Full Text> <PPT> 1506

Chinese summary <19> 再議防二重認證簽名：新定義和基于變色龍哈希的構造

摘要：防二重認證簽名（DAPS）是在ESORICS2014會議上提出的一(yī)種新型電子簽名。防二重認證性質指同一(yī)主題上兩個不同消息的簽名可以用來摧毀整個簽名體(tǐ)系。其提出者已指出防二重認證簽名的幾個潛在應用場景，比如，在數字證書(shū)領域，可以提供針對證書(shū)頒發機構（CA）的自我(wǒ)約束體(tǐ)制，使其不敢違規提供假冒證書(shū)。本文主要考慮防二重認證簽名的基礎性質。提出一(yī)種适度弱化條件的新定義，同時爲刻畫防二重認證性質而保持足夠性質強度。提出帶密鑰洩露的可逆變色龍哈希函數的新密碼原型。提出防二重認證簽名方案的通用構造，同時基于帶密鑰洩露的可逆變色龍哈希函數性質給出安全性證明。在此通用型防二重認證簽名方案框架下(xià)，分(fēn)别基于整數分(fēn)解、不對稱密碼算法（RSA）和狄菲-赫爾曼計算（CDH）假設構造了3個具體(tǐ)的防二重認證簽名方案。這些方案比現有的防二重認證簽名方案效率更高。相比現有方案，分(fēn)别基于RSA和CDH的兩個新方案不再依賴可信系統建立模型。

關鍵詞組：防二重認證簽名；變色龍哈希函數；數字簽名；可證明安全；權威信任層次

Paper evolution graph: multi-view structural retrieval for academic literature

Dan-ping Liao, Yun-tao Qian

DOI: 10.1631/FITEE.1700105 Downloaded: 2294 Clicked: 6402 Cited: 0 Commented: 0(p.187-205) <Full Text> <PPT> 1459

Chinese summary <24> 論文演化圖：學術文獻多視角結構化檢索

摘要：學術文獻檢索關注于選取最可能符合用戶信息需求的論文。目前大(dà)部分(fēn)檢索系統局限于輸出相關文獻列表，而這些檢出文獻相互獨立。本文旨在揭示檢索結果的相互關系。提出一(yī)種爲學術文獻建立結構化檢索結果的方法，稱爲論文演化圖（PEG）。PEG采用多個演化鏈描述查詢輸入信息在不同主題方向的演化情況。通過論文作者、參考文獻引用、論文内容信息這3個視角，PEG能夠發現文獻之間各種潛在關系，并多視角展示文獻演化過程。該文獻檢索系統支持關鍵詞、單篇論文、雙論文3種查詢方式。PEG構造主要有3個步驟：首先，采用元圖分(fēn)解法把文獻軟聚合爲多個群落，獲取每篇論文的主題分(fēn)布；其次，從與查詢相關的文獻群落中(zhōng)提取主題連貫性演化鏈。每條演化鏈反映查詢信息的某一(yī)視角；最後，提取的演化鏈組合形成論文演化圖，可以覆蓋查詢涉及的所有主題。基于真實文獻數據庫的實驗結果表明，該方法能夠建立對用戶有意義的論文演化圖。

關鍵詞組：論文演化圖；學術文獻檢索；元圖分(fēn)解；主題連貫性

Automatic image enhancement by learning adaptive patch selection

Na Li, Jian Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1700125 Downloaded: 2159 Clicked: 5511 Cited: 0 Commented: 0(p.206-221) <Full Text> <PPT> 1334

Chinese summary <20> 基于學習自适應區域選擇的自動增強圖像

摘要：如今數碼相機被廣泛用于日常攝影。然而，部分(fēn)照片缺乏細節，需要增強處理。很多現有圖像增強算法基于局部區域，而且同一(yī)圖像所選區域尺寸通常是固定的。用戶需手工(gōng)選擇合适的區域尺寸獲取最佳圖像增強效果。提出一(yī)種基于自适應區域選擇的自動增強圖像算法。該算法采用明暗兩個通道，解決各類圖像曝光問題。對網上爬取的大(dà)量自然圖像統計分(fēn)析獲取阈值，自動選擇用于通道提取的區域尺寸。該方法可自動增強模糊或者曝光不足/背光的圖像，無需任何用戶交互。實驗結果表明，該算法對現有基于區域的圖像增強算法有顯著改進。

關鍵詞組：圖像增強；對比度增強；暗通道；明通道；自适應區域處理

RepoLike: a multi-feature-based personalized recommendation approach for open-source repositories

Cheng Yang, Qiang Fan, Tao Wang, Gang Yin, Xun-hui Zhang, Yue Yu, Hua-min Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1700196 Downloaded: 2098 Clicked: 5774 Cited: 0 Commented: 0(p.222-237) <Full Text> <PPT> 1368

