基于红外光谱和随机森林的枸杞产地鉴别

采用傅里叶变换红外光谱,测定了45个来自青海省不同产地的枸杞样品的红外光谱。小波变换对红外光谱原始数据进行了预处理。红外光谱数据压缩到原来的1/8,其分析精度与原始光谱数据基本相当。将45个样本数据分为30个训练集和15个测试集,建立随机森林(RF)预测枸杞产地模型,使用内部交叉验证和外部数据进行验证。采用R语言实现随机森林算法,并对模型的参数进行了优化。结果,所建立的判别模型中训练样本判别正确率为100%,测试样本判别正确率为100%。研究结果表明,建立的模型能够正确地对枸杞样品快速地进行产地鉴别,红外光谱法结合随机森林可作为中药材产域分类鉴别的一种新的现代化方法。     

基于主题模型的改进随机森林算法在文本分类中的应用

针对传统随机森林算法在维度高、噪声大的文本分类上出现计算复杂度高和分类效果较差的问题,提出一种基于隐狄利克雷分配(LDA)主题模型的改进随机森林算法。该算法利用LDA主题模型对原始文本建立模型,将原始文本映射到主题空间上,保证了文本主旨与原始文本的一致性,同时也大大降低了文本噪声对分类的影响;并且针对随机森林中决策树特征的随机选择方法,提出在决策树生成过程中,利用对称不确定计算各个特征之间的相关性,从而可以降低不同决策树之间的关联度。最终在主题空间上利用改进的随机森林算法对文本进行分类。经过实验证明,该算法在文本分类上具有良好的优越性。     

采用随机森林改进算法的Webshell检测方法*

为解决Webshell检测特征覆盖不全、检测算法有待完善的问题,论文提出一种基于随机森林的Webshell检测方法。首先对三种类型的Webshell进行深入特征分析,构建多维特征向量较全面的覆盖静态属性和动态行为,改进随机森林特征选取方法,依据Fisher比度量特征重要性,对子类的依赖特征进行划分,按比例和顺序从中选择特征,克服特征选择完全随机带来的弊端,提高决策树分类强度,降低树间相关度。实验对随机森林改进算法和标准算法进行了对比分析,结果表明改进算法依靠更少的决策树就能达到很好效果,并进一步与SVM算法进行比较,证明了该方法在Webshell检测问题上具有一定优越性。     

基于袋外预测和扩展空间的随机森林改进算法

随机森林在bootstrap的基础上通过对特征进行抽样构建决策树,以牺牲决策树准确性的方式来降低决策树间的相关性,从而提高预测的准确性。但在数据规模较大时,决策树间的相关性仍然较高,导致随机森林的性能表现不佳。为解决该问题,提出一种基于袋外预测的改进算法,通过提高决策树的准确性来提升随机森林的预测性能。将随机森林的袋外预测与原特征相结合并重新训练随机森林,以有效降低决策树的VC-dimension、经验风险、泛化风险并提高其准确性,最终提升随机森林的预测性能。然而,决策树准确性的提高会使决策树间的预测趋于相近,提升了决策树间的相关性从而影响随机森林最终的预测表现,为此,通过扩展空间算法为不同决策树生成不同的特征,从而降低决策树间的相关性而不显著降低决策树的准确性。实验结果表明,该算法在32个数据集上的平均准确率相对原始随机森林提高1.7%,在校正的paired t-test上,该方法在其中19个数据集上的预测性能显著优于原始随机森林。     

一种模型决策森林算法

随机森林(RF)具有抗噪能力强,预测准确率高,能够处理高维数据等优点,因此在机器学习领域得到了广泛的应用。模型决策树(MDT)是一种加速的决策树算法,虽然能够提高决策树算法的训练效率,但是随着非纯伪叶结点规模的增大,模型决策树的精度也在下降。针对上述问题,提出了一种模型决策森林算法(MDF)以提高模型决策树的分类精度。MDF算法将MDT作为基分类器,利用随机森林的思想,生成多棵模型决策树。算法首先通过旋转矩阵得到不同的样本子集,然后在这些样本子集上训练出多棵不同的模型决策树,再将这些树通过投票的方式进行集成,最后根据得到的模型决策森林给出分类结果。在标准数据集上的实验结果表明,提出的模型决策森林在分类精度上明显优于模型决策树算法,并且MDF在树的数量较少时也能取到不错的精度,避免了因树的数量增加时间复杂度增高的问题。     

