数智时代人机协同的研究现状与未来方向

数智时代因人机协同情境的普遍存在而出现新的决策范式。本专栏旨在促进学者研究与人机协同中的管理决策与组织行为有关的重要问题。尽管在20世纪人工智能的起始阶段学者注意到人与机器共同决策的重要问题,但因人工智能技术在很长时间内没有取得重要突破而没有被继续关注。伴随着人工智能的广泛应用以及认知科学在过去几十年取得的长足进步,学界研究人机协同中的决策和行为问题有了丰富的数据、场景、理论和方法。同时,实践界对于人机协同的新现象还存在认识上的不足和适应性困难,阻碍了企业和组织成员借助数智技术实现智能增强。本文总结了在商业与管理、计算机和心理学领域的学者所从事的有关人们对于机器算法的信任或依赖的研究,特别介绍了在企业情境下开展的人机协同研究。在简要介绍本专栏收录的七篇文章的主要研究发现后,我们指出了未来人机协同研究的重要方向,旨在倡导学界同行开展深入的研究,既能够建立数智化情境下的人机协同理论,又为中国企业顺利实现数智化转型提供参考。

煤炭工业数字智能绿色三化协同模式与新质生产力建设路径

煤炭工业是支撑我国经济社会高速发展和保障国家能源安全的压舱石与稳定器,承担着能源保供与支撑新能源稳定发展的时代使命,煤炭工业的高质量发展既是落实我国能源安全新战略与产业体系变革的关键,也是推进能源产业可持续发展与促进国家高质量发展的基础。当前我国煤炭工业高质量发展已取得阶段成效,能源保供成绩显著,产业结构不断优化,科技创新能力显著提高,绿色开发与清洁高效利用持续推进。但当前煤炭工业仍面临诸多挑战,发展水平与中国式现代化的国家需求差距较大,可持续发展受多重因素制约,数字技术与煤炭开发利用尚未深度融合,智能化建设仍处于示范培育阶段,绿色化发展不平衡且矛盾突出,煤炭工业的转型升级仍然任重道远。结合当前煤炭工业发展现状与挑战,提出了数字化、智能化、绿色化(三化)协同的发展模式,明确了煤炭新质生产力的核心内涵,构建了三化协同发展煤炭新质生产力的总体架构,阐述了通过数字化变革生产要素创新配置、智能化引领关键技术跨越突破、绿色化主导传统产业深度转型三大要素催生煤炭新质生产力的技术路径,提出了六大技术体系:通过研发全产业链数据高效采集与深度治理技术体系,打通煤炭产—运—储—销—用全流程的数据壁垒;通过研发构建煤炭行业知识图谱与智能决策管控技术体系,深度挖掘煤炭产业上下游各业务场景的关联关系与价值,为煤炭生产利用全流程的自主决策与智能控制奠定基础;开展煤炭资源智能-绿色-高效开发技术体系、煤炭产业安全协同保障技术体系、矿区生态智能监测-预警-修复技术体系、煤炭柔性开发与清洁低碳利用技术体系研究,实现煤炭开发利用全产业链、全流程的三化协同发展,培育形成煤炭新质生产力,为煤炭工业的整体形象带来根本性变革提升。

人机协同的大学生个性化教育评价方法研究

大学生个性化培养是实现因材施教人才培养目标的重要内容,而个性化教育的智能化评价是衡量培养质量的有效手段,更是智能技术与教育结合的必然要求。针对传统个性化教育评价中数据采集获取难、评价过程环节多、指标数据粒度粗、实时反馈效果差,难以应对规模化、过程性、全方位、个性化发展评价难题,提出人机协同的大学生个性化教育评价方法。首先明确了人工智能技术赋能个性化教育评价的内容,然后提出了人机共建个性化教育评价指标体系与人机协同实施过程,最后展示了人机协同个性化教育评价的典型案例。人机协同的智能化评价手段,具有全天候、超时长的服务能力,可大幅提升评价的效率与质量,是新时代教育评价改革成功的重要手段,是实现教育评价现代化的有效途径。

长江中下游城市内涝与雨季污染协同治理对策

针对长江中下游城市内涝与雨季污染协同治理的突出问题,对城市水安全、雨季水体返黑返臭风险和河湖水生态退化三方面存在的问题进行了论述。发现长江中下游城市河网密度高、降水量大、暴雨多发,同时人口密集、经济发展水平高,内涝、污染、生态退化等水问题突出;城市内涝频发,雨季污染造成某些城市水体局部返黑返臭,严重影响城市水环境品质,成为制约长江中下游城市绿色发展的重要瓶颈问题。提出了建立三级内涝协同防治体系、构建城市“绿-灰-蓝”设施耦合工程体系、协同推进水体品质提升与生态修复等建议。

