

馮翔
博士 教授 博士生導師
華東理工大學 信息科學與工程學院
人工智能,群體智能與演化計算,時空大數據智能
重實踐,求真理,崇探索,尚原創。
- 姓名:馮翔
- 目前身份:在職研究人員
- 擔任導師情況:博士生導師
- 學位:博士
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學術頭銜:
博士生導師, 優秀教師/優秀教育工作者
- 職稱:高級-教授
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學科領域:
計算機科學技術
- 研究興趣:人工智能,群體智能與演化計算,時空大數據智能
馮翔,女,博士,華東理工大學教授,博士生導師,華理-申能能源大數據研究中心副主任,中國計算機學會人工智能與模式識別專委會委員、系統軟件專委會委員、中國人工智能學會自然計算與數字智能城市專委會委員、中國自動化學會環境感知與保護專委會委員,《Complex & Intelligent Systems》(Springer)期刊的編委。師從碩士導師李積源教授,博士導師帥典勛教授,博士后導師Lau CM Francis(劉智滿)教授。曾為香港大學計算機系分布并行計算研究組Postdoctoral Fellow。在香港大學期間,作為負責人申請并完成一項香港科學基金(URC)項目,作為合作負責人申請并完成一項香港科學基金(RGC)項目?;氐饺A東理工大學工作后作為負責人申請并完成兩項國家自然科學基金項目(一項青年基金項目和一項面上項目)。曾和15位計算智能領域專家合著《Multi-Objective Memetic Algorithms》專著(Editors: Chi-Keong Goh,Yew-Soon Ong,Kay Chen Tan)。發表論文50余篇,其中以第一作者或通訊作者在《IEEE Intelligent Systems》、《IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics: Systems》、《Information Fusion》、《Computer Networks》、《Soft Computing》、《Computational Intelligence》等國際期刊上發表20余篇,在《計算機學報》上發表4篇,在《計算機研究與發展》上發表4篇,在國際會議錄上發表15篇,5篇出版為國際專著的章節。2021年5月有一篇高被引論文。從事分布式群體智能方向的理論研究15年以上。2015年后開始將分布式群體智能理論與大數據智能應用相結合,提出數據動力學。2016更加積極參與上海市大數據產業化推進的工作中,先后參與上海燃氣大數據、上海商業大數據、上海燃氣應急處置等項目。團隊所完成工作“面向城市智慧燃氣的數據融合和優化技術”2020年獲上海市科技進步二等獎。本人重實踐,求真理,崇探索,尚原創,潛心多年扎根教學科研一線。
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馮翔, 陳海娟, 虞慧群
計算機科學與探索,2020,14(7):1114-1125
2020年10月01日
將深度與演化算法結合,提出一種深度演化算法,即群競爭合作優化(GCCO)算法。首先引入生物群模型來模擬群體搜索獵物的自然現象,算法通過多步迭代可簡單實現優化問題求解。在生物群模型中,跟隨者采用變步長的區域復制方式,平衡了收斂速度與優化精度,隨機者采用基于特征變換的隨機游走模式,避免陷入局部最優。其次引入競爭模型和合作模型增加算法復雜性,通過群體間的競爭和信息共享,提高算法的搜索性能。算法的數學模型是從群論、動力學以及帝國競爭理論推導出來的,在理論上也分析驗證了算法的收斂性。最后在十個優化基準函數上與其他三種優化算法對比測試算法的性能。在解決上海市設立燃氣站點提高到場及時率的實際問題中,GCCO算法也取得了比其他算法更好的效果。
深度演化, 特征變換, 競爭模型, 合作模型
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馮翔, 楊曇, 虞慧群
計算機研究與發展,2015,52(8):1742-1756
2015年08月01日
隨著當今世界逐漸從信息化轉型為數據化,模式識別和數據挖掘等領域面臨越來越大的挑戰.爆炸式增大的數據量使得特征選擇過程成為大數據模式識別等領域必不可少的環節.受動物界資源爭奪行為啟發,在由特征選擇模型轉變為資源分配問題模型中加入個體的資源爭奪行為,提出多群體公平算法(multi-colony fairness algorithm, MCFA)對該行為進行評判和處理,用以取得更優的分配方案(即更優特征子集),其有機融合隨機搜索和啟發式搜索,且將filter方法和wrapper方法相結合,降低計算量的同時獲得更高的分類準確率.對提出的多群體公平算法進行了分析,從理論上證明了算法的收斂性和有效性;UCI機器學習數據庫數據集與4種經典特征選擇算法:順序前向搜索算法(sequential forward selection, SFS)、順序后向搜索算法(sequential backward selection, SBS)、順序前向浮動搜索算法(sequential floating forward selection, SFFS)、順序后向浮動搜索算法(sequential floating backward selection, SBFS)和3種主流特征選擇算法:相關性-冗余度特征選擇算法(relevance-redundancy feature selection, RRFS)、最大相關最小冗余算法(minimal-redundancy-maximal-relevance, mRMR)、ReliefF算法的對比實驗表明,提出的多群體公平算法能夠有效選擇規模和性能都比較好的特征子集.
