行为大数据,通宏洞微与人类决策——计算社会科学的兴起与发展

大数据和e-Science究竟能为社会科学研究带来什么,其本质属性、结合点、关键技术特征、展开路径和发展前景如何?本文概述行为大数据的本质特征和深化分析方法、一体化建模与社会科学计算实验平台构建及人文社会逻辑推理等相关内容,探索破解现实复杂情景中人类决策内在奥秘的可行途径,由此促使社会科学研究在与科技创新的深度结合中进一步突显人文特色;并结合实际应用简述若干案例,以更好地解释和展现计算社会科学缘何兴起及发展前景。     

基于SOA的监管信息共享平台的研究与设计

为了解决监所信息共享的问题,提出了按照SOA架构建立数据共享平台的设计方案.方案将系统分为数据层、服务层和应用层三个部分,并详细介绍了每个部分的实现思路.服务层采用Web Services技术将数据共享核心业务封装成一系列的Web服务,这种机制不仅具有良好的扩展性,而且支持不同的数据源和不同的平台.实际应用表明该方案很好地解决了异构平台间监所信息共享的问题.     

Integrating hydrological modelling,data assimilation and cloud computing for real-time management of water resources

Online data acquisition, data assimilation and integrated hydrological modelling have become more and more important in hydrological science. In this study, we explore cloud computing for integrating field data acquisition and stochastic, physically-based hydrological modelling in a data assimilation and optimisation framework as a service to water resources management. For this purpose, we developed an ensemble Kalman filter-based data assimilation system for the fully-coupled, physically-based hydrological model HydroGeoSphere, which is able to run in a cloud computing environment. A synthetic data assimilation experiment based on the widely used tilted V-catchment problem showed that the computational overhead for the application of the data assimilation platform in a cloud computing environment is minimal, which makes it well-suited for practical water management problems. Advantages of the cloud-based implementation comprise the independence from computational infrastructure and the straightforward integration of cloud-based observation databases with the modelling and data assimilation platform.     

农业空间信息资源共享服务平台

针对农业空间信息资源的共享和服务中跨部门、多数据源和数据异质性问题,提出运用OGC WMS规范来建立基于Web Services的农业空间信息资源共享服务平台,解决农业空间信息资源的异质共享问题。给出了农业空间信息资源共享与服务平台的框架、功能和具体的实现策略,可为同类应用提供借鉴。     

Position Unmanned Aerial Vehicles in the Mobile Ad Hoc Network

This paper considers the problem of employing multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) to the mobile ad hoc network (MANET) as relay backbone nodes to construct the backbone network, to improve the network connectivity, and to address many issues in the MANET such as linkage, capacity, load balance, and reliability. With considering the dynamic nature of the problem, this study provides several linear location problem models and their extensions to accommodate these issues. Due to the size of linear location models associated with a large number of constraints, the problem becomes computational challenging even with modest size of nodes. To overcome the computational barrier, we recast these location problem models using a quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) framework and solve these QUBO models with a Tabu search heuristic with preprocessing. The analysis of the solutions that are produced by QUBO together with the comparisons made with the linear model highlight both the attractiveness and robustness of the proposed approach. The results of this study provide support to future advanced routing protocol development.     

多源定量遥感产品并行处理系统设计及实现*

针对遥感数据非结构化、有格式、单景数据量大、记录总量小、大部分处理过程后数据量不显著减少的特点和大规模遥感数据处理的迫切需求,基于已有硬件资源,设计和实现了集中式集群计算的多源定量遥感产品生产系统。系统为解决遥感科学工作者设计开发的算法进行并行计算的问题以及大规模数据管理的需求,设计了基于任务并行的处理系统和面向应用的并行文件系统。系统集成了遥感科学工作者开发的30多种原始数据的预处理算法和50多种多源定量遥感产品生产算法,解决了多源定量遥感产品规模化流程化按需生产的难题,并进行了产品生产,证明了系统在管理和处理大规模遥感数据时的可靠性和有效性。     

