智能交通论文范文

2024-03-21

智能交通论文范文第1篇

关键词:智能交通系统;发展现状;发展趋势

一、智能交通系统的概念

智能交通系统,就是指在城市完善的基础交通建设和通讯建设的基础上,通过互联网技术、电子信息传输技术、电子传感技术以及数据处理技术融合达到交通运输管理体系后所形成的的一个交通系统,从而使得交通系统能够实现实时交通情况查询、道路信息收集以及最优路段规划等一系列功能。智能交通系统是信息化时代的产物,它的出现能够帮助城市交通管理局解决一系列有限道路资源和不断增加的交通道路需求之间的矛盾,使得各个道路資源能够得到充分利用,优化人的出行效率,因此具有十分高的应用价值。

二、城市智能交通管控系统的应用

城市智能交通系统的重要组成部分之一便是城市智能交通管控系统,将它投入到城市交通当中,能够承担起解决道路拥堵、提升出行安全以及优化道路使用效率的任务。近年来,城市智能交通管控系统在我国的应用越来越普及,举例来说,北京市在融合了数据特征分布技术、多系统技术技术以及基于GPS的指挥调度集成技术后,构建了一个“一个中心、三个平台、八个系统”的智能交通管理系统框架,并在其中融入了视频监控、路况分析、路线规划、车辆定位、信号控制等数百个子系统。将这些系统投入到使用当中,能够对当前十分拥堵的道路交通情况起到十分明显的优化作用,显著提升道路使用效率,减少交通事故的发生率。

另外,近年来我国越来越多的城市开始建设远程托管中心系统来辅助构建城市智能交通控制系统。远程托管中心系统是指在各城市道路交通信号机的基础上,借助互联网来将远程中心和当地交通系统有效连接起来并协同进行工作,从而解决城市智能交通系统建设时存在的资金不足以及人才匮乏等问题。天津市河西区通过将友谊路上18个路口的交通信号控制设备和SCOOT系统进行结合,使得交通管理局能够借助SCOOT系统来对道路的交通信号控制设备进行远程控制,有效提升了城市道路的利用率,降低了道路使用高峰期的拥堵率。远程托管中心系统的建立为我国城市智能交通系统的建立提供了一种新的思路,使得城市智能交通系统在一些资金较为匮乏的中小型城市也能够开展起来。

三、我国城市智能交通系统的发展趋势

3.1自动驾驶系统

上世纪80年代,一些西方发达国家开始着手于自动驾驶系统的研究,使得无人驾驶技术快速的发展起来,有效推动了无人驾驶技术的实用性。经过多年的理论研究和现场模拟实验表明,无人驾驶技术具有较高的实用价值和可行性。2012年,谷歌公司推出的自动驾驶汽车得到了美国内华达州机动车辆管理部门的驾驶许可,这意味着自动驾驶技术成为了现实。无人驾驶汽车具有十分广阔的市场,这也使得越来越多的汽车制造公司宣布在未来将会推出无人驾驶汽车。我国于2011年进行了较为成熟的无人驾驶汽车道路模拟实验,并取得了良好的结果,这也意味着在城市智能交通系统不断普及的前提下,自动驾驶技术将得到应用。

3.2生态智能交通系统

当前,全球范围内的很多车辆都是采用传统能源来作为驱动力进行行驶的,大量的尾气排放造成了极为严重的环境污染,这与我国政府提出的“绿色环保发展”“可持续发展”等理念是相悖的。一些西方发达国家基于这一点开始分析城市智能交通系统在节能减排系统中的应用效果,希望能够通过智能交通系统的强大计算能力有效减少汽车行驶时的尾气排放,实现对自然环境的保护和交通的可持续发展。随着我国科学技术的不断发展,针对汽车驾驶可持续发展的相关研究也会越来越多,也必然会越来越成熟,这也意味着城市智能交通系统的环境保护将是未来研究的重要方向。

3.3大数据和智能交通的交互

大数据是近年来计算机技术以及互联网技术不断发展且成熟后的新技术,近年来,有研究人员提出了大数据技术和城市智能交通系统交互的应用。智能交通系统能够收集并存储大量来源广泛、种类多样的交通数据,包括交通气象信息、道路基本情况以及动态交通流量等。而倘若将大数据技术介入到城市智能交通系统当中,借助大数据技术便能够对这些信息进行有效的运算和分析,从而挖掘出更加具有使用价值的信息。尽管这两种技术的有效结合仍然处于理论阶段,但是可以预料,未来大数据技术和城市智能交通系统的交互是其必然的发展趋势。

3.4智能交通和移动互联网

近年来,随着互联网技术的不断成熟和快速普及,移动互联网技术开始在智能交通系统上有所渗透,一些借助移动互联网而能够开展的智能交通服务开始相继出现。现阶段,人们的日常生活已经离不开智能手机以及平板电脑等智能设备,借助这些设备的道路交通相关软件,城市智能交通系统能够收集大量的道路交通状态信息,从而对公众的出行情况以及出行链信息进行有效的获取,有效推动道路交通检测技术。另外,借助移动互联网技术,城市智能交通系统还能够为人们提供导航、路线规划、停车位寻找等相关服务,满足人们的日常出行需求。

四、结语

综合全文,智能交通系统是随着互联网技术发展以及人们生活水平的不断提升而产生的产物,它的出现意味着我国科学技术的进步。智能交通系统投入到日常使用当中,能够解决城市道路发展与人们出行需求之间的矛盾,有效提升城市的交通水平和人们的出行效率。与西方发达国家相比,我国在城市智能交通系统上的研究起步较晚,但是值得欣慰的是,近年来我国针对城市智能交通系统的研究取得了许多跨越性的进步,同时也得到了国家的大力支持。在未来,要根据我国的基本国情开展相应的智能交通系统研究,完善智能交通系统和其他先进技术的交互,推动我国道路交通的又好又快发展。

参考文献

[1] 王芳. 《城市智能交通系统的发展现状与趋势》英译实践报告[D].山东科技大学,2018.

[2] 贾垂邦.城市智能交通系统的发展现状与趋势[J].科技经济导刊,2018,26(07):42.

[3] 段培誉.城市智能交通系统发展现状预备未来趋势分析[J].通讯世界,2017(24):352.

[4] 蒋应红. 大城市智能交通控制集成系统的国内外现状与发展趋势分析[C]. 中国工程院土木、水利与建筑工程学部、中国城市规划学会城市交通规划学术委员会.2016年中国大城市交通规划研讨会——中国城市交通规划2010年会论文集.中国工程院土木、水利与建筑工程学部、中国城市规划学会城市交通规划学术委员会:中国城市规划设计研究院城市交通专业研究院,2016:897-901.