多机协同智能发展战略研究

多个自主智能系统通过信息、行为交互构成的多机协同智能,代表着未来智能系统的必然发展趋势,是我国新一代人工智能规划部署的主攻方向,也是支撑国防、社会安全的核心技术和推动制造业由大到强的必由之路。开展突破多机协同智能技术发展研究,对于推动我国军事智能、智能产业高质量发展、加快工业转型升级具有重要意义。本文基于多机协同智能系统当前面临的难以适应复杂任务这一挑战,从基础理论和核心关键技术两个层面出发,系统地梳理了多机协同智能的研究现状,分析了制约基础理论与关键技术发展的主要瓶颈性问题,并以多机协同智能制造为典型应用,剖析理论与技术发展中存在的问题。研究认为,多机协同智能将朝着人机群组智能的方向发展,为抢占发展先机,需及早布局人机群组智能的基础理论探索,加速核心技术突破,并加快应用示范。

跨越边界:产教融合协同培养专业学位研究生的新探索

基于当前专业学位研究生培养面临的问题与挑战,探析产教融合协同培养人才的真实内涵,以“扬子江菁英计划”为例,研究其通过跨越边界创新产教融合协同培养专业学位研究生的模式。新模式以“宽基础、重交叉、强应用、拓格局”四位一体为人才培养理念,以培养卓越工程师与创新型企业家为目标,以“三高”“三有”“三在”为人才培养原则,以跨越组织边界促进“政产学研用”相互渗透和深度互动为主线,以提升研究生的工程技术应用能力和创新能力为抓手,构建了“双选择、双导师、双课程、双身份、双考核、双资助”的“六双”协同培养模式,为培养应用型、创新型和复合型人才提供了案例和经验。

综采液压支架中部跟机多模态人机协同控制系统

我国煤矿智能化综采工作面建设处于初级阶段,液压支架电液控自动化技术已广泛应用,但目前液压支架单一固化的自动化控制逻辑难以适应复杂、多变、动态的工作面生产场景,现场实际控制过程仍大多采用自动化+人工干预方式。针对综采工作面复杂场景中液压支架人机交互协作任务需求,提出液压支架中部跟机多模态人机协同控制系统的理论方法与技术原理。首先,设计了人工式、分工式、批准式、否决式4种人机协同模态,以煤层地质、瓦斯粉尘、采煤机速度、液压支架智能水平、系统状态、岗位工技术水平、任务负荷等为判别因素,构建了基于AOG的液压支架人机协同模态选择模型,实现了人工、机器偏好的模态选择。然后,设计了液压支架中部跟机人机协同控制决策机制,提出液压支架中部跟机再次调控策略AI推理技术思路,利用现场数据学习人工操作经验,分别构建了液压支架是否再次调控决策树分类模型和再次拉架时间贝叶斯回归模型,基于上述模型开发了液压支架人机协同控制决策程序,实现了基于多模态与或推理和再次调控策略AI推理的液压支架人机协同控制。最后,采用云-边-端架构软硬件技术,开发了液压支架多模态人机协同控制系统,实现了模型进化、运算推理、程序执行等液压支架多模态人机协同控制功能。该系统在沙曲二矿3404工作面进行了工业试运行,相比于系统使用前,该工作面液压支架中部跟机效率平均提高2%。

找回传统与再塑组织:乡村治理中的“嵌入式协同”何以有效运转——基于国家与社会关系的分析视角

在乡村治理场域中,协同治理网络中的主体、组织和规则都存在着内生性与外生性、传统性与现代性的分殊。因此,乡村治理网络必然要在“嵌入”基础上实现协同。此文通过对华南地区B镇进行长期追踪,发现挖掘传统治理资源,并将现代化的组织形式与组织规则嵌入乡村内生治理系统,能够有效地为乡村治理共识凝聚、主体参与、资源动员提供组织化路径,构建极具韧性的制度化协同网络。基于此,乡村社会“嵌入式协同”的治理有效性逻辑在于,其能够使来自行政系统与社会系统中承担不同角色的治理主体在关系互嵌、组织互融、规则互补的基础上,建立起功能适配、运转和谐的协同网络。

多模态协同感知与融合技术专题前言

与人类利用视觉、听觉、触觉等多种感官信息来感知世界相似,计算机智能系统也可通过不同的传感器,如摄像头、雷达、麦克风、触觉传感器等,来获取人类和物理世界中的数据与信息.随着智能终端和多模态传感设备的普及,可用于感知世界的数据来源、维度和数据量都在快速增长,单独模态数据所提供的信息已经不能满足智能系统感知与理解世界的需求.因此智能系统在感知世界时,需要从更多模态数据的差异化获取、动态适配、互补融合、协同感知等角度开展深入研究,这也是多媒体领域的一个非常重要和具有挑战性的问题.本专题强调多模态的协同交互与有机融合,研究多模态协同感知与融合技术,重点关注视觉语言多模态交互理解技术、多模态交互生成与重建技术和多模态智能融合与协同学习技术,旨在促进多模态特征表示、自适应融合、协同学习和交互生成等相关理论与方法的研究进展.