综合型气象科普信息互动服务平台开发及应用

气象科普信息化是提升气象知识传播与科普服务能力的重要途径。以气象科普知识分享、科普活动组织和气象服务管理为主要功能的气象科普服务信息平台,综合气象信息的发布、交互、安全和管理功能,实现气象科普的知识性、趣味性和多样性,提升气象科普的服务水平。该文基于信息系统B/S架构和Web技术,提出了气象科普服务平台设计与开发的完整方案,面向气象科普服务的业务需求,整合碎片化的气象科普信息,实现了气象新闻、科普知识、科普视频、线上互动、气象服务、气象会员等栏目的一站式管理,支持科普内容的多类型客户端访问。该平台已服务于广州市气象学会的科普工作,运行了六年以上,可靠性和安全性高,为推广气象科普工作提供有效的信息平台。     

基于C/S和图形化的用户供电可靠性信息系统

针对我国供电部门统计用户供电可靠性指标存在数据量大,易出错,致使统计数据上报不及时、不准确的问题,采用图形化技术设计出了针对配电网的专用绘图平台;利用配电网设备自动分层编号技术和配电网络分层搜索技术,实现了配电网的模拟操作与模拟运行,同时系统自动记录相关信息,进而实现用户供电可靠性指标计算、用户供电情况统计及设备管理等功能。达到了配电网设备操作与数据统计一体化管理的效果;系统采用C/S网络体系结构,实现数据远程共享。通过实际应用验证了该系统功能完善、交互性强、计算准确,同时具有操作直观、灵活、可靠等特点。     

新一代银行网点终端管控平台

分析了采用Windows图形化终端后所存在的管理难度大、复杂度高、监控不到位等问题,提出了针对银行业的网点终端管控安全框架,强调从终端管理安全策略、标准入手,结合终端管控平台系统的建设,在流程规范的指导下完成相关的安全任务操作,实现终端安全管理的集约化、标准化、自动化.重点介绍了终端管控平台系统及其参考的建设方案.实践证明,新一代银行网点图形化终端管控平台可以对网点终端进行全方位的管理与监控,有效地支撑了银行业务创新能力.     

工业互联网云网关架构及实现

针对工业生产数据通信协议复杂、工业设备与云端通信困难的问题,提出一种工业互联网云网关架构。针对传输协议复杂多样的问题,提出了一种多协议数据解析方法,能够对多种协议下的数据进行解析,并转换为MQTT协议,实现数据统一协议并上传至云平台。针对协议转换中的实时可靠性问题,提出一种支持断点续传并可以快速处理并发任务的异步处理机制来保证协议转换的实时可靠性。在保证实时可靠的基础上,提出一种三层加密方式以提高数据传输的安全性。在软硬件上实现了上述云网关架构,并在工业过程控制设备上进行了实验。实验结果表明,该架构能够有效解决工业系统与云平台的数据融合问题。     

因果知识的表示和推理

本文介绍了因果推理的两个主要应用：预测行为的间接结果，找出给定事实的真正原因，指出了用逻辑描述的因果关系在解决这两个问题中存在的不足。本文也简单地介绍了J．Pearl提出的因果推理方法，该方法的基本思想是把因果推理看成是一种“计算模式”，而这种把智能归结为“计算模式”的想法正是认知科学中的核心思想。本文最后比较了基于逻辑的方法和基于认知科学的方法实现智能的区别，指出了因果推理应该在认知科学的框架内得到解决。     

基于深度强化学习的平行企业资源计划

传统的企业资源计划（Enterprise resource planning,ERP）采用静态化的业务流程设计理念,忽略了人的关键作用,且很少涉及系统性的过程模型,因此难以应对现代企业资源计划的复杂性要求.为实现现代企业资源计划的新范式,本文在ACP（人工社会（Artificial societies）、计算实验（Computational experiments）、平行执行（Parallel execution））方法框架下,以大数据为驱动,融合深度强化学习方法,构建基于平行管理的企业ERP系统.首先基于多Agent构建ERP整体建模框架,然后针对企业ERP的整个流程建立序贯博弈模型,最后运用基于深度强化学习的神经网络寻找最优策略,解决复杂企业ERP所面临的不确定性、多样性和复杂性.     