智能交通论文范文第2篇

摘要:文章从智能交通与云计算技术的概述入手,阐述了基于云计算的智能交通系统构成,最后重点论述了基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现。期望通过该文的研究能够对促进我国交通运输业的持续、稳定发展有所帮助。

关键词:智能交通;云计算;系统设计

近年来,随着我国经济水平的不断提升,推动了交通运输业的发展,作为国民经济的基础产业,交通运输发达与否直接关系到国家的现代化程度。现如今,我国的汽车保有量逐年增长,由此使得各种道路交通问题随之显现,给社会经济发展造成了不利影响。为改善当前的交通现状,可对先进的云计算技术进行应用,设计智能交通信息采集系统,对相关信息进行收集,为交通管理部门开展工作提供翔实可靠的依据。借此,本文就基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现展开研究。

1 智能交通与云计算技术概述

1.1 智能交通

智能交通是指在交通管理系统中通过引入计算机技术、信息技术、控制技术、数据通讯技术、传输技术、电子传感技术等先进技术而建立起来综合交通运输管理系统,该系统具备准确性高、实时性强、运行速度快的特点。智能交通系统可实现交通资源的优化配置,提高现有交通设施和交通能源的利用能效,提高交通管理的经济效益和社会效益。随着城市化进程的不断加快,以及道路工程规模的逐年扩大,机动车辆总数和流量也随之大幅度增加,这就要求交通管理必须运用先进的科学技术手段建立起智能交通系统,缓解城市交通压力,解决交通运输的供需匹配问题,提高交通管理的科学化水平。智能交通系统可采集和处理庞杂的交通数据,快速优化车辆路径,实时发布交通状况信息,实现对路况的跟踪监控。当前,智能交通系统已经成为一种适用于交通管理领域、推动交通事业可持续发展的高新技术。

1.2 云计算技术

云计算是以分布式处理、并行处理、网格计算技术为支撑,借助网络平台自动拆分计算处理程序,并将拆分后的无数子程序存储在大量分布式计算机产品中,通过整合大量数据和处理器资源,将其分布在分布式计算机中,实现对数据资源的协同利用。从本质上来看,云计算是一种基于互联网的超级计算模式,集成了互联网上的硬件设施及其提供的应用服务,并对硬件设施和应用服务实施统一管理。云计算能够为用户提供数据存储和网络计算服务,使用户在互联网环境下将云计算视为数据处理中心,便于用户通过云平台获取所需的资源服务,降低用户的信息资源管理成本。

1.3 基于云计算设计智能交通系统的必要性

随着道路交通事业的快速发展,交通拥堵问题、行车安全问题日益突出,这就要求智能交通系统必须实时采集、高效处理、准确分析、及时发布、海量存储交通信息,为交通管理部门提供交通管制依据。而云计算具备超强计算能力、信息融合共享、分布式存储等优点,将其运用到智能交通系统设计中构建起智能交通系统云平台,有助于提高交通信息获取的时效性,优化信息采集的全过程,从而增强智能交通系统的信息处理能力。同时,云计算还支持最优路径诱导、基于GPS的浮动车技术、短时交通流量预测、交通信号控制等功能,可满足智能交通系统的综合管控,扩大智能交通系统的功能。此外,云计算具备自动化IT资源调度、高度信息部署等优势,可将其应用到智能交通系统中解决信息高度处理和信息资源调度问题,推进信息产业和交通管理的融合发展,不断提升城市综合交通信息管理的智能化水平,促进交通信息服务产业快速发展。

2 基于云计算的智能交通系统构成

基于云计算的智能交通系统主要包括四个子系统,分别为信息采集系统、数据传输系统、数据处理系统、信息发布系统,各个子系统的运行框架如下:

2.1 信息采集子系统

信息采集子系统主要对路况信息进行采集和处理,该系统由无线传感器节点和无线传感器汇聚节点组成,其中无线传感器节点是整个系统的基本组成单元。当无线传感器节点检测到信息之后,将信息发送到收发单元,再由收发单元将信息传送至无线传感器汇聚节点,由汇聚节点融合计算信息,并将信息输出。在无线传感器节点的安装上,应将其安装在道路两边和远离信号灯的区域,实时检测车道上行经的车辆信息以及路况信息,将检测信息实时发送到汇聚节点。

2.2 数据传输子系统

在数据传输子系统中,无线传感器汇聚节点可将道路两边传感器发送的信息汇聚成信息流,并基于HTTP协议向云服务器上传所有信息,使云服务器上实时存储道路交通车辆数据。

2.3 数据处理子系统

在智能交通系统的数据处理子系统中可运用云计算的海量数据分析存储技术、虚拟化技术、海量数据管理技术、云计算平台管理技术,对数据信息进行高效率处理,使云计算为智能交通系统数据处理提供服务。在数据处理子系统中,要进一步优化算法,通过计算分析海量交通车辆信息和路况信息,得出最优车辆路径,体现智能交通系统数据处理的实用性。

2.4 信息發布子系统

信息发布子系统主要用于发布数据处理子系统得出的最优车辆路径信息。在智能交通系统的公众服务平台上,可结合信息采集技术、云计算技术和信息融合技术,对车辆信息资源进行挖掘利用,及时通过道路上的显示屏或广播等途径,向社会公众发布出行信息,使出行信息覆盖到任意时间点和任意地点,提高信息服务水平。基于云计算的公众服务平台可实现对数据资源的分布式存储,为用户提供多元化的信息服务。

3 基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现

在基于云计算的智能交通系统中,信息采集子系统是整个系统最为重要的组成部分,直接关系到数据传输、数据处理、信息发布系统的有效运行,所以下面对基于云计算的智能交通信息采集系统的设计进行分析。

3.1 设计思路

当前,交通信息资源分散在各个交通管理部门,为了建立起统一的智能交通信息系统,应根据具体情况采用不同的系统设计方案。若已经建成交通管理信息化系统,则智能交通信息采集系统可通过数据同步、数据复制、现有系统集成等方式,统一数据集成口径,将数据全面汇集到新的信息采集系统中;若未建成交通管理信息化系统,则可通过新建智能交通信息采集子系统,采集來自交通管理部门、交通信息中心及交通信息服务公司的交通基础数据,对交通基础数据进行集成、汇聚和综合处理。

3.2 设计方案

基于云计算的智能交通信息采集系统主要包括以下三个功能模块。

(1)信息采集模块。该模块主要用于采集交通服务的静态信息和动态信息。其中,静态信息是指道路静态数据、客运路线信息等随着时间变化较为缓慢的交通信息,可从交通主管部门的数据库中直接导入相关信息;动态信息是指路况动态信息、车辆定位信息、交通事故信息、道路维护信息等随着时间变化较快的交通信息,可通过安装无线传感器、GPS定位装置、感应检测线圈等设备进行实时数据信息采集。在信息采集模块中,数据源和数据采集方式的不同,其采集的数据格式也有所不同,所以需要将格式一样的数据直接导入到中心数据库,而对于格式不一样的数据,则需经过数据格式转换后再导入中心数据库。在中心数据库中,要根据数据类型的不同进行分类存储。

(2)交通信息预处理模块。该模块主要负责对信息采集模块获取的交通信息进行实时动态处理,根据实时动态处理结果得出最优路径,并且保证该路径是缓解城市交通系统拥堵问题的最优路径。在交通信息预处理模块中,主要经历以下四个数据信息预处理环节:

①动态数据处理。动态数据处理需要对随着时间变化较快的动态交通信息进行处理,尤其要对关于道路通行状况的信息进行处理,从而得出用户易于理解的具体数据。如,某路段某个时间段的车流量、平均车速、拥堵情况等,便于用户对路况做出直观判断。

②数据解析。数据解析需要根据已掌握的道路长度、车道数、道路实时速度、车流量等数据信息,对路线规划总体情况进行解析,细化道路信息数据,以便在用户出行前获取翔实的道路信息。

③短时交通流预测。在短时交通流预测中采用非参数回归方法对动态导航收集的交通流量信息进行短时预测,经过实践检验,这种算法误差可控制在10%以下,能够基本上满足车辆行驶对动态交通信息的需求,便于道路车辆根据未来短时期内的交通流量变化做出行车路径选择。

④最优路径建议。在道路信息预处理模块中,不仅可以为道路交通管理部门进行交通管制提供信息依据,而且还能够为行车路径规划提供最优路径建议。用户只需在路网中输入静态路径,就可以获取静态路径上的浮动车数据,得出当前最优路径。

