一种情境驱动的网构软件体系架构与支撑环境

本文从网构软件Internet环境下涉及的各类事物和事件情境及情境的整个生命周期出发,以情境驱动为核心,对网构软件的体系结构与支撑环境展开研究,以支持服务实体的自适应、自演化行为。本文研究了Internet环境下服务实体交互与协同关系中的各种情境构成,给出了一个适合网构软件的情境本体定义。在此基础上,给出了一种基于情境感知的网构软件体系架构,并描述了在这一架构下网构软件按需聚合和动态演化的模型与机制。围绕该应用场景,结合服务实体实际运行时的特点及要素,给出了该体系架构下网构软件的支撑环境软件设计。最后,本文给出了一种基于OSGi服务平台的支撑环境参考实现。     

地名本体数据库存储模式及应用研究

地名本体属于地理信息领域本体范畴,是维护地理要素位置的本体,在地理空间语义网的发展中有着十分重要的作用,尤其为地理信息与资源的发现提供便利.从基于地理空间语义网的日常地理信息查询需要出发,设计了地名本体概念模型,在此基础上构建了地名本体实例存储数据库模式,实现了基于Geodatabase的地名本体实例数据存储.通过地名本体模型的构建,探讨语义网条件下的地名本体模型设计与地名本体实例化问题,对于实现地理要素数据组织与关系表达具有重要理论和实践意义.     

基于元信息和本体论的知识融合算法

结合元信息和本体论的特点,针对目前知识融合中存在的效率问题,提出了基于元知识描述和本体库表示的知识融合系统.元知识的抽取简化了知识转换的过程,基于本体库的遗传融合算法在知识内涵的层次上构建了新的解知识空间,并对解知识空间的结构演化进行了分析.建立了系统评估和参数校正的自适应机制,详细地描述了该系统层次结构及各组成模块的工作原理和实现方法.实例分析的结果说明了系统实现的可行性和有效性.     

面向高速公路通行时间分布预测的时空混合密度神经网络

准确的通行时间分布预测可以全面地反映高速公路路网中各个路段在未来的通行状况,辅助实现高速公路中的路径规划,事故事件预警等精细化管理目标.为此,本文提出一种面向高速公路通行时间分布预测的时空混合密度神经网络.具体地,本文利用自适应图卷积通过数据驱动的方式提取路网中的空间特征,有效解决了基于预定义图难以捕获路网信息中完整空间相关性的问题.在时间维度上,不同时间的路网信息存在显著的相关性,因此,本文基于注意力机制自适应建模路网信息的时间相关性,并通过卷积层进一步聚合相邻时间步之间的信息.最后,基于自适应时空相关性建模得到的路段嵌入表示,通过混合密度网络建模通行时间的分布,以实现高速公路中各个路段的通行时间分布预测.     

一种基于智能体技术的软件自适应动态演化机制

针对分布式软件系统在动态演化中面临的原有软件单元难以重用、忽视软件内部运行状态引发的演化需求等问题,借助智能体(agent)具有的环境适应性、变化敏感性等特征,提出了一种基于智能体技术的软件自适应动态演化机制.通过将软件单元封装为Agent,并定义单元间的演化规则,使演化机制重用原有软件单元.通过一种基于数据推送的动态环境感知方法实现Agent间协作关系调整,同时满足来自内外部环境引发的动态演化需求.通过引入信息中介服务,实现了基于改进合同网的Agent协作策略,能够自适应地更替Agent,满足用户意愿变更引发的动态演化需求.依据演化机制在支撑环境中的运行情况及相关能力指标的分析,说明所提出的演化机制适用于动态复杂的分布式软件系统,是一种有效的软件自适应动态演化机制.     

通过内容自适应改善Web服务器服务质量

在近似计算算法基础上，提出了一个最高优先级优先（Highest-Priority-First，HPF）算法。在HPF算法基础上，设计了一个Web内容自适应的PIK机制来代替传统Web服务机制，并通过修改ApacheWeb服务器软件，实现了一个基于Web内容树结构的内容自适应PIK机制。通过对PIK机制仿真实验表明，PIK机制提高了Web服务器对请求的响应质量和响应率，它为研究Web服务器区分服务和服务质量问题提供了一种新技术思路。     

一种基于Ontology的数据集成系统

针对异构数据源中实现基于语义的数据集成的需求，采用分层思想，在用户层与实际数据层之间增加一个中间层来屏蔽底层数据的异构，用本体作为公共语义描述工具，建立本体到各数据源的映射规则，设计实现了将基于本体的全局查询转化为基于各数据源的局部查询系统，解决了数据源之间的语义异构问题，其中用OWL表示本体和映射，并研究了系统中的关键技术。     

