时间:2023-02-10 20:41:04

关键词:人工智能;智能家居;智能音箱
一、相关概念
(一)人工智能。人工智能是一门研究、理解和模拟人类智能,并且发现其内在规律的学科。它是计算机科学的一个分支,试图发现智能的实质,并创造出一种以人类思考的方式做出相似反映的智能机器。同时,它又是计算机知识、心理学知识和哲学知识的集合,模拟人的意识和思维过程,让机器能够做到只有人类智慧才能做到的复杂的事项。
(二)智能家居。智能家居是嵌入式技术、通信技术和网络技术的集合,通过系统将各种家居与人们的居家生活紧密结合,以提高人们生活的舒适感和安全感。随着人工智能的迅猛发展,智能家居正与人工智能紧密结合,让消费者享受到更人性化的居家体验。
二、文献综述
欧阳婷梓研究了人工智能对智能家居的影响,认为人工智能应用的落地将会使智能家居产业升级,同时还指出Al技术还有待突破,市场决定人工智能能否再次爆发。荣华英和兼国恩研究了人工智能发展背景下国际智能家居行业贸易发展前景,认为国际智能家居行业贸易将朝智能产品设计、智能生产制造、智能高效物流和智能商业服务方向发展。吴斌在研究我国智能家居系统发展存在的问题时,指出要制定行业标准体系,降低系统成本并完善售后服务。
观察现有研究,发现有关人工智能时代下智能家居行业发展的研究仍相对较少,本文指出Al对智能家居行业发展的影响,指出未来发展机遇,并预测未来该行业的发展趋势,对行业发展具有指导意义。
三、智能家居行业发展现状
(一)国际智能家居行业发展现状。美国的Amazon Echo、Google Home和Apple HomeKit占据了国外的智能家居语音控制平台市场,Contro14 利用Zigbee技术可以与世界知名品牌的家电产品连接,控制各种设备和系统;英国的Laing Homt公司早在2000年建立了“智能家居”示范街,给每栋房子都装上了智能管理系统,近年也在国内建立起了一些智能家居体验式展厅;日本软银生产的Pepper人形情感机器人能够读懂人类的情感,并做出相应的反映,在各种场合为人们服务,松下于2017年发布“Panasonic Home+全屋智能”战略,让全屋各个部分的功能都智能化;德国的Apartimentum未来型公寓将物联网应用和先进科技结合起来让住户的生活更加简洁舒适。据中国报告大厅发布的《2016-2021年中国智能家居产业市场运行暨产业发展趋势研究报告》数据显示智能家居市场规模逐年上涨,但增长速度开始放缓,随着人工智能的发展,行业开始进入技术融合,技术沉淀打造更加智能的家居用品的阶段,2016~2018年全球智能家居市场规模变化如图1所示。
(二)国内智能家居行业发展现状。2012年智能家居行业进入快速发展期,深受大众追捧,但进入2015年,销售增速开始放缓,随着政策的扶持,2016年市场规模增速开始上涨。工信部数据显示,我国物联网产业规模发展迅速,2010年规模超过2,600亿元,2015年达到7,500亿元,2020年产业规模将突破15,000亿元,物联网在智能家居、智能社区和智慧城市等领域发展愈发强劲。面对如此红利,相关企业加快布局,海尔建立U-home平台、美的建立M-Smart平台、阿里巴巴建立人工智能实验室并发布了智能音箱等产品。据中国报告大厅发布的《2016-2021年中国智能家居产业市场运行暨产业发展趋势研究报告》数据显示,未来几年智能家居市场规模持续上涨,市场前景看好,市场规模增长情况如图2所示。
智能家居产业错综复杂,涉及众多产品,根据目前各企业涉及的领域,大致分为六个流派:以海尔、美的为代表的传统家电企业,通过将原有的产品智能化提高销售;以阿里巴巴和京东为代表的互联网企业,通过自产智能硬件或与传统家电企业建立合作涉足智能家居行业;以华为和小米为代表的手机硬件企业,通过研发软件、生产硬件和建立智能家居生态系统进军智能家居行业;以Honeywell、Bosch和松下为代表的安防企业,在本身安防设备的基础上智能化,占据智能家居安防市场;以Amazon Echo和Google Home为代表的国外智能家居企业,通过语音识别和人工智能技术进军国内市场;以及一些提供云平台服务和小型硬件的供应商。
四、当前智能家居行业面临的问题
(一)缺乏规范统一的标准。在整个智能家居产业中,至今还没有制定统一的标准,导致各大公司各行其道,各自开发自己的系统,与其他厂商开发出来的系统并不兼容,目前具有代表性的是谷歌、苹果、微软加入了高通主导的AllSeen联盟,英特尔、三星、戴尔等公司组成了智能家居设备标准联盟OIC。之后,谷歌在收购Nest之后力推Thread,苹果自家提出Homekit。一方面用户的智能体验降低;另一方面加重了用户的转换成本。而人工智能是一项复杂的产业,它不是一两家公司就能经营好的,它需要各领域的公司参与进来研发技术、搭建平台、生产终端,各司其职,并用统一的标准将各个环节连接起来。
(二)缺乏人性化的伪智能。目前,智能家居产品大多通过手机来实现,但有些厂商以“智能”为噱头,将原本简单的操作强加到手机上,使得手机承担较多的功能。然而,除了年轻人对智能手机的操作较为熟悉,其他用户面对复杂的“智能”操作只能望而却步,严重缺乏人性化设计。
(三)需求低且价格高。一方面智能家居概念映入人们眼帘的时间较短,人们对智能家居还不太了解;另一方面智能家居智能化水平不高,操作复杂,运行过程中经常出错,严重打击了消费者的体验。同时,目前的技术水平有限,技术和产品的研发需要较高的研发费用,加上日常的维护费用,导致智能家居的消费价格偏高,打击了消费者的购买欲望。
(四)信息安全存在隐患。物联网信息传输过程中,个人信息极易被黑客窃取,不法分子通过这些个人信息进一步窃取用户的财产,会造成巨大的社会不稳定,对智能家居未来发展构成巨大威胁。如果智能家居产业在未来想占据较大一部分家居市场,就必须克服信息安全问题,加大信息的监管力度。
五、Al助力智能家居行业发展
(一)AI与智能家居结合进入最终状态。经过几十年的发展,智能家居经过了用App远程控制家电的单品智能化和多个电器间相互感应的智能互动两个阶段,以上两个阶段均为弱智能阶段,得通过手机来操作。而第三阶段是家居产品与人工智能的深入结合,赋予家居产品人性化,摆脱手机的操控,通过自主学习、主动记忆、自主决策为用户提供舒适的生活。
(二)提升全新的交互体验。语音交流以其与人交流的亲和感,成为当今最流行的人机交互方式。人类通过语音给机器下达指令,机器通过语音识别执行指令。近几年,语音识别技术取得重大突破,语音识别准确率达到97%以上。而智能音箱具有语音交互、提供音乐和有声读物等媒体内容、提供多种互联网服务以及可以对智能家居进行控制等功能,深受大众追捧,因而被称为智能家居的入口。为抢占智能家居的入口,互联网各大巨头纷纷加紧研究抢占市场。2014年11月,亚马逊推出智能音箱Echo,至今已有几千万的销量,随后谷歌推出GoogleHome,微软推出Cortana,紧接着国内的京东推出叮咚音箱,阿里巴巴也推出了“天猫精灵”,小米推出“小爱同学”。
(三)提供更安全、可控的应用环境。传统的密码输入和保护方式已经不再满足人们对操作便捷性和安全性的要求,于是推动了人们对生物识别技术的开发。生物识别是指通过计算机与生物传感器等高科技结合,提取人固有的生理特征和行为特征,以鉴定个人身份。目前人脸识别、指纹识别和虹膜识别已经得到广泛的应用。为达到更高的安全水准,通过红外线照射获取手指静脉图像的指静脉技术也在紧密研究当中,极大地迎合了人们对智慧生活的追求。
六、我国智能家居发展的机遇
(一)我国加速进入老龄化社会,智能家居需求增大。因为工作关系很多子女与父母在异地生活,难以妥善地照顾好父母的生活,而智能家居可以方便老人们的日常生活,提高老年人的生活质量,加上多年财富的积累,老年人的经济实力比年轻人要高,随着老龄化进程的加快,老年人人口的比例将加重,多重原因结合起来支撑起了未来潜在的市场需求。
(二)“智能家居”概念将越来越普及。通过前些年“智能家居”概念的炒作,各大新闻客户端、网站的转载宣传,让越来越多的人认识了解到智能家居的相关概念。近些年各大浏览器对“智能家居”关键词的搜索数量大幅度增长,随着科学技术的发展,人们对智能家居产品的信赖感也在增强。如今人们购买家具,对房屋进行装修也会考虑适当引进智能家居的相关元素进入日常的起居中。
(三)居民收入增多,消费价格将降低。随着经济的不断发展,人们的收入也在逐年上涨,到2020年我国将全面建成小康社会,届时人们的收入水平将会大幅增长,相比2010年翻一番。经济增长的同时,科技也在飞速发展,技术水平的不断完善降低了智能家居产品的成本,同时电信运营商的网络费用也在下调,日常的运营维护成本也在下降,消费者的消费成本将会大幅下降,市场需求将会激增,市场规模将会扩大。
(四)政策扶持,发展道路顺畅。智能家居产业发展被写入政府工作报告,政府相继出台《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》、《智能制造工程实施指南(2016-2020年)》、《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》等指导性文件,促进智能家居、智能机器人、智能制造装备等领域产业发展。并成立“中国人工智能产业创新联盟”和“人工智能产业技术创新战略联盟”,把涉及人工智能领域的所有环节全面整合,扫除阻碍人工智能发展的一切障碍。
七、我国智能家居行业未来发展趋势
(一)标准日趋统一。当智能家居行业依旧遵循现在的发展方式,各企业各行其道,系统间互不兼容,消费者将会对该行业产生疲倦,未来市场规模可能难以扩大。除非出现一家领导性标杆企业,拥有自己的系统,能够生产出所有类别的智能家居产品,用户对该企业提供的方方面面都很满意,进而垄断了整个智能家居市场。很显然,出现这种情况的概率很小,没有一家企业可以力挽狂澜,所以市场逼着企业间建立起统一的标准,为用户提供便捷舒适的生活体验。
(二)AI与智能家居的完美融合。人工智能在智能家居领域的广泛应用已是大势所趋,只有智能家居与人工智能的完美结合才会让人们的生活更加便捷。未来智能家居将会更加智能化、人性化,能够准确抓住用户的喜好提供相应的服务,根据用户的工作安排相应的行程。一整套智能家居系统犹如一个智能管家,在最优的时间提供最优的服务。
(三)个人信息更加安全。个人信息的安全是制约智能家居市场规模扩大的又一要素,因此行业内将建立起一套世界领先的信息安全标准,并且该标准能够和各地的法律法规衔接好,收集到的数据能够安全地储存好,能够记录数据的产生时间地点等情况,以便需要的时候能够查证。
八、结语
人工智能时代下智能家居行业仍将在相当的一段时间处于一个无统一标准、需求低、价格高的阶段,但随着老龄化进程的加快,智能家居概念的逐渐普及、居民收入不断增加、产品价格的不断下降,智能家居产品的市场需求将会逐渐增长,将促使企业间制定规范统一的标准,人工智能将会与智能家居完美结合,为用户提供更加舒适便捷的生活。
(来源:合作经济与科技 文/陈功正 王腾 陆畅 王蕴鑫 陈黎阳 编选:电子商务研究中心)
主要参考文献
[1]陈晋.人工智能技术发展的伦理困境研究[D].吉林大学,2016.
[2]邓中祚.智能家居控制系统设计与实现[D].哈尔滨工业大学,2015.
[3]欧阳婷梓.人工智能能否成为智能家居的强心剂[J].通信企业管理,2018.1.