(3)交通信息传输模块。该模块需要设置统一的访问接口,通过Internet网站、移动终端、VMS等平台,将交通服务信息传输到智能交通系统的中心数据库中,并由中心数据库对交通信息进行处理之后,将其发布到各个交通信息管理平台。在智能交通系统中,要保证交通信息传输与交通信息发布的数据相同步,提高交通信息的实时更新速率。

3.3 智能交通云的构建与实现

在对智能交通信息采集系统进行设计的过程中,需要对计算设备及应用服务进行分层化处理。其中的计算设备层可以借助云计算进行实现,由此可使该系统的应用成为云计算的一种服务模式,即智能交通云平台。下面对具体的构建方法和实现过程进行分析。

(1)云的实现方法。①最优路径搜索。本文构建的智能交通云归属于私有云的范畴,为实现相关功能,除了要有强大的计算处理能力之外,还应当具备快速响应能力。目前,云端最优路径搜索算法有两种情况,一种是静态搜索,另一种是动态搜索,由于静态搜索构建的是一条理想的最短路径,在实际应用中,受各方面因素的影响,很难达到理想的状态。所以,选用动态最优路径搜索,以遗传算法进行实现。

②遗传算法。该算法是一种具有全局意义的自适应搜索技术,它的理论基础为遗传学和自然界优胜劣汰法则,整个计算过程中,包含了与生物遗传和进化近似的步骤。不仅如此,遗传算法还具有本质的并行计算特点。由于云端能提供按需的并行运算能力,从而使得该算法在系统构建中的应用成为可能。遗传算法能从自然选择机理中,对算子进行抽象化处理,在此基础上完成编码字符串的操作。遗传搜索的每一代当中都含有上一代的最优个体,这样便可使搜索收敛至全局最优解,进而得到最佳的动态路径。遗传算法可从群体的角度出发进行搜索,并且能对若干个体进行同时比较,整个过程较为简单,通过概率机制进行迭代,扩展性较强,并且还能与其他算法结合使用。

③接口设置。本系统设计的云端平台以Web Service作为通信协议,返回的本文格式为XML,服务器端的更新频率为2min一次。

(2)信息采集终端的实现。信息采集终端采用GPS定位技术、移动信息设备定位技术等技术,通过在城市出租车上安装GPS定位装置或在私家车的车载导航终端上安装GPS定位装置,进而实现对原始动态交通信息的采集。随着信息采集终端用户的不断增多,采集到的交通信息数据准确性也会随之提升,能够为智能交通信息采集系统提供更加实时完整的原始数据。信息采集终端是移动通信设备和GPS定位技术相结合的产物,基于云计算的信息采集终端具备以下特点:智能交通采集系统将所有接收到的信息存储于云端,并由云端完成复杂的交通信息处理和计算,无须增加信息采集终端的运行负荷;信息采集终端不仅是交通信息服务的享受者,同时也是原始交通信息的提供者,使得信息采集终端成了云服务中的重要组成部分;车载的信息采集终端可从云端直接获取最新的道路交通信息,并且所有电子地图都可在云端完成更新。

4 结论

综上所述,我国在智能交通系统方面的研究起步较晚,与发达国家存在一定的差距,很多问题都无法通过现有的技术条件进行解决。而云计算的出现,为智能交通系统的完善提供了平台。因此,可在智能交通系统的设计中,对云计算技术进行合理应用。本文基于云计算设计开发了智能交通信息采集系统,通过该系统的构建,可为交通管理部门开展相关工作提供翔实、可靠的数据支撑。

参考文献:

[1] 余洁淋,李春雨.基于云计算的交通管理应用研究[J].电子世界,2018(7):95-96.

[2] 范中华.高速公路智慧交通平台与初步应用研究[D].重庆交通大学,2015.

[3] 徐大成.基于物联网和云计算的智慧园区信息系统的研究与实现[D].西安电子科技大学,2015.

[4] 伊新,宋长亮.RFID在智能交通物联网系统中的应用[J].传感器世界,2013(6):118-120.

[5] 韩欢.基于大数据的智能交通运输平台的研究[D].成都理工大学,2014.

[6] 张志远.基于“云计算”的智能交通系统研究与构建[D].西北师范大学,2011.

[7] 伊新,宋长亮.RFID在智能交通物联网系统中的应用[J].电气传动自动化,2013(12):145-147.

[8] 钟学燕,岳辉.成都市智能交通实施框架[J].交通标准化,2013(1):162-164.

【通联编辑:代影】

智能交通论文范文第3篇

关键词:用户侧;智能电网;J2EE开源框架

作者简介:葛佳(1981-),男,河北保定人,保定电力职业技术学院信息工程与管理系,助教;周国亮(1978-),男,河北保定人,保定电力职业技术学院信息工程与管理系,讲师。(河北 保定 071051)

随着国家电网公司智能电网技术的推进,在智能电网建设过程中,需要大量的智能设备。智能电网包括超高压/特高压输电技术,分布式可再生能源发电技术,高低压变配电技术和用户侧配电与能源管理系统。

其中智能电网用户侧主要包括智能电器、智能电表、智能楼宇系统和能源管理系统等,是构建智能电网的重要组成部分[1]。为了更方便地纪录和管理这些设备的使用情况,需要为每个设备配置电子标签,存储设备的基本信息,比如购买日期、单价及使用注意事项等,通过射频识别技术RFID技术获取这些信息,从而方便快捷准确地完成设备的使用情况登记。

本系统主要包括用电信息采集模块和家庭能效管理模块。系统重点关注用电需求侧管理,同时考虑将来分时电价和实时电价的实施,为实现“消峰填谷”,最终实现节能减排。

一、系统的主要功能

项目设计为一个智能电网用户侧综合管理平台,提高用户能源的使用效率和智能化水平。系统通过智能电表,智能插座及智能电器收集家庭的用电信息;系统通过传感器收集信息,对一些电器进行自动控制,比如根据湿度传感器收集的信息,自动打开和关闭加湿器;根据将来可能实行的错峰电价,为用户设计合理经济的用电模式等。用户可以通过移动设备(手机、平板电脑等)和互联网获取各个智能电器的用电信息,并分析用户的用电模式是否合理,给出合理建议,同时可以通过移动终端和网络控制各个智能设备。具体来说主要内容包括:

(1)信息感知技术,通过温度、湿度、光照等传感器采集室内的温度、湿度等信息,数据通过无线通信方式输入智能终端和计算机,计算机可以实时监控这些信息,从而可以判断房间是否发生火灾等不安全情况。

(2)电能采集,通过无线通讯或宽带载波通信的方式收集各种智能电器的用电信息,并通过网站和手机等移动终端发布出来,供用户查询,能够分析用户的用电习惯,给出合理化建议。

(3)家用电器智能控制,根据无线传感器收集的室内温、湿度信息和各种电器用电信息,对智能电器进行自动控制,比如当湿度达到一定阈值后自动启动或关闭加湿器;对普通电器通过智能插座进行控制。根据家用电器的不同耗电特性及分时电价等信息,为家用电器设定合理的用电模式。

(4)基于RFID设备使用记录管理,为每个设备配置电子标签,记录设备的基本信息及使用情况记录,通过读写器获取并写入信息,同时将这些信息保存到计算机中。

(5)计算机与各种硬件设备之间的接口程序编写,获取和控制各种硬件设备,需要了解各种接口的规范和使用说明,进而完成对这种硬件的控制。

(6)智能终端控制系统,通过智能手机查看传感器的感知信息和家用电器的用电信息,以图形或表格等形式为用户生成报表,并可以对各种家用电器进行控制,设备管理系统的客户端,智能终端可以手机或平板电脑。

