购物车(0)
引论：我们为您整理了13篇智能化控制论文范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
篇1
2.1手动化到自动化
电气控制技术的初始阶段是手工控制阶段，随着科学技术的发展，手工操作逐渐迈向了半自动化操作阶段，并随着应用经验的积累和科学技术的进步，逐渐实现了自动化。其主要的表现形式为控制方法和控制设备的自动化，这一阶段的电气控制技术是一次革命化的变化，极大解放了人力资源，优化了人力资源配置，为电气控制技术的发展奠定了基础。
2.2简单化到智能化
电气控制技术实现简单的自动化后，还需要借助人力的操作，因此其故障率一直比较的高，同时这些失误通过控制人力操作是难以避免的。因此，相关的专家把研究的重点放在了更高级的电气控制技术上，尤其是智能化技术更是科学家研究的重点，自动化的电气控制技术不可避免的会出现故障问题，人为故障比率较高，但是智能化控制技术则提高了机器的改错能力，极大提高了系统运行的可靠性，因此，电气控制技术实现了智能化的控制是一次深层次的革命，实现了控制技术的质的飞跃。
2.3逻辑化到网络化
电气控制技术在漫长的发展历史中已经实现了智能化的发展模式，但是随着人们需求的提高，智能化的控制技术已经不能满足时展的需求，因此进行控制技术的革新势在必行，尤其是简化控制技术是革新的重点。当前电器控制技术面临着从逻辑化到网络化的发展趋势，海量的统计数据整理发展到了信息化的处理模式，电气控制技术的控制原理也从单一的触头硬接线逻辑控制系统发展到了微处理器或者微计算机为中心的网络化自动控制系统，同时其控制设备的体积减小，设备操作更加简洁。
3智能化技术在电气工程中的应用
智能化技术在电气工程中应用取得了很好的效果，在自动化控制、设备故障监测、工程优化等方面发挥着重要作用，提高了自动化程度、加快了电气工程的设备事故监测维修速度，极大地优化了电气工程。
3.1智能化技术理论基础
人工智能技术的概念在20世纪50年代提出，随后被其他领域行业普遍接受采纳，并且智能化技术的应用广泛推展。电气工程是人类从事各种生产活动的基本技术要素，作为计算机技术中高端分支的智能化技术正逐渐被应用其中。人工智能技术通过模拟人的智能的方法和技术，开发研究升级的科学技术，人工智能的工作目的是设计出和人类智能相似的机器，以解决工作出现的复杂情况变化，提高工作的效率和精度，通过调查研究显示，在电气工程的自动化控制中使用智能化操作技术能合理整合电气工程中的资源配置，降低成本。
3.2智能技术在电气自动化控制中的应用
智能化技术在电气设备中的应用，涉及的工作领域较多，分工较为明确，是一项很复杂的工作，需要有极强的技术和人才支撑，同时还需要控制人员有较高的责任感和操作能力。另外，要加强电气控制中人工智能的有效使用，电气控制是整个工程中的重要一环，在电气工程中，要加强自动化控制的保护，把GPS定位系统安装在电气控制线路中，通过定位系统控制电气控制的线路工作，以便于能及时的传输、反馈电气工程中的运行数据，并做出智能化分析，及时采用有效的智能化控制措施。
3.3智能技术在电气工程故障检测分析中的应用
在电气工程中，可以使用智能化的控制手段进行系统故障的监测，通过问题的及时反馈，进行智能化的数据分析，以便于进行故障的维修，并能够进一步的实施监控措施，在故障检测中常用的方法有神经网络、模糊网络、专家系统等。对于电气的变压器、发动机、发电机进行有效的监控，利用智能化监测系统能清晰的判断故障的所在，通常在系统中采用模糊理论、神经网络、专家系统来分析，从而提高了工作效率和精度。尤其是在变压器的故障监控中，传统的诊断方法技术是通过检测变压箱中的气体来判断故障，其方法较为复杂、检测时间长，检测精确度差，很难有效的解决故障。
3.4智能技术在电气工程电气设备优化中的应用
主要包含两个方面：①智能化技术的遗传算法，这种算法是通过模仿生物遗传，利用生物的进化规律进行智能搜索和运算，利用生物遗传规律的完美型来优化系统内部缺陷。②智能化专家系统，通过设置完善的数据分析软件，把存在的问题和缺陷进行自我优化。在实际的工程中，一般要结合两种优化措施，以便达到最佳的优化效果。此外，在智能化系统中，也采用模糊逻辑、神经网络的方法进行设备的优化升级，其主要的作用原理是：利用物理学的方法和神经网络的方法进行设备和计算机算法的升级优化，从而解决了神经网络运算的速度问题，极大地提升了计算机的运行处理速度和智能化反应速度。
4数控技术在电气工程中的应用
4.1数控技术的电气工程中的应用前景
数控技术是一种数字化的控制方式，借助于精密的信息处理系统实现了系统数据的监控，同时通过传输系统把相关指令传输到控制中心，控制中心配备的高效、即时的控制系统，可以快速处理传输数据，并做出相关的指令。数控技术在各个领域中发挥着重要作用，数控在20世纪末技术已经逐渐得到了完善，各种系统内的漏洞也逐渐完善化，从而解决了一系列的工程问题，因此为了更好的实现控制技术的安全，保证了电气工程人员的人身安全，实现电气设备的自动化、无人化、程序化、数据化的操作模式应当前数控技术发展的重点。
4.2数控技术在电气工程中应用的合理性与科学性
电气工程系统较为复杂，同时也是一个连续性的工程，因此，数控技术的应用应当结合电气工程的实际，确保电气工程中数控技术运用的合理性与科学性。数控技术的基础环节是数控体系，通常而言，数控体系的完成需要借助于服务主机和控制器，并通过两者之间的连接方式来确定系统的安全性和可靠性。当前KVM主机在电气工程中应用广泛，常采用CATS链接和KVM链接两种模式与数控系统机房进行连接，而本地的控制中心则通过KVM主机收集的信息数据来了解整个电气系统的运行状况，并根据运行数据对系统稳定性做出相应的评估。服务器的功能则是将系统的运行状况转化为数字化的电信号，同时担负着数据的存储和调取功能，这就提高了系统信息存储的科学化和全面，方便了控制工作的进行。此外控制中心也可以根据系统的运行做出相应的指令调整，而指令调整的信息也以同样的方式存储早服务器主机中，方面以后的信息调取工作。远程控制中心则是利用各种网络设备和电气系统与本地控制中心实现有效链接，在同一时内监控多个电气系统，常常应用于较为高层的片区系统。
4.3数控技术对电气工程设备运行环境的监控
数控技术在电气工程的一个重要作用就是运行环境的监控，包括对电气系统运行环境、管理环境的监控。对于电气系统环境的监控包括运行环境湿度和温度、电压、电量等，根据设置的参数来确定外部环境和内部控制系统的匹配度，如果电气控制监控系统的数据出现了异常，例如温度不稳、电压过大或者过小等情况都会造成内部环境的异常，而这些数据都会被及时反馈到控制中心，控制中心接收到相关数据信号后就会与预先设定的警戒值进行比较，从而根据比对的数据做出相应的判断，同时发出有效的指令信号。
篇2
（一）免去了控制模型的建立
在电气工程的传统工作中，自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是，在实际的操作中，被控制对象往往需要十分复杂的动态方程，这就影响了精确效果的获得。由此，在设计对象模型的环节中，经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而，智能化系统的出现，使这些困难得到了较好解决，极大促进了工作效率的提升，同时对于一些不可控制的因素，也实现了较好的控制，大大提升了自动化控制器的准确性。