Chinese summary <23> RepoLike:一(yī)種基于多特性的開(kāi)源代碼倉庫個性化推薦方法

摘要：随着軟件協同開(kāi)發與社交網絡深度融合，社會化編程代表一(yī)種新型的軟件生(shēng)産與創造範式。由于其良好的靈活性和開(kāi)放(fàng)性，開(kāi)源社區吸引了大(dà)量外(wài)部貢獻者，他們在開(kāi)源開(kāi)發中(zhōng)扮演着重要角色。然而，在線開(kāi)源開(kāi)發是一(yī)項全球化、分(fēn)布式的合作工(gōng)作，如不加以監督，貢獻過程可能導緻效率低下(xià)。貢獻者需花費(fèi)大(dà)量時間從社區數千個開(kāi)源項目中(zhōng)找到合适的項目或任務。本文提出一(yī)種名爲"RepoLike"的新方法，爲開(kāi)發人員(yuán)推薦基于線性組合和學習排序的開(kāi)源項目。使用項目受歡迎程度、項目間技術依賴關系和開(kāi)發人員(yuán)間的社會關系來度量開(kāi)發人員(yuán)與給定開(kāi)源項目間的相關性。實驗結果表明，該方法在推薦20個候選者時可達25%以上命中(zhōng)率，這意味着它可以向貢獻者推薦緊密相關的開(kāi)源倉庫。

關鍵詞組：社會化編程；開(kāi)源軟件；個性化推薦；GitHub

Design and implementation of a novel enterprise network defense system by maneuvering multi-dimensional network properties

Yang Chen, Hong-chao HU, Guo-zhen Cheng

DOI: 10.1631/FITEE.1800516 Downloaded: 2189 Clicked: 6856 Cited: 0 Commented: 0(p.238-252) <Full Text> <PPT> 1658

Chinese summary <20> 基于多維動态網絡屬性的新型企業網防禦系統的設計與實現

摘要：雖然周界安全模型在内部主機可靠時足夠有效，但是随着企業采用移動和雲技術，如自帶設備（BYOD），該模型難以爲繼。有針對性的高級網絡攻擊通常采用網絡殺傷鏈，例如，基于網絡掃描技術收集潛在目标信息。本文提出一(yī)種"隔離(lí)和動态"網絡防禦方法，切斷潛在殺傷鏈，降低攻擊者收集信息的可用性。首先，通過網絡隔離(lí)構建一(yī)個零信任網絡環境，操縱多維網絡屬性跳變，使攻擊者無法獲得目标主機的特征和位置；其次，爲企業網絡提出一(yī)種基于軟件定義的主動網絡防禦解決方案（SPD），并設計了一(yī)個通用框架，在不顯著影響網絡性能條件下(xià)，策略性地操縱IP地址、網絡端口、域名和路徑的協同跳變；然後，通過軟件定義網絡控制器（OpenDaylight）實現SPD概念驗證系統；最後，搭建實驗平台驗證系統防掃描、防竊聽(tīng)和防拒絕服務（DoS）攻擊的能力。結果表明，該系統可以顯著降低網絡偵察掃描信息的可用性，阻止網絡竊聽(tīng)，并大(dà)幅增加攻擊者的網絡攻擊成本。

關鍵詞組：企業網防禦；軟件定義網絡；多維跳變

Intertidal area classification with generalized extreme value distribution and Markov random field in quad-polarimetric synthetic aperture radar imagery

Ting-ting Jin, Xiao-qiang She, Xiao-lan Qiu, Bin Lei

DOI: 10.1631/FITEE.1700462 Downloaded: 2224 Clicked: 7417 Cited: 0 Commented: 0(p.253-264) <Full Text> <PPT> 1617

Chinese summary <21> 基于廣義極值分(fēn)布和馬爾科夫随機場的全極化合成孔徑雷達圖像潮間帶區域地物(wù)分(fēn)類方法

摘要：考慮到潮汐波動的複雜(zá)性和劇烈性，合成孔徑雷達（SAR）圖像的潮間帶區域地物(wù)分(fēn)類是一(yī)個重要且具有挑戰性的問題。潮間帶區域地物(wù)分(fēn)類難點在于，潮間帶有很大(dà)比例區域經常被海水淹沒，使得利用空間信息的統計建模方法常常失效。考慮到極化熵和各向異性在潮間帶特征描述中(zhōng)的重要作用，提出一(yī)種新的無監督地物(wù)分(fēn)類算法。該算法将廣義極值分(fēn)布模型（GEV）的極化特征與馬爾可夫随機場（MRF）的平滑濾波結合，并加入拟合優度檢驗，以确定統計模型各組成部分(fēn)的顯著性。将極化熵和各向異性的分(fēn)類結果有效結合，得到最終分(fēn)類結果。最後，基于中(zhōng)國高分(fēn)三号SAR衛星獲得的全極化數據進行實驗，實驗結果證明所提方法的可行性和優越性。

關鍵詞組：潮間帶區域地物(wù)分(fēn)類；極化合成孔徑雷達；有限混合模型；馬爾可夫随機場；廣義極值分(fēn)布模型

Collaborative learning via social computing

Ricardo S. Alonso, Javier Prieto, Óscar García, Juan M. Corchado

DOI: 10.1631/FITEE.1700840 Downloaded: 2816 Clicked: 5272 Cited: 0 Commented: 0(p.265-282) <Full Text> <PPT> 1439

