一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法

作为Internet环境下的一种新型的软件形态，网构软件对传统的软件开发理论、方法与技术提出了一系列的挑战．作为一种以软件复用为核心思想、以软件构件为基本实体、以软件体系结构为中心、以软件中间件为运行支撑的软件开发方法学，ABC（architecture based component composition）方法能够有力支持网构软件的开发．其中，基于特征的领域建模以及特定应用的特征模型剪裁方法和技术，反映了网构软件在问题空间实现自底向上、从“无序”到“有序”的构造过程；基于自适应软件体系结构的分析与设计方法，支持自适应网构软件的开发；具有反射机制、支持自主构件的中间件平台则为网构软件的运行，尤其是网构软件结构的自适应和实体的自适应提供支撑机制．     

CROWN:面向服务的网格中间件系统与信任管理

针对大量网格资源的分布、自治等特点，给出了基于SOA的服务网格体系结构，提出了基于层叠网的分布式网格资源组织与管理机制、访问控制策略的自动协商、信任管理和信任协商机制，并研制了中间件系统CROWN；通过部署CROWN中间件系统建立了广域试验环境并部署了中尺度天气系统降水预报、海量多媒体数据处理平台、血液流动温度场显示、科学数据网格以及数字巡天图检索等多个网格应用，应用经验表明，该中间件系统能够支撑以计算密集型、数据密集型和海量信息分析与处理为特征的典型应用．     

基于Agent的网构软件模型研究

以开放网络环境下的网构软件需求为切入点，基于软件Agent的原理、方法和技术，系统分析了基于面向对象方法学的经典软件结构模型及其支撑技术的限制，提出了一种开放协同软件模型来作为网构软件的基础模型．结合其关键支撑技术的研究，提出了基于移动Agent的协同程序设计技术、多模式交互机制及基于Agent中间件模型和面向体系结构的协同程序设计方法，并探讨其在主流软件技术中的应用，初步形成了一种适合于开放网络环境需求的技术框架体系，在此基础上，提出了一条建立基于Agent的网构软件模型的技术途径，即网构软件模型=开放协同模型＋环境驱动模型＋智能可信模型，从而为进一步的研究工作奠定了基础．     

基于反射式软件中间件的运行时软件体系结构

提出一种基于软件体系结构(SA)的软件维护与演化方法. 通过运行时软件体系结构(RSA), 系统的运行状态与行为以SA的形式展现, 且操纵该SA视图能导致运行系统进行相应改变, 这种因果关联通过反射式软件中间件实现. 作为一个准确、实时、语义丰富、可操作的SA视图, RSA视构件与连接子为“白盒”实体, 以精确、完整地描述运行系统. 同时, 通过扩展传统的SA描述语言, 以形式化描述RSA, 并使之具备继承设计阶段SA所富含语义的天然能力. 本方法在反射式J2EE应用服务器PKUAS中得到实现, 并通过性能测试考察了RSA对运行系统整体性能的影响.     

联合状态差分检测方法及其在超宽带无线通信系统中的应用

首先提出差分编码器输入输出联合状态的概念，并设计出一种递归的网格图化简方法，实现了最大似然意义下的多符号联合差分检测．随后在此基础上，对衰落信道提出一种迭代检测结构，并将其应用于超宽带无线通信系统．仿真表明，在单位符号检测复杂度不变的前提下，检测性能可任意逼近多符号非相干差分检测的理论极限，并可有效地应用于实际通信系统中．同时它为各种类似的无记忆噪声中有限状态Markov过程的状态序列估计问题提供了一种新的解决方法．     

基于体系结构的网构软件自适应方法

作为网构软件的基本特性之一,自适应性是指软件系统在预设策略的指导下自动地监测系统状态信息,并在必要时对自身进行调整,以提供更好的服务.针对网构软件可适应性、自适应可操作性及适应结果可信性3个基本问题,提出了一种以体系结构为中心的网构软件自适应方法,即监测、分析、规划、实施等自适应活动均围绕软件体系结构展开,其中,网构软件运行状态和行为以运行时软件体系结构的方式实时展现和在线调整;自适应相关知识通过软件体系结构记录、组织和加工,以实现系统状态和行为的自动分析和调整规划.     

多相流流型在线识别理论研究

阐明了目前已有方法未能解决工业多相流动流型识别问题的主要原因．结合大量的实验数据，提出了实现流型在线识别的前提条件，获得了部分流型的识别规则．采用具有自组织聚类算法得到了流型特征的标准模板，并基于压力、压差信号提出了流型的多传感器数据融合在线识别方法，解决了流速及含油率对流型识别技术的影响．将该流型在线识别理论应用到实践中进行了检验，测量误差小于10％．具有置信度高、容错性好、降低了对单个传感器的性能要求等优点．     