（二）实现了便捷的电气系统控制
智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制，随时都可以完成对系统控制程度的有效调整，极大提升了系统的整体工作性能，是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到，和传统的自动化控制器相比较，在任何条件下，智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能，在电气工程的自动化实践应用中占据优势。
（三）实现了一致性的智能化控制
在自动化控制中的数据处理环节，智能化控制器可以实现一致性的智能化控制，很好解决了不同数据的处理困难。而且，在自动化控制的标准执行上，即使遇到陌生的数据，也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是，如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果，一定要全面排查工程的各个细节，细致地进行分析，不能盲目的否定智能化控制技术。
三、智能化技术的实践应用
（一）系统病因诊断
在电气工程诊断工作中，采用传统的人工手段具有较强的复杂性，虽然对工作人员要求十分严格，但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中，实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题，这是不可能避免的，采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性，而且处理效果也不佳。但是，智能化技术的广泛应用，使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且，定时检测诊断应用，有效避免了一些不必要的问题。
（二）系统设计优化
在电气工程发展中，传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良，而且，在这一工作过程中，对工作人员的工作素质也有着较高的要求，既需要工作人员掌握一定的专业设计知识，还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是，在实际的设计工作中，工作人员往往不能做到全面的考虑，经常会漏掉一些具体的问题。所以，一旦发现复杂问题，很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现，较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成，也可以借助于相关的软件完成，既保证了设计中数据的准确性，也实现了设计样式的丰富化，更能够做到对复杂问题的及时处理，较好保证了自动化控制的稳定性。
（三）系统的自动化控制
在电气工程中，智能化技术可以应用于多个控制环节，能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的，一是模糊控制，二是专家系统控制，三是神经网络控制。运用这三种控制手段，极大提升了自动化控制效率，使远距离的自动化控制成为可能，增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制，能够实现算法的反向学习，在信号处理方面得到了较大应用。
篇3
不同智能控制系统具有不同的优缺点，复合智能系统就是将各种不同种类的控制系统进行综合使用，这样可以在克服各个控制系统缺点的同时，实现各个系统优点的综合。目前常用的复合系统主要是有模糊滑模控制、模糊专家控制以及神经网络模糊控制。模糊专家系统。该系统是种特殊的专家系统，即在知识获取、表示、处理的整个环节中都加入了模糊技术。该系统的特点就是，即使初始信息获取的不够完整或者准确，但该系统还是可以较为有效的人类专家思维模拟，在既有的不完整的信息下提出最优化的解决方案。模糊专家系统是模拟人类有关专家进行有关问题解决的思路，因此是一种较容易开发应用的复合系统。神经网络模糊系统。该系统起源于上世纪九十年代的日本，它有效的利用了神经网络和模糊网络各自的优点，即可实现任意函数映射，具有良好的学习性，可处理残缺、粗糙、模糊的信息。神经网络模糊系统是两种系统的有效结合，它在实现模糊逻辑利用少量信息进行知识表达的同时，也可通过联想进行有关知识的应用，这使得该控制方法实现了表达和学习能力的综合提升。模糊滑模控制。滑模控制最大的优点就是不受系统不确定性的影响，鲁棒性较佳；其缺点主要体现在未建模动态及补偿干扰的高控制增益，此外在高频转换时易产生一定的抖振。综合模糊系统以后的模糊滑模控制就很好的克服了这些问题，它将二者不依赖性及鲁棒性好的优点进行了一定的结合，因而可以有效实现控制对象的转换。该控制方法具有很好的应用前途。
3智能控制在火电厂热工自动化的应用
3.1对单元机组负荷的控制
非线性、不确定、时变以及耦合等是单元机组负荷控制的难题所在，对此，可以设计出建立在机跟炉与炉跟机上的具有自适应性的两种神经元模拟负荷控制系统。试验发现该系统下各权系数学习收敛明显提速，且效果自适应性及控制性均较理想。此外，结合神经元控制与模糊逻辑算法并将其应用在单元机组负荷控制上，此时控制系统的自适应性、抗干扰性、鲁棒性都有显著的增强，系统的响应速度也明显提升。
3.2对过热汽温的控制
过热汽温对于锅炉的正常运行有着极为重要的意义。改变减温水是实施锅炉过热汽温控制的常用方法，大惯性、时滞性，以及动态特性的随便是该系统主要面对的问题。随着智能控制技术的发展，人们逐渐将神经网络控制技术引入到过热汽温系统中来，这使得系统的运行状况、控制质量及适应性都有了明显的提升。神经网络控制下的过热汽系统鲁棒性较优，即使在调峰机组变工时也可以实行很好的运行和控制，因此有效的克服了原先过热汽温控制的时滞及不稳定问题。
3.3对锅炉燃烧过程的控制
锅炉燃烧易受到煤种煤质、变量耦合、时滞等多种因素的干扰，且其燃烧率很难实行颈椎的测区。将专家控制应用到锅炉燃烧过程的控制中以后，通过专家系统逐次的判断、分析和推理，可实现前进式的系统，具体包括对紧急事故、工况判断子集、送风调节子集、执行机构诊断子集、煤厚调节子集等多内容的判断。此外，将模糊控制融入锅炉燃烧系统以后能够有效解决原系统不确定性问题，并同时提升系统的鲁棒性与控制质量。
3.4对中储式制粉系统的控制
磨负荷信号较难测量、数学建型复杂以及被控参数耦合，是中储式制粉系统主要的问题所在，此时就可以利用模糊语言规则克服其延迟与非线性的问题，具体内容包括，将操作人员的经验以数据的形式存入计算机并进行计算，然后通过预测和分级进行两种模糊控制。此外，将神经元解耦及模糊控制融入到磨煤机控制系统中，这样以来，球磨机制粉时滞以及耦合的问题就得到了很好的解决。
3.5对给水加药的控制