(7)网站综合管理平台,与功能(6)相似,是智能终端控制的网络版。

二、投资回报分析

智能电网用户侧智能设备监测、控制和管理系统系统的投资效益主要在于节能减排,提高现有电力资源的利用率,消峰填谷。

每个家庭前期投入2000元到3000元,每年收益为300元,通过分时电价及合理化建议,则10年可以收回成本,对用电量大的用户可以由更高的收益率评价投资效益的动态分析法。

净现值法是将项目在考察期内各年发生的收入和支出折算为项目期初的值的代数和[2]。计算公式:

NPV=-K+(B1-C1)/(1+i)+(B2-C2)/(1+i)+…+(Bn- Cn)/(1+i)n + L/(1+i)

通过净现值可以直接比较整个项目期内全部的成本与效益,而且它是以贴现为基础的,考虑了时间因素,从而克服了投资回收期及投资报酬率这两种方法在评价投资醒目效益方面的缺陷。如果某个项目的净现值大于0,则该项目是可行的,否则,项目就不可行,应予拒绝。

一个标准家庭计划支出基本建设资金3000元,每年收益为300元,计算时所用的贴现率为8%,5年后其残值为3000元。在项目期5年之内,这项投资的效益折成现值应为:P=300 /(1+8%)1 +300 /(1+8%)+ 300 /(1+8%)3 + 300 /(1+8%)+ 300 /(1+8%)5 + 3000 /(1+8%)= 3759(元)

项目期投资费用折成现值为:3000(元)

项目的净现值为:NPV = 3759- 3000 = 759(元)

当贴现率为6%时,这项投资的净现值为759元,净现值大于零。所以,这个投资方案是可行的。

三、技术路线及实现方案

为了保证系统低耦合、高内聚的特点,系统采用分层实现,层与层之间设计接口进行相互访问,某层的改变不会影响其它层,从而保证层内高内聚,层间低耦合。系统主要分为三层,从下到上依次为:

硬件访问层:通过智能电表、传感器和智能插座等硬件设备实时或以一定频率采集各种信息,并将这些信息插入到数据库中。

业务处理层:业务层是一个承上启下的中间层,从数据库读取数据,并为表示层提供数据;同时接受表示层的请求,并处理请求或发送到硬件;采用了J2EE技术搭建的五层体系结构:表示层、控制层、服务层、持久层和模型层,并且使用Spring Ioc机制对各层进行组织。

系统表示层:以各种友好的方式展示用户需要查看的数据,并为用户提供合理化的建议。它提供用户交互界面。使用多个包含单显示页面的用户部件,复杂的Web页面可以展示来自多个数据源的内容,并且网页人员、美工能独自参与这些Web页面的开发和维护。本层使用Struts2开发。

系统安全使用Spring Security2机制,去掉permission,支持resources分组,并支持从resource分组中生成菜单。

系统架构如图1所示。

系统根据主要功能,划分为4个模块。

(1)用电信息采集模块。模拟电力公司的用电信息采集过程,主要功能有:实时或以一定频率收集每个用户的智能电表数据,包括用电量、电压、电流等;电力公司可以方便地浏览每个用户的用电信息;以短信的方式通知用户某些紧急情况;用户登录后可以访问自己的用电信息,并完成缴费;浏览自己家庭的设备信息,并通过网络对家庭设备进行控制;了解家庭环境信息。为了方便客户使用,系统设置Android的手机或平板电脑客户端,Android系统数据来源于网站,通过HTTP获取。

(2)家庭能效管理和控制模块。实时监控各种电器的用电情况;对各种电器进行控制;依据分时或实时电价信息为用户制定合理的用电模式。这里的主要设备如表1所示。

(3)基于RFID的资产管理模块。通过RFID技术跟踪各种电器设备的使用情况;记录设备的资产情况;在这里使用航天金卡的电子标签通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。

(4)硬件访问模块。针对各项设备提供硬件设备的访问接口。

四、结束语

智能电网是当前全球电力工业关注的热点,引领了电网的未来发展方向,涉及从发电到用户的整个能源转换和输送链。本文对于其中的用电侧的用户管理提出了一整套的设计方案。它将再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值最大化的能力。

参考文献:

[1]刘征,吕宏昌,韩志杰.浅谈无线传感器网络在智能电网用户侧管理中的应用[J].中国电力教育,2010,(19).

[2]李静.动态分析法中净现值法的应用[J].商场现代化,2005,(9).

(责任编辑:刘丽娜)

智能交通论文范文第4篇

摘 要:随着计算机信息技术的发展,智能校园的理念被推出并逐渐得到推广。如何在一定程度上实现校园卡在生活、通讯以及一卡通中的使用,以便达到一定的智能化,保证校园的智能管理实现较大进步,是一个值得深思的问题,物联网技术在这种建设模式中发挥了不可替代的作用。

关键词:物联网技术;智能校园;推广与应用

社会经济和科学技术的飞速发展逐渐改变了人们的生活方式,尤其是在现代的校园建设过程中,为了让学生的学习和生活环境更加舒适,物联网技术已经产生并被运用到智能校园建设的过程中,并在其中发挥着不可替代的作用。它不仅能够实现整个校园建设的安全性和稳定性,还能保证智能校园建设水平不断得到提高,从而给师生提供一个和谐稳定的学习和生活环境。

一、物联网的定义以及主要特征

早在20世纪90年代,美国就提出了物联网的概念,还提出了通过使用互联网、RFID以及物品编码等技术进行实现的方案。国际电信联盟在2005年正式提出了物联网这个理念,它主要是

通过传感器、全球定位系统、激光扫描器等设备来实现连接、监控和互动相关物体的全过程,通过采集声、热、电、生物、化学、位置以及力学等信息按照预先设定的程序将这些物体连接到互联网之上,实现信息之间的互相交换和通信作用,从而保证对物体进行识别、管理、监控、跟踪和定位。随着我国发改委以及其他部门对这一技术的研究和讨论工作的展开,逐渐实现了较为系统的信息科技技术对物联网信息技术所存在的不足进行改正,从而拓宽它的应用领域。

物联网技术在实际研究和使用过程中具有以下几个特征:广泛的应用性、处理技术的智能型以及对数据的无法确定性。广泛的应用性主要是指它的应用对象不仅仅局限于计算机,无论在人类社会的哪一个角落,只要是需要进行系统管理的领域,在采用一些信息技术处理之后,都能演变成智能终端,从而成为物联网整体的一个部分。物联网信息技术通过对二维码、传感器以及无线射频识别技术,感知、测量和捕获技术的应用来实现对物体的相关信息的获取和采集。通过结合智能处理和传感器,在模式识别和云计算技术的作用下逐渐把物联网信息技术拓展到其他领域。通过对传感器获取相关信息的分析和处理筛选出有意义的数据来控制和决策工作系统的智能化,从而满足不同用户的需求。

物联网所需要控制的物体本身就具有一些不确定的因素,尤其对控制和管理范围内的人和物有着较大的流动性和变化,所以,物联网信息技术所收集到的数据和其他信息具有一定的不可知性。