Cloud computing for small research groups in computational science and engineering: current status and outlook

Cloud computing could offer good business models for small computational science and engineering (CSE) research groups because these groups often do not have enough human resources and knowledge to manage the complexity of computational and data infrastructure for their research, while cloud computing aims to eliminate that complexity from the user. In this paper, we have analyzed current status of supporting tools for small CSE groups to utilize cloud computing. Although cloud computing is perceived as an interesting model, we have identified several issues that prevent a wide adoption of cloud computing from small CSE research groups. We also present recommendations for addressing these issues in order to attract small CSE groups to utilize cloud computing.     

一种计算材料数据库系统

在传统的材料数据库中,内容是实验的积累、计算结果的整理、文献的搜集等,都需要人力的介入。随着材料科学对加快新材料设计的需求日益增加以及计算机计算能力的不断加强,基于人工整理的方式已经不能满足材料数据库的建设需求。本文研究的材料数据库系统数据全部来自计算,是基于云计算的理念设计,可以为科研人员提供可定制的“云端”计算环境,计算生成的结果直接存入到数据库中,不需要人工干预。同时数据库支持基于化学元素和化学表达式的灵活查询,用非常简洁的方式满足用户精确查询和宽泛查询的需求。另外借助数据库计算、存储、查询一体化的优势,本文也在材料数据共享方面进行了一定程度的探索。     

扩展的RBAC模型在数据共享服务平台中的应用

针对数据共享服务平台在实际运行中存在的权限管理的复杂性和数据的安全性问题,首先,分析了传统的RBAC（基于角色的访问控制）模型,然后,结合数据共享服务平台的实际需求,对典型的RBAC模型进行了扩展,经过扩展后的模型对角色和客体进行了抽象,增添了“特征”的概念,粗化了权限和角色的粒度,有效地减少了角色、权限的数量。此方案已经在数据共享服务平台中得到应用,结果表明这种扩展的RBAC模型不但有效地降低了授权管理的复杂度,而且让系统的维护和扩展变得更方便。最后给出了该模型在数据共享服务平台中的应用实例。     

基于气象大数据云平台的海南气象数据共享平台设计与实现

为打破“数据孤岛”，推动气象数据跨部门融合使用，充分发挥气象数据科学价值，针对海南省气象部门与外部门数据共享方式杂乱、共享水平低、管理滞后等问题，依托专线网络，从气象数据需求类型、数据格式出发，设计了一套气象数据跨部门的分发处理流程。在气象大数据云平台数据环境的基础上，整合各类数据资源，基于B/S架构、SSH框架，采用分布式存储技术、数据缓存技术，建立了跨部门跨行业的气象数据共享平台。目前，该平台已经投入业务使用, 为海南省气象数据跨部门跨行业使用提供稳定、高效的实时数据共享服务，取得了较好的应用效果。     

大数据技术信通资产精益化管控的研究与应用

因新疆独特的地理、环境、温度等条件,信息、通信设备分布广,距离远,运行的稳定性与可靠性差。在供电行业信息通信作为智能电网框架的重要一环,在其中发挥着关键性的技术支撑作用,如何最大程度发挥信息通信领域的专业优势,需要创新思维,改变固有的模式。利用大数据对信通设备进行精益化管控,可以实时掌握信通设备运行的状态,及时解决设备运行中存在的隐患,消除设备存在重大缺陷,最大程度的保障智能电网的可靠运行。本文提出了利用大数据平台质量评价的方法。依托一体化信息大数据平台强化全过程管理,突破了全寿命周期资产管理的技术难点,通过全面科学的数据治理,最终使信通业务数据的标准化程度、共享化程度大大提高,达到产权、设备、资产一体化管理的目标。     

网格环境下分层并行多群体协作PSO框架设计与实现

针对利用广域范围内的计算资源参与PSO执行,从而提高工程最优化问题计算效率并降低计算成本,提出一个网格环境下分层并行多群体协作PSO（G-LPMCPSO）框架。首先给出一个适应负载不均衡和计算资源异构网格环境下的并行多群体协作PSO（PMCPSO）算法;然后着重阐述了如何利用标准的网格技术和PMCPSO算法设计并实现G-LPMCPSO框架,该框架具有一个扩展的GridRPC API用于隐藏网格环境的复杂性和一个元任务调度器用于无缝的资源发现和选取;最后,根据理论分析及实验结果,证明利用网格技术及PMCPSO可以提供一个可靠的框架用于加速解决科学工程最优化问题。