小流域生态-岩土协同减灾原理与方法初探

随着全球变暖,极端降雨事件增多,导致山区小流域灾害频发,严重威胁人民生命财产安全。小流域防灾减灾形式多样,其中生态工程措施与岩土工程措施相结合协同减灾的方式,不仅能够充分发挥两种措施在不同时间段的减灾作用,而且能够增加整体减灾功效。目前,受限于生态工程措施与岩土工程措施协同减灾原理不明,评估方法缺乏,导致二者无法有机结合并开展综合减灾效益评估。本文在基于自然解决方案的基础上,提出了山区小流域生态-岩土措施协同减灾的原理,即利用生态工程与岩土工程协作,通过坡面防护和沟道调控,形成稳定阶梯-深潭结构的生态工程-岩土工程措施协同减灾原理。在此基础上,结合地理信息系统和最优化原理,给出基于能量消减的小流域生态工程-岩土工程协同减灾功效的定量化评价方法,为规划、设计、物种选择以及生态工程与岩土工程对策的结合提供依据。

区域减污降碳协同控制--以重庆为例

在中国面对实现碳达峰、碳中和与环境根本好转目标的背景下,重庆市作为西部大开发的重要战略支点,有责任有义务率先实现减污降碳,助力国家生态文明建设。CO_(2)和大气污染物的排放过程复杂,涉及要素众多,因而有必要明确影响CO_(2)和大气污染物排放的关键因素,为重庆市实现减污降碳协同控制提供科学参考。本文以对数均值除法指数模型(LMDI)为基础,构建扩展的LMDI–CO_(2)模型和LMDI–AP模型,并以2011—2020年重庆市CO_(2)排放和工业SO_(2)排放为对象进行实证分析,定量评估各因素对重庆市CO_(2)排放和工业SO_(2)排放变化的影响效果。同时,根据重庆市经济社会、能源环境历史发展情况挖掘各因素的影响机制,归纳协同减排的关键因子,探究重庆市减污降碳协同控制机制。结果显示,2011—2020年,经济发展效应是推动重庆市CO_(2)排放增加的首要因素,贡献率达245.59%;能源强度效应对CO_(2)减排的贡献最大,贡献率为210.51%;此外,产业结构优化为CO_(2)减排也做出了贡献。工业经济发展是推动重庆工业SO_(2)排放的主导因素,贡献率为64.47%;其他因素均为SO_(2)减排做出贡献,其中,能源强度和结构效应贡献率分别为42.65%和6.31%。可见,随着经济的发展、人口规模的扩大和生活水平的提高,重庆市CO_(2)和污染物减排的压力将会增大,“高碳化”能源结构制约着两者减排,提高能源效率和优化产业结构对实现“双减”起着关键作用。因此,降低能源强度、升级产业结构、优化能源结构是未来重庆市实现减污降碳协同控制的重要途径。

协同治理视角下国土空间规划实践与思考——以江苏为例

国土空间规划是完善现代化治理手段、提升空间治理能力、推动区域协同发展的重要工具。在总结跨地区、全流程、多主体的协同治理框架下,基于江苏省市县国土空间总体规划多层次同步编制的实践,探讨国土空间总体规划推动区域协同治理的有效路径。跨区域协同治理通过城市定位协同、生态环境治理协同、交通协同、市政基础设施协同、文化协同等手段,实现不同空间协同治理目标的落实;全流程协同治理通过建立常态化沟通磋商机制,实现省市县的纵向传导反馈和多部门、多条线的横向寻求共识,化解跨界地区矛盾;多主体协同治理侧重制度建构,保障行政力、市场力和社会力的多元参与。

数字化协同治理促进乡村产业振兴的实践分析——基于S市L区案例研究

随着数字技术的发展,数字乡村建设不仅为农业高质量发展创造了条件,而且为乡村振兴战略实施提供了重要驱动力,但是,数字化协同治理与乡村产业振兴之间存在何种关联模式,还需要进一步检验分析。运用“环境—结构—过程”这一分析框架可以发现,各乡村治理主体通过数字化赋能和角色转变构建的相互协同治理关系,可以依托资源的高效整合、利益的主体共享以及持续的数字化监管,不断重塑和优化协同系统,并有效提升治理效能,从而为数字时代乡村产业振兴提供优异的发展环境。