二、物联网信息技术在建设智能校园过程中的实际应用

1.实现了校园管理的智能化

物联网技术能够实现整个校园管理的智能化建设,通过对车辆管理、师生健康、学生生活服务领域、智能建筑、校园安全和校内交通管理等控制来实现校园管理的智能化水平。可以在教室内部安装光线的控制系统和传感器,通过对学生的位置和光线强度的分析来对室内的光照进行适当的调整,控制器可以联动窗帘装置和投影仪装置来根据投影仪的实际工作状态控制窗帘的开关,并降低教室内部的灯光实际亮度。还可以通过在校园内部一些具有安全隐患的地方安装红外线传感器和摄像头来实现自动报警和安全监控的作用,从而维护整个教学环境的稳定性和安全性。例如,下图1-1中的智能教室(实训室)应用,可以对教室(实训室)进行实时监控,同时还可以远程控制教室(实训室)的窗帘、灯光、风扇等。

2.实现了安防保障的智能化

智能校园建设过程中可以在学生宿舍监控和门禁系统中对学生的相关信息进行注册,按照学校规定的作息时间对宿舍的开关门时间进行系统的设定,还要规定不同人群进入宿舍的时间和权限,学生只要使用学校统一发放的校园卡,就可以实现对宿舍门禁的操作,所有注册过规定宿舍门禁信息的学生可以在任何的时间段打开宿舍的门禁,这就能够保证外来人不在规定的宿舍开放时间段内无法进入宿舍,维护了学生的正常作息,还能避免学生的财物或者人身安全受到侵害,实现对学生宿舍管理的智能

化。为了能够减少社会人员对校园安全建设的影响,可以对所有在校师生进行合法鉴定,使用门禁功能,例如,我们可通过设置指纹或者是脸谱信息的方式来开启宿舍大门,这样即便校园卡遗失,也不影响进出,这样不但可以有效确保管理人员的工作不受到任何影响,还可以防止外来人员进入宿舍,从而确保整个校园的和谐与稳定。

3.实现了对教学的辅助管理作用

物联网不仅可以运用在安防和校园管理之上,还可以通过一定的仪器来实现与其他设备平台的共享连接作用,实现共享平台和教学仪器的一体化连接,这样就能够保证教师通过此种教学平台获得相关的基本信息和狀态,帮助自己完成教学研究工作,还

可以对整个教学区域可用教室进行登记,准确全面地反映出未占用教室的情况和分布,帮助教师能够更加全面和系统地安排各种教学活动,从而提高整个教学效率。

4.物联网在智能校园建设其他方面的运用

学校在购进一些教学仪器时,可根据实际条件分配不同的电子标签给这些仪器,并将其视作唯一的识别码,标签内部会涵盖这些仪器的相关信息,并通过射频信号实现阅读器的读取,校园内部的管理人员在进行仪器清点和检查时,只要利用读写器在教室进行巡视,就能够完成清点工作,这就在一定程度上提高了后勤工作人员对于仪器清点和鉴定的工作效率。在管理设备工作中,可以通过这些设备的动态管理对内部储存的信息进行修改,并且这样的修改次数没有限制,这就将设备的工作状态和使用年限全部展现在管理工作人员的面前,为学校设备更新以及维修检查工作提供了切实可行的依据。对于一些比较贵重的教学仪器,可以在内部安装定位系统,通过实际的定位信息,服务终端能够清晰地定位出整个设备的位置和相关的动态信息,并能够对一些非正常移动的设备状况进行自动报警,同时保护了学校教学设备的安全性。

三、物联网在智能校园建设过程中需要改进的地方

随着计算机信息技术的不断发展,物联网在实际校园建设中取得了一定的成就,但是要想进一步提高整个校园建设的智能

性,就要清晰地认识实际应用过程中存在的不足,对于校园内部设备的定位仅仅依靠信息标签来实现,这就有可能导致标签出现人为移动的现象,对于校园公共设施的管理工作,还存在一定的盲区,物联网对于设施出现较大损耗的现象不能及时的实现相关信息的传递。例如,使用过程中将校园卡遗失并没有及时挂失,不但会给管理人员造成一定的麻烦,還会使外来人员通过遗失的校园卡进入校园,给校园日常生活带来不良影响;又如,在对无线设备进行使用时,也会存在一定的问题,毕竟不是所有的先进设备都是可靠的,一旦操作不当,将会给校园带来一定的影响,造成校园资料的大量外泄,致使校园发展过程中存在严重问题。

总之,这种现象的出现主要就是由于技术存在一定的缺陷,这就需要相关管理人员在日常对技术进行使用的过程中,有针对性地对所隐藏的问题进行解决,采取有效的改进措施,从而进一步提高整个物联网实用技术在智能校园建设过程中的有效性和科学性。

物联网信息技术是一种全新的科学技术,在我国的发展还不是很先进,在智能校园建设中,只有充分利用该类技术中的积极有效成分,采取合适的措施来弥补智能校园建设中的不足,保证校园师生的安全,并确保相关技术设备在使用过程中不出现被盗或者其他现象,给学生提供一个舒适可靠的学习和生活环境,进一步推动我国教育事业的发展。相关科研人员只有早日弥补物联网信息技术所存在的不足,才能扩大它的使用范围,推动该项科学技术的发展和进步。

参考文献:

[1]路正国,毛毳.物联网技术在智能校园建设中的应用[J].网络与信息,2012(05).

[2]马士玲,刘志丹.物联网技术在智能校园中的应用[J].物联网技术,2012(06).

[3]韩蔚,宋文敏.物联网技术在智能校园中的应用[J].科技视界,2013(36).

[4]王宇,李继春.物联网技术在智能港口中的应用前景[J].集装箱化,2010(12).

[5]唐永强,岳鑫.ZigBee技术在智能校园建设中的应用展望[J].科技传播,2013(09).

(作者单位 集美轻工业学校)

编辑 张珍珍

智能交通论文范文第5篇

作为数字经济发展的引领性和代表性技术,人工智能与制造业的深度融合前景广阔。有报告显示,未来5年全球人工智能产业将保持年均30%以上的增长率,并在2025年规模超过6万亿美元。人工智能已成为国际竞争的新焦点,是中国实现高水平科技自强自立的关键领域。虽然中国在人工智能应用领域具有优势,但在基础研究、根技术等方面仍存在“卡脖子”问题。面对日益激烈的竞争态势,如何推动人工智能产业实现高质量发展?为此,我们专访了中国国际发展知识中心副主任、国务院发展研究中心研究员魏际刚。
人工智能成为大国竞争的新焦点

《领导文萃》:人工智能为何成为当今大国竞争的焦点?当前人工智能产业核心技术呈现出怎样的全球竞争态势?中国在全球竞争中处在什么地位?

魏际刚:21世纪从互联网时代迈进智能时代,人工智能作为新的通用目的技术,正在深刻推动人类社会的发展进程。人工智能技术有望成为扩展知识、增加繁荣并丰富人类体验的最强大工具,将是创新经济的基础和国家巨大力量的来源,人工智能将会深刻影响我们的经济、社会、和国家安全。

人工智能正在成为大国竞争的新焦点。美国在加大投入以推动其人工智能产业发展的同时,还通过实体名单等各种措施严防中国人工智能产业发展。美国从政府组织、投资、人才等方面的政策机制入手,以确保美国在人工智能领域关键技术持续领先。美国白宫连续发布《维护美国人工智能领导力的行政命令》和《美国人工智能计划》,将保护美国在人工智能及其相关关键技术的优势和严防战略竞争对手以及敌对国家的获取列入国家人工智能战略。2021年5月以来,又提出《2021美国创新与竞争法案》等,作为美国重塑国际秩序、重振美国领导力的航母级提案,其中关于科技竞争的《无尽前沿法案》,将人工智能作为美国10个最关键的新兴科技领域之一。