特征選擇, 多群體公平算法, 資源分配, 爭奪資源行為, 群內競爭
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馮翔, 劉陽, 虞慧群, 羅飛
計算機研究與發展,2017,54(8):1772-1784
2017年08月01日
隨著人工智能和大數據的迅猛發展,大數據的爆炸式增長和問題的復雜性分布導致對并行智能處理的要求日趨迫切.傳統的理論模型和技術方法面臨嚴峻挑戰,受自然界啟發的物理學法則和生物學方法逐漸成為研究熱點.受多頭絨泡菌的生長覓食等行為啟發,提出了一種基于能量機制的多頭絨泡菌動力學算法(physarum-energy dynamic optimization algorithm, PEO).該算法以多頭絨泡菌算法為基礎,根據其動力學特征,引入能量機制,以改進現有的多頭絨泡菌算法全局信息交互能力差等缺點.此外,PEO引入了年齡因子的概念和擾動機制,以控制算法在不同階段的尋優能力和收斂速度,并從理論角度對算法模型的收斂性進行證明.最后,通過在TSP數據集上實驗證明算法在不同規模數據集的有效性和收斂性,并進行了參數分析.與其他的優化算法的對比實驗數據表明,PEO在面對復雜問題的求解速度和收斂速度明顯優于其他的優化算法,具有高精度和快收斂的特性.
多頭絨泡菌動力學優化算法, 能量機制, 年齡因子, 旅行商問題
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馮翔, 楊曇, 虞慧群
計算機科學,2018,42(7):156-161
2018年11月14日
撒謊行為的存在會破壞CDN緩存分配的公平性。 使用博弈論對服務器在緩存分配過程中的自私撒謊行為進行了研究。經分析發現,服務器撒謊行為的本質就是當緩存不足時,額外多申請一定量緩存;而當緩存充足時,則誠實地申請所需緩存量。針對這種撒謊行為,提出了一種公平分配算法,在計算服務器的緩存申請量時,考慮其歷史緩存申請量,并根據不同階段申請量的有效性不同引入年齡因子,(重新)計算得到服務器的當前有效緩存申請量,使得撒謊的服務器與誠實的服務器相比受到更多損失,以此來促使其停止撒謊行為。同時,公平算法還保證了系統的最大吞吐量,并引入了價格機制來保證誠實的服務器得到更高的需求滿足度。仿真實驗結果表明,公平算法對于上述撒謊行為有很好的改善效果。
撒謊行為, CDN緩存分配, 年齡因子, 價格機制
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馮翔, 張進文, 虞慧群
計算機科學,2018,42(9):214-219
2018年11月14日
五行學說蘊含信息動力學,然而在網絡中卻一直未被很好地利用,為此提出一種基于五行原理的五行粒子模型方法來求解多Agent系統的分布式問題。五行粒子模型可以很好地描述和處理多Agent系統中Agent之間存在的隨機、并發、多類型的交互行為?;谖逍辛W幽P蛢炔看嬖诘纳岁P系,以及五行自身蘊含的穩定性和平衡性,對五行粒子模型和多Agent系統分布式問題求解進行探討,并對多Agent系統中的各個Agent進行行為建模,進而提出多Agent系統分布式問題求解的五行粒子模型算法。最后,通過實驗驗證了該算法的有效性。
五行粒子模型, 行為建模, 多Agent系統,, 資源分配
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馮翔, 馬美怡, 趙天玲, 虞慧群
計算機科學,2018,41(12):43-47
2018年11月14日
計算機安全系統與生物免疫系統具有很多的相似性,它們都需要在不斷變化的環境中維持自身的穩定性。提出復合免疫算法,并應用到入侵檢測系統中,以保護網絡安全。針對經典的人工免疫算法在性能上存在的缺陷進行了改進,完善了其核心算法——否定選擇算法,在否定選擇算法中加入了分段技術和關鍵位,避免了恒定的匹配概率導致的匹配漏洞,降低了系統漏檢率。并將遺傳算法中的克隆選擇算法和改進的否定選擇算法結合為復合免疫算法,提高了檢測器生成的動態性和多樣性。最后,通過數學理論分析與仿真實驗模擬,驗證了改進算法的有效性和可行性,并且與其它經典算法進行了比較,結果證明,改進算法可以提高系統性能。
人工免疫算法, 入侵檢測, 否定選擇算法, 生物免疫系統, 克隆選擇算法