关键词:智能;智能科学与技术;语义分析;知识体系;课程体系
中图分类号:G642 文献标识码:A
1 引言
“智能科学与技术”专业教育意指将“智能科学与技术的知识体系”传授给本科生或研究生。构建智能科学与技术的知识体系通常有两种途径:(1)经验归纳法,从社会实践和科学研究已经获得的知识集合中选择出若干,认为这些知识应该归属于“智能科学与技术”,且将其结构化与系统化。(2)概念演绎法。追问“智能科学与技术”的确切含义为何,由此联想其涉及的主要方面,概念推演形成的轨迹即是知识体系。两种方法的结论应是一致的。就实际操作而言,前者的主要环节是“选择知识”和“搭建体系”,而“选择什么”和“搭建成何样”就与研究者的偏好相关,常出现观点相左的情形;后者的主要环节是“明确语义”和“语义延伸”,能被称为概念的东西总是成熟的,即已有大量的先前研究,对此人们的分歧较少,而从概念出发的语义延伸又是遵循演绎逻辑的,由此而得的知识体系就易被公认。
本文的研究采用概念演绎法,具体的讨论依层次递进展开,首先明确“智能科学与技术”的中文语义,其次讨论该语义涉及的关键概念之内涵,进而合成这些关键概念的具体内容,继之概括“智能科学与技术的知识体系”,最后设计“智能科学与技术专业教育的课程体系”。
2 “智能科学与技术”的语义
尽管有逻辑上的先后,“科学”与“技术”通常被认为是并列的两种人类文化活动。“智能科学与技术”就应被分为“智能科学”与“智能技术”。
智能是某种行为主体所具有的能力和所表现的行为。这种具有智能的行为主体目前(也许永远)只有两类:生物(其中主要是人类)和机器。若以人类代表生物,智能就有两种表现形态,人类智能(human intelligence)和人工智能(artificial intelligence),后者是对前者的模仿与延展。
科学是为了获得所考察对象的知识体系,技术则是依据某种原理设计制造各种人工系统。由此,“人类智能科学”、“人工智能科学”、“人工智能技术”是无歧义的,而“人类智能技术”就不成立(确切地说,是间接地通过“人工智能技术”的方式表现出来)。
基于上述分析,“智能科学与技术”的语义由三部分构成,“关于人类智能的科学”、“关于人工智能的科学”和“应用人工智能的技术”。根据惯常的教育与研究分工,前者是心理科学领域的重点所在,后二者则是信息科学领域的前沿方向。目前国内所开办的“智能科学与技术”专业教育大多属于理工科本科,其侧重所在自然是“人工智能”。
支撑着“智能科学与技术”及其三部分构成的关键概念是“智能”、“科学”与“技术”,对其进行深入剖析有助于推演出“智能科学与技术的知识体系”。
3 关键概念的剖析
3.1 “智”对应于Intelligence
汉语中的“智”是“知”的后起字,而“知”是“出于口者疾如矢也”,意指认识的事物可以脱口而出。“知”添加了“曰”即为“智”,再清楚不过,“智,知而道出也”。智,就是人们日常口语中的“知道”。
英语中的Intelligence源于拉丁语的动词intellegere,意思是to understand。而intellegere是inter(interl与legere(to choose)的合成词,故它所表达的是“在推理基础上的理解”。
可见,汉语的“智”关注知识(识,知也。《说文》)及其共享;英文的Intelligence则强调知识及其可靠来源。有所差异并不妨碍将不同文化系统中的这两个概念对应起来。
3.2 “智”的派生词
尽管语义十分贴切,却不可将Intelligence直接汉译为“智”。在现代汉语中,单字形式的名词一般不用于表达抽象概念,因为单音节的高频率使用在言语交流中难以通畅顺口。通常都是采用双字形式的名词。“智”需要再添加一字。处理的办法无非两类,同义重复或附加意义。前者生成的是“智慧”,后者得到的是“智能”和“智力”。
智慧之“慧”,一方面与“智”同义(知或谓之慧。《方言》),另一方面又与佛教名词“般若”(Praina)相连,在中国的文化传统中,佛是高深至上的,这样,智慧的真理性就毋庸置疑。作为汉语词汇的“智慧”固定下来之后,除了与英文的Intelligence相对应,还与英文的wisdom(wise“聪明的”+dom“性质或状态”)相一致。更重要的是,wisdom就是希腊语的sophy,由此构成了philosophia(英文philosophy)。“智慧”连接着中国的佛教(与中国哲学相通)和西方的哲学。智慧是哲学层面的。
“智能”和“智力”都是“智的能力”的简称。推敲其中的意味饶是有趣。作为物理学概念的“能”和“力”,二者是一种源流关系,因而在汉语的习惯中,“能”更本质,“力”则外显,暗含着有高下之分。这样,智能有“智能人”、“智能机器”、“智能科学”等,智力则是“智力游戏”、“智力玩具”、“智力商数”等。层次的感觉是明显的。智能和智力是科学层面的。
“智”的派生词最常用的有三个:智慧、智能和智力,它们均可英译为Intelligence,但在汉语中分别属于三个层次,即哲学领域、科学领域(较高层次)和科学领域(较低层次)。
3.3 关键概念的文化比较
将与“智”相关的中文概念和与Intelligence相关的英文概念进行对比,可看出中西方文化的相通与差异,有助于更深刻明晰地理解“智能”的语义。表1是基于英语概念的文化比较。从中可见,“智能”较高于“智力”在西方文化中表现为对现在分词的偏爱。
表2是基于汉语概念的文化比较。英语的Intelligence可以笼统地表示汉语的“智、智慧、智能、智力”。现限定“构建智能科学与技术的知识体系”是一项科学研究(即不考虑“智慧”),再用“智能”作为“智能”和“智力”的统称,这样,“智能”就成为将要继续讨论的唯一概念。
3.4 智能之“能”
前已阐明,智能就是“智的能力”。这种能力究竟为何,学者们曾有过大量的讨论。其中一种通俗简洁的表述 被包含于后者之中。在人工智能中将二者分开,缘于它们的对象不同,前者针对的是自然界,后者则面向人类已有的知识积累。“推理”是生命体存在的基本前提。所以,关于人工智能的科学只有两个分支:机器感知/发现理论(派生于人的认识论)和机器推理理论(基于人脑推理理论的讨论)。
(4)应用人工智能的技术。第3.6节说明,技术就是应用手段、技能和方法设计与制造人工系统。图4模型所示意要设计与制造的人工系统只有专家系统和机器人。所以,应用人工智能的技术主要有两个:专家系统技术和机器人技术。
(5)基于现状的人工智能科学与人工智能技术的内容调整。前面将“机器感知”和“知识发现”归于科学范畴,其根据就是因为它们均是客观存在。然而,现在的“机器感知”还非常简单,对于诸如表情、语气等稍微复杂的客观现象就无能为力:“知识发现”也主要依赖于基于语法的关键词匹配,而对于如何有效地理解语义特别是语用还差得很远。鉴于如此现状,将“机器感知”和“知识发现”归于技术更合适一些。
(6)智能科学与技术的知识体系。集成上述的观点可得图5所示的知识体系。理论是概念、原理的体系(《辞海》),本身就是知识体系。技术包括手段、技能和方法,也是知识或知识指导下的操作。所以,智能科学与技术的知识体系由两个理论和四种技术构成。
图5的表示是粗线条的。正是因为它没有将与“智能”有关的科学理论和技术方法全部罗列出来,才有了一个简洁的框架,以便在此基础上进一步细分和添加,最终形成一个系统的图景。
6 “智能科学与技术”专业教育的课程体系
“智能科学与技术”专业教育的使命就是将图5所示的知识体系教授给本科生或研究生。学校教育总是以课程方式进行的。智能科学与技术的知识体系必须转化为课程体系。基于图5所示模型、兼顾目前大学课程设置的现状、特别是参照国内学者的研究成果和国内率先开办智能科学与技术专业的大学的探索性经验,提出“智能科学与技术专业教育的课程体系”的一种方案,见表3。
如表3所示,“智能科学与技术”专业的课程设置对应于智能科学与技术知识体系的主要内容(见图5),共六门主干课程:
(1)“脑与认知科学”。包括“脑科学”与“认知科学”。
(2)“机器学习”。推理是学习过程中所采用的主要方法,机器学习包含机器推理,在一般意义上可以认为二者同义。目前讲授机器学习的大学课程主要有:“机器学习”、“模式识别”(是实现机器学习的一种方法)、“计算智能”。后者包括“模糊计算”、“神经计算”、“进化计算”,讲授一些具有前沿性的理论与方法。
(3)“机器感知”。包括“机器视觉”模仿人类的视觉、“计算机语音技术”模仿人类的听觉、“自然语言理解”模仿人类对语言与文字的理解。
(4)“知识发现”。包括“信息检索”和“数据挖掘”,前者在数据库中进行关键字匹配、在万维网上进行关键字匹配、在语义网上进行语义匹配以获取所需要的信息,后者将信息组织到数据仓库中以便寻求信息之间的规律性关联即获得知识。
(5)“专家系统”。该课程所讲授的内容包括管理信息系统、专家系统、决策支持系统、多Agent系统。它们是人工智能为人类提供的实用型信息产品。
(6)“机器人”。利用机器来获得身心的解放与扩展是人类的梦想和永远的追求。拟人机器的设计与制造涉及诸多学科,在大学的专业教育中只能讲授一些基础概念。
可以将整个“智能科学与技术的知识体系”看作是一个对知识进行“输入一加工一输出”的结构。由表3可见,与知识输入有关的是“机器感知技术”和“知识发现技术”;与知识加工有关的是“脑科学理论”和“机器推理理论”;与知识输出有关的是“专家系统技术”和“机器人技术”。在智能科学与技术学科中,分工专门研究知识输入、知识加工、知识输出,就构成了其三个主要的研究方向:知识处理、智能理论与方法、智能系统与应用(如表3所示)。
7 结论
(1)智能科学与技术是人类智能科学、人工智能科学和人工智能技术的总称。技术的标志是用于设计与制造人工系统,因而“人类智能技术”并不直接存在。
(2)“智能”是“智的能力”的统称。中文的“智”之本义是“知而道出”,与英文的Intelligence(本义“推理基础上的理解”)尽管侧重不同,仍被认为语义相等。现代汉语不习惯单字形式的概念,“智”便有了三个常用派生名词“智慧”、“智能”和“智力”。前者属于哲学概念:后二者属于科学对象,是“智的能力”的两种不同简称,亦有层次高下之分。在科学领域,“智能”通常涵盖“智能”和“智力”。
(3)智能科学是指,认知智能事实、归纳智能规律、总结智能理论。
(4)智能技术是指,设计与制造人工智能系统的手段、技能和方法。
(5)智能(intelligence)应该是“能智”。即能知、能日、能推理、能理解、能应用。
(6)智能是以知识为主线的三个环节的序贯过程。智能表现为知识在知识获取、知识推理、知识应用三类活动中的定向流动和逐级提升。
(7)智能首先遇到的问题是知识表示。人类智能的知识表示是在文化传承中自然实现的,而人工智能的知识表示则依赖于专门的人为规定。这样,智能的内容就有四个部分:知识表示、知识获取、知识推理、知识应用。
(8)智能最简明最本质的定义是:知识+推理。人类智能的特征是,知识用自然语言表示、推理在人脑中进行;人工智能的特征是,知识用机器语言表示、推理用机器实现。
(9)人类智能的内容主要有五个:感官感知、信息检索、人脑推理、实际问题解决方案、实际问题解决方案的执行。