基于组织的网构软件程序设计语言及其实现

作为Internet环境下的一种新的软件形态,网构软件的自主性、协同性、适应性、演化性及柔性体系结构等特点对传统的程序设计模型、语言和支撑平台提出了一系列挑战．本文基于组织抽象和agent技术提出了支持网构软件构造的程序设计语言OragentL．首先,OragentL将软件agent作为网构软件中自主实体的抽象,并在这一层面设计和封装系统的自适应和自演化逻辑．其次,OragentL将组织、角色等组织抽象作为一级编程实体,提供了角色扮演、角色组合、角色演化、基于角色的交互、基于组织的自管理等机制为网构软件的动态性特点提供了显式的语言设施和机制支撑．我们设计了OragentL的语法和形式化操作语义,并开发了Oragentburg作为OragentL网构软件的运行时环境,支持0ragentL程序的开发、编译、部署和运行     

超声导波管道检测中伪缺陷信号识别及消除方法

单端激励与接收方式的超声导波管道检测信号,经过管道中缺陷处和管道端头时会产生多次来回反射和透射,直到信号功率流耗尽为止,这种多次来回反射和透射过程导致了超声导波伪缺陷信号的出现,而伪缺陷信号的存在严重影响了对管道检测中缺陷数量和位置的判别.针对伪缺陷信号识别难点问题,绘制超声导波在管道中传播路径示意图,归纳总结出超声导波检测伪缺陷信号出现的位置特征规律,即:第1个反射周期检测信号中不会出现伪缺陷信号或其信号幅值很小可忽略,较大幅值的伪缺陷信号从第2个反射周期检测信号开始出现并与真实缺陷信号关于该周期内检测信号的时域中点对称,并采用数值模拟方法和实验检测验证了该规律的正确性.依据伪缺陷信号出现的特征规律,对超声导波管道检测信号中缺陷波包信号进行识别和提取,并利用匹配追踪方法和数值比对赋值法对伪缺陷信号进行消除.研究结果表明:提出的超声导波管道检测伪缺陷识别及其消除方法行之有效,实现了超声导波检测缺陷信号去伪成真目的,解决了超声导波检测信号识别难点问题,极大促进了超声导波无损检测技术的工程应用.     

基于场景模型的嵌入式软件测试

结合嵌入式软件的实时性、与硬件紧密结合等特点，采用UML对系统建模，引入场景技术描述系统预期的执行流程，提出了基于二叉树场景模型的测试用例生成方法。改善了人工设计测试用例时易发生的纰漏，如遗漏或冗余的测试用例、工作量大、效率低等问题，缩短了软件的开发周期。     

概率和噪声环境下基于主动探针的Internet服务故障管理

在基于主动探针的服务故障管理中,不确定性和噪声会对服务故障管理带来影响．为了降低这种影响,分析了Intemet服务故障管理中存在的问题,采用二分Bayes网络建模故障和探针之间的依赖联系,二元对称信道建模噪声,并提出了不确定和噪声环境下的主动探针故障管理方案．该方案由两阶段组成：故障监测和故障诊断．在故障监测阶段,提出了在保证一定监测质量的条件下选择最小代价探针子集的GAPSA算法．在故障诊断阶段,提出了根据前一阶段发现的症状选择更多探针来获取系统详细信息的FDPSA算法;针对故障自动修复机制导致的动态性,提出了基于故障持续时间统计的假设推理算法FIyrs．仿真结果证明了本文算法的有效性和效率．     

一个网构软件可信实体模型及基于评估的信任度量

对于运行在开放、动态、难控的互联网环境的网构软件,其可信性保障与管理是一个重要课题．目前的研究多是基于信任网络思想的信任度量及演化模型,这种模型对于网构软件来说,在信任的来源、实体间信任关系的约束、信任传递参数的设置方面仍存在着不足．因此,本文引入可信计算中信任链模型的思想,提出了一个网构软件可信智能实体模型,并在此基础上构建了基于评估的信任度量方法．首先通过动态自省、显式自明和自主演化的机制保障了实体本身的可信,建立了信任的基点;并给出了形式化的描述及交互行为的动态监测;然后通过建立Bayes网络综合推荐信任并使用评估方法加以修正,以精确计算信任传递过程中的衰减参数,建立了信任链传递过程中的可信认证机制;最后通过实验验证了所提出方法的正确性．     

面向网构软件的环境显式化技术

网构化软件处于开放、动态、难控的环境之中，需能感知并适应环境的变化，以持续提供用户满意的服务．传统软件构造技术缺乏对环境感知和适应的系统支持．本文在前期工作基础上，提出一种面向网构软件的软件结构，通过为软件系统配备先验的环境模型和环境规约来实现环境处理的显式化．进而，介绍了我们使用这种方式来处理开放环境之分布异步性、感知信息的不一致性以及环境中人类用户行为特性等的若干具体技术进展．而后，讨论了一种先验环境模型及环境规约的开发方法原理，给出了相应的环境驱动逻辑的静态表达与运行实现机制．该方法和机制可较好地支持环境处理与应用业务逻辑间的关注分离．     