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馮翔, 馬美怡, 虞慧群
《計算機科學》,2018,41(1):105-110
2018年11月14日
為了緩解Internet網絡擁擠狀況,提高用戶訪問網站的響應速度,從技術上解決由于網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分布不均等原因所造成的用戶訪問網站響應速度慢的問題,提出了一種新的緩存資源分配方法——細胞優化算法。該算法是模仿自然細胞系統功能的一種智能優化方法,其通過模擬細胞內部結構和原理,對細胞核、細胞質的濃度、細胞間的親和度、細胞優化機制、細胞的動態演化過程建立數學模型。給出了算法的并行計算結構和步驟。最后,通過理論證明、仿真實驗與同類算法的比較,驗證了算法求解CDN緩,存資源分配問題的有效性。
CDN, 緩存資源分配, 細胞優化算法, 分布并行算法
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馮翔, 馬美怡, 施尹, 虞慧群
計算機研究與發展,2013,50(12):2543-2553
2013年12月15日
機器人學是現在及未來科技發展的重點,路徑規劃是機器人學中的一個重要課題.生物界一些群居動物有嚴格的等級制度和職責分工,受社會群居動物行為啟發,提出社會群體搜索算法(social group search algorithm, SGSO).社會群體搜索算法對群體的分類及信息反饋機制——領導-追隨機制的制定,降低了早熟的概率,交叉變異和淘汰機制的引入增加了搜索范圍,減少了陷入局部最優的可能.同時,對提出的社會群體搜索算法進行了分析,從理論上證明了算法的收斂性;將社會群體搜索算法應用于機器人路徑規劃進行仿真,從實驗中驗證了算法的有效性,并與遺傳算法和粒子群算法比較,進一步證明了社會群體搜索算法在機器人路徑規劃問題中的有效性和高效性.
機器人路徑規劃, 社會群體搜索算法, 社會行為, 遺傳算法, 粒子群優化
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馮翔, 馬美怡, 虞慧群
計算機研究與發展,2013,50(9):2015-2027
2013年09月15日
冬季湖面冰凍是一種常見的自然現象.受這一自然現象啟發,提出了一種新的智能并行算法——湖水能量優化算法,并應用該算法解決旅行商問題.湖水能量優化算法模擬湖水降溫時湖面的冰凍過程.隨著溫度的降低,湖水分子失去能量,當能量達到冰凍閾值時,分子析出結冰.湖水能量受到湖水中心能量、大氣能量、湖水分子能量以及湖面風吹動等多方面影響.由此建立湖水能量優化算法的數學模型——湖水能量模型和風動模型等,并通過收斂性定理和Lyapunov穩定性定理進行理論證明,驗證了算法的收斂性和解決旅行商問題的有效性.最后,通過實驗模擬湖水能量優化算法解決TSPLIB中標準實例問題,并將實驗結果與其他經典算法進行比較,進一步說明了湖水能量優化算法解決復雜NP難題時高效率、低迭代次數及強收斂性的特性.
湖水能量優化, 冰凍模型, 啟發式算法, 分布并行算法, 旅行商問題
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馮翔, 張進文, 虞慧群
計算機學報,2014,37(8):1794-1808
2014年08月01日
旅行商問題(TravelingSalesmanProblem,TSP)是NP完全問題中最為著名的問題,它易于陳述而難于求解,至今尚未找到準確有效的求解大規模TSP問題的方法.文中提出了能求出TSP有效近似最優解的新的蚊子追蹤(MosquitoHostSeeking,MHS)算法,證明了蚊子的目標追蹤行為和MHS數學模型的一致性、蚊子追蹤算法的收斂性,并通過理論證明確定了MHS算法中各參數的選擇范圍.蚊子追蹤算法是一個全新的仿生算法.文中以TSP問題為載體,詳細提出了蚊子追蹤算法的動機、生物學模型、數學模型、算法、理論基礎(數學證明)及大量實驗結果.從理論和實驗兩方面證明了蚊子追蹤算法能夠求出TSP問題理論上的優化解
仿生算法, 旅行商問題, 蚊子追蹤算法, 分布并行算法
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