一种离散连续混成的时空事件驱动的CPS体系架构

为描述信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS)中离散信息系统和连续物理系统交互融合的混成特性,基于混成自动机理论,结合多智能体系统(multi-agent system,MAS)和时空事件驱动方法,提出一种CPS体系架构.该架构用改进的混成自动机理论刻画了离散空间和连续状态混成的CPS体系架构的主体,同时定义了基于时空事件的CPS事件,设计了基于MAS的CPS端,并运用定义不同功能的CPS端和CPS事件驱动机制解析了CPS体系架构内部信息物理交互反馈过程.最后以车速调控系统为例,采用提出的CPS体系架构分析了协同驾驶过程中单一车辆内部速度调控的信息物理融合过程,并对其进行了形式化描述,实例的形式化过程表明提出的体系架构的有效性.构建的CPS体系架构为刻画CPS的本质特征提供了新的方法.     

面向信息物理融合系统的异构模型转换方法

作为一种深度网络化嵌入式系统,信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)具有联合动态性、系统组成异质性、计算过程与物理过程的多尺度融合性等典型特征,使得基于单一模型的传统嵌入式系统模型构建和仿真验证方法面临新的挑战.在CPS系统设计开发与仿真验证时,往往需要组合使用多种设计模型或建模语言以描述信息域与物理域实体特点.针对CPS计算物理深度融合的问题,在分析基于计算模型和物理模型进行CPS系统协同开发需求和可行性的基础上,以统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)模型和仿真(Simulink)模型分别作为计算过程和物理过程典型建模方式,研究了连续时间和离散事件模型间的结构映射和行为映射,提出了一种Simulink模型与UML类图和活动图之间的转换方法,并通过ATL(ATLAS Transformation Language)转换规则实现了技术验证.     

信息物理系统安全问题研究进展

信息物理系统(CPS)融合控制、通信和计算等技术,使人与物理世界的交互更加便利.在智慧城市、智能电网、智能制造等领域,CPS被广泛认为是一项革命性技术.在这些应用中,由于信息安全引起的CPS系统安全问题,成为系统设计必须考虑的关键因素之一,并受到越来越多研究者的关注.本文旨在提供针对CPS安全问题研究的一种视角.首先介绍了几类具有强大破坏力的信息安全攻击,进而对现有针对这些攻击的分析、检测与防御方法进行了综述.最后讨论了CPS安全研究仍然存在的挑战.     

基于物联网技术的智能建筑集成系统设计

针对智能建筑内各个子系统相对孤立、较难实现信息共享的问题,从智能建筑系统的总体设计出发,采用物联网技术和WEB信息共享技术,设计了一类基于B/S架构的智能建筑集成系统。根据智能建筑的功能需求,建立了小区安全管理、信息管理和智能家居三类管理平台,实现智能建筑的统一监控、联动控制、信息共享,营造安全便利、友好互动、舒适健康的智能居住环境。     

信息物理融合系统语义模型分析

针对信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)需要提供合理的语义规范来保证信息和物理两个不同世界的同步,提出了CPS系统的语义模型方案,引入了(WoT)物维网框架,分析和介绍了物维网的框架结构特点.在此基础上提出了基于物维网框架的CPS系统架构,结合语义模型方案在分析系统需要解决的语义问题时分别给出相应的思路加以阐述,为进一步解决CPS系统语义模型问题提供了参考.     

面向智能机器通信的语义信息刻画及度量

语义信息具备高度抽象、智能简约等特性,语义通信引入语义新维度,关注信息内容而非编码符号,将有效提高信息的传输效率。随着人工智能与通信技术的深度融合,语义通信得到学术界和工业界广泛关注,将有助于解决智能机器通信中超大规模连接、巨量数据传输等难题,对实现机器间高效通信发挥重要作用。以信息论为基础、人工智能方法为指导,概述端到端语义通信系统设计方法,总结分析了语义信息的刻画及度量、语义信息编解码方法和语义通信系统评价指标。     

基于多传感器信息融合技术的智能驾驶系统模型

阐述了智能汽车研究对交通安全的重要性和发达国家关于智能汽车研究的历史、发展和趋势,重点提出了基于多传感器信息融合技术的智能驾驶系统模型,分析了此模型下各系统模块的功能,介绍了系统模型中信息融合方法的引入,最后提出了对智能驾驶技术应用的展望.     

物联网环境下闸站调度的多智能体决策系统

引入了基于语义模型网的物联网信息资源描述、推理和应用模型,并以多智能体系统决策支持为应用基础,研究了物联网环境下水利闸站调度的智能决策支持技术.该技术采用多智能体系统的任务分解方法,并通过本体推理方法把子任务执行时需要的决策信息转化为精确的传感器信息查询,从而实现从物联网中准确定位具体的传感器,并获取相应感知信息的实时决策信息支持机制.     

知识图谱技术综述

知识图谱技术是人工智能技术的重要组成部分,其建立的具有语义处理能力与开放互联能力的知识库,可在智能搜索、智能问答、个性化推荐等智能信息服务中产生应用价值。该文在全面阐述知识图谱定义、架构的基础上,综述知识图谱中的知识抽取、知识表示、知识融合、知识推理四大核心技术的研究进展以及一些典型应用。该文还将评论当前研究存在的挑战。     

信息物理系统中建模与仿真研究综述

物理信息融合系统由于兼具离散与连续动力学特征,且各子系统相互关联、组成复杂,其建模与仿真存在较大的挑战。本文首先介绍了信息物理系统的概念和特点,综述了其研究与设计、建模与仿真中存在的挑战;其次,将针对CPS的建模与仿真研究进行了分类和总结。     

CPS关键构件及应用于智能电网的研究

针对CPS的物联性、互联性和智联性问题,提出了具有实时性、灵活性及适应性特点的智能代理CPS数据处理模型.模型从网络系统数据处理的分布式、智能化角度对CPS计算和控制构件进行描述及设计,给出了在数据计算和控制过程中CPS数据处理关键步骤的设计方案.通过对智能电网系统数据的分析,探讨了CPS在智能电网中的应用,以期对CPS实用化提供支持.     