(10)人工智能是对人类智能的模仿与延伸,其主要内容也相应有五个:机器感知、知识发现、机器推理、专家系统、机器人。
(11)智能科学与技术的知识体系由两个理论和四种技术构成。智能科学与技术的知识体系涉及关于人类智能的科学、关于人工智能的科学、应用人工智能的技术,具体有脑科学理论、机器推理理论、机器感知技术、知识发现技术、专家系统技术、机器人技术。
一是始终注重科学理论指导。
市委市政府高度重视智慧城市建设的理论支撑和指导。早在2006年,南京市提出了“发展智慧产业、构建智慧城市”的初步构想,同时一直在跟踪研究世界智能城市发展的路径、理念、方法和实践进程。2007年“重洽会”期间,举办了“智慧产业发展与城市创新”高层论坛,论坛邀请了一批国际顶级专家,分别做了《发展智慧产业、打造软件名城》、《构建国际化的智慧产业生态区》、《谋划智慧城市发展、促进智慧产业创新》、《智慧产业发展与知识安全工程》等演讲。时任市委书记、现任省委书记罗志军出席论坛开幕式并发表了重要讲话。
2010年11月16日,市委联合南京大学等举办了“智慧南京高峰论坛”,两位诺贝尔奖获得者应邀到会就智慧城市发表演讲,论坛共同探讨“智慧城市”和“智慧南京”建设发展的构想和路径。省委常委、市委书记朱善璐在论坛上指出,“智慧南京”既是实现现代化国际性人文绿都的目标中的题中应有之义,是人文绿都建设的重要内容,也是南京未来发展的方向。建设“智慧城市”,是市委、市政府重要工作目标和任务,研究“智慧南京”发展模式,是应对金融危机之后的发展阶段,必须抢抓机遇、摆上日程和认真研究解决好的重要问题。它是南京利用自身特点充分发挥优势的必然要求,也是南京长期文化积累、城市进步的结果,还是顺应新潮流与时俱进的必然选择。在这之后,市政府又召开了若干场智慧城市的专题论坛,市政府领导及有关专家就智慧南京建设提出了一系列理论和建议。
二是始终注重顶层设计引领。
南京十分重视智慧城市的顶层设计,把它放在智慧城市发展的战略高度。市长季建业多次明确要求,要深化细化智慧南京顶层设计、系统设计、构架设计。智慧南京建设就是要推动城市的信息化应用。在规划上要进一步明确智慧南京的架构。季建业市长指出,要推进智慧政务、智慧商务、智慧事务建设。智慧政务就是政府管理的智慧化智能化;智慧商务,也属于智慧南京的一部分,现在我们考虑得不多,但是我们一定要把这个平台搭建出来。智慧事务,就是指与城市有关的管理体系,包括医疗、城管、环保等。政务商务事务加起来就覆盖了整个社会。政府的管理通过政务来运行;城市的商业运行,包括其他一些新的公司,都要通过商务平台运行;事务就是有关对社会事务管理的一些东西,跟老百姓生活直接相关的一些东西。还要推进智慧产业发展。之后,市政府多次召开专题会研究智慧南京的顶层设计,要求不断深化细化顶层设计、系统设计、构架设计,不断加大信息化基础建设投入,大力拓展信息技术市场应用,着力破解“信息孤岛”现象,构建统一规划、集约投入、集成发展、资源共享、高度整合、高效运转的智慧城市架构体系,更好地推动城市功能转型、产业发展转型和百姓生活品质提升。
南京市“十二五”智慧城市规划也是按照顶层设计的总体要求编制的,提出了智慧南京的总体架构,概括为“一大平台、三大领域、六大体系”,即以智慧城市云计算服务平台建设为核心,以满足政务、商务、事务三大领域应用需求为导向,推进信息基础设施体系、智慧应用体系、智慧产业体系、信息资源管理体系、技术支撑体系和政策保障体系建设。三是始终注重示范工程先行。
智慧城市建设是一个漫长的城市发展历程,不可能一蹴而就,现阶段智慧城市建设尚处于探索阶段,并无完备的经验可以借鉴,因此,当前智慧南京建设必须要有先导型示范工程的引领,抓住其关键环节,遵循科学性和可操作性原则,围绕城市发展的特色优势、产业升级的战略重点和群众对公共服务的迫切要求,来确定应优先实施的项目。从而使百姓尽受到智慧城市所带来的便捷。南京把政务数据中心、市民卡、车辆智能卡三大重点项目(简称“两卡一中心”)的建设确定为现阶段“智慧南京”的目标和雏形,即以车辆智能卡为物联网建设的突破口,以市民卡为行业应用整合的载体,以政务数据中心为城市级智能管控中心,试图先行构建一个能够代表智慧城市核心特征的微缩模型和智慧南京的基础,也是现阶段智慧南京的标识,旨在总结经验的基础上,为全面推进智慧南京建设奠定基础。
四是始终注重民生项目优先。
南京始终把关乎民生的项目作为智慧南京重点推进的工程和抓手,把智慧医疗、智慧旅游、智慧城管、智能交通等重点项目是智慧南京惠及民生的重点工程。目的是使市民感受到智慧南京给他们的学习生活工作带来实实在在的便捷,从而使智慧城市建设由政府意志主导变成市民自觉的行动。
五是始终注重突破传统思维。
南京一直充分认识和牢固树立智慧城市是城市信息化更高阶段的科学理念。2011年4月7日,市委杨卫泽书记强调指出,我们的根本目标是建设人民幸福生活城市,五年发展目标是率先实现基本现代化,长远发展目标是建设现代化国际性人文绿都,跻身世界发达城市行列。杨卫泽书记进一步指出,在规划和建设中,要全面融入现代化理念。要真正把低碳、绿色和智慧不是作为口号,而是从基础设施、城市营运和管理等方面真正融入、体现出来。这充分体现南京市主要领导对智慧城市的科学认识。
“人文绿都”是南京的城市定位,“智慧南京”理应引领南京的智慧人文的发展和城市的文化复兴。深厚悠长的人文底蕴、高素质的城市市民、创新型的城市建设和管理人才是智慧南京的灵魂、丰富的科教资源是智慧南京的财富。
南京将智慧人文列为智慧城市建设的重要领域,把提高城市市民的素质,造就创新型城市建设和管理人才,作为智慧南京的灵魂。南京城市人文底蕴厚重,既是优势,也可能是桎梏;南京科教资源丰富,如果充分利用就能变成智慧城市建设的财富,如果用不好,就有可能丧失已有的优势。南京正在充分挖掘高校、科研机构、大型骨干企业等资源优势,为构建智慧南京提供坚实的智慧源泉。以软件园、工业设计园、大学科技园、动漫创意园等园区为依托,努力构建有利于各类人才创新创业、展示才华的舞台。要完善创新人才的培养、发现、引进和使用机制,切实营造“引得进、育得精、留得住、用得好”的人才环境。同时,通过有效举措,鼓励市民终身学习,营造学习型城市的良好氛围,树立南京特有的智慧人文的良好形象。智慧城市努力挖掘和利用南京历史文化底蕴,梳理现实文化资源禀赋,加大智慧南京的文化含量,把创新、创业、创造等现代城市市民精神与智慧城市加以整合,突出大文化、大智慧,丰富智慧南京的内涵。
一、智能机器人
机器人是一种可编程和多功能的,用来完成搬运、安装、焊接、切割等不同任务的操作机,或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统[3]。 智能机器人则是一个在感知、反应、思维方面全面模拟人的机器系统,融合了机械、电子、传感器、计算机、仿生学、自动控制、人工智能等多学科知识的复杂智能机械,可以代替人从事危险复杂的工作,例如在工业、农业、军事、航天、医疗等多个领域大显身手。目前,各国正加快智能机器人技术的创新与发展,如美国再工业化和工业互联网战略、德国工业 4.0 战略、日本机器人新战略、韩国机器人强国战略等,机器人技术引领当今科技和产业发展态势。中国通过制定“互联网+”行动计划、“中国制造 2025”发展目标、“十三五”规划,,将机器人和智能制造纳入了国家科技创新的优先重点领域[4][5]。
二、 “智能机器人”和“智能控制”主题热点搜索
本文以“智能机器人”和“智能控制”为主题进行“学术研究热点”检索,检索结果显示了按照热度值排序的热点主题相关的主要知识点、主题学科名称、热度值、主要文献数、相关国家课题数、主要研究人员数和主要研究机构数。“智能机器人”相关知识点主要有移动机器人、工业机器人、仿人机器人、服务机器人、机器人导航、远程操作、人工智能、神经网络、模糊控制等知识点。
智能化是机器人控制和产业创新发展的重点。关于“智能控制”的热点知识主要包括模糊控制、神经网络、遗传算法、学习控制、自适应控制、变结构控制、预测控制、专家系统、非线性系统等知识点,这些知识点代表着“智能机器人”主要研究方向。
三、“智能机器人”和“智能控制”主题学术趋势和研究发展
CNKI数字图书馆提供“学术趋势”检索功能,为科研工作者了解“智能机器人”发展趋势提供了非常好的工具。本文通过“学术趋势”功能检索“智能机器人”和“智能控制”主题的学术趋势,图中不仅提供学术关注度,还提供热门被引文章供读者深度研究。图2显示智能机器人和智能控制方面的从1997年至2015年论文收录量逐年增大,2015年收录量达1343篇。读者可以从图2中及时掌握每年学术热点论文,从中深入学习“智能机器人”的具体研究方法和科研理论,为理论创新寻找突破口。
另外,CNKI数字图书馆还具有“指数”功能,通过对“智能机器人”和“智能控制”主题进行检索,得到以下各项信息:
“学术关注度”和“媒体关注度”是我们进行科学研究时比较关注的两个方面。通过对关注度的分析发现最近三年科研工作者和媒体对智能机器人的关注度剧增,预示着国家加大了“智能机器人”领域的投入和研究力度。
“关注文献”和“研究进展”搜索功能为读者提供了当前“智能机器人”领域高被引论文、下载量比较大的论文以及最新相关论文,为科研工作者迅速把握“智能机器人”研究的内容和研究趋势提供帮助。
“学科分布”为读者提供“智能机器人”和“智能控制”在不同学科领域的研究情况和“相关词”的统计情况。通过分析可知,移动机器人、智能制造、人工智能、路径规划、机器视觉、图像处理、虚拟现实、语音识别、声源定位等是分布在不同学科领域的“智能机器人”相关词,也是“智能机器人”目前重要的学术研究方向;单片机、模糊控制、神经网络、智能家居、智能电网、物联网、RFID、ZigBee、无线传感器网络、智能交通等是分布在不同学科领域的“智能控制”的相关词。因此,我们通过它们可以了解到跨学科智能机器人的研究动向。
“机构分布”显示了哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、上海交通大学、清华大学、浙江大学、中国科学院沈阳自动化研究所等多所研究机构是文献的主要提供单位,这为读者认识机器人研究机构提供参考。
结论
CNKI数字图书馆提供的“学术研究热点”、“学术趋势”和“指数”功能为我们展示了“智能机器人”和“智能控制”的研究热点和学术研究方向,为读者科研选题和科学研究提供学术参考。通过对“智能机器人”关键知识点的、经典科研论文和最新科研论文的深度分析,探索和挖掘智能机器人发展的技术空白点,发现最新研究方向。目前大学图书馆的资源整合和智能搜索功能还比较弱,需要进一步加强图书馆智能搜索引擎的构建和其他智能交互平台建设才能提高图书馆资源利用率和服务效能。
参考文献:
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[2]王长全,艾雰. 云计算环境下的数字图书馆信息资源整合与服务模式创新[J]. 图书馆工作与研究,2011,01:48-51.
[3]任福继, 孙晓. 智能机器人的现状及发展[J]. 科技导报, 2015(21).