给水加药工作主要涉及的是氨与联胺的加入，前者可以使给水与高凝结水处于较高的碱性，避免酸性水腐蚀高低压给水设备；而后者是通过联胺的化学作用控制水内氧和二氧化碳的含量，从而避免相关设备出现腐蚀、生垢等问题。实际生产中加药量的大小易受到水处理工况、蒸发量等因素的影响，因此很难对其实现有效的控制。在给水加药系统中使用模糊控制系统，这样以来，专家有关经验的信息就会融入到控制系统中，从而使系统控制的质量得到大大的提升。在变频器输出频率的控制中使用模糊控制，能够有效的进行加药泵机的转速调整，这种融入模糊控制的给水加药系统能够避免人工加药引起的各种不良后果，从而提高了给水加药的工作质量。此外，模糊控制下的假药系统具有较好的鲁棒性，其动态响应也比较快速，因此具有很好的使用经济性。
篇4
智能化技术在电气自动化控制应用的原理主要是实现控制的智能化、人性化，减少控制中的失误，节约人力物力。当前，智能化控制在电气自动化控制上与传统控制相比主要有以下优势：
2.1智能化技术对电气系统调整更加便捷智能化控制器可以通过鲁棒性和响应时间来实现对整个系统的调节和控制，可以有效地提高工作效率，增加自动化控制的精确性。同时，智能化控制器在控制中通过相关数据的改变来实现控制，不需要技术人员的参与，节省了人力，实现远程操控，为电气自动化控制带来了极大便利。
2.2智能化技术提升了控制精密度传统的控制方式会在控制过程中由于控制对象的复杂性而不能准确掌握控制对象的动态，从而在控制中出现无法预测的客观因素，因此设计出来的模型因精确性不够而不能实现很好的控制效果。智能化控制器在控制中不需要建立对象模型，使得不确定性的因素减少，提高了自动化控制的精密度。2.3智能化技术的一致性强在处理不同的数据问题时，输入不同的数据获得的结果较为理想，满足自动化控制的要求。控制对象的不同也会导致控制效果的不同，控制器并没有针对每个控制对象都有控制要求，但控制效果较为理想。同时，部分控制对象的改变也会导致控制效果达不到相关要求，因而在自动化控制设定时，一定要从实际情况出发。在对控制进行评价时，不能对智能化控制盲目否定，要认真找到出问题的具体原因，加以解决。
3智能化技术在电气自动化控制中的应用
3.1诊断电气工程中出现的故障电气工程自动化控制是一个机器系统，在运行中难免会出现故障，智能化技术的运用，往往能够及时诊断出自动化控制系统出现的故障。变压器是电气工程中的重要电气元件，对整个电力运行起着重要作用，电压器故障是电气工程中经常出现的故障，这种故障带来的影响较大。自动化系统的应用能够通过变压器的渗漏油分解气体进行分体，对变压器故障作出诊断，对故障位置进行排查，从而协助工作人员做出检修方案，维护设备的正常运行。智能化技术的运用，大大提升了维修的速度与效率，提升了电力企业的效益。
3.2实现对电气自动化的智能控制智能技术运用到电气自动化控制之中，可以实现对电气系统的远程控制，工作人员只需在控制室中，就可以通过相关控制器控制系统的运转。这种操作的无人化、自主化和高效化扩大了智能化控制的发展空间，体现了智能化控制的优越性，使得智能化控制在其他能与能够进一步发展。
3.3优化电气工程的设计电气工程自动化控制是通过对控制元件的编程设计实现的，在设计中，过程繁杂，技术性和专业性要求高，对工作经验也有相关要求。传统的设计方式是通过试验进行设计，这种设计方式在操作上容易出错，而且效率低，修改起来不方便。在当前技术条件下，电气自动化控制设计主要通过智能化CAD技术和计算机技术结合来实现，在时间控制上，这种设计能够最大限度的节约时间，实现高效化设计，同时还可以保证设计的质量和准确性。遗传算法是优化设计中的重要方式，对电气自动化控制的设计起到重要作用。
3.4其他应用此外，在电气工程自动化控制控制中，PLC技术的使用，是智能化控制的重要组成部分。它通过继电控制器实现对某个工艺流程的控制，继而协调整个系统的生产。在电力企业中，PLC技术的使用，可以极大提高控制的准确性和可靠性。
篇5
2数控技术发展趋势
2.1性能发展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
2.2功能发展方向
(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。
(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。
篇6
钱七虎院士在中国地下工程安全风险管理进展、挑战及对策中指出隧道工程建设信息化技术的发展方向，包括开展基于大数据技术的TBM/盾构施工的分析与控制研究，以及数字隧道向智慧隧道的发展，提出智慧隧道“智”体现四个方面:透彻感知、全面互联、深度整合、智能服务。
岩土工程施工工序复杂、工种繁多，施工事故不仅与设计、操控有关，还与地层、地下水、环境等因素相联系，造成很多事故机理难以完全摸清，且在风险评估过程中，由于人类本身经验的相对缺乏、风险评估的时间不充裕，或者风险管理实施者主观的不确定性等原因，可能造成风险因素识别不全面、风险评估可参考性不强、风险对策不合理等后果，从而使得风险管理达不到其原定的目标，甚至失效。为了充分、有效地利用人类以前的风险评估经验，吸取以往的事故教训，神经网络、（BR（ （ase-Based Reasoning，案例推理）、RBR（ Rule-Based Reasoning，规则推理）等智能化分析工具应用于岩土工程施工安全评估能够很好地解决风险评估过程中时间、经验不足的问题。
华中科技大学的刘博基于案例((（BR）和基于规则((RBR）混合模式设计地铁施工安全事故案例库的结构化模型，其搜集了国内外(国内为主）71个地铁工程施工安全事故案例，分析典型案例的表示形式、内容特征及统计规律，并通过对特征的相似性、案例库的有效性和可操作性分析，论证历史案例重用的可行性。叶婷婷等将案例推理的原则应用到构建集成情境的地铁施工安全动态辨识知识库中，运用案例推理和专家识别的方法构建知识库的主要运转方式，分别运用案例推理、专家识别实现知识库自动识别器、人机识别器的运转，并通过双方相互融合、相互促进实现知识库运转。李兴高针对泥饼等盾构掘进中典型事故，基于典型事故掘进参数数据，利用BP神经网络实现故障识别和分析，对于泥饼故障，文献选用了扭矩、推力、推进速度、闸门压力、出土温度作为神经网络的输入指标，以事故发生与否作为输出指标。
林鹏研发了一种在混凝土坝区为工人提供安全保护和各种服务的实时隧道定位系统，基于该系统，实现在线、实时跟踪、智能识别功能，还具有工人紧急呼叫、跟踪历史和位置查询等功能，现场应用表明，该算法可靠、准确(3-5米精度），可提供实时定位服务。
篇7
20世纪60年代中期，世界建筑业启动了新一轮的发展，建筑物单体的高度与体量急骤增加，二、三百米的超高层建筑，单体超过10万平方米的大型建筑已十分普通。建筑物规模的增大与工程建设的技术难度不仅体现在高度与面积上，建筑物的多功能使用(同一幢建筑物内分层区具有办公、酒店、商场、公寓、娱乐等使用功能)。各类使用者对建筑物的服务要求多样化与服务性能日趋提高，越来越重视生活条件与环境的舒适性、与社会和人际沟通的便捷性、生存空间的安全性、设施服务的完善性、管理组织的严密性等。在解决这些复杂难题的过程中逐步形成了智能建筑的概念。
1智能建筑的理论体系
长期以来，对智能建筑是否存在理论与学科特征，一直未能形成比较一致的认识。有些人士认为智能建筑就是把计算机、控制及电子设备运用于建筑物，只是高新技术的综合应用而已，并无理论可言。