欧盟通过建立基于欧洲价值观和规则的人工智能解决路径并向全世界推广,以求实现其全球性的行业领导地位,落实支撑欧洲的“技术数字主权”。

中国高度重视人工智能发展。习近平总书记在党的十九大报告中指出,要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。《新一代人工智能发展规划》《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》等多个国家政策陆续出台。“十四五”规划和2035年远景目標纲要也做出了相关部署:“要在事关发展全局和国家安全的基础核心领域,瞄准人工智能、量子信息、集成电路、先进制造、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,前瞻部署一批战略性、储备性技术研发项目,瞄准未来科技和产业发展的制高点。”

人工智能产业的核心技术是以人工智能芯片、系统软件和人工智能开发框架为代表的基础软硬件技术。人工智能基础设施层AI芯片、芯片使能(即系统软件)和AI框架,基本被美国厂家所占据,英伟达(Nvidia)的人工智能高端芯片占我国90%以上高价值市场份额。美国谷歌和脸书以开源和免费人工智能框架抢占人工智能算法创新源头。在技术应用上,我国也仅仅在计算机视觉上有一定的积累和优势,其他的如自然语言处理、人机交互等方面依然是美国企业占据主导地位。在行业应用功能上,我们在金融、安防、医疗、城市大脑、自动驾驶等等有很多应用,但是这些应用绝大部分都是依托于美国的人工智能根技术,这样会导致我国的人工智能长在别国的“黑土地”上,随时都会出现受制于人的情况。整体的竞争态势非常严峻。

《领导文萃》:能否具体介绍一下美国是如何实施其人工智能战略,积极推动人工智能研究开发和产业应用,以保持竞争优势的?

魏际刚:美国将人工智能作为战略优先领域,采取一系列措施来保持其优势地位,同时严防竞争对手获取关键技术。

一是联邦政府统筹协调人工智能战略事宜。2021年1月,美国白宫成立国家人工智能倡议办公室,统筹协调人工智能研究和决策中政府部门、企业、学界和其他利益相关者;负责监督和实施国家人工智能战略,消除人工智能发展、创新及军民合作障碍,定期更新国家人工智能战略。

二是国防部成立专门组织推进专项研究和实施。为解决军事复杂场景需求与人工智能融合的困难,2018年美国国防部成立联合人工智能中心(JAIC)推动应用研究,建设和运营国防统一人工智能平台,加速国防无人作战系统、自主攻击系统、人机交互系统等共性技术的研究和产品开发。

三是增加研发投资,推进技术突破。未来5年美国政府将投资64亿美元用于政府非国防领域的人工智能研究、公共数据集建设和应用开发与落地研究。2021年,国防部人工智能科研预算达到8.4亿美元,用于国防人工智能科研平台建设、应用开发及下一代人工智能理论和芯片架构研究。

四是培养和吸引人才,抢占人工智能战略制高点。培养高水平人工智能研发专家和高学历人才,通过STEM教育培养各层次实用人才。通过设立奖学金、提供就职机会和特殊晋升渠道等,吸引并留住全球人才。

五是重塑半导体安全供应体系,严控人工智能技术和产品出口。通过《美国芯片法案》,以投资税收返还、抵免等方式鼓励私营部门发展半导体技术创新和投入。建设包含美国、荷兰、日本在内的国际晶圆厂联盟,提升美国半导体设计、制造、封装和测试能力。与盟友及合作伙伴协同,建立广泛统一的安全联盟,在人工智能技术和产品早期开发阶段嵌入安全设计,防止竞争对手获取关键技术。

六是孤立与压制战略竞争对手。一方面,美国通过技术、标准和应用方面的合作,与 G7、北约、欧盟、印度、越南、韩国等建立联盟关系,为其人工智能行业打开国际市场。发起成立了由美国领导的人工智能伙伴组织(PAI),吸收除中国大陆外的全球130多个人工智能领军企业和研究机构加入。另一方面,美国将我国视作战略竞争对手,通过实体清单等手段打压我国人工智能企业发展。2019年开始,美国发布实体清单(EL)和军事最终用户清单(MEU),通过审查最终用户和用途,对人工智能技术和产品的出口贸易做出限制,通过美国外国投资委员会严格管控外国企业收购美国人工智能企业和技术的商业行为。2020年1月,美国政府限制人工智能软件出口的新规正式生效。


中国人工智能产业发展成就与面临的问题

《领导文萃》:2017年,国务院发布了《新一代人工智能发展规划》。经过近5年的发展,中国人工智能产业取得了哪些成果?

魏际刚:中国人工智能产业近年来一直保持高速增长态势,主要原因是受政策支持、技术积累、庞大的内需市场等因素的驱动。中国人工智能产业在互联网、公安等领域的应用已经处于国际前列,逐步形成了相对完善的产业体系,华为、寒武纪、百度等一批骨干企业纷纷涌现。在此次新冠疫情中,我们可以看到人工智能产业在抗疫方面的重要作用,展现了与医疗等行业交叉的商业价值和社会价值。中国人工智能产业已经进入活跃期,市场前景广阔。

《领导文萃》:当前中国的人工智能产业存在哪些制约发展的问题?

魏际刚:中国人工智能产业存在芯片和开发框架的关键自主根技术落后、基础设施薄弱、行业落地困难、顶尖人才缺乏等问题。

首先,关键自主根技术落后。中国人工智能产业的发展,尤其是政府、军事等领域的关键应用,主要建立在美国根技术的基础上。除了前面提到的英伟达的人工智能高端芯片以及Google和Facebook的人工智能框架,TensorFlow和PyTorch占中国份额已达到85%以上,其中TensorFlow一周的下载量超中国所有自主人工智能框架2020年下载量之和。人工智能基础算法的30多个专利掌握在谷歌手里。中国人工智能基础软件、应用软件、算法等需要借助国外技术才能发展和演进,高端芯片等“命门”也掌握在美国手里。如果长期持续在国外根技术基础上发展人工智能产业,将导致中国错失自主发展的历史性机遇。

其次,基础设施建设薄弱,算力昂贵稀缺,行业开放数据集不足。尽管中国互联网行业产生了海量结构化数据,带动算法技术快速成熟,但大规模开放行业数据集缺乏。比如,互联网图片识别常用的ImageNet数据集有14197122张图片,而工业视觉常用的工业质检数据集仅1000张左右。但工业质检的准确率需要达到99.99%,对比互联网95%的准确率要求更高,更需要大规模高质量的数据集进行训练。大规模高质量的数据集是人工智能发展的基础,也是人工智能与实体经济融合的关键。据统计,国内大量行业数据资源集中在教育、医疗、交通管理等公共部门,占比高达75%。互联网等行业的数据集更是由少数几家巨头掌握。由于国内人工智能数据生产、交易和治理机制缺位,政府部门和企业出于法律和商业利益考虑,大量高质量数据的共享与传播受到限制,无法得到有效利用。

再次,應用门槛高,落地领域不均衡,整体智能化水平较低。人工智能需与各行业的业务流程、信息系统、生产系统等跨领域深度融合才能产生价值。目前,中国85%以上人工智能算力集中在互联网、公安行业,在教育、医疗、养老、环境保护、城市运行、司法服务、交通、能源、制造等领域尚未得到深度应用。此外,工业领域细分子行业多、应用场景复杂,相应的算法模型需要订制,人工智能应用快速复制存在困难。

最后,顶尖人才储备少。人工智能专业人员除需具备相应的硬件、软件、算法知识外,同时还需具备行业知识、人工智能知识、信息系统知识等。根据清华大学AMiner数据平台每年发布的“AI2000人工智能全球最具影响力学者榜单”,中国入选全球AI2000学者数量为196人,虽然位居第二,但仅占全球9.8%,约为美国高层次学者数量的1/6。高层次人才的短缺也直接导致我国人工智能关键根技术和算法创新方面能力的匮乏。推动中国人工智能产业的发展亟须建设高水平的人才队伍和创新团队。
中国人工智能产业的前景分析

《领导文萃》:您刚才谈到我国人工智能关键根技术和算法创新方面能力的匮乏,那么这个瓶颈应如何突破?依靠开源代码和算法是否足够支撑人工智能产业发展?如果可以的话,为什么要有自己的底层框架和核心算法?