关键词:航天类专业 人工智能 教学探索
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(b)-0155-02
面对航天科技迅猛发展,现代军备技术快速提升,培养具有专业性的高素质航天类人才,是我国航天科技发展的战略选择,也是航天重点高校面向并有效服务航天事业的历史责任。航天类本科生的教育形式也需要突破传统的方式,着重多样性、前沿性、工程性,因此,该专业的各门课程教育都应该结合专业特点,探索新的教学模式。
人工智能自1956年诞生50多年以来,引起众多科研机构、政府和企业的空前关注,已成为一门具有日臻完善的理论基础、日益广泛的应用领域和广泛交叉的前沿学科。由于航天领域的特殊要求,人工智能在其发展中发挥着不可替代的重要作用,各发达国家都相继开展了人工智能与航天技术相结合的研究,致力于实现可重构的、具有容错能力的、智能的飞行系统和管理系统。因此,“人工智能”作为航天类专业的一门特色选修课,应结合专业特点展开更具有实用性和创新性的教学。
1 人工智能课程特点
一方面,“人工智能”是一门多学科交叉的综合学科,它涉及计算机科学、数学、心理学、认知科学等众多领域,具有知识点多、涉及面广、内容抽象、不易理解、理论性强等特点,使得该课程的教学具有较大的灵活度和较高的难度。另一方面,“人工智能”是一门正在发展中的学科,具有较强的前沿性,计算机科学、信息科学、生物科学等相关学科的发展不断的提出了许多新的研究目标和研究课题,使得人工智能的技术和算法也需要不断更新,这在很大程度上增加了“人工智能”课程的教学难度。
2 航天类专业特点
首先,航天类专业具有较强的工程性。在专业的教学改革中有统一的特点,即强调要体现航天工程技术的综合性、系统性, 注重培养复合型人才。其次,航天类专业具有一定的前沿性。因为航天飞行器作为现代高科技和多种学科技术综合应用的结晶,应及时把现代先进科技融入到了专业基础和专业类的课程教学中, 专业知识更新快成为又一特点;另外,航天类专业应注重实践性教育。尊重个性和兴趣,强调动手能力,实验室对学生开放,要求学生自主地设计完成实验,强调对学生设计理念和创造能力的培养。最后,航天类专业应重视产学合作。产学合作的目的在于推动学校与航天产业的持续全面合作,造就一支科学技术研究和工程实践兼备的教师队伍。
3 教学模式的探索
3.1 教材的选择
人工智能作为一门新兴的学科,其理论与方法都还在不断的发展与完善中。就目前来看,关于人工智能的定义和范围都没有一个统一的标准,不同的教材所介绍的内容也不尽相同。在教材选用方面,需要综合考虑专业特点和学生的知识背景。本课程主要针对航天类专业高年级本科生,该类学生具有一定的数学、计算机、信息论、通信理论等基础知识,对航天应用的基本需求有初步的了解,因此,“人工智能”课程难度应该控制在中级,可以较深入的介绍人工智能的基础算法和应用案例。
中南大学蔡自兴教授积累了多年的教学与科研经验,借鉴了国内外其他专家和作者的最新研究成果,吸取了国内和国外人工智能领域学术书籍的长处,于1987年编写了“人工智能及其应用”一书,该书根据人工智能学科的新发展不断修订,推出四个版本。本课程采用“人工智能及其应用(第4版)”,其中大部分内容适合本科生学习。另外,本课程还给学生提供其他一些参考书目,如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence:A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等经典教材。
3.2 课堂教学形式的探索
“人工智能”课程内容较抽象,概念较为繁多,若采用单一的课堂讲授的方式,学生容易概念混淆、理解不透,逐渐产生厌倦情绪,导致教学效果差。本文探索不同的课堂教学手段,根据不同内容采用不同的教学手段,有利于学生对课程内容的理解与吸收。另外,考虑到航天类的专业特点,突出课程内容的工程应用,增加研究性质的教学内容与形式,有利于培养学生的创新能力和实践能力。
(1)课件采用图文并茂的PPT。综合利用文字、图像、声音、视频等多种媒体表示方法,在介绍原理和概念时采用精辟的文字,介绍算法流程时采用图像,介绍算法应用时采用视频。在PPT中适当利用不同的字体、颜色或动画来突出重点,细化流程,引导学生的思路,便于集中注意力接受重点内容。
(2)适当增加课堂讨论与练习。对于人工智能的一些基本问题,可以引导学生进行调研和讨论,来深化课程内容的了解,并提高学生的学习兴趣;对于重要的算法和理论,可以增加课堂练习,让学生实际动手进行公式的推导或演算,并在练习中分析学生对问题的理解程度,有针对性的增加讲解或指导。
(3)适当采用类比的讲解方式。对人工智能的不同学派,不同方方法,以及方法的不同应用,广泛的采用类比的形式进行讲解,不仅可以复习已学习的内容,也利于对新内容的理解。并且,通过对不同内容的比较总结相似点、区分不同点,可以避免概念的混淆,清晰的掌握课程内容。
(4)增加研究性教学。研究性教学强调通过问题来进行学习,有必要将实际应用案例或者授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去,用“启发式”、“案例式”教学激发学生“自主学习”能力。
3.3 课程内容的探索
一方面,鉴于本科生知识结构还不够完善,“人工智能”课程的内容要控制在适应本科生学科基础的中等难度;另一方面,鉴于航天类专业的特点,课程内容应更注重与航天应用相结合的内容,并且在课程中增加具体应用的介绍。具体的课程内容如表1所示。
3.4 考核形式的改革
“人工智能”课程注重学生创新能力和实践能力的培养,传统的试卷形式不能全面的反应学生的学习效果,因此,应采用课堂表现和课程报告相结合的方式进行综合考核。
一方面,重视学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,对学生课堂讨论与练习的表现进行考核评分,作为总成绩的参考;另一方面,注重学生课题调研和实践的能力,采取提交课程论文的形式进行考核。正确引导学生根据个人兴趣、课程内容、可行性、实践难度进行合理选题,并根据所选题目进行文献查阅和总结,完成调研报告或算法实现报告。结合者两个方面进行最终成绩的评定,综合衡量学生问题分析能力、论文写作能力和创新实践能力。
4 结语
航天类专业的本科生教学需针对专业特点有的放矢,该专业的课程教育都应该趋向于前沿性、专业性和实用性。本文的“人工智能”课程教学改革方案不仅考虑到该课程属于前沿叉学科的特点,也综合考虑了航天类专业的特点。为了使课程教学更好地服务于学生,本文提出的改革方案打破传统的教学模式,将课堂理论讲解、课堂讨论、课后调研、项目实践等相结合,充分调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的创新能力,有利于培养真正符合航天领域所需要的综合型高级人才。
参考文献
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关键词:人工智能技术;教学方法;编程能力
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)16-3865-02
1 概述
2008年11月16日,中国科协成立50周年新闻会在北京召开。在新闻会上,“五个10”系列评选活动,即10位传播科技的优秀人物、10部公众喜爱的科普作品、10个公众关注的科技问题、10个影响中国的科技事件、10项引领未来的科学技术评选结果揭晓。10项引领未来的科学技术是:基因修饰技术;未来家庭机器人;新型电池;人工智能技术;超高速交通工具;干细胞技术;光电信息技术;可服用诊疗芯片;感冒疫苗;无线能量传输技术。
人工智能技术学科是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。指人类的各种脑力劳动或智能行为,诸如判断、推理、证明、判别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动,可以用某种智能化的机器来予以人工实现[1]。
通过《人工智能技术》课程的学习,使学生对人工智能技术的发展概况、基本原理和应用领域有深入了解、对主要技术及应用有一定掌握,并对现代人工智能技术发展的方向有所研究。通过人工智能技术课程的学习与研究,启发学生对人工智能技术的兴趣,培养知识创新和技术创新能力,并能将人工智能技术融入到今后所开发的计算机软件之中。
《人工智能技术》是一门众多学科交叉的新兴课程,其涵盖范围广,涉及知识点多,知识更新快,内容抽象,不容易理解,理论性强,而且需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力,这给该课程的讲授带来了一定困难。《人工智能技术》也是一门应用型学科,怎样将理论运用到实践中,使学生将学到的人工智能技术知识和思想运用到自己的实际课题,这也是该课程需要解决的问题之一。
因此,对《人工智能技术》课程教学来说,我们要了解课程的最新信息,把握课程的特点,帮助学生找到好的学习方法,使他们能充分发挥自己的创新思维能力,提高学习兴趣,该文给出了《人工智能技术》课程的教学与实践的探索。
2 教学与实践的探索
2.1 教材和实验教学内容的选取
1) 人工智能技术是整个计算机科学领域发展最快,知识更新最快,最前沿的学科之一。在教材选用方面,我们采用了蔡自兴教授等主编,由高等教育出版社出版的《人工智能基础》这本教材。蔡自兴教授的主要研究领域为人工智能、机器人学和智能控制等。这本教材是作者在美国国家工程院院士、普度大学教授傅京孙先生的指导和鼓励下编写,借鉴了国内外人工智能技术研究领域专家的最新研究成果和学术书籍的长处,该书比较全面地介绍了人工智能技术的基础知识与技术,材料新,易于理解,兼顾基础及应用[2]。
此外,我们还给学生自主学习提供多种类型的学习资料,其中包括参考书目,如:Russel S, Norvig P.等编著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》一书,人工智能技术国内外期刊,如电子学报,计算机学报,人工智能与模式识别,Artificial Intelligence,Journal of Artificial Intelligence Research,Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence,AAAI: American Association for AI National Conference等人工智能技术会议,使学生能够掌握人工智能技术的更多前沿动态,提高学习兴趣。
2) 配套的实验教学内容。《人工智能技术》是一门理论性和实践性都很强的课程,实践性教学环节对该课程尤为重要。除了完成课本上的作业之外,还注重实验教学,培养学生的创新能力、算法设计能力和编程能力。首先,每个章节设置相应的实验,而实验内容经过严格的考虑,如:五子棋游戏,产生式系统,旅行商问题,传教士和野人问题,BP神经网络实现简单的分类,遗传算法、人工生命程序等,要求学生运用所学章节的知识,独立地设计和实现实验内容。实验报告包括简述实验原理及方法,给出程序设计流程图,源程序清单,实验结果及分析等内容,通过这种方式,进一步加强学生的信息获取能力和研究能力。
2.2 教学方法和手段的改革
人工智能技术课程交叉性强,涉及面广,传统的教学方法手段单一,缺少交流,课堂气氛沉闷,激发不起学生的学习兴趣,教学效果不理想。人工智能技术这门课程内容抽象,如何激发学生的学习兴趣是本课程需要解决的主要问题,也是关系教学改革成败的关键。本课程需采用多种方法进行教学,以此来激发学生的学习兴趣。
1) 问题启发式教学。《人工智能技术》这门课程中有很多似是而非、引人入胜的问题,主要是用计算机模拟人类的智能来解决这种问题。在教学中,有目的的提出这些问题,鼓励学生思考,提出自己的想法和解决方案,并进行分析和比较,这样强化学生的主动学习意识,提高学习积极性[3]。
2) 个性化学习和因材施教。学生中存在计算机专业和非计算机专业本科毕业的差别,由于他们每个人的基础不同,有的计算机知识比较匮乏,因此有必要针对每个学生的学习进度,课堂作业和实验报告情况进行及时评估,对学生提出个性化的教学。例如:在实验教学中,要求有能力和兴趣的学生可以做探究性和创新性的附加实验,从而引导学生发挥个性的空间,而对稍微吃力的学生则要求完成基本的实验,更注重基础知识的学习和夯实,这样就能达到因材施教的目的。同时对不同层次的学生进行分析,进一步提出学习建议,并进行有针对性的指导。
3) 多媒体使用和多学科知识的融合。本课程PPT课件图文并茂,提纲挈领,便于学生理解。课堂讲授、板书与PPT手段相结合,注重课程中的关键词用英文表示,并适当指定英文参考书,使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。PPT课件运用了大量多媒体技术,如动画、声音、图像,通过动画和视频演示抽象的概念、算法和过程,使人工智能技术中抽象的知识形象化,在课件中融入了文学,历史等其他学科的相关知识,便于学生较好地理解知识难点和重点[4]。
4) 师生互动和课内外答疑。在教学中,改变了传统的老师讲,学生听的教学模式。针对人工智能技术的实用性,适当提问,收集学生学习情况,尽量使用实例进行讲解。设置了实验讲解互动课程,对于实验的讲解,学生可以提出疑问,然后在课堂上展开讨论,学生可以看到问题从提出、分析到解决的整个过程,让学生自己在讨论中总结结论。为了解决教学中存在的疑难问题,还设有课后答疑,使学生能将所有的问题都理解透彻。
5) 理论研究与实践结合。在教学内容的安排上,注重学生的理论研究和动手能力,适当布置一些课程相关的论文和实验编程。通过课程论文,可以培养学生钻研问题的兴趣; 通过查阅科技文献使学生掌握如何查找相关文献的技能,可以培养学生撰写科技论文的能力。通过实验实践,使学生可以更加清楚地了解人工智能技术基本概念和难点,也能了解算法的设计具体运行过程,并对其进行验证,提高了学生的编程能力和和学习兴趣。
6) 考试考核方式改革。本课程的考核考试也是一个值得探讨的问题,本课程应采用多种综合考试方法,注重学生对基础概念、知识和基本的技能的掌握以及理论联系实际的能力。平时作业考核成绩,实验实践教学成绩、提交课程论文成绩,以及最后的期末考试成绩形成一种有效的考试考核方法,促进学生主动学习,提高教学质量。实验的评价指标在于算法设计、编程的准确性和实验结果及分析。课程论文评价指是选题是否严谨科学和具可研究性,论文结构、思路是否严谨,论文内容科学性、正确性,能否提出自己的见解。考查查阅科技文献的能力主要通过是否查找到权威的、最新文献以及撰写是否规范。
2.3 学生学好《人工智能技术》课程的建议
《人工智能技术》是一门理论与实践相结合的应用课程,学生如何学习这么课程,也是我们应该探讨的问题。
学生应该正确看待《人工智能技术》这门科学的发展。人工智能技术孕育于20世纪30、40年代,形成于60、70年代,发展至今,人工智能技术只有短短60多年的历史,它是一门不断发展和完善的崭新学科,还有许多课题处于探索中,理论和技术还远未成熟,我们应该对它有科学的认识。
针对非计算机专业本科毕业的学生,除了课堂听讲之外,还应该课下自学该课程的先修课程,如:数据结构、离散数学等课程。人工智能技术中涉及到大量的数学知识,如:模式识别需要具有较好的概率论,数理统计知识,另外还会用到少量随机过程、模糊数学的一些知识。人工智能技术是一门应用课程,编程语言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神经网络,遗传算法等算法,实现这些算法要求学生具有较强的编程能力。
学生应该多读,多查阅资料,特别是国外的期刊文献和重要国际会议论文,多了解人工智能技术最前沿的信息,理论联系实际,加深对基本算法的理解,并将人工智能技术的知识运用到自己所研究的领域,以做到学以致用。
3 结论
人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,该文对《人工智能技术》的课程教学进行了一些探讨,教学与实践效果有了显著提高,但仍然有许多方面还需要我们继续探讨和改进。
参考文献:
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[2] 蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等.树立精品意识搞好人工智能技术课程建设[J].中国大学教学,2004(1):28-29.