Chinese summary <22> 社會計算下(xià)的協作學習

摘要：技術的引入使得教育創新極大(dà)地豐富起來，從而形成新的學習模型，其中(zhōng)，信息來自于多源，協作在學生(shēng)之間産生(shēng)。教育創新中(zhōng)一(yī)個有吸引力的挑戰在于從社會計算視角設計協作學習活動，這裏的協作不限于學生(shēng)之間，也包括學生(shēng)與機器的交互。與此同時，現階段極其缺少工(gōng)具，爲學習的全過程而非學習任務的某些方面提供支持。爲此，本文提出并評估支持協作學習的上下(xià)文感知(zhī)構架（CAFCLA）。CAFCLA是一(yī)個覆蓋協作學習全過程活動開(kāi)發的靈活架構，可以利用上下(xià)文信息和社交互動。應用于某個博物(wù)館的一(yī)個協作式WebQuest實驗案例表明，使用社會計算可以改善學習過程，促進協作，增強關系，增加參與度。

關鍵詞組：上下(xià)文感知(zhī)；協作學習；社會計算；虛拟組織；無線傳感器網絡；實時定位系統

TODIM and TOPSIS with Z-numbers

Renato A. Krohling, André G. C. Pacheco, Guilherme A. dos Santos

DOI: 10.1631/FITEE.1700434 Downloaded: 2749 Clicked: 5250 Cited: 0 Commented: 0(p.283-291) <Full Text>

Chinese summary <21> 基于Z數的TODIM與TOPSIS方法

摘要：提出一(yī)種針對多标準決策問題處理Z數的方法。使用模糊數A和B的有序對Z=(A,B)定義Z數，其中(zhōng)A是興趣變量的語言值，B是A的概率測度語言值。人類通過自然語言進行交流，使用這樣的句子如"從家到大(dà)學大(dà)約需要半小(xiǎo)時"。将Z數轉化爲模糊數，Z-TODIM和Z-TOPSIS分(fēn)别是模糊TODIM和模糊TOPSIS的直接擴展。将提出的方法應用于兩個案例并與使用精确數的标準方法比較，結果證明其可行。

關鍵詞組：多标準決策；TODIM；TOPSIS；模糊數；Z數

Aircraft safety analysis based on differential manifold theory and bifurcation method

Chi Zhou, Ying-hui Li, Wu-ji Zheng, Peng-wei Wu

DOI: 10.1631/FITEE.1700435 Downloaded: 2287 Clicked: 7038 Cited: 0 Commented: 0(p.292-299) <Full Text> <PPT> 1481

Chinese summary <22> 基于微分(fēn)流形理論和分(fēn)岔理論的飛機安全性分(fēn)析

摘要：失控（LOC）被認爲是導緻世界範圍内緻命飛機事故的主要原因之一(yī)。減少飛機失控對于提高飛行安全意義重大(dà)。雖然目前航空界對失控的定義還比較模糊，但研究表明失控通常與飛行狀态超出安全包線、飛機動力學的非線性影響以及飛行機組人員(yuán)不當操縱有關。本文主要針對飛機動力學的非線性影響和駕駛員(yuán)不當操縱導緻的失控展開(kāi)研究，利用分(fēn)岔分(fēn)析方法确定飛行狀态的失速點和分(fēn)岔點。研究結果表明，駕駛員(yuán)操縱過度将直接導緻飛機失速。此外(wài)，飛行狀态接近飛行包線邊界時，駕駛員(yuán)的操縱會變得特别敏感，稍微改變操縱指令就可能導緻飛行狀态超出安全包線。即使在某個操縱指令下(xià)存在穩定平衡狀态，飛行狀态仍可能處于安全包線之外(wài)。爲提升飛行安全，引入微分(fēn)流形理論确定安全包線。以NASA的通用模型作爲案例展開(kāi)研究。

關鍵詞組：失控；安全包線；飛機動力學；分(fēn)岔分(fēn)析；微分(fēn)流形理論

Polarization multiplexing based duplex radio-over-fiber link for millimeter wave signal transmission to a ring of multiple radio access units

Tayyab Mehmood, Hina Qayyum, Salman Ghafoor

DOI: 10.1631/FITEE.1700056 Downloaded: 2688 Clicked: 6889 Cited: 0 Commented: 0(p.300-306) <Full Text> <PPT> 1426

Chinese summary <21> 基于偏振複用傳輸毫米波信号至無線接入單元圈的雙工(gōng)光載無線通信鏈路研究

摘要：提出一(yī)種光纖無線（RoF）分(fēn)布式天線系統（DAS）結構，将毫米波信号傳輸至4個不同的無線接入單元（RAU），RAU爲環形拓撲結構。每個RAU接收下(xià)行和上行兩個方向的128 Mb/s雙重數據。偏振複用多波長信号源發射射頻(pín)信号。使用遠程外(wài)差檢測每個RAU産生(shēng)的25 GHz毫米波信号。該結構在保持良好誤碼率（BER）的同時提供更高覆蓋率。

關鍵詞組：光纖無線電；毫米波；無線電接入單元