然而，笔者认为经过二十年的实践，智能建筑已不如早期那么神秘朦胧，在长期的建设、应用与管理中，已经凸现其深层的特征，有必要对此进行探讨。图1所示为智能建筑理论的结构，下面将分别进行阐述。
a.应用对象层。智能建筑为人类活动提供信息化、自动化的工作和生活场所，它的应用对象就是建筑物的使用者、管理者与服务提供者。
b.特定功能层。只要是按现代化、信息化运作的机构所在地都有智能建筑的需求，因此智能建筑早已不是办公建筑的专利，公共建筑、住宅建筑、工业建筑、军事建筑都可以按智能建筑建设。近十年来，中国与全球一样建成了大量智能型的办公楼、酒店、体育场馆、会展中心、医院、学校、法院、图书馆、剧院、博物馆、机场、车站、住宅、电子厂、食品厂、化工厂、发电厂、军营、应急指挥中心等建筑物，这些建筑物在世界的经济与社会中起着极为重要的作用。在这一层面上，智能化系统功能需求与设备配置往往受建筑物个性、建设目标，管理模式和投资力度的影响而有较大的差别。
c.应用技术层面。这是智能建筑的技术基础，由通信网络技术、智能控制技术、信息处理技术和综合管理技术等组成。在这些技术领域中，最新的技术成果及其形成的装备会以最快的速度应用于建筑业。如在5年前，当软件工程界刚开始讨论中间件技术时，市场上立即推出了采用中间件技术的智能建筑系统集成软件iz bms集成化智能建筑管理系统)。又如当工业以太网技术出现突破，随即出现了基于工业以太网的楼宇自动化系统。
d.基础理论层。虽然从表面上看，智能建筑嵌人了许多令人目眩的五光十色的技术，但实质上智能建筑并不仅是新技术的综合与新装备的组合，而在其深层次中是有基础理论的支撑。
1945年奥地利人贝塔朗菲创建系统论形成了“系统哲学”，这是把世界看作一个巨大组织的机体主义世界观，它包括了系统本体论、系统认识论、系统价值论和系统方法论。系统理论的概念(等级秩序、渐进分化、反馈、开放等)与方法(图论、集论、控制论、对策论、排队论等)是智能建筑总体设计与工作流程规划中的重要工具。
美国人香农在1948年奠定了信息论的理论基础，使人类传统的科学从以材料与能量为中心的体系，转变为以材料、能量与信息为中心。当建筑物的智能水平日益提高后，人们已不满足仅在通信信道容量、噪声抑制、数据加密上应用信息论，而需要进一步通过统计及随机过程的分析来讨论语义分析、信息的嫡的应用。
“以人为本”在如今似乎已成为一句时尚的语句，但在智能建筑的功能设计与运行管理中，如果缺乏针对使用者与管理者的工作和生活便利考虑，缺乏以人机工效学对人机界面、机器与人的共享空间的设计，缺乏在智能化、数字化环境下对不同职能与层次人的行为处理分析和对策，那么任何再先进的智能化系统也是失败的。
智能建筑不仅仅是当前高新技术的尽情应用，而且必须从可持续发展的角度对建筑物的一切进行考量:设备与材料的环保、系统运行方式的综合能效设计、建筑物节能模式的选择、建筑物管理的组织结构设计，都需要从有利于协调“自然·社会·经济”关系，提高“人口·资源·环境”可持续发展的水平来考虑。这些工作要有助于建立7项工作:选择资源节约型的经济体系、推进社会公平化的社会体系、重视提高国家综合实力的科技体系、保持自然生产能力的生态体系、促进环境质量提高的环境体系、提高国民整体素质的人口体系和规范合理行为的政策法规体系。“可持续发展”是我国的基本国策之一，已深人到整个社会。智能建筑自然也在“可持续发展”政策的覆盖之下。
显然，在智能建筑所有的相关领域，以上的理论都在工作过程中起着宏观导向与微观指导的作用。
2智能建筑理论的特征
通过上述分析可见，智能建筑不仅存在理论，而且其理论结构相当复杂，还具有以下三个特征。
a.多目标的优化智能建筑不是机械的技术与设备集合，而是一个大系统，需要多视角地考虑技术、管理、经济、人文、环境等因素的大系统运行目标，并且调动各种手段使系统达到最优的综合目标。即系统的优化目标函数为:s=f<技术、效率、价格、智能建筑理论与工程实践—程大章发展、环境、人气等)。
b.多学科的综合这一点是显然的，智能建筑的规划、设计、运行和管理，所涉及的技术，经济、管理以及法律问题，都必须有效地应用各学科的知识成果来解决。
c.多因素的相关性智能建筑与社会信息化、社会经济发展、管理模式、装备技术发展、政府导向等具有十分密切的关系，尽管就表面来看智能建筑仅是一种建设行为与经营管理方法。但是从建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(见图2)来看，当某种设备与技术采用后，可改变其生命周期中许多相关的分项状态。
比如采用完善的ba(建筑设备自动化)系统进行照明系统的节能控制(按照度、时间、夜间最低照度、分区等)，可以有效降低电耗与照明设备的运行时间，而照明设备因此而延长寿命减少了照明设备的维护更新费用。这可使建筑物生命周期成本中的能耗费与设备更新费用减少。但是要实现这一目标需要设置完善的ba系统，要增加建设的一次投资.同时，降低能耗的效益并不仅仅体现在lcc的图中，它对于广义的环境保护价值更是巨大的。
3智能建筑工程实践的分析
近年来，随着中国综合国力的增强，全国各地的智能建筑热潮有涨无退。由于我们已经历了较长期的探索，在工程建筑中有许多成功的经验，也有不少失败的教训，无论是建设方/业主，工程技术人员，还是物业管理人员，都逐步趋于成熟。因而最近起步建设智能建筑的地区(暂称为后行地区)，往往可以比北京、上海、广州等先行开发建设的大城市(暂称为先行地区)有更好的建设效果。我们将之称为后发优势，见图3
智能化系统工程先行地区由于一开始处于探索前进的过程，不可避免地在早期建设中存在着各种过份的行为(控制论中称之为超调)，随后又出现因失误而放弃的行为(称之为振荡过程)，最后趋向于合理的装备与功能水平。而后行地区由于可以借鉴先行地区的经验与教训，可以比较合理稳妥地确定自己的智能化系统工程建设目标与行为，虽然起步稍迟，但最终可以与先行地区趋向于同样的建设效果，而他所化的代价则比先行地区要小得多(如早期智能住宅小区建设成本高达230元/mz，而近年来则在60元/mz左右，而且装备的性能与质量更好)。
4智能建筑已经形成产业链
建筑业是中国经济发展的重要抓手。中国经济发展的历史与现实清楚地告诉我们，国民经济状态上升建筑业必然兴旺，建筑业发达了，国民经济必然形势大好。中国近年来持续的经济增长其中就有1---2个百分点来自建筑业贡献。
随着中国城市化进程的加快，全国的基本建设规模不断增大，北京市2008年的奥运会与上海市2010年的世博会，大大刺激了建筑业发展，智能建筑与智能住宅小区则成为建筑业的精品。在工业建筑物、民用建筑物、军事建筑物与市政建筑物中的电气设备投资已从上世纪80年代总投资的6%一7%，增长到总投资的10%----18%，并且还在不断上升。与此同时，市场中的各类智能建筑电气设备不仅引进了大量国外先进技术与产品，也推出了一定数量具有自主知识产权的产品。据不完全统计，与智能建筑电气设备相关的国内企业约有6---8千家，智能建筑电气设备的民族企业在稳定成长。目前智能建筑行业，已基本形成了一条稳定的产业链，产业链的各方关系可以用图4来描述。
图中箭头表示各方的相互关系:①提供建筑化系统设备工程与技术服务;②提供智能化系统设备功能信息、设备使用改进意见;③提品与设备技术信息;④提供系统设备需求信息与系统设备功能信息;⑤人才与技术的需求与供应。