关键词:智能科学与技术;实验体系;实验平台;特色;创新
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
被认为是信息科学技术前沿和核心的“智能科学与技术”,自2004年由北京大学自主设立该本科专业以来,不但得到人们的普遍认同,而且得到了较大的发展,全国至今已有15所大学开办该本科专业,其中包含教育部直属高校7所和地方性高校7所,“211”高校就有10所。尽管“智能科学与技术”本科专业在全国已初具规模,但作为本科教育,乃处于起步和探索阶段,一级学科和二级学科还没有完全建立,培养方案的理论体系和实验体系还有待进一步探索和完善。本文主要结合我校在专业实验建设过程中的一些实际和体会,就“智能科学与技术”专业实验平台建设谈一些做法和设想。
2明确实验平台建设的目标和思路
专业的实验平台建设是为专业的培养目标服务的。我校“智能科学与技术”专业的培养目标是:学生要具备坚实的数学、电子技术、计算机和智能信息处理、机器学习和控制、计算机集成、智能理论与技术等较宽领域的工程技术基础知识和专业基础知识,能在科研、教育、企事业等部门从事智能理论研究、智能信息处理、智能技术应用等方面的教学、科研和开发应用等工作,成为能掌握智能理论与技术及专业技能的研究与应用的高级工程技术人才。培养要求是:了解信息系统及智能科学与技术领域的学科前沿、最新进展和发展动态;系统地掌握本专业领域宽广的技术基础理论知识,以适应智能信息处理与技术应
用等方面需求;掌握信息获取、处理的基本理论和智能处理的一般方法,具有设计、集成、应用智能系统的基本能力;具有较强的自学能力、文献检索、资料查询动手能力、创新意识和较高的综合素质等。
实验课不但是对相关理论知识的深入理解和综合运用,而且更是对动手动脑能力的综合培养和锻炼。因此,实验平台建设目标和思路是将基础实验、设计性与综合性实验与课程设计、毕业设计等相结合,理论课程的实验教学与智能科学技术相结合,增加学生创新性的实验与实践,培养学生扎实的理论基础和实践与创新的基本技能。
根据最近中国人工智能学会教育工作委员会制定的“智能科学与技术”作为一级学科,“智能理论与方法”、“知识处理技术”、“智能系统与应用”为一级学科下设的三个二级学科的思路,如图1。因此,实验平台建设的思路应是:(1) 能具备研究和探讨自然智能系统的机理和机器智能的模拟方法的实验系统。它主要包括:脑科学基础、认知科学理论、智能的模拟理论与方法、面向智能的信息理论、知识理论、逻辑理论、复杂系统的自组织理论、决策理论、问题求解方法、机器学习、群体智能、人工情感、人工意识等。(2)能进行知识处理技术多的实验设施或软件系统、智能工具。通过这些设施或软件,执行由信息到知识和知识到策略的思维性加工技术、智能检索、以及多媒体信息处理与机器感知、机器学习等。(3)具备智能系统与应用的各种对象,如智能机器人、智能装置、智能信息网络等。总之,实验的设备和环境既可使学生完成某门课程的验证性实验、综合性实验和设计性实验,也可完成多门课的交叉性实验或课程设计。
图1学科结构图
作者简介:陈以(1963-),男,广西玉林人,研究生,副教授,学院副院长,主要研究方向为智能控制、计算机应用技术。
3实验平台建设的主要内容
大学的实验教学不仅涵盖了理论课的内容,而且比理论课更为复杂。通过实验,既能丰富活跃学生的科学思维,又能使学生加深对课堂上学到的理论知识的理解、巩固和提高,并最终达到培养学生对客观世界的观察能力、分析能力和解决能力。为达到这样一个实验培养目的,实验平台建设的内容应从以下几方面入手。
3.1实验体系建设
“智能科学与技术”作为一个新办的专业,其实验教学体系尚处于探索和完善阶段。基于学校和学院现有的实验室基础,特别是学校创新实践教育特色和我院现有学科的实验室基础,我们在“智能科学与技术”专业的实验教学体系上重点考虑以下几方面的建设:
(1) 建立层次化的实验教学体系
层次化的实验就是让学生从验证性的实验开始,逐步到设计性、综合性和带创新性实验或工程项目开发实践等的实验环节,学生最后阶段的毕业设计环节属于综合性或创新性实践实验。实验层次安排主要体现实验教学的层次由简单到复杂、由单一到综合、由学习到创新的科学过程,形成由“验证性实验设计性实验综合性实验课程设计创新实践”的实验层次设置方法。
(2) 实验教学要与生产实际相结合
为增强学生学习的兴趣,培养学生的工程素质、动手能力和综合创新能力,也为提升就业率,我们注重依托CSIP(国家软件与集成电路公共服务平台)广西分中心(该中心设在我校)、学院申报的广西省级自动化实验教学示范中心等,促进服务市场应用与交流,采取请进来、走出去等多种途径实验教学方法将某些专业课实验和生产实习相结合。根据实验教学规划需要,进行仪器设备购置,使实验教学满足社会需求,形成以验证性实验为先导,综合性实验为巩固,设计性或工程性项目实践为提高,以社会需求为导向的实践教学培养体系。
(3) 实验教学与科研有机结合
实验是科研的基础,实验可以带动科研;科研反过来促进教学,并通过成果带动实践教学的改革和发展。参与老师的科研,学生不但能了解学科发展的规律和技术前沿,加深对课程内容的理解,提高学生的实践能力和创新能力,而且能升华学生对实验的内涵的解读,增强对实验学习的兴趣,明确做人、做事的道理,为未来走向社会打下坚实的基础。
(4) 特色建设与创新
特色是一所学校、甚至一个学科或专业赖以生存和发展的基础。我校是以工为主,电子信息类学科优势突出、创新实践教育特色鲜明的多科性大学。学校的前身是1960年成立的桂林机械专科学校,1980年,学校更名为桂林电子工业学院,全面开始本科教育。在原学校计算站的基础上,正式成立计算机系,成为广西最早开办计算机专业本科教育的高校,1995年开始进行研究生教育。2006年,桂林电子工业学院更名为桂林电子科技大学,原计算机系经重新组合,更名为计算机与控制学院。计算机与控制学院目前拥有计算机科学与技术、控制科学与工程两大学科,主要开设有计算机科学与技术、软件工程、信息安全、网络工程和自动化等本科专业,以及两大学科基本有的二级学科硕士点。我校的“智能科学与技术”专业就设在计算机与控制学院,这正是中国人工智能学会当初设立专业的初衷和建设发展的基础条件。
我校经过近50年的发展,目前已具有2个国家级实验教学建设示范中心,2个国家级特色专业建设点,1个国家级教学团队,3个广西省级实验教学示范中心或建设中心,1个国家级的大学生创新型实施单位及1个团中央大学生创新实践基地,以及具备创新型的机器人中心、飞思卡尔智能车中心、电子设计训练基地等多个省级或校级中心和基地。我院还有1个信息产业部部级重点实验室,1个ASEA培训中心,6个与华晟、研华、华为3COM、金蝶等知名企业共建的实验室或研究中心。对大学生电子设计大赛,我校自1997年派队参赛以来,每次在广西区和全国都有出色的表现,2001年还获得最高奖“索尼杯”;对飞思卡尔智能车比赛,我院代表队(代表学校)近年还连续获得华南赛区和全国赛一等奖等。学校还特设有创新学分,学生课外创新活动取得成果可以给予适当的学分来代替选修课学分。
我校的“电子信息类学科优势突出、创新实践教育鲜明”的特色在广西和华南地区具有较大的影响力,甚至在全国也有一定知名度。因此,我们在“智能科学与技术”专业实验体系建设中,紧紧结合现有的资源和条件,在智能机器人(车)、智能信息处理和智能技术与应用等方向,立足和发挥这一传统的优势和特色。在“夯实基础,独立实践,创新提高”的实验教学理念下,培养基础扎实、知识面宽、具有创新精神和工程实践能力的高素质的综合型人才。
3.2实验管理平台建设
实验管理平台建设主要是针对实验老师与学生建立一个集网络化、开放式于一体的实验教学与管理体系。
网络化、开放式的实验教学体系是实验教学平台建设成熟的重要标志。学生通过这样一个完善和规范的实验教学与管理体系,可以自主预约想做的实验,自主选择实验内容、实验时间,并通过网络与实验教师的互动与交流。这种全开放的网络化实验教学体系,不但能充分调动学生的积极性、主动性,而且还能充分利用有效的资源,提高利用率,如图2所示。
我校实验选课系统充分考虑了“以学生为主”的实验教学模式和开放式教学的特点,学生可以根据各自的学习计划灵活选择实验项目以及开设的时间。实验教师、实验管理员可以方便地通过留言与学生交流,学生的问题也可以通过“一对一”的形式即时解决。教师则通过实验选课系统查阅学生选课情况、登录学生实验成绩、回答学生提问。通过近年的建设,我院的网络化的开放式实验教学体系已初具规模,再铺之于学校完善的网络实验选课系统,从而为学生提供了个性化学习的实验环境,提高他们独立自主的实践与创新能力。
3.3实验师资队伍建设
实验教学队伍的稳定和提高是实验教学发展、提高与创新的保证。我校有一系列相关的政策和措施稳定实验教
师队伍,鼓励青年实验人员在职攻读学位、外出进修、培训等,激励实验人员在搞好实验教学的同时,积极参加科研实践。总之,稳定和提高现有教师实验教学技能,积极引进高素质人才,是推动、加强和提高实验教学质量的需要。
我院目前实验队伍(含研究人员)共20人,其中正高职称人员6名,副高职称人员9名,中级职称人员5名,具有博士学位人员5名,取得硕士学位的有16人,拥有一支以中青年为主体,以博士为骨干的较高层次的教学科研队伍。实验队伍具有较优良的素质,年龄、知识及职称结构比较合理,他们相对稳定、富有活力,是我们具备高质量、高水平实验教学体系的保证。
4结束语
实验不仅是理论的基础和源泉,而且实验环节作为整个教学体系的主要环节之一,在培养学生的实际动手能力和创新能力中起着无法替代的重要作用。因此,实验平台建设除了要帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识,树立严谨科学的研究方法,掌握基本的科学实验技能外,还要充分调动他们的主观能动性,进行动手动脑与创新的实践,形成特色。
本文只是结合我校与我院自身的实际,就已有的专业实验体系和“智能科学与技术”新专业实验建设情况进行了探讨,还有待实践中继续完善与提高。
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关键词:翻译;建筑电气与智能化;专业名称
作者简介:刘建峰(1978-),男,江苏江阴人,南京工业大学自动化与电气工程学院,讲师,国家注册电气工程师;周玉庭(1972-),女,四川高县人,南京工业大学自动化与电气工程学院,讲师。(江苏 南京 211816)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0064-02