自适应软件系统构造——自动避障三轮小车的案例研究

自适应软件需要能够根据环境的变化在运行时动态调整自己的行为以实现既定任务。为了解决这一类软件在开发过程中的一些挑战问题,如自适应逻辑修改困难、代码紧耦合等,设计并实现了一种基于规则的自适应软件系统应用框架(rule-based application framework for self-adaptive software systems,RAF)。RAF通过面向组件的方式解决了紧耦合问题,使用规则文件管理自适应逻辑,并将其与软件的其他部分分割开来。使用RAF开发软件可以灵活地制定与修改自适应逻辑,方便软件的开发、调试、升级等。通过一个案例展示了RAF在解决上述问题方面的能力。     

WODOS:一个语义Web支撑软件的研究与实现

随着语义Web相关标准的日益完善，对其支撑软件的研究也逐渐深入．分析了目前语义Web的支撑软件研究现状，并对相关研究项目进行比较．在自身研究工作的基础上，设计并实现了一个面向语义Web的分布式本体系统的支撑软件——WODOS(Web Oriented Distributed Ontology System)．该支撑软件在保证本体所必需的唯一性与一致性的前提下．能够对本体进行分布存储、引用、处理，并在此基础上实现基于本体的推理机制．     

Synthesis of mechanisms using evolution of associated dissipative systems

The paper deals with the new approach of the kinematical synthesis based on the reformulation of the synthesis computations as a time evolution of the nonlinear dynamical dissipative system. The synthesis/optimization objective functions are constructed based on the network of mechanism positions within the desired workspace. All synthesized parameters of the mechanism are in the associated dynamical system introduced as time-varying and generally different in the different positions. The important points and/or important lines are equipped with the fictitious masses and/or moments of inertia, the differences of parameters generates the correction forces, and the gradual dissipation of the kinetic energy is ensured by dampers connected between the inertial frame and the masses (sky-hook concept). The correction forces couple the auxiliary dynamical subsystems created in different positions. The nonzero correction forces are generated as long as the values of the corresponding parameters across the positions differ. The synthesis process is realized as the time evolution of such a system. The main advantage of the method for solving mechanisms?? synthesis is that it uses the unassembled configurations of the mechanisms by evolution of the time varying parameters. The mechanism search thus smoothly goes through the space of system parameters without inefficient penalization of the unassembled configurations. This space provides possible valuable solution of the more robust kinematical synthesis of the mechanisms. The applications for the different types of synthesis tasks and optimization of different objective functions like the optimization of the mechanism transmission or the multi-objective optimization of dexterity measure and the built-up space are straightforward, as described within the presented examples. The efficiency of the method can be improved using several re-activations of the evolution process.     

基于动态拓扑的空间演化博弈与群体行为分析

从惯性特征与空间博弈的角度探讨智能体的策略选择与系统涌现特征的关系。构建拓扑结构时刻变化的空间演化博弈模型,分析了当智能体在具有完全惯性与不完全惯性这两种时间维度下系统演化的稳定策略,通过分析稳定策略探讨集群簇的涌现、时间与空间分布等特征。进一步地,基于时刻演化的动态拓扑构建少数者空间博弈模型,分析在负反馈机制下智能体的微观惯性特征与系统演化特征的关系。     

动态基因调控网演化分析

动态基因调控网是展现生物体内基因与基因之间相互关系随时间变化而变化的动力学行为的复杂网络.这种相互作用关系可以分为两类：激励和抑制.对动态基因调控网网络演化的研究,可以预测未来时刻生物体内的基因调控关系,从而在疾病预测和诊断、药物开发、生物学实验等领域起到重要的指导和辅助作用.现实世界中,动态基因调控网的网络演化是一个复杂而巨大的系统,当前,对于其演化机制的研究存在只关注静态网络而忽略动态网络和只关注相互作用关系而忽略相互作用类型的缺陷.针对上述问题,提出了一种动态基因调控网演化分析方法（dynamic gene regulatory network evolution analyzing method,简称DGNE）,将研究扩展到了动态带符号网络领域.通过该方法包含的基于模体转换概率的连边预测算法（link prediction algorithm based on motif transfer probability,简称MT）和基于隐空间特征的符号判别算法,能够动态地捕捉基因调控网的演化机制,并准确地预测未来时刻基因调控网的连边情况.实验结果表明,DGNE方法在仿真数据集和真实数据集上均有良好的表现.     