考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。

生物科学类拔尖创新人才培养多维度协同模式研究与实践

针对高校生物科学类拔尖创新人才培养存在的问题,积极探索生物科学专业知识教育与创新创业教育的深度融合,以及教学资源组织形式和育人模式的改革、融合与创新,构建优秀师资、优质课程体系和高端育人平台,创建以课程引领、科教融合、实践教学、科研训练、竞赛牵引、创新平台为核心的多维度拔尖创新人才培养模式,走出了“多维协同、追求卓越”的人才培养之路。通过推进实施该模式,湖南大学生物学院在拔尖创新人才培养方面取得了良好成效,可为国内外其他高校提供有益的启示和借鉴。

产教融合视域下应用型本科校企协同育人机制改革与实践

该文通过探索专业建设“双带头人”制、课程建设“双负责人制”、学生培养“双导师制”、教师培养“双考核制”,不断深化产教融合,做强校企合作特色,探索研究符合本校应用型本科人才培养模式的校企协同育人机制,提升企业方参与人才培养的积极性,培养适应新疆“八大产业集群”中煤炭煤电煤化工领域的高素质应用型人才,实现专业学科建设符合产业发展需求。

地方环境立法、环境司法与企业绿色创新--基于立法与司法协同视角

企业绿色创新是人与自然和谐现代化的基础和托底,是企业实施绿色转型战略的必然路径。基于机器学习和文本分析法从经济价值导向维度和生态价值导向维度衡量企业绿色创新,并以2007年开始陆续在全国各地设置专门环境法庭为背景,将地方环境立法与环境司法纳入同一分析框架,利用2004-2020年中国A股上市公司数据,研究地方环境立法与环境司法协同对企业绿色创新的影响。研究发现,环境立法和环境司法具有促进企业绿色创新的协同作用,这一结论在进行一系列稳健性检验后仍然成立;机制检验结果表明,环境司法协同环境立法能够通过增加企业环境成本和促进企业主动进行绿色战略调整来驱动企业进行绿色创新;通过进一步分析发现,相较于经济价值导向绿色创新,企业更加倾向选择生态价值导向绿色创新,并且在国有企业、成本转嫁能力低的企业、处于经济上行期的企业、处于官员绿色政绩考核时期的企业以及管制行业企业中,协同作用更加显著。研究结果拓展了企业绿色创新的驱动因素,对政府推进环境治理、加速企业绿色转型提供了重要启示。

煤电化基地大宗固废“三化”协同利用基础与技术

我国14个大型煤炭基地及89个大宗固体废弃物综合利用示范基地建设,标志着矿区大宗固废利用已被纳入全国战略发展布局。长期以来煤炭资源高强度的开发与利用,造成矿区浅埋煤层资源临近枯竭,煤电化基地大规模固废堆积及地表沉陷,已成为制约矿区绿色低碳、高质量发展的难题。大宗煤基固废协同利用与绿色充填是解放“三下一上”压煤,延长矿井服务年限,实现固废无害化、资源化、规模化“三化”利用的有效途径。基于产煤大省山西省、“华东能源粮仓”安徽两淮基地及宁东能源化工基地的煤基固废种类和产量,详细阐述了以煤矸石、粉煤灰、炉底渣、气化渣和脱硫石膏等为主要材料的煤基固废通过重金属吸附解吸和络合钝化技术实现无害化处置,列举煤基固废分类应用于低热值煤基固废发电、制备建筑材料如水泥、砖瓦等资源化利用途径,对比分析煤基固废采煤沉陷区复垦回填及井下充填规模化利用途径,突出煤基固废井下充填的优越性。基于煤电化基地深部煤炭资源,提出绿色充填开采理论与关键技术,包括深部煤矸石源头减量与采选充协同技术、充填材料高效制备与深部井下输送技术及煤基固废充填材料深部多场耦合机理,探究多源煤基固废从源头、过程到终端的深部充填开采全过程的技术原理与方法,以解决矿区深部井下充填的技术难题。根据宁东基地任家庄煤矿、山西省霍尔辛赫煤矿及淮北矿区地质条件和充填目的,分别提出超前钻孔注充低位充填方案、关键层非典型特征条件下多离层梯级注浆方案和煤基固废协同利用关键技术,综合矿山固废处置与利用、深部煤炭资源开发利用、地表沉陷控制、生态环境保护等优势,形成煤电化基地大宗固废协同利用与绿色开采模式,为煤炭开采高质量化和环境低损伤化提供参考。

京津冀协同发展战略实施十年回顾及展望

京津冀协同发展战略实施近十年来,北京非首都功能疏解取得明显成效,北京城市副中心和雄安新区“两翼”建设稳步推进,三地交通一体化、生态联防联控、产业转型升级三大领域取得率先突破,区域内体制机制改革与创新稳步实施。但仍面临经济份额下降、创新驱动经济增长能力不强、人口和经济过密与过疏现象并存等问题。展望未来,应从现代化首都都市圈建设、打造“一