一、建筑电气与智能化专业的内涵
1.建筑电气与智能化专业的定义[1]
建筑电气与智能化专业是一个在土木工程学科背景下,研究以建筑物为载体时对电能的产生、传输、转换、控制、利用和对信息的获取、传输、处理和利用的专业。随着现代建筑技术的发展,土木工程学科的发展不断吸收了基础科学、材料科学、管理科学和电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术等学科的最新研究成果与技术发展成就。作为土木类新增专业,建筑电气与智能化专业填补了土木类专业中缺少“电”(或“电气”)的空缺,与计算机技术、信息技术、物联网技术、节能技术等新兴技术融合,是典型的多学科的交叉和融汇。
建筑电气与智能化的内涵随着时代前进而不断地发展变化。现阶段,“智能建筑”的出现使其内涵延伸到“电气+信息”;另外,随着节能、环保相关技术的发展及应用以及绿色建筑概念的提出与发展,建筑电气与智能化专业逐步形成了“建筑+电气+信息+节能”的内涵,与传统的建筑电气专业有着本质的不同。
2.建筑电气与智能化专业的培养目标
建筑电气与智能化专业的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要,掌握电工、电子、控制、信息、建筑学等较宽领域的基础理论,掌握对建筑相关设备进行供电、控制、保护、监视等所需的专业知识和技术,综合素质高、实践能力强、具备执业注册工程师基础知识和基本能力的建筑电气与智能化专业高级工程技术人才。
建筑电气与智能化专业毕业生能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作,并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力。
从以上内容可以看出,建筑电气与智能化主要面向建筑物内部的各种设备,包括对各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统。
二、建筑电气与智能化相近专业的英文名称
建筑电气与智能化专业是教育部新近批准的专业,目前没有一个公认的英文名称,各高校根据自己的理解,有多种不同的翻译方法。相对而言,国内外土木建筑类有一些专业建立时间较长,其专业名称一般有固定的英文名称。
1.建筑学:Architecture
建筑学,从广义上来说,是研究建筑及其环境的学科,通常是指与建筑设计和建造相关的艺术和技术的综合。[2]建筑学专业的培养目标是培养具备建筑设计、城市设计、室内设计等方面的知识,能在设计部门从事设计工作,并具有多种职业适应能力的通用型、复合型高级工程技术人才。
2.土木工程:Civil Engineering
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工维修等技术活动;也指工程建设的对象。[3]该专业的培养目标是培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论与基本知识,具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力,能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。
3.给排水科学与工程:Drainage Science and Engineering(原建筑给排水:Building Water Supply and Drainage)
给排水科学与工程是一门应用很广泛的学科,它是以城市水的输送、净化及水资源保护与利用有关的理论与技术为主要研究内容。[4]该专业的培养目标是培养具备城市给水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑给水排水工程、工业给水排水工程、水污染控制规划和水资源保护等方面的知识,能在规划部门、环保部门、设计单位等从事规划、设计、施工、教育和研究开发方面工作的给水排水工程学科的高级工程技术人才。
4.建筑环境与能源应用工程:Building Environment and Energy Applications Engineering
建筑环境与能源应用工程专业由原建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术(部分)与建筑环境与设备工程专业合并而成。[5,6]该专业主要培养能够从事以下三个方面工作的专业技术人才:一是能从事建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行工作;二是对建筑中环境系统和供能设施的设计、安装、估价、调试、运行、维护,技术经济分析和管理;三是能适应低碳经济建设与社会可持续发展的需要,具备建筑节能设计、建造、运行管理的基本理论与专业技能,知识面宽,具有向土建类相关领域拓展渗透的能力、适应能力和实际工作能力。
5.建筑设备工程技术:Construction Equipment Engineering
建筑设备技术是普通高职高专土建大类专业目录下设的一门专业,属于建筑设备类专业。该专业为普通高等学校专科层次。建筑设备技术专业主要培养掌握建筑设备工程的基本知识和技术,具备建筑水、电、通风与空调、楼宇智能化等设备工程的设计、预决算、安装施工、运行与维护、质量检验及工程管理等能力的高素质技能型人才。
6.智能建筑技术与管理:Intelligent Building Technology and Management
香港科技大学开设的智能建筑技术与管理专业,是为建筑物装备行业专业技术人员开设的研究生课程。学生通过学习掌握智能建筑相关技术和管理的基本概念与原理,学习内容涵盖安全与健康、风险管理、能量消耗监控、室内空气质量、设施管理等内容,属于典型的最新尖端技术与管理策略的交叉融合专业。
7.建筑装备工程:Building Services Engineering
香港大学开设了“建筑装备工程”(Building Services Engineering,简称BSE)专业。该专业主要学习各种工程装备设施与建筑环境的相关规范、设计、安装与管理。
8.其他相关院校的专业
国内外其他相关院校类似专业还有:美国宾州州立大学大学园开设的建筑技术专业(Building Technology);英国南安普顿大学开设的能源、环境与建筑物专业(Energy,Environment and Buildings);马来西亚淡马锡理工学院开设的智能建筑技术专业(Intelligent Building Technology);香港理工大学开设的建筑电气设备与系统专业(Electrical Installations and Systems in Buildings)。
三、对相关英文翻译的分析
建筑电气与智能化的主题词为“建筑”、“电气”与“智能化”三个,下文分别予以讨论。
1.对“建筑”的翻译[7,8]
从上述相关专业名称可知,当研究建筑设计本身时,一般用Architecture居多;当研究建筑内部设施时,一般用Building居多。在与相关专业的留学生讨论时,留学生也指出:在国外提到建筑内部的设施时,建筑一词一般用Building,而不用Architecture。Construction一词多指建筑物本身或建造、施工的过程与技术,也可以表示建筑物内部的设施与设备的设计、建造过程,其涵盖范围比Building更广。但在习惯上,提到建筑内部的设施,一般用Building的居多。因此,建筑电气与智能化中的“建筑”一词,用Building较为合适。
2.对“电气”与“智能化”的翻译[7,8]
对“电气”与“智能化”的翻译,相对容易确定。“电气”一词在专业名称或相关规范中,一般用Electrical或Electricity;“智能化”一般采用Intelligent、Intelligentization或Intelligence。根据建筑电气与智能化的内涵,此处的“电气”与“智能化”,应指对建筑物内部的各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统,即此处的“电气”与“智能化”应是名词,而非形容词,故用Electricity与Intelligence为好,而不用Electrical与Intelligent。
3.Intelligence与Intelligentization的区别
根据英文翻译,Intelligence与Intelligentization都有智能化的含义。在具体应用上,“Intelligence”偏向于智能、智慧之意;当用在建筑物时,可以引申为建筑物经各种设备支持,具有“人工智能”或“能进行高度智能的自我管理”之意,成为具有一定“智慧”的建筑物。“Intelligentization”用作建筑物时,偏向于建筑物经过各种设备的支持,具有了“可控制、可遥控”的功能。相比较而言,面对未来的智能建筑发展,Intelligence比Intelligentization更能体现智能建筑的本质。
四、南京工业大学建筑电气与智能化专业的名称
根据建筑电气的定义、培养目标、相关专业的英文名称以及传统习惯等,认为“建筑电气与智能化”的英文名称,用“Building Electricity and Intelligence”为好。在南京工业大学最新的专业与课程英文名称汇总中,即采用Building Electricity and Intelligence的名称。当然,由于各高校对建筑电气与智能化专业理解的侧重点不同以及对专业内涵理解的不断深入、专业本身与科学技术的发展,其英文名称可能有所不同。希望通过讨论,能尽早确定一种比较权威的统一名称,以利于进一步扩大国际交流。
参考文献:
[1]教育部建筑电气与智能化专业指导委员会.建筑电气与智能化专业规范[Z].2010.
[2]本书编委会.建筑大辞典[M].北京:地震出版社,1992.
[3]中国土木建筑百科辞典(建筑)[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4]本书编委.中国土木建筑百科辞典(建筑设备工程)[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[5]教育部.普通高等学校本科专业目录(2012年)[Z].2012.
[6]教育部.普通高等学校本科专业设置管理规定[Z].2012.