线性定常系统特征模型的证明

研究线性定常系统的特征建模问题，证明了多输入多输出线性定常系统的特征模型可以用二阶时变差分方程组描述，并且刻画了特征模型的建模误差，在系统不含零实部极点的情形下，在稳态和暂态时建模误差分别为0和O（h），一般情形下，分别为O（h^2）和D（h）．该证明表明特征建模与一般模型降阶方法是本质不同的，特征模型是把高阶模型的有关信息压缩到几个特征参量之中，并没有丢失系统信息．     

需求驱动的Web服务建模及其验证:一个基于本体的方法

从Web服务所交互的环境角度出发，提出了基于环境本体的Web服务能力描述框架，从Web服务操作的环境以及操作导致的环境变化两个方面刻画Web服务的能力，并由此建立了需求驱动的Web服务组合模型．同时提出用π演算的进程表达式表示Web服务的行为语义，并建立了从Web服务概念化的能力表示到形式化的进程表示的自动转换机制，在此基础上给出Web服务组合的可行性验证算法及需求可满足性的验证方法．经过验证的Web服务组合模型可以作为备选执行方案之一反馈给需求提出者．     

考虑未知输入的异构集群系统群体智能合围跟踪控制

集群系统合围跟踪控制是群体智能涌现在运动控制层面的实现途径之一,在智能化战争时代具有广阔的应用前景.本文面向未来空地群体智能作战中护卫任务的应用需求,聚焦军品押送、重要人物护送等典型任务场景,研究了异构集群系统考虑领导者具有未知输入的分布式编队-合围跟踪控制问题,以实现复杂环境下空地协同智能作战.首先引入代数图论知识,建立具有未知输入的异构集群系统模型,提出了一种编队构型生成系统.之后结合自适应控制律,利用邻居局部信息交互设计了基于边的分布式编队-合围跟踪控制器,并证明了闭环系统的稳定性.此外,对异构集群系统涌现出的更复杂的群体智能特征进行了分析与总结.最后,通过数值仿真验证了本文所提出的方法能够实现预期的编队-合围跟踪控制,并建立了实物等效验证系统,对控制方法的有效性进行了验证,为实际情况下大规模空地协同智能作战提供了有力的理论支撑.     

数字图像纹理细节的分数阶微分检测及其分数阶微分滤波器实现

文中提出并论述数字图像纹理细节的分数阶微分检测及其分数阶微分滤波器实现．首先，分别从信息论和动力学两个角度深刻阐述了分数阶微积分的几何意义和物理意义．然后，提出并论述了分数阶驻点、分数阶平衡系数、分数阶稳定系数、分数阶灰度共生矩阵的概念与理论，并详细论述了分数阶灰度共生矩阵对图像纹理细节特征的检测．然后，论述了在X轴负、x轴正、Y轴负、Y轴正、左下对角线、左上对角线、右下对角线、右上对角线8个方向上的数字图像任意分数阶n×n的分数阶微分掩模的构造及其数值运算规则．最后，在此基础上，提出并论述了数字图像分数阶微分滤波器的理论与构造．仿真实验分别从定性和定量两方面证实了，对于纹理细节信息丰富的图像信号而言，分数阶微分具有非线性增强图像复杂纹理细节特征的独特优势与良好效果．     

黄河流域地下水资源网络地理信息系统的设计与实现

针对黄河流域地下水资源管理的各项需求,提出构建黄河流域地下水资源网络地理信息系统的设计方案和实现方法.主要解决流域海量数据管理和数据共享问题,为黄河流域地下水资源管理与研究提供强大的地理信息系统技术支持.探讨了为大尺度地学研究对象建立分布式网络地理信息系统的必要性和可能性.提出了此类系统建设的网络部署总体策略,数据的分布存储与管理措施,各省基于三层模型的应用程序构架,跨省市数据交互与协同分析的实现方案.阐明了应用程序部署的MVC结构,系统内各类数据库的协作关系及系统预期实现的功能.     

AEMS及其在上海电网试运行

为了满足我国电力系统高稳定性、高电能质量和高经济性运行的需求,提出了Advanced—EMS,简称AEMS（先进电能管理系统）,已投入上海电网试运行为时半年．这是从理念、理论、方法、技术到工程实施的系统性的创新成果．其核心内容是用一种新的混成自动控制理论和技术来实现电力系统多重目标趋优闭环自动控制．该系统以“事件驱动”为内核,通过将不满意状态定义为事件,将趋优化问题转化为事件的处理和消除问题．本快讯概述了AEMS的理论要点及主要优点,并通报了AEMS在上海电网工程实现的情况．     

基于本地网络的蠕虫检测定位算法

蠕虫的传播对计算机网络有极大危害，是目前网络安全研究中的一大热点问题．文中分析了一类采用TCP协议的蠕虫扫描时的流量特征，提出了基于本地网络流量信息的蠕虫检测方法，并针对高速扫描和低速扫描的不同特点调整了定位方法，使其能检测定位不同扫描速率的蠕虫．NS-2仿真实验表明该方法能够快速检测到蠕虫．