图4智能建筑的产业链示意图
图4所示的关系中，工作的基础是国际标准、国家标准与行业标准(注:gb/t50314为《智能建筑设计标准》，gb50339为《智能建筑施工及验收规范》)。
5智能建筑应用的发展趋势
随着文明的进步，人们对工作与生活的环境要求不断地提高，建筑物的功能与相应的标准也逐步提升.智能建筑作为现代建设技术的核心，面临着新的挑战。
篇8
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
篇9
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
篇10
一、当前《管理学》课程论文教学中存在的问题
(一)写作前准备不足，目标不明确。课程论文教学模式要求教师在写作前做大量的准备工作，但作为一种比较新的教学方式，当前不少高校对课程论文教学还没有相应明晰的管理规范。教师对课程论文教学的随意性也比较大。在教学中有的教师为了完成课程论文的教学环节，甚至只对学生在字数或格式上有所要求，至于论文的选题、内容、形式等则由学生自定了。这种形式在一定程度上是有利于那些有学习兴趣和积极性的同学发挥其主动性和创造性的。但《管理学》涉及的内容广，对于多数同学这种没明确写作目标的情况大大影响了课程论文的教学质量。
(二)写作过程中投入不足。有质量的课程论文不仅写作前要有明确的目标，而且还应该是学生在查阅大量相关文献的基础上，经过自己的分析思考，或与教师和同学沟通讨论后，认真撰写出来的。但现在在就业导向的推动下，相当多的学生把大部分时间投入到考证过级或考研课程的学习上，真正用于专业课程学习的时间和精力并不多，特别是《管理学》这类学生们自认为可以完全看得懂教科书的课程。学生学习投入的不足造成其专业知识和学术论文写作能力明显不足，有的同学甚至不知道如何系统性地检索和查阅文献;有的同学为了应付，甚至直接提交的是网络上下载粘贴的内容。而与此同时，高校教师受高校科研导向的影响，也没有太多时间精力帮助学生解决课程论文写作过程遇到的问题，撰写专业课课程论文的任务也敷衍了事了。
(三)写作后评价体系不健全。关于课程论文的评价，目前还没有非常科学完善的评价标准。而且《管理学》本身就是科学性和艺术性的结合，对管理问题的评价也是见仁见智，要确定统一的评价标准有一定的难度。当前对课程论文的评价，一般都是任课教师根据自己的标准判定成绩等级。多数教师会从学生的专业写作能力和写作态度两个大方面来考查，而这其中又会有很多应该考查的指标。但各个任课教师根据自定标准来评价，不可避免地会带有片面性、主观性。评价体系的不健全不仅会影响课程论文写作这种教学模式的发展，而且也可能在一定程度上影响到学生课程论文写作的积极性。
二、系统控制的相关理论观点
控制作为确保目标实现的重要手段，主要是指监视活动的进行，如果发生偏差，纠正偏差的过程。根据控制论的观点，控制活动按其作用时点的不同，可以分为前馈控制、同期控制、反馈控制三大类。前馈控制又称事前控制、预先控制，是指尽可能在系统发生偏差之前，根据预测的信息采取相应的措施，防止偏差的产生。同期控制，又称为现场控制、实时控制，是指在活动的进行过程中，一旦发现偏差出现，立即纠正偏差。同期控制的目的是要将偏差消除在萌芽状态。反馈控制是一种在计划执行一段时间或结束后进行的事后控制，主要为下一步计划的实施总结经验。前馈控制、同期控制、反馈控制各有优缺点。
(一)前馈控制的优点。前馈控制的主要优点是能防患于未然，避免偏差可能造成的损失;控制措施对事不对人，不会引起被控对象的心理不满;适用性广，能用于各种组织的多种工作;有
利于促使管理人员科学地预测在计划执行中可能发生的事件。但前馈控制需要投入的资源和精力较大，运用起来比较复杂，只有对计划与控制系统作认真深入的分析，才能提升预测的准确性。(二)同期控制的优点。同期控制的优点主要是能在偏差刚刚出现时，及时发现并及时解决，减少偏差所造成的损失;有利于发现那些在实施中才会暴露出的趋势性问题;可借助技术创新实现同期控制的自动化与智能化。但现场控制对管理人员处理应急事件的能力要求较高;易造成控制者与被控制者之间的矛盾;自动化及智能化的现场控制系统成本高;有的工作难以实施同期控制。
(三)反馈控制的优点。反馈控制是一种针对结果的控制，其优点主要是具有良好的抗干扰性，便于总结规律，为下一步工作的实施创造条件;不断地进行信息反馈，有利于实现良性循环，提高效率。但反馈控制是通过事后的检查活动才发现偏差，有滞后性，在纠偏前，偏差已出现，甚至损失已造成，无法挽回。
三、基于系统控制思想的《管理学》课程论文教学模式
为解决当前课程论文教学中所存在的问题，确保教学目标的实现，借鉴系统控制理论中事前、事中和事后控制的思路，构建基于全过程控制的课程论文教学模式是十分必要的。
(一)写作前做好充分准备。
1．选择合适的时机。课程论文是课程教学的环节之一，因此为了较好地配合课程教学的内容，在安排课程论文时要注意选择合适的时机。不同研究主题要选择不同的时机，但一般在《管理学》课程论文写作前，应已完成对管理学的学科内容概述、管理的基础概念，以及管理思想和理论的发展这些内容的教学。让学生先了解本门课程的主要内容、特点，以及管理的基础概念和理论的发展沿革这些内容，即在学生对课程总体有一个清晰认识的基础上再开始进入课程论文环节。
2．精心设计研究主题。教师需要针对课程的性质和特点，结合学生的能力，在满足教学目标的前提下，对课程论文的选题进行认真筛选和精心设计。教师可先指定比较宽泛的研究主题，然后在学生中开展启发式讨论。在启发讨论氛围中，不断运用管理学的理论和方法，引导学生明确自己的课程论文主题，这样既能让学生发挥自己的创造性思维，也可以培养学生的科研素养。
3．明确写作目标要求。教师不仅要在写作前对课程论文的写作目标、内容，以及基本写作规范等进行明确要求，还应向学生介绍相关的研究方法和参考书目。
4．将课程论文作为课程考核的内容。写作前教师应向学生明确课程论文的成绩是该门课程考核的内容之一，使学生在思想上重视，合理安排时间精力。
(二)写作过程中做好指导。课程论文作为《管理学》立体化教学改革的主要方式之一，其目的不仅可以检查学生对相关专业知识的掌握情况，而且也有利于培养学生的学术研究和写作能力。
1．指导学生查阅相关文献。相关文献是科学研究的重要二手资料。在论文写作过程中，学生需要查阅相关文献，教师首先需要指导他们解决“找什么、哪里找、怎样找”的问题。文献找到后还要指导学生阅读文献，并对文献进行述评。
2．拟定具体题目和论文框架。虽然在写作前学生基本确定了一个研究主题，但教师还需要进一步指导学生确定具体可写的题目和论文的框架结构。在进行相关文献查阅的基础上，引导学生深入思考如下问题:“研究题目大小适中吗?研究有创新性吗?应该从哪几个方面来展开研究论述?研究所涉及到的数据能收集到吗?有足够的时间和能力完成论文吗?”。当学生对这样一系列问题进行思考和判断后，其论文的具体题目和框架也就产生了。
3．进一步明确写作规范。教师可以通过优秀的硕博论文、期刊论文，向学生展示规范的论文格式;也可以利用一些优秀的往届学生论文作范本，指导学生规范撰写摘要、关键词、引言、正文、图表，以及参考文献等内容。