论文关键词:智能电网;电力特色教学模式;电力信息化和智能化
随着智能电网、绿色能源席卷全球,电力行业迎来了蓬勃发展的新时期,电力不但要信息化还要智能化,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才,这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色,为培养智能电网急需的高素质复合型人才,开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才,需要开展计算机专业的电力特色教学,首先要开设“电力信息化”课程。
一、我国电力信息化现状及智能电网的目标
电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化,包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见,信息技术是电力信息化的基础,各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控;2016年至2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。
通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见,各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才,因此,对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。
二、电力大学计算机专业电力特色教学模式
面对电力行业信息化飞速发展的形势,特别是智能电网席卷全球,电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色,开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目,以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上,电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程,这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化,同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。
电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设,开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程,并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。
三、电力信息化课程特点与教学现状分析
1.电力信息化课程的特点
电力信息化这门课程具有如下特点:
(1)涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。
(2)技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术IEC61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术SOA和电力领域的热点技术CIM及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。
(3)与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程,如水电站厂级监控系统、火电站的DCS系统、发电厂?SIS系统、发电厂智能管理信息系统等。
(4)多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉,如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术,涉及控制领域的PLC技术和现场总线技术,涉及水力发电特性专业背景知识等。
(5)电力信息化课程的教学内容是动态的,是与时俱进的,随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容,没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速,如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。
2.电力信息化课程教学现状分析
(1)没有现成的教材,课程难度大,师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见,要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。
(2)课程内容与电力实际紧密结合,学生没有现场工程概念,又是多学科的交叉,学生感觉课程难度大且抽象,学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课,但他们中只了解信息技术,没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期,很多学生感觉困难后就放弃了,准备考研复习。
四、电力信息化教学改革的思想和方法
电力信息化这门课程是综合应用课程,教学思想和方法的改革是必要的,具体措施如下:
1.组建一支优秀的教学团队
通过引进发掘培养人才,组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队,可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材,已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外,老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。
2.补充课程中需要的其他学科知识
鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一,在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识,包括计算机控制通道接口技术、PLC技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容,如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度,使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。
3.新技术、新理念的引入
由于没有现场工程概念,学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解,老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件,比如三维变电站仿真培训软件,让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场,建立对电力工业现场的感性认识,提高学生的学习兴趣。
为了加强学生课后巩固教学环节,帮助学生消化和应用所学知识,可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验,本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文,期末每个学生制作PPT文件并开展讨论。
在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时,首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献,如何充分利用校图书馆提供的优质库资源,然后指导学生如何读文献,如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文,总结学生容易出现的普遍性问题,在下次写小论文时提醒学生注意。
4.实施案例教学
新的电力信息化教学实施方案与国内外电力发展紧密结合,既具有理论性又有很强的实用性。此课程在教学方法上必须将理论与工程案例结合,实施案例教学。案例可以来源于实际经典案例,也可以来源于老师们的最新研究的相关成果。在案例教学的过程中要培养学生如何将工程应用问题转化为计算机问题的能力。如在讲解IEC61850和CIM技术时,要剖析IEC61850和CIM是如何利用计算机技术中的面向对象技术来建模的。
一、常州“智慧城市”指标体系构建的意义
(一)指标体系是智慧城市图景设计的“导航仪”
智慧城市的理念、布局、建设是“有规划的社会变迁”过程,刻写的是政府、企业、组织和公民“全面互联、充分整合、激励创新、协同运作”的新模式。智慧城市指标体系是智慧城市的“量化版”,它对城市的布局、重点、层次、结构、空间、流程、特色等都有导向性的意义。目前,全球应用层面的智慧城市评估体系主要有:欧盟中等规模城市智慧排名指标、IBM智慧城市评价标准、上海浦东新区智慧城市指标体系2.0、国家智慧城市(区、镇)试点指标体系、南京智慧城市评价指标体系、智慧台湾绩效指标等,这些指标对本城市以及其他智慧城市建设无疑具有重要的“先驱”角色和“导航”价值。
(二)指标体系是智慧城市发展样态的“度量衡”
智慧城市是由城市各个组成要件构成的有机统一体,反映的是一个城市体态结构与功能的运行质量和水平。基于不同的视角和层级,智慧城市呈现为不同的城市空间和城市意象,因而,测量的指标和维度不尽一致,如IBM认为“互联网+物联网=智慧的地球”,侧重于现代科学技术和通讯技术的感知和运用;欧洲中等规模智慧城市从“智慧人群、智慧经济、智慧治理、智慧流动、智慧环境、智慧生活”6个层面、31项二级指标来测量;国际智慧社区论坛(Intelligent Community Forun)把“宽带连接、知识型劳动力、创新、数字融合、社区营销与宣传”作为评价智慧城市的标尺;智慧南京走的是“智慧服务、智慧产业、智慧政府、智慧人文”的发展战略,因此,不管“智慧”邂逅“城市”耦合成怎样的面貌和样态,都需要指标体系来度量、细化和修正。
(三)指标体系是智慧城市纵横比较的“方位器”
目前,智慧城市的推进模式主要有三种:一是市场主导型,即市场和企业对智慧资源的研发、推广和运用享有支配权,而政府只是协调者、协作者,这种模式主要存在于美国和西欧;二是政府主导型,即政府是智慧城市构建的主要推动力量,从规划、配置到实施都由政府主治,如上海、北京、深圳、常州等;三是市场+政府型,即把市场、企业的科技力量与政府的规制力量有机衔接起来,共同推进城市的智慧化治理,如新加坡、日本、马来西亚等。智慧城市的发展模式各具千秋,这些根植于民族、区域经济、政治文化的特色和优势,更能反映城市治理变革和进步的个性,而与之相契合的指标体系就是智慧城市“胎动成型”的方位器,其理念与图景、机制与体制、路径与战略、规模与层次、重点与布局都洋溢着自身的特色、定格自身的方位。
二、常州“智慧城市”指标体系构建的原则
(一)科学性原则
这是智慧城市指标体系构建的最基本原则,要保证指标体系配置的科学性:首先,明确指标体系设计的理论依据和现实依据,既要论证理论预设的合理性、可行性,又要根据经济社会、信息化水平发展和创新,对智慧城市的丰富内涵、框架构成、基本特征、目标愿景、层次结构、发展动态、规律趋向等有科学认知和全面测量;其次,指标的名称、内涵、口径、范围、适用要有精准的界定和目标导向,指标选择与层次划分要合乎自然逻辑和标准尺度,不能有内容重复、标准不一、越界划分、顺序混乱等错误。
(二)系统性原则
智慧城市是许多要素构成的有机系统,因此,指标体系应遵循系统性构建原则,把相关领域纳入系统整体,正确调适和处理好局部与整体、基层与政府、行动与目标之间的关系,信息量得到充分反映,体现指标群的独立和完善,从各个角度、不同层次彰显被评价对象的特征和实态,而且还要体现对象的发展变化趋势。在智慧城市评估指标体系构建、指标选取、分值赋权上,要抓住智慧城市建设的核心要素,注重各个部分、要素的关联,符合事物发展规律,以保证评价的全面性和可信度。
(三)导向性原则
智慧城市评价指标体系将全面反映智慧基础设施、智慧规划、智慧人群、智慧政务、智慧治理、智慧民生、智慧产业、智慧家居、智慧意象、智慧生态等方面的内容,从发展的视角集中展示了智慧城市的最新理念、未来愿景、建设目标、内在逻辑、架框体系、感知能力等核心要素,必须具备强大的导向功能和激励力量,能起到指导和牵引中国智慧城市建设、预测智慧城市趋向、推动智慧城市提升的作用。
(四)可操作性原则
构建智慧城市评价指标体系不仅是一项理论研究课题,而且是一个重要的实践工具,要充分利用其进行实践分析,对现有的智慧城市建设情况进行评价,这才是课题研究的目的所在。因此,指标体系的拟设计要充分考虑在经济和技术上的可行性和可操作性:其一,数据获取的简易性和精确性;其二,数据的可综合性和可分解性;其三,经济成本的低廉性和可承受性;其四,测量手段和工具的明细化和量态化。
(五)可比性与发展性原则
可比性是构建智慧城市评价指标体系及实际操作中的重要环节,它决定着评价结果的公信力。所以,选用指标时必须注重指标口径的一致性,保证指标体系在历时性和共时性上的比较优势和鉴别品质,同时在指标选取上注重把不可比要素转化成可比要素,并尽量与国际通用的指标相统一,以提高智慧城市评价的国际性。同时,适应区域和区段的特殊性,智慧城市的建设也有其特色和个性,指标体系的设置和赋权也应相应变动、修正和发展。
三、常州“智慧城市”指标体系构建的依据
(一)理论依据
1.Smart模型理论。此模型由中国软件评测中心智慧城市评价咨询中心设计,通过以下五要素为内涵展开:Service(服务);Management(管理);Application(应用);Resource(资源);Technology(技术),依托公共信息平台,实现政务、企业、组织和个人之间的深度感知和高效协同。
2.城市演化理论。其代表人物主要为伊利尔・沙里宁和黑川纪章,此理论从城市生命体和城市生态学出发,认为城市的各要素、部分,如设施、物流、资金、信息、人群、服务等是共生关系[1],具有紧密的“功能性关联”,它们之间有机演化、互动协同、战略联接,共同推动城市从物理城市向空间城市的递升。
3.城市系统工程理论。该理论主要从系统工程论的视角,把城市大系统分解为若干高度联系的次系统,城市规划、景观、水电气资源、建筑、交通、排污、绿化等,以“时空观为理念,城市与发展为主题,城市系统、城市逻辑与城市制度为维度,发展阶段、发展规律、发展战略与发展调控为问题”[2]。
4.数字城市。数字城市是表征城市信息化的新形态,其代表人物有沃尔曼、卡斯泰尔、布互索等,他们从信息空间(I-space)的角度,构建和论证数字城市交互的海量性和虚拟性,认为人类的未来栖身之地不在“钢筋混凝土构造的现实城市中,而是在数字化组建的‘软城市’(Soft Urban)里”[3]。
5.网络拓扑理论。即城市空间中“人与人、人与事物、事物与事物之间的段落、距离”[4],构成网络拓扑的空间结构,其主要特性为定向性和路径连通性。
6.城市意象理论。该理论由凯文・林奇创立,他认为,城市意象由路径、边界、节点、地区和标志五个元素构成[5],意象是观察者的主观感知,具有很强的审美性。
(二)现实依据
常州市政府通过了一系列的规范性文件,如《常州“智慧城市”发展规划(2012-2016)》、《常州市“智慧社区”建设三年行动计划》等,有力指导了智慧城市的发展。
第一,国民经济各领域信息化成为传统产业转型升级的助推器。建成了三农综合信息服务平台、常州名优农产品营销信息系统等一大批为农服务信息系统。互联网宽带实现了全市所有行政村的通达。信息技术广泛渗透到工业经济各个领域,全市建成了省级两化融合示范(试验)区2 个、示范(试点)企业77 家,产业服务示范园3家。
第二,电子政务促进管理型政府向服务型政府转变。建成具有地方特色的“三合一”网络平台,实现了行政权力运行、法制监督、行政监察三大功能的全覆盖。“金审”、“金财”、“金税”等“金”字工程的建设推进了政务系统的管理效率和服务质量。人口基础信息数据库、自然资源和空间地理基础信息数据库等项目初步建成运行。
第三,社会公共领域信息化水平获得较大提升。社会保障市民卡已初步推广,逐步开始发挥服务公众的载体功能。社区管理信息系统全面运行。建成城乡空间基础信息平台,城市公共安全应急响应系统投入运行,实现110、119、120、122 的应急联动。
第四,信息产业快速发展。“十一五”期末,全市电子信息产品制造业主营业务收入突破1000亿元人民币,是“十五”期末的3.6倍,太阳能光伏、新型电子元器件等优势产品群的市场竞争力得到较大提高。全市软件和信息服务业实现营业收入101.38 亿元,是“十五”期末的10.5倍。
第五,以集约化为特色的信息基础设施不断完善。信息通信网络基本实现了宽带化、数字化和广覆盖。信息通信应用水平显著提升,固定电话、移动电话、数字电视、互联网等信息通信服务基本实现按需接入,生活信息化主要指标在全省领先。
第六,信息安全保障体系初步建成。市电子政务安全体系逐步完善,网络和信息安全协调工作机制基本建立。建立了网络与信息安全突发事件应急预案体系,安全监管和应急保障能力不断提高。信息安全产业有所发展,涌现出一批从事企业、机关、公共机构信息安全保障的专业企业。
四、常州“智慧城市”指标体系构建
本文从智慧城市的系统性出发,构建智慧城市“智慧资源”、“智慧动能”与“智慧精神”三维一体的指标体系,在一级指标之下创设二级指标,并赋予5%的权重,彰显智慧城市建设的一般性与特色性,蕴含智慧城市构建的物质性与人文性,催生智慧城市发展的丰富性与国际性,进而实现常州智慧城市的可持续化。
三个一级指标分别是:智慧资源、智慧动能和智慧精神,相对应的二级指标分别是:智慧法律政策制度体系、智慧化基础设施与资金保障、信息化网络化物联化覆盖率、智慧产业集聚与发展、智慧组织和智慧人群、智慧社区和智慧家居、智慧生态与可持续城市化;电子政务与高效政府、智慧治理与协同服务能力、智慧安全与智慧城管、智慧优质民生保障、智慧发展与推动能力、智慧生活便捷性、智慧救济与法治回应力;智慧城市安全感认同感和幸福感、智慧创新创意能力、智慧智力资源潜能、智慧人文底蕴与软项目发展、智慧城市意象与个性化、智慧城市品牌文化体育卫生等的国际化。
参考文献:
[1][日]黑川纪章.共生城市[J].建筑学报,2004(1):7-12.