魏际刚:从当前的情况来看,国内的人工智能绝大部分都是基于英伟达的芯片、系统软件以及Google和Facebook的开源框架来进行开发的。开源根社区对于一个国家的IT产业是否具备独立演进能力、能否长期持续发展至关重要。主要体现在如下几个方面:

一是根社区的开源协议遵循所在国的司法解释。虽然开源协议一般遵循无歧视原则,但所在国可以修改法律,对开源协议和社区施加额外的约束,限制特定国家和企业参与社区的权利。比如美国将华为列入实体清单以后,Docker社区曾暂停华为参与社区活动的权益,虽然经过斡旋重新开放,但也在一定程度上证明所在国法律对社区开放性、公正性的威胁。

二是社区项目的代码托管受所在国出口管制条例约束。社区是无形的组织,但开发者在社区的贡献以代码的形式完成知识的沉淀,并最终在代码托管平台上留存。以全球最大的代码托管社区GitHub为例,其贸易管制申明中明确指出,需要遵守美国出口管理条例,将配合美国监管机构,在允许的范围内向受制裁市场的开发者提供免费代码协作服务。

三是社区所在国的司法管辖。所在国可以国家安全等理由限制特定国家和地区的企业使用开源社区的技术。比如美国要求不对受制裁国家开放含美国元素的技术,而Apache等位于美国的开源社区只能限制来源于叙利亚、伊朗等国的IP访问请求。

四是中国不缺开发者,缺的是根社区。当前我国IT技术和系统的根在美国。中国是世界上最大的IT消费市场之一,我国信息系统大量使用开源社区的技术和产品。但全球4大开源社区、10大开源项目均在美国,我国几乎所有的信息系统都基于美国社区的技术来构建的。另一方面,中国开发者是美国开源社区第二大人才来源国和最大贡献方,以GitHub 2019年数据为例,来自中国的开发者占据活跃开发者的14%,贡献了550万个项目。

值得注意的是,根技术若不能突破发展,我国将难以与生态成熟、市场广阔、用户众多的少数先进国家竞争,甚至错失历史性发展机遇。应综合施策,充分发挥制度与市场优势,加强人工智能产业发展的战略与战术谋划,促进人工智能自主根技术发展,建设集约化人工智能基础设施,加快人工智能与产业深度融合,培育多层次人才,确保我国在中长期国际竞争中处于领先地位。

从以上可以看出,人工智能的发展如果基于国外的开源社区和算法发展,将面临很大的断供风险,我国有市场,有人才,具备打造自己的开源根社区培育自主可控的产业生态的能力。

值得注意的是,根技术若不能突破发展,我国将难以与生态成熟、市场广阔、用户众多的少数先进国家竞争,甚至错失历史性发展机遇。应综合施策,充分发挥制度与市场优势,加强人工智能产业发展的战略与战术谋划,促进人工智能自主根技术发展,建设集约化人工智能基础设施,加快人工智能与产业深度融合,培育多层次人才,确保我国在中长期国际竞争中处于领先地位。

《领导文萃》:中国在人工智能芯片领域是否存在换道超车的可能性?

魏际刚:当前中国在人工智能芯片领域,已经有众多的厂家入局,但是大多数是推理芯片聚焦在特定的应用,市场比较分散,不具备打造生态的能力。目前只有少数几个厂家训练和推理并重,在人工智能芯片领域,国家当前也在牵引集约化的算力建设,人工智能计算中心在各地政府的主导和推动下也迅速地发展起来,我国集约建设的人工智能算力还是过于偏小,无法满足产业的需求。

在当前芯片制造制程受限的情况下,除了人工智能芯片,我们还需要在软硬件协同创新上下功夫,以更好地发挥芯片的算力,同时做好软件的生态,把人工智能生态培育在我国的“黑土地”上,这里面特别重要的是人工智能框架,这个可以看作是人工智能的操作系统,发展我国人工智能框架根技术的战略机会已经来临。虽然源于美国的TensorFlow、PyTorch等盛行,但全球人工智能框架领域尚没有完全成熟,还面临诸多挑战,包括超大模型的挑战、AI与科学计算结合的新机会新挑战、多样性算力芯片蓬勃发展的挑战、AI应用在各行业处于应用上升期面临各种行业应用的挑战、AI编程与AI生产部署的挑战等等。

中国可以抓住这些机会打造人工智能框架的根技术,支持快速创新,拓展应用生态,成为发展我国AI产业的桥头堡,争取在以下几点完成弯道超车。

一是,配套国内自研AI硬件(如昇腾,鲲鹏等),全面协同优化实现性能最优:支持国产硬件使能,软硬件垂直打通;二是,开源开放的AI生态体系:国内自主把控开源节奏和社区运营,聚集AI产业的各种领先创新技术,发展繁荣的国产AI技术生态;三是,原创原生应用模型:基于原创模型,实现最佳的运行性能和推理精度。

《领导文萃》:数据泄露、算法偏见、个人隐私、伦理责任、技术滥用等安全隐患和风险,也会影响人工智能的发展。如何从立法和行业监管角度引导人工智能的健康发展?

魏际刚:在国务院发布的《新一代人工智能发展规划》中,明确提出人工智能治理“三步走”战略目标:到2020年部分领域的人工智能伦理规范和政策法规初步建立;到2025年初步建立人工智能法律法规、伦理规范和政策体系,形成安全评估和管控能力;到2030年建成更加完善的人工智能法律法规、伦理规范和政策体系。国家新一代人工智能治理专业委员会于2019年6月发布《新一代人工智能治理原则——发展负责任的人工智能》,提出八项治理原则以发展负责可信的人工智能。

行业层面不断探索人工智能治理实践方案。中国人工智能产业发展联盟于2019年8月发布《人工智能行业自律公约》,旨在引导和规范行业从业者行为,并于2020年8月发布了《可信AI操作指引》,从实际操作层面对落地可信 AI系统进行了细节性规范。全国信息安全标准化技术委员会TC260工作组,于2020年11月发布《网络安全标准实践指南——人工智能伦理道德规范指引》意见征求稿,针对可能产生的人工智能伦理道德问题,提出了安全开展人工智能相关活动引领要求。
推动人工智能基础研究与产业转化的必由之路

《领导文萃》:从基础研究到产业转化,是一条漫长而艰辛的科技创新之路。有哪些途径可以将这条科技成果产业化之路缩至最短?

魏际刚:产学研用联合,打通供需两端,是将基础研究快速进行产业转化的有效路径:

一是加强研究机构和商业机构的对接,考虑组建联合实验室,让基础研究更接近市场,牵引市场需求的同时,也通过市场来反向驱动基础研究。二是政府牵引加大基础研究的投入,从高校到企业,重视基础研究的投入,才有可能实现市场创新商业创新,形成正向循环。三是政府加大人工智能应用的牵引,如人工智能行业渗透率,加大政府对人工智能的采购,反向驱动人工智能的基础研究,加速基础研究的成果转换。四是加快政府主导的人工智能计算中心建设,打造人工智能生态创新中心,加快人工智能基礎研究和产业的对接,加速产业聚集和成果转换,如华为和鹏城实验室合作的盘古大模型,在“一带一路”小语种的翻译上可以做出很大的贡献,比如短时天气预报(2-3小时的天气预报),对应对极端天气的情况能起到很好的预警作用,减少灾害的发生。

《领导文萃》:如何推动企业参与人工智能产业转化,以加快人工智能与其他行业的融合创新,实现人工智能规模化应用?