4．开通师生互动平台，及时答疑解惑。在论文的写作过程中，教师要尽量安排时间，通过面对面指导、邮件或其它交流平台和学生建立有效的联系，及时解答学生在写作过程中的疑惑。
(三)写作后科学评价。
1．建立评价指标体系。制定课程论文评价指标和评分规则。通常可以从选题、文献综述、研究方法和研究结论、论文写作规范四大方面来确定二级指标和指标权重。
2．采用教师评价和学生互评相结合的方式。让学生参与最终成绩的评价，将学生互评成绩与教师评价成绩相结合。如果是以小组方式完成的课程论文，为避免任课老师由于信息不完全给课程论文评价带来的片面性，则可以由小组成员自行对论文贡献率进行分配，有效避免小组中存在的“搭便车”行为。
3．反馈评价结果。当课程论文的最后成绩评定后，教师应将成绩及时反馈给学生。在肯定学生们努力的同时，明确指出他们需要在哪些方面进行改进。四、结语《管理学》作为管理学科的基础课程，其课程教学目标不仅在于传授管理的基础知识、基本原理与方法，而且更重要的是对学生管理专业素质与能力的培养。课程论文教学不仅能以有形的论文形式显示作者利用专业知识进行分析、综合、概括和归纳等方面的能力，而且也可以培养学生的创新精神和实践能力。本文构建的基于系统控制思想的《管理学》课程论文教学模式，分别在事前、事中和事后对课程论文教学的全过程进行控制，能有效促进课程论文教学目标的实现。
作者:唐泳 张强 卢启程 单位:云南财经大学商学院
参考文献:
［1］程云喜．高校《管理学》课程教学改革的再思考［J］．管理观察，2015，15:113～115
篇11
1、人工智能应用理论分析
人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质．并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。
当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面．计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈．所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产．流通、交换、分配等关键一环．实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。
2、人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解．也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势．这些优势如下：
(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素，例如：参数变化，非线性时，往往不知道)。
(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ，下降时间快3.5倍， 过冲更小。
(3)它们比古典控制器的调节容易。
(4)在没有必须专家知识时．通过响应数据也能设计它们。
(5)运用语言和响应信息可能设计它们。
总而言之，当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程，但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解，并且找到最简单的拓朴结构配置．自学习迅速，收敛快速。
3、人工智能的应用现状
随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。
3.1 优化设计
电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的．因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进．使传统的CAD技术如虎添翼．产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
3.2 故障诊断
电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。
变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。
3.3 智能控制
篇12
石家庄?050003）
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）25-0047-02
工程硕士专业学位是我国研究生教育体系中的一个重要组成部分，其设置适应了国家经济体制的改革，适应了在岗人员进一步提高自身能力素质的需要。工程硕士与工学硕士相比，它们虽然处于同一层次，但由于其生源的显著差异，其培养目标、知识结构、能力结构和培养模式等均有较大不同。要使工程硕士成为高层次技术和管理人才，符合未来社会发展的需要，就必须贯彻“以人为本，因材施教”的教育原则，制订一套科学、合理的培养方案，并建立与之相适应的培养模式。
为了提高工程硕士培养质量、规范培养模式和培养流程、明确评估办法等，2005年7月召开了第二届全国工程领域教育协作组组长全体会议，提出“建立规范化的工程硕士学位标准”的设想，并选择了控制工程等五个领域，以课题研究的形式，率先开展工作。2007年全国控制工程领域工程硕士教育协作组颁布了“控制工程领域工程硕士专业学位标准（试行）”，对我院控制工程领域工程硕士的培养起到了很好的指导性作用。考虑我院控制工程领域工程硕士的培养主要是面向部队、基地等情况，在对“专业学位标准实施细则”修订中，培养方案在符合学科内涵的基础上，要兼顾生源单位需求，在研究方向的确定、课程设置等方面突出应用性、针对性，切实使培养的工程硕士在相应的工作岗位上发挥应有的作用。
一、以武器控制系统为中心确定培养方案的主要研究方向
现代兵器装备的特点是精确化、远程化、智能化，以导弹、无人机、指挥系统等为代表的武器装备更突出了这一特点，这些特点的基础之一是自动化技术。根据我院生源主要分别来自武器装备论证、武器装备试验、军代表、部队技术保障、部队装备管理单位等岗位特点，依托控制工程领域培养工程硕士，应该以武器装备为大背景，在控制工程学科内涵的基础上紧紧以武器控制系统为中心，来确定相应的研究方向，因此我院控制工程领域工程硕士专业研究方向确定的基本思路是：涵盖我军武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控、武器控制系统性能测试与故障诊断、武器控制系统信息化管理等方面，为军代表系统、武器装备试验基地、部队修理所、部队装备管理等单位培养具有我军特色的高层次应用型、复合型工程技术和管理人才。具体如下：
1.武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控
该方向以提高复杂武器控制系统综合战术技术性能为目标，以数学、力学、控制理论、系统科学、计算机技术为基础，研究武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法。主要研究内容包括：火控、指控、无人机和导弹等复杂武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法及武器系统作战效能评估等。