[2]寇晓东,薛惠锋.城市系统工程的理论框架探讨[J].中国会议,2004(6):380-382
[3]徐静,陈秀万.基于信息空间理论的智慧城市模型构建[J].科技导报,2013(8):5.
关键词: 智能化建筑;项目管理;前期管理;施工管理
1 引言
项目管理是建筑工程重要的组成部分,其管理水平的高低,对于项目的进展、质量和成本都具有非常重要的意义。智能化系统需要依附于建筑主体而存在,所以在主体施工中需要与其他工程相配合来完成。同时智能化系统是一项高科技的技术,其结构和功能性都较为复杂,涉及的学科较多,所以无论其在施工还是高科技特征方面都需要与其他项目及学科进行很好的配合和协调,因此在建筑智能化项目管理过程中,应从各个方面和环节进行有效的控制、沟通和协调,从而达成项目管理的最终目标。本文主要就智能化建筑项目管理要点进行了论述。
2 智能化建筑项目管理要点
2.1 智能化建筑项目前期管理
智能化建筑项目前期管理就是对项目进行前期策划与论证,主要表现为可行性研究和技术方案论证。自邓小平同志提出改革开放以来,我国努力吸收外来的优良信息作为自己发展经济、文化、政治的一个重要手段,然而,由于我国起步比较晚,智能化建筑在我国的发展仍处于初级阶段,对于智能化建筑项目的前期管理我国的具体技术和理论还需要进一步完善,我将对整个智能化建筑的项目管理起到决定性的作用。所谓的可行性研究就是更具现在的市场联系与项目有关的科学技术、社会体制、并更具分析、预算以及评价研究某个项目能否带来经济效益,能得到多大的效益,所以它是在投资投标之前进行的,在这个可行性研究的基础之上,利用信息技术和人力来综合论证项目是否有投资的必要,在财务上、技术上是不是有可能性,分析以上的并合理的为是否为项目进行投资提供科学依据。
由于不同项目的建设在建设过程中的方法、经济支出、建筑场地不同,最终导致用途不同,所以在对其可行性进行研究的时候,其研究的内容也不同。智能化建筑的可行性研究内容所涉及的领域是比较广阔的,它不仅仅只是适用于对一般建筑的可行性研究,它还有其他的作用。在科学技术飞速发展的今天,关于智能化的东西的淘汰速度也在增快,智能化建筑作为这信息时代的重要基础设施体现,不仅支出的花费较大、而且淘汰的速度也在增快,可行性研究在经济效益的分析具有一定的特殊要求,智能化建筑的优点体现在,一是智能化、 二是信息含量大、三是灵活性较强、最后是具有很强的适应性以及能源利用效率高,这种多种优势结合的智能化建筑能满足多种多样的需求,然而对于智能化建筑的理论和实践没有很好的联系,导致脱节现象的产生,因此,在智能化建筑项目前期的管理中,可行性研究在经济上、技术上的理论和实践论证应该尽快解决前面提出的问题。
2.2 智能化建筑项目招投标管理
在进行建筑项目的投标过程中,首先要项目进行资质的确定,对于总承包商应该持有承接建筑智能化相对应的资格证书,不管在技术方面还是实施能力方面都要有一定的经验和能力,在管理体系上一定要严谨,在执行过程中必须符合相关的条例和国家的规章制度。其次招标的文件必须要按照国家的规定,因为有两个,其一是防止设置的标底被泄露,造成某些腐败现象,其二是能够充分的为广大招标单位提供一个公平的竞争机制,达到优化市场配置资源。最后对于招标的文件内容要做到仔细明确的说明,不能出现含糊其辞的东西,如项目的建设位置、所包含的工程设备、环保卫生、空间结构等都要有一个准确的说明。
2.3 智能化建筑施工项目管理
在对已招标回来的建筑进行施工的时候,由于项目管理不当造成最终建筑没有合格的事件是屡见不鲜的,所以在施工过程中的项目管理水平的好坏直接与到项目的进展是否顺利、 项目的质量是否合格和项目成本投入是否获得了盈利等息息相关。虽然智能化建筑是为信息社会的基础设,但是它依旧不能完全取代以前的人工建筑,它只是作为建筑项目的一个子项目,但是工程项目能否顺利进行且最终获得效益和它是分不开的。不同类项目管理有着自身的独立的特点也有着共性,智能化项目也不例外。首先,在整体的建筑项目中,智能化建筑是其中不可或缺的一个重要部分,它需要与其他的子项目积极配合才能很好的推动工程项目的进行。其次,智能化系统包含于建筑体内,那么它就与整体项目的其他子项目有着一定的联系,它们相互依存配合、相互协调沟通,最终保证工程项目的顺利完工。最后建筑智能化体统作为信息时代的一个重要标志,具有很高的科技含量,不仅综合力强、而且系统构成极为复杂,它包含着多种学科,如:计算机学科、电子学科、声光学学科等等。以上论述都表明,如果建筑智能化项目管理的体系结构、技术要求、组织与实施、沟通和协调等多方面与其固有的特征能紧密结合,那么才能达成其项目的顺利进行。
智能化建筑施工项目管理的重点主要有两个,首先技术上的管理,设计作为智能化建筑建设的起始部分,其设计的方案是否周密影响着建筑最终达成的效果。智能化建筑与一般的建筑不同,主要取决于智能两个字,一般的建筑只要有建筑家给出图纸,施工队伍只要按照该图纸进行建筑就行了。然而针对于智能化建筑,必须根据建设部颁发的“建筑智能化系统工程设计管理暂行规定” 第十条规定 “系统集成商必须根据工程设计单位提供的资料、图纸进行有关专业系统的深化设计,系统深化设计必须在与设计方案协调统一的条件下进行优化设计、系统调试,在系统运行之后对物业管理人员提供培训、技术支持和维护服务。”其次是实施过程管理,建筑项目是由多个专业和工种共同运行的,那么只有加强专业与工种之间的相互配合,并且在每个小的工序完成之后要进行严格的检验,看该工序是否达标,只有达标了才能进行下一个工序。在检验加强工序之间的检查与验收。
3 结语
总之,目前在我国的建筑行业当中,智能化项目还属于一个暂新的领域,在这个领域当中,需要项目管理者加强自身的学习,不断的增加自身的管理水平,培养创新的意识,这样在专业知识及现代化管理理念的共同作用下,才能使智能化项目得以不断的发展和完善,积累更多更完善的智能化项目的管理经验和手段。
参考文献
[1]檀秋芬.浅谈智能建筑的发展[J].芜湖职业技术学院学报.2005(7).
关键词:智能化;自动化控制;电气工程;理论;应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 06-0223-01
一、智能化的理论基础分析
智能化技术主要体现在计算机技术上,精密传感技术,GPS定位技术的综合应用。产品的智能化能够大大改善操作者的作业环境,减轻了工作强度;提高了作业质量和工作效率;一些危险场合或重点施工应用得到解决;环保、节能;提高了机器的自动化程度及智能化水平等。
智能化技术的综合性很强,它的理论基础涵盖了信息论、控制学、仿生学、语言学、生物学、心理学、数理逻辑、医学、哲学等学科。智能化技术主要就是如何让没有意识的机器具备人工智能,能够通过一些程序指令而完成一些高危、难度大的工作。智能化技术的研究是与计算机技术的发展紧密联系的。
智能化技术在电气工程自动化控制中的应用在很早的时候就已经有实例了,具有适应性和可操作性,它的研究主要表现在:电气技术、信息的收集和分析处理。智能化技术运用于电气工程自动化控制,可以提高电气自动化控制的工作效率,降低成本投入,减少人力资源的投入,降低了作业人员的危险度。
二、智能化的特点和优势
(一)智能化的特点
第一,高精度高效化。在电气工程的自动化控制中,精度和效率是至关重要的,智能化技术采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统,使得电气工程的精度和效率越来越高。
第二,工艺复合性和多轴化。智能化技术的主要目的在于减少工序和辅助时间。智能化技术在电气工程上的运用正超着多轴多系统控制功能方向发展。
第三,科学的计算可视化。能够高效的处理数据和解释数据,信息的交流也不再局限于文字和语育的表达,有了更多的图形、图像、动画等可视信息。
(二)智能化的优势
将智能化技术运用于电气自动化控制中的主要表现就是智能化控制器,这种控制器的优势主要表现在:
第一,具有很强的一致性。智能化控制器一致性表现在可以对陌生的数据输入进行估计,同时驱动器对其造成的影响可以忽略不计。不同的控制对象会产生不同的效果,所以在初期的电气设备的设计时需要认真仔细的核对每一项。有时候会出现一些智能化控制器效果不佳的情况,这就需要从头开始排查每一个环节,找出错误,解决问题。
第二,可以提高电气自动化控制的性能。传统的电气自动化控制器是需要控制对象模型的,而智能化控制器却是不需要控制对象模型的,它可以自动的根据情况进行调整,譬如:调整下降的时间、鲁棒性等。智能化控制器的自动调整就可以提高自身的性能。
第三,更加容易调整控制。智能化控制器可以实现无人操作的机器自动化控制。另外,还有远程操作、高效化。
三、智能化技术在电气工程自动化控制中的应用
智能化技术运用于电气工程自动化控制中,主要表现在三个方面:
第一,在电气工程中的智能控制要通过什么样的手段来实现。
第二,电气产品的优化设计要如何实现。
第三,智能化技术如何运用到电气工程故障的诊断和维护上。
1.智能控制。从前文中就可以知道所谓智能就是实现无人的机器自动化控制管理,在电气工程中运用智能化技术,可以实现电气工程控制的无人化、自动化、远程化和高效化。实现电气工程的智能控制,可以降低成本,在人力资源的利用上也可以适当的减少或者是使人力资源结构得到优化配置,最大限度的利用人力资源。实现电气工程自动化控制的智能化,可以减轻目前的操作人员的压力,提高电气工程系统的安全性和可靠性。
2.优化设计。电气工程设备的设计是一项复杂艰辛的工作,运用到的专业知识很多,譬如:电磁场、电路、电机等学科。另外除了专业的知识外,还需要很丰富的实践经验。只有在专业知识和实践经验都扎实的情况下才能保证电气工程设备的设计能顺利完成。计算机技术的变革使电气工程设备的手动设计变成了CAD设计,这样就使得产品的生产周期缩短了,并且由此引发出了智能化技术。智能化技术的应用使得电气工程设备的设计以更高速度和质量实现。
在设备的优化方面,智能化技术的运用体现在遗传算法上,遗传算法是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。遗传算法能够得到较精确的数据,可以使得电气工程设备的优化更加的合理。
3.故障诊断。在电气工程系统的运行中,不可能永远都是顺畅运行的,总是会出现一些故障和毛病。而很多时候,电气设备出现故障前会有预兆,但是预兆与故障之间却具有不确定、非线性的特点。将智能化技术运用于电气设备中,可以对电气设备出现的故障进行全面、准确的分析诊断。在电气设备中由于变压器的重要性,因此经常要对变压器进行检测和维修,减少电气设备出现故障的概率。运用智能化技术可以及时的将故障检测诊断出来,这样可以迅速的对故障采取相应的正确的办法来维修,促使电气系统能迅速的正常运行。
四、结束语
随着社会经济的发展,人们对各行各业的要求也越来越高。在电气工程方面主要体现在自动化的智能控制。电气工程的自动化控制的程度与电气工程的安全性和可靠息相关,市场激烈的竞争环境下,要求电气工程的自动化程度越来越高,这样才能不断的提高自身的性能,才能减少出现故障的几率,才能不断的满足人们的需求,提高市场竞争力。
智能化技术目前的应用已经非常广泛,在电气工程自动化控制中的运用已经有了成功的经验。智能化技术是一个涵盖了多种学科的技术,是一个综合的复杂的系统的技术。在其他各行各业中也应该不断的得到运用,促使整个社会的快速发展。
参考文献:
[1]耿英会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技创新导报,2012,2.
[2]华树超,孙娜.基于电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].科技创新与应用,2012,26.