空间故障树与因素空间融合的智能可靠性分析方法

现有系统可靠性分析方法一般具有针对性,缺乏广泛的适应性和扩展性。由于智能科学、信息科学和大数据技术的涌现和发展,使得传统可靠性分析技术难以适应新的需要。因此作者提出了空间故障树理论,目的是分析多因素影响下的系统可靠性变化特征。将空间故障树理论与因素空间理论、云模型、模糊数学及系统稳定性等相结合,使其具有智能分析和故障大数据处理能力,以满足未来技术环境下的分析要求。本文论述了空间故障树和因素空间的发展史及主要理论与功能;以及两种理论结合,描述和分析系统演化过程的可行性。研究表明,空间故障树理论具有良好的扩展性和适应性,可适应未来技术环境,也可作为系统演化过程分析的普适框架。     

Cultural quantum-behaved particle swarm optimization for environmental/economic dispatch

In this paper, a novel CMOQPSO algorithm is proposed, in which cultural evolution mechanism is introduced into quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) to solve multiobjective environmental/economic dispatch (EED) problems. There are growing concerns about the ability of QPSO to handle multiobjective optimization problems. Two important issues in extending QPSO to multiobjective context are the construction of exemplar positions for each particle and the maintenance of population diversity. In the proposed CMOQPSO, one particle is measured for multiple times at each iteration in order to enhance its global searching ability. Belief space, which is based on cultural evolution mechanism and contains different types of knowledge extracted from the particle swarm, is adopted to generate global best positions for the multiple measurements of each particle. Moreover, to maintain population diversity and avoid premature, a novel local search operator, which is based on the knowledge in belief space, is proposed in this paper. CMOQPSO is compared with several state-of-art algorithms and tested on EED systems with 6 and 40 generators respectively. The comparative results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

恐怖组织网络的时空演化规律

为了理解恐怖组织网络的时空演化特性及形成机理,本文运用统计物理学方法,结合Multi-agent,提出了一个恐怖组织网络的时空演化模型, 并对恐怖组织网络的演化规律进行了数值模拟研究.模拟过程中考虑了恐怖组织网络在时间与空间上节点与边的动态联结变化.研究发现:网络演化过程中, 恐怖组织的网络演化不仅兼具小世界、无标度特性和等级结构,不同级别的中心节点将网络连为一体,而且存在促进恐怖网络不断演化的主要因素, 即与恐怖分子信念的增加及环境资源的增长有关; 反恐方的选择性打击对网络的增长具有抑制作用和一定的控制效果.     

网络流驱动的复杂输运网络演化模型

传统复杂网络演化模型在网络拓扑结构与边权演化的机制设计中,未考虑网络流对于输运网络演化的驱动作用。引入网络流的动态驱动机制,分析网络流的规模增长、空间距离的制约与最短路径的配流策略三种因素,在输运网络的演化过程中所发挥的作用。发现这三种因素并不足以改变复杂网络的无标度性;基于最短路径的配流机制是网络流分布不均的关键影响因素;空间距离抑制作用对于网络相配性具有关键影响作用。     

风险感知下开发商绿色开发决策演化博弈

根据绿色住宅分级制度,设定开发商之间的博弈支付矩阵,用演化博弈的分析方法对风险感知下的有限理性开发商群体的策略演化过程进行分析,研究有限理性个体的学习机制,分析个体间学习行为的影响因素,建立种群间动态复制方程;利用动力学仿真的方法对多种群群体演化博弈过程进行模拟与分析。实验结果表明,激励强度越大,群体演化的速度越快,同时绿色住宅激励机制设计应当与绿色住宅分级制度相结合,实施有差别的激励政策,才能更好地实现激励目标。     

二维平面网格上移动成本群体合作行为研究

从移动成本、收益期望与空间博弈的角度,探讨多主体系统的博弈策略演化与系统涌现特征之间的关系。利用空间演化博弈理论,构建了基于个体移动机制的拓扑结构时刻演变的空间演化博弈模型,分析了当主体具有不同的移动成本与收益期望时系统演化的稳定策略,通过分析稳定策略深入探讨系统中合作簇涌现的机理。仿真结果表明,提高移动成本能够最有效地促进系统合作率,同时中等水平的个体收益期望会进一步促进高移动成本的影响效果。     

Large-scale framed structure as parallel mechanism with hyper-redundancy

The truss, a typical framed structure, is a fixed/dead structural system. A variable system is derived from the truss by installing a kinematic pair in each of the truss members. The system obtained is not a structure but a mechanism in the conventional sense. This is the truss-type mechanism, and it is hyper-redundant and quite flexible due to the highly multiple degrees of freedom when derived from the large scaled truss. The truss-type mechanism is used as a deployable structure and an adaptive structure. This article reviews the story of the evolution from the truss as a fixed structure to the adaptive truss structure. This system has a broad potential to create versatile flexibility in the structural system in general, although current applications are concentrated on space structure engineering.