基于无人机高光谱影像和机器学习的红树林树种精细分类

利用海南省文昌市清澜港红树林保护区的无人机高光谱影像,采用递归特征消除的随机森林算法（Recursive Feature Elimination-Random Forest,RFE-RF）优选植被光谱特征和纹理特征,通过机器学习中的随机森林（Random Forest,RF）和支持向量机（Support Vector Machine,SVM）算法对研究区内的红树林树种进行精细分类,并对比分析和评价分类模型参数设置对总体精度的影响。结果表明：RF分类方法的总体精度为92.70%、 Kappa系数为0.91,与传统的SVM 分类方法相比,RF算法均提高了5类树种的生产者精度和使用者精度,能够有效地对红树林树种进行精细分类,可为种植资源规划和生态环境保护等方面提供技术支持。     

基于改进随机森林算法的防火墙日志异常检测并行化方法

随机森林分类算法在产生决策树以及投票流程中各个决策树的分类准确度各不相同，由此带来的问题是少部分决策树会影响随机森林算法的整体分类性能。除此以外，数据集中的不平衡数据也能影响到决策树的分类精度。针对以上缺点，对Bootstrap抽样方法添加约束条件，以降低非平衡数据对生成决策树的影响；以及利用袋外数据（Outof-Bagging）和非平衡系数对生成的决策树进行评估加权。试验结果表明，所提算法改善了随机森林对不平衡数据的分类精度。     

一种基于Spark的改进随机森林算法

提出一种改进随机森林算法(SP-RF).通过建立数据抽样索引表和随机特征索引表来实现随机森林算法在Spark上的并行化;通过计算随机森林算法中每个决策树的AUC值来给分类能力不同的决策树分配权重;提高随机森林算法在投票环节的分类精度.实验结果表明改进后的随机森林算法分类精度平均提高5％,运行时间平均减少25％以上.     

一种基于Spark的改进随机森林算法

提出一种改进随机森林算法(SP-RF).通过建立数据抽样索引表和随机特征索引表来实现随机森林算法在Spark上的并行化;通过计算随机森林算法中每个决策树的AUC值来给分类能力不同的决策树分配权重;提高随机森林算法在投票环节的分类精度.实验结果表明改进后的随机森林算法分类精度平均提高5％,运行时间平均减少25％以上.     

一种融合近似马尔科夫毯的随机森林优化算法

特征的相关和冗余，会直接影响随机森林随机抽取特征的质量，导致随机森林的收敛性减弱，降低随机森林模型的准确度、泛化能力及性能。基于此，提出一种融合近似马尔科夫毯的随机森林优化算法，该算法利用近似马尔科夫毯构建相似特征组，再从每个相似组中按比例抽取特征形成单棵决策树的特征子集，重复上述过程直至达到随机森林规模。该算法可以在保证随机森林特征的多样性前提下，利用近似马尔科夫毯消除特征间的相关性和冗余性，提高随机抽取特征的质量。通过在12组不同维度UCI数据集实验对比表明：融合近似马尔科夫毯的随机森林在一定程度上可以消除特征相关性和冗余性，提高模型的各项评价指标，泛化能力增强，更适用于高维数据。     

煤矿井下安全监控分站的设计及其仿真实现

为了设计一种具有低成本、低功耗、易操作、功能强且可靠性高的煤矿井下安全分站,针对煤矿安全生产实际,文章提出了采用MCS-51系列单片机为核心、具有CAN总线通信接口的煤矿井下安全监控分站的设计方案;首先给出煤矿井下安全监控分站的整体构架设计,然后着重阐述模拟量输入信号处理系统的设计过程,最后说明单片机最小系统及其键盘、显示、报警、通信等各个组成部分的设计;为验证设计方案的可行性与有效性,使用Proteus软件对设计内容进行仿真验证,设计的煤矿井下安全监控分站具有瓦斯、温度等模拟量参数超标报警功能和电机开停、风门开闭等开关量指示功能;仿真结果表明:设计的煤矿井下安全监控分站具有一定的实际应用价值.     