2.武器控制系统性能测试与故障诊断
该方向以提高武器系统技术保障人员的装备保障能力、试验技术人员的工程实践能力为目标，以自动测试技术、故障诊断技术、信号处理技术和计算机技术等为基础，研究武器系统的性能检测、故障诊断的技术与方法及靶场试验中技术保障的关键技术。主要研究内容包括：新标准测试总线的应用、测试系统模块化设计、武器系统运行状态监测与诊断、测试诊断设备研制等。
3.武器系统信息化管理
该方向以提高各级装备保障管理人员的管理自动化、信息化、智能化水平为目标，以人工智能、装备保障理论、计算机技术、数据库技术、多媒体技术、网络技术等为基础，研究装备保障管理的自动化、信息化、智能化技术和系统。主要研究内容包括：研究制订适合装备保障信息化管理的标准体系，研究建立统一的适合装备保障管理信息化的数据交换代码，基于装备的状态信息、故障信息、维修信息等进行研究装备保障领域的全程可视化信息管理系统。
二、以适应培养方向要求为出发点确定适宜的课程体系
课程教学是工程硕士培养的一个重要环节，它对于构建合理的知识结构、打下扎实的基础理论和系统的专业知识起着相当重要的作用。当今社会，科学技术迅猛发展，知识更新不断加快，只有打下牢固的基础，才能自如地实现向新领域的转变，才具有可靠的应变能力的坚实后劲；只有在头脑中存储了大量的知识、事例和经验，才能运用它们来进行创造性思维。课程设置在整个课程教学工作中起着基石性和原本性的作用，只有合理的课程设置才有可能使研究生具有合理的知识结构，才有可能在课程学习过程中激发研究生的创新意识与创新能力。
考虑到工程硕士的培养模式是“进校不离岗”，边工作边学习，在职攻读学位的特点，在课程学习上，我院采取的是“两阶段”学习方式，即第一阶段主要学习公共和领域必修课程，在学院集中学习；第二阶段主要学习选修课，采取先寄发教材供学员自学，再到学院集中辅导两次，每次为期两周，最后集中进行考试。因此课程设置一方面要充分考虑这些特点、安排，另一方面更要考虑所设置课程应与各培养方向相适宜。对控制工程领域工程硕士研究生来说，应具备以控制论、系统论、信息论原理为核心的知识结构。同时，还要具备基于与数学方法、计算机技术、网络技术、通信技术、各种传感器和执行器等相结合的、针对具体应用方向的知识面。这些知识结构、知识面要通过一类课程群的设置来落实。由于培养时间、教学时数的限制，课程的门数设置受到了约束，这样就要求对课程的选择必须反复斟酌，切实使选择的课程具有较强的针对性，有利于学生建立合理的知识结构，有利于学生进行后续的学位论文研究工作。我院工程硕士专业学位课程设置包含两大部分。一部分是适用各个研究方向的必修课，包括公共必修课和领域必修课。公共必修课主要包含自然辩证法、英语、数理统计、科技信息检索。领域必修课主要有线性系统理论、计算机控制系统、自动测试系统。另一部分是为不同研究方向设置的选修课。选修课设置的基本思想是在保证对一个控制工程领域工程硕士研究生而言，至少应掌握一个课程群的知识要求的基础上，引入专题讲座形式来开阔学生视野，增大学生知识面。根据学科培养方案设置的三个研究方向，结合部队岗位需求，我们按优化、控制类课程群、控制系统故障检测与诊断课程群、信息传输与处理类课程群的要求设置领域专业技术类选修课课程。
具体地讲，为三个研究方向设置的选修课程分别是：
为武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控研究方向设置了优化、控制类为主的课程，包含军事运筹分析、系统决策与建模、智能控制、人工神经网络、防空武器系统效能分析以及专题讲座。
为武器控制系统性能测试与故障诊断研究方向设置了故障检测与诊断为中心的课程，包含测试与接口技术、军用电子系统测试、电子系统故障诊断、故障分析与预测、人工智能原理以及专题讲座。
为武器系统信息化管理研究方向设置了信息传输与处理为中心的课程，包含数字信号处理、战术互联网及其应用、图像工程、多媒体技术、人工智能原理以及专题讲座。
三、结束语
随着科学技术的飞速发展，武器控制系统性能不断的提高，武器装备涉及高新技术的增多，控制工程领域工程硕士专业学位标准实施细则也需要进行相应的修订，在这其中最需要关注的是培养方案的修订，特别是涉及的研究方向和课程设置。在相对稳定的基础上，其应该是动态的、开放性的，以适应工程硕士培养单位岗位发展的需要。
篇13
(DecisionSupportSystem,DSS)的基础上集成人工智能(ArtificialIntelligence,AI)及专家系统(ExpertSystem,ES)而形成的,其核心思想是将人工智能与其它相关科学技术相结合,使DSS具有人工智能,能够更充分地应用人类的知识。IDSS既充分发挥了专家系统以知识推理形式解决定性分析问题的特点,又发挥了决策支持系统以模型计算为核心解决定量分析问题的特点,充分做到了定性和定量分析的有机结合,使得解决问题的能力和范围得到一个大的发展。
1决策支持系统及其在林业中的应用
DSS是在20世纪70年代初由美国MSScottMorton首先提出[3],并在80年代迅速发展起来的新型计算科学。DSS是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,针对半结构化的决策问题,支持决策活动的具有智能作用的人机系统。该系统能够为决策者提供决策所需的数据、信息和背景材料,帮助明确决策目标和进行问题的识别,建立或修改决策模型,提供各种备选方案,并且对各种方案进行评价和优选,通过人机交互功能进行分析、比较和判断,为正确决策提供必要的支持。
DSS实质上是在管理信息系统和运筹学的基础上发展起来的,它把管理信息系统和模型辅助决策系统结合起来,使得数值计算和数据处理融为一体,提高了辅助决策的能力。它的产生基于以下原因:(1)传统的管理信息系统要靠人来实现模型间的联合和协调,解决复杂的、多模型辅助决策效率低下,而决策支持系统是由计算机自动组织和协调多模型的运行和数据库中大量数据的存取和处理,达到更高层次的辅助决策能力;(2)解决半结构化和非结构化问题的需要。
DSS由3个系统组成[3],即人机交互系统(对话部件)、模型库系统(模型部件)和数据库系统(数据部件)。
20世纪80年代以来,决策支持系统广泛应用于林业,并在林业资源与环境监测、森林病虫草害防治等领域取得了丰硕的成果。中国林业科学研究院建立了基于Internet网络环境的林业资源数据库[4],包含了森林资源状况、林业社会情况、林业经济情况、林业工程建设情况、林业营林情况和林业自然资源等历史数据。该系统运行采用了基于Internet的3层结构模式,即用户/WEB服务器/数据库服务器运行模式,可提供数据的网络查询、管理和维护功能,为分析和决策提供支持。