魏际刚:一方面,鼓励领先地区结合当地优势产业,聚集龙头企业和科研院所的创新力量,配合人工智能计算中心,建设区域人工智能生态创新中心,面向传统企业提供关键人工智能共性技术,赋能企业数字化、智能化发展,打造产业集聚效应。鼓励行业龙头企业联合高校院所,采用产学研合作模式创建一批国家级或省级人工智能重点实验室、新型研发机构、工程(技术)研究开发中心、企业技术中心等公共技术创新平台,促进人工智能前沿核心技术和应用技术开发研究,开展科技成果转化和行业标准制定等工作,掌握核心技术,形成自主知识产权。培育具有重大引领带动作用的人工智能产业,加快促进人工智能与各产业领域深度融合,推动形成数据驱动的智能经济形态。出台相关奖励和减税等鼓励政策,大规模推动企业智能化升级,提供算力补贴给符合申请规定的企业,对其制定免税、减税等激励措施,鼓励创新投入。鼓励企业与高校合作开展尖端科研工作。

另一方面,在人工智能产业聚集的重点区域围绕重点行业,如医疗、交通、安全、制造、能源等建立“人工智能+”国家重点实验室,以人工智能技术在行业的应用落地为核心,开展行业智能基础研究和应用创新工作。通过人工智能技术与行业应用场景的结合,制定相关技术框架、标准、规范,形成具有行业引领和示范作用的系统性原创成果,力求实现关键技术的突破与集成。加强行业人工智能实验室研究成果的衔接与转化,构筑面向该行业的人工智能技术支撑和赋能能力,促进我国各行业智能化发展。

人工智能作为新的通用目的技术,其基础研究需要由政府统筹,主导制定出科学、长期的规划。发挥市场的牵引作用。遵循市场规律,坚持应用导向,突出企业在技术路线选择和行业产品标准制定中的主体作用,加快人工智能科技成果商业化应用,形成竞争优势。总结来说,政府是基础研究的火车头,基础研究机构是车身,市场是催化剂,只有这样才能形成正向的循环。

《领导文萃》:基础研究处于应用技术的前端。如何看待政府与市场在基础研究中的作用和角色?

魏际刚:基础研究具有研究周期长、资源投入大、辐射面广的特点,仅仅依靠政府或者仅仅依靠市场都是不现实的。人工智能作为新的通用目的技术,其基础研究需要由政府统筹,主导制定出科学、长期的规划。发挥市场的牵引作用,遵循市场规律,坚持应用导向,突出企业在技术路线选择和行业产品标准制定中的主体作用,加快人工智能科技成果商业化应用,形成竞争优势。总的来说,政府是基础研究的火车头,基础研究机构是车身,市场是催化剂,只有这样才能形成正向的循环。

《领导文萃》:自主创新是开放环境下的创新,决不能关起门来搞。如何实施更加开放包容、互惠共享的国际科技合作战略?为适应新技术、新场景的科技创新,需要建立哪些必要的基础规则?

魏际刚:国际方面,要求同存异,包容协作。以构建人类命运共同体为最终目标,面对各国对人工智能科技伦理的关切建立互信,支持联合国在人工智能科技伦理和标准规范制定中发挥领导作用,携手打造开放、公平、公正、非歧视的发展环境。推动落实二十国集团人工智能原则,引领全球人工智能健康发展。

为适应新技术、新场景的科技创新,实施更加开放包容、互惠共享的国际科技合作战略,要坚持国家新一代人工智能治理专业委员会《新一代人工智能治理原则》提出的和谐友好、公平公正、包容共享、尊重隐私、安全可控、共担责任、开放协作、敏捷治理等八条原则,既要立足国家发展全局,又要准确把握全球人工智能发展态势,加强沟通,消除误解,建立互信,努力构建科技突破、产业发展、全球合作的良好局面。
从战略高度推动人工智能根技术发展

《领导文萃》:如何明确中国人工智能根技术发展路线,促进人工智能根技术突破和创新,支撑人工智能产业高质量发展?

魏际刚:从国家层面来看,可以成立人工智能根技术发展领导小组,对人工智能技术体系进行整体规划设计并统筹推进规划落地。应培育一批人工智能高端芯片、框架领域的头部企业,构建基于根技术的生态体系,推动其在各行业、各场景中广泛应用。建议启动“人工智能根技术”国家重点研发专项,重点扶持人工智能高端芯片、框架自主研发,资金投入上与美国在人工智能基础技术上的投入相当,力争三年内形成可持续、不依赖国外技术的根技术路线,并在部分领域实现国际领先。

从技术层面来看,围绕高性能芯片,发展适用于人工智能计算范式的内核架构、内存系统、高速互联、协处理机制和芯片封装等技术;围绕人工智能框架,发展安全可信体系和人工智能应用使能软件,高性能使能基础软件,完善统一编程接口、动态计算图执行、弹性计算等技术;基于人工智能芯片和开发框架,发展软硬件协同和系统级优化技术,构建异构软件编程及开发体系。

从国际合作层面来看,应加强与欧洲AI4EU联盟等人工智能组织的联系,建立技术生态合作,与欧盟人工智能高级专家组(AIHLEG)的专家进行互动;与欧洲大型ICT技术公司和行业独角兽加强商业联系,发挥顶级合作伙伴在欧盟内部的影响力,在交通、制造、医疗等重点行业树立样板,强化中欧人工智能领域经济联系;识别欧盟重点高校顶级教授,通过顾问、招聘等模式建立合作关系,聚焦德法等国重点高校,落地高校教学合作;对欧盟政策、法律保持跟踪,在标准领域,引导中欧形成基于我国人工智能技术路线根技术的统一标准,形成类似于5G通信领域的标准联盟。确保在美國技术被阻断的背景下,中国仍可获得全球人工智能的领先技术、思想,相互交流促进,避免封闭发展。

《领导文萃》:基础设施是经济社会发展的基石,其中既包括传统基础设施也包括新型基础设施。应从哪些方面推动人工智能新型基础设施建设?

魏际刚:可以从人工智能计算中心、高质量公共数据集、数据生产和流动机制建设等角度着手。第一,通过政府主导,配套国家和地方产业发展资金,集约化规划和建设一批人工智能计算中心。并在此基础上,搭建算力公共服务平台、人工智能应用创新孵化平台、产业聚合以及协同创新平台、人才培养及标准孵化平台。第二,推动数据开放,特别是政府公共部门(政务、医疗)和央企(能源、交通、金融)定期发布脱敏数据。数据集存储在国家投资和管理的计算中心和创新中心供行业企业免费使用,人工智能计算中心及平台提供数据集安全可信及开放共享。鼓励民营部门开发脱敏数据集给教育和科研机构使用。第三,推进数据生产和流动机制的建设,调动政府部门、产业界、学术界、公众等创新主体实现良性互动。明确数据格式、元数据标准,开发标准库和工具包,制定并统一数据标注规范、存储安全标准、使用方法等;推动政府机构间、政府与企业之间、企业与企业之间的数据分级访问,增强数据保护意识;鼓励各类机构为人工智能训练和测试开发公共数据集,提高数据可用性。

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