View-based model-driven architecture for enhancing maintainability of data access services

In modern service-oriented architectures, database access is done by a special type of services, the so-called data access services (DAS). Though, particularly in data-intensive applications, using and developing DAS are very common today, the link between the DAS and their implementation, e.g. a layer of data access objects (DAOs) encapsulating the database queries, still is not sufficiently elaborated, yet. As a result, as the number of DAS grows, finding the desired DAS for reuse and/or associated documentation can become an impossible task. In this paper we focus on bridging this gap between the DAS and their implementation by presenting a view-based, model-driven data access architecture (VMDA) managing models of the DAS, DAOs and database queries in a queryable manner. Our models support tailored views of different stakeholders and are scalable with all types of DAS implementations. In this paper we show that our view-based and model driven architecture approach can enhance software development productivity and maintainability by improving DAS documentation. Moreover, our VMDA opens a wide range of applications such as evaluating DAS usage for DAS performance optimization. Furthermore, we provide tool support and illustrate the applicability of our VMDA in a large-scale case study. Finally, we quantitatively prove that our approach performs with acceptable response times.     

A pragmatic multi-method investigation of discrepant technological events: Coping,attributions, and ‘accidental’ learning

Discrepant technological events or situations that entail a problem, a misunderstanding or a difficulty with the Information Technology (IT) being employed, are common in the workplace, and can lead to frustration and avoidance behaviors. Little is known, however, about how individuals cope with these events. This paper examines these events by using a multi-method pragmatic approach informed by coping theory. The results of two studies – a critical incident study and an experiment – serve to build and test, respectively, a theoretical model that posits that individuals use a variety of strategies when dealing with these events: they experience negative emotions, make external attributions, and adopt engagement coping strategies directed at solving the event, eventually switching to a disengagement coping strategy when they feel they have no control over the situation. Furthermore, users’ efforts may result in ‘accidental’ learning as they try to overcome the discrepant IT events through engagement coping. The paper ends with a discussion of the results in light of existing literature, future opportunities for research, and implications for practice.     

The Distributed Time-Triggered Simulation Scheme: Core Principles and Supporting Execution Engine

Distributed real-time simulation is a young technology field but its practice is under increasing demands. In recent years the author and his collaborators have been establishing a new approach called the distributed time-triggered simulation (DTS) scheme which is conceptually simple and easy to use but widely applicable. The concept was initiated in the course of developing a new-generation object-oriented real-time programming scheme called the time-triggered message-triggered object (TMO) programming scheme. Some fundamental issues inherent in distributed real-time simulation that were learned during recent experimental studies are discussed along with some approaches for resolving the issues. An execution engine developed to support both the TMOs engaged in control computation and the TMOs engaged in DTS is also discussed along with its possible extensions that will enable significantly larger-scale DTSs.     

Software-Konfigurationsmanagement in großen Softwareprojekten

Zusammenfassung Mit zunehmender Größe der Softwaresysteme verschärfen sich die für die Software-Herstellung typischen Probleme: Beherrschen großer Objektmengen, Erhalten der Systemkonsistenz, Kontrolle der ständigen Änderungseinflüsse und Gewährleisten einer langen Lebensdauer. Die Disziplin Konfigurationsmanagement bildet den methodischen Ansatz, diese Probleme besser zu beherrschen. Software-Konfigurationsmanagement faßt die Herstellung von Softwaresystemen als eine Abfolge von kontrollierten Änderungen an gesicherten Zwischen- und Endergebnissen auf. Dargestellt werden die Objekte und Funktionen des Software-Konfigurationsmanagements sowie die hierfür in großen Software-Projekten benötigten Methoden, Instanzen und Hilfsmittel.     

Information for Authors

正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and     

Editorial:Brain-machine interface(BMI) and cyborg intelligence

正Brain-machine interfaces(BMIs)aim at building a direct communication pathway between the brain and an external device,and represent an area of research where significant progress has been made during the past decade.Based on BMIs,mind information can be read out by neural signals to control     

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正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and overseas to the world’s scientific circles,especially to stimulate     

SCIENCE CHINA Information Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

正~~     

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正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and overseas to the world’s scientific circles,especially to stimulate