WCSchou等人开发了航空喷雾决策支持系统(SpraySafeManager,SSM)[5]。我们知道除草剂被普遍用于森林杂草防除,但除草剂脱靶喷雾沉积和漂移是一个重要的环境问题,因此在清楚喷药工具对环境的影响及作用效果、运用效率的前提下,可靠地进行除草剂喷洒是必要的。SSM的特点就是将喷雾沉淀和漂移的预测与生物反应模型融合在一起。该系统包含了一系列除草剂/杂草和除草剂敏感植物雾滴反应模型及产量模型。第二代SSM(SSM2)将喷雾沉淀和地理信息系统(GIS)融合在一起,增加了斜坡沉积修正模型和飞行路线确定模型,从而可在真实的空间背景下区分喷雾区边界和敏感区域。由于使用者能够即时、直观地“看到”喷雾区地图上的图像及数据,使得SSM2的模拟更加真实。
2智能决策支持系统及其在林业中的应用
2.1智能决策支持系统的信息结构
图1为智能决策支持系统的信息结构[6],其中知识库用来存放各种规则集、专家知识经验及其因果关系;数据库存放基础数据、决策信息和事实性知识;模型库用来存放各种决策、预测及分析模型;多库协同器从知识、数据、模型、方法等各个方面为决策服务,协调各部分之间的关系,为管理决策提供多方面、多层次的支持和服务。
2.2智能决策支持系统的研究进展
随着Internet/Intranet技术的发展,传统的智能决策支持系统面临着一些新的问题:(1)分析、决策用的数据不再集中于一个物理节点,而是分散到网络上的不同节点;(2)分布、决策模型和知识处理方法也从一台机器上的集中处理,变成在网络环境下的分布或分布加并行的处理方式。
进入20世纪90年代以来,人工智能(机器学习、模糊技术、人工神经网络)、专家系统、数据库技术和Internet/Intranet技术的发展为IDSS提供了强大的技术支撑。20世纪80年代兴起的Agent技术为智能决策支持系统奠定了技术基础。Agent是一个能够持续自主驻留、活动于真实的或虚拟的复杂动态环境中的问题求解实体[7]。Agent具有相当程度的独立性、自主性、协作性、适应性和社会性,并在一定程度上具有人的部分智力。将Agent技术融合到智能决策支持系统中所集成的基于Agent的智能决策支持系统具有传统IDSS所没有的一些特性:(1)开放性。即能够与外界交互,系统资源不足时能够向外界请求帮助,同时具有对外提供资源的功能;其二是系统部件的易于增减,保持系统完整而不含多余的计算过程。(2)IDSS是分布式的、基于网络环境的。(3)资源可重复使用。不但决策程序、决策方法可重复使用,而且系统资源(决策知识、决策经验、决策模型等)能被不同的决策程序多次调用。(4)集成群体的经验和智能。(5)突破静态的程序化决策方式,实现人机智能结合。
目前多Agent技术已成为人工智能研究的热点。多Agent系统(Multi-AgentsSystem,MAS)是一个松散耦合的Agent网络,这些Agent通过交互解决超过单个Agent的能力或知识的问题。多Agent系统具有如下特征:每个Agent拥有解决问题的不完全的信息或能力;没有系统全局控制;数据和知识是分散的;处理是异步的;Agent是异质的、分布的;系统是开放的。
2.3智能决策支持系统在林业中的应用
随着数据挖掘、人工智能、3S与DSS技术的发展,以及精确林业自身发展的需要,国内外开始研究智能决策支持系统在林业中的应用,如防护林体系建设、森林防火、变量施肥等。
北京林业大学研制出区域生态经济型防护林体系建设模式智能决策支持系统[8]。该系统由4个子系统构成:数据及数据库管理、图形及图形库管理、模型及模型管理库、专家系统,并以数据及图形系统为基础,以模型系统为分析手段,以专家系统为智能决策核心,各模块相对独立,以数据管理模块为中介,组成有机整体。可实现统计、预测、区域生态经济系统诊断、土地分类及生态评价、林种的水平及立体配置、区域经济结构优化等功能。
东北林业大学与黑龙江大兴安岭防火指挥中心课题组通过3个阶段的研究,建立了基于WEB与3S技术的森林防火智能决策支持系统[9],实现了林火数据库、林火预防预报、林火蔓延模型、扑火指挥决策等方面的智能化、网络化管理。它包含了森林防火灭火系统中的地形图绘制,防火机构、历史火灾和各种代码等数据库的建立与维护,火点定位、火场蔓延、派兵扑火、清理看守火场和损失评估等模型的建立,与上下级单位的数据交换,在火灾发生前可作出林火预报和预防;当林火发生时,可模拟林火的蔓延,并提供火场定位、派兵、扑火、清理火场、看守火场等辅助决策方案,为指挥员作出正确决策提供参考;火灾发生后可作出火灾损失评估。
RaymondKFink等人[10]利用机器学习方法分析空间土壤肥力、土壤物理性质和产量数据,在可变量施肥系统中利用基于规则的决策支持工具(DSS4Ag)降低施肥量、增加产量。利用标准的GIS工具将农田进行网格化,分成10×30m的矩形方块。根据历史产量数据、历史性质数据(土壤物理性质、土壤化学性质、坡度、地貌等)进行数据挖掘,采用CART回归树运算法则(Beriman等,1984)确定产量模型,根据当前性质数据、产品市场价格等,按照经济效益最大的原则确定施肥量的大小(如果施肥费用大于增加产量的产值则不予施肥)。从测试结果看,采用DSS4Ag系统进行变量施肥,产量增加不很明显,但施肥总量明显减少,降低了成本,且降低的成本超过了必要的土壤测试和变量施肥装置的花费,整体经济效益得到提高。
3精确林业智能决策支持系统的设计
3.1精确林业的概念
精确林业是综合利用地球空间信息技术、计算机辅助决策技术、林业工程技术等现代高新科技,建立一体化、数字化、智能化的现代化林业生产模式和技术体系,最大限度地获得森林的生态、经济和社会效益,实现森林可持续经营和区域可持续发展[10~12]。简言之,精确林业就是实现以最小资源投入、最小环境危害获得最大林业效益。其中,地球空间信息技术主要有全球定位系统、地理信息系统、遥感、数据通讯;计算机辅助决策技术主要有管理信息系统、决策支持系统、专家系统、智能决策支持系统;林业工程技术主要有林业机械自动化、森林病虫草害防治、森林土壤类型分析、林地适应性评价、立地类型与立地条件分析、林木育种、施肥、林木采伐,等等。精确林业的研究与发展有助于我国人口、资源与环境方面重大问题的解决,有助于林业资源的高效利用和林业环境保护,是发展林业的重要途径。
3.2系统的总体设计框图
建立GIS和ES集成的精确林业智能决策支持平台,可为林业生产者、管理人员和科技人员提供网络化、智能化、形象直观的信息服务。根据历史上病虫草害发生情况和森林保护专家在长期研究与生产实践中获得的知识,进行病虫草害统计趋势模型和技术经济分析,建立农药使用技术专家系统,并根据实时数据处理、喷雾目标特征和病虫草害防治目标阈值,建立智能决策支持系统,从而可针对不同林业生产情况及病虫草害发生类型、程度等实际需要确定农药投入的种类、数量等,指导自动执行变量投入决策,控制可变量喷头实现特定区域的农药精确定量喷雾,最大程度上杜绝非目标农药沉积,减轻环境污染。同时,病虫草害防治后的一系列数据可作为来年病虫草害预测和森林病虫草害防治战略的储备参考。
根据我们的研究和实践,提出精确林业智能决策支持系统(PFIDSS)的总体设计框图(图2)。
3.3系统的功能
(1)GIS数据仓库包括3个基本功能:①数据获取。负责从外部获取数据,将数据分类,重新组合成面向全局的数据视图,从而解决IDSS中数据存储和数据格式不一致问题;②数据存储和管理。负责数据仓库的内部维护和管理,包括数据的存储组织、维护、分发等;③信息访问。它属于数据仓库的前端,面向不同种类的最终用户,由系统的各种工具组成。数据仓库的最终用户在这里提供信息、分析数据集。