基于范例推理的智能多媒体表现系统

智能多媒体表现系统是一个通过基于知识技术处理多媒体信息来生成智能化表现的新兴研究领域．将CBR技术和智能多媒体表现系统结合起来,提出了基于范例推理的多媒体表现思想;同时给出了多媒体表现系统的体系结构;并详细介绍了系统中关于范例表达、范例索引、范例修改等关键步骤的方法．     

仿人表情机器人头部系统设计

随着人工智能技术的不断发展,具有人机交互功能的智能服务机器人已经成为机器人研究领域一个重要的发展方向,具有表情识别与再现能力的仿人表情机器人已成为该方向研究的热点。文章分析了表情机器人的表情特征及其定义,基于机械设计、传感器技术、电机控制、人工智能以及三维造型等技术对具有表情再现功能的机器人头部机械结构、控制系统及软件系统进行了研究与设计。通过对头部系统的控制与设计,该机器人的头部各器官及其相应的表情控制点可以迅速、精确地到达预定的位置,从而实现各种情感的表达。     

计算机科学前沿问题综述与评价

信息、知识、智能是现在和未来计算机科学发展的主题;作者系统地介绍了信息处理、文字与自然语言的理解、数据仓库和数据挖掘;知识科学;人工智能与专家系统、人工神经网络的研究、遗传算法、逻辑学等领域研究中前沿的若干问题,并进行评价和提出了一些新的观点。     

基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法

在建筑行业转型升级的背景下,针对大型建筑运维过程管理效率低、各类运维事件决策分析精度不足、智能化程度有待提高等问题,提出基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法。总结归纳大型建筑智能运维需要采集的信息,分析智能运维亟待解决的问题,融合智能感知与数字孪生技术,给出智能运维运行机理,建立针对大型建筑的智能运维架构体系与多维多尺度的孪生模型。研究建筑智能运维的实现方法,其中包含智能运维全要素信息的采集与传输、智能运维孪生体的构建与运行、智能运维孪生数据的管理机制及智能运维平台的架构。在智能运维理论体系和实现方法的指导下,搭建了智能运维平台,并应用于某大型建筑工程的运维管理。考虑运维管理过程中的虚实交互与时空演化,初步验证了数字孪生在提高运维管理智能化程度方面的有效性。     

人工智能在信息安全风险评估中的应用

对人工智能算法在信息安全风险评估中的应用做了系统地总结。在比较智能算法与传统风险评估算法的基础上,对信息安全风险评估领域中经常用到的几种典型的人工智能方法进行了深入分析;在归纳总结这些智能方法优劣的基础上,提出了几种改进的综合人工智能分析与评估方法,并对这些方法的实施过程做了简要的概述,对基于信度函数的证据理论方法的2种智能算法在风险评估中的应用进行了详细分析和比较。     

桥梁信息化及智能桥梁2020年度研究进展

以信息化、智能化为特征的数字化时代的到来推动了桥梁工程技术的发展与创新,有必要将云计算、大数据、人工智能、3D打印、机器人等战略性新兴产业技术与桥梁工程相融合,从智能设计、智能施工、智能运维等多个维度,推进桥梁工业化、数字化、智能化升级。本文从桥梁信息化、智能检测与安全运维、智能防灾减灾、智能材料等方面,综述了2020年该领域前沿技术和重要成果,总结了研究热点与前景展望。分析表明：BIM技术可以提升桥梁正向设计精细化水平、施工过程控制和管理准确化程度;无人机、机器人等智能检测技术与机器学习、卷积神经网络等人工智能技术提高了桥梁检测的精度和效率;高性能智能材料的应用促进了桥梁结构的自感知性、自适应性、自调节性和自诊断性;基于人工智能的自然灾害监测与预警为桥梁智能防灾减灾提供了新的发展思路。未来应将人工智能技术深度融合桥梁设计、建造和养护的全生命周期,顺应信息化、智能化的发展趋势,实现桥梁强国梦。     

智能时代城市治理面临的问题与对策

智能时代是人类社会迈入的一个崭新阶段,传统的城市治理模式将迎来新一轮改革。当前,提高城市治理智能化水平的技术应用正蓬勃发展,并初见成效。如:广布的视频监控智能识别逃犯,云计算和大数据实现警务预测,政务信息共享方便群众办事等。运用智能技术推进城市治理,给人民群众带来福祉的同时,有关部门也将面临侵犯公民隐私、政务弊端显现、智能出现失误等问题。健全法治加强监管、实现城市治理精细化、打造人工智能试验场是推进城市治理现代化的三个助力之策。     

基于LonWorks现场总线技术的校园建筑智能化系统

为了提高楼宇的智能化水平,发挥LonWorks总线的多功能I/O与网络通讯功能应用更开放,扩展更容易等优点,设计了一种基于LonWorks现场总线的校园楼宇自控系统,该系统包括冷水机组子系统、空调子系统、给排水子系统、热水锅炉子系统、供配电子系统和智能照明子系统等.系统采用基于LonWorks技术的总线型拓扑结构,选用HONEYWELL公司最新的开放楼宇集成管理组件EBI作为系统管理软件,开发了供配电、智能照明以及冷水机组与EBI之间的接口,实现了数据信息的集中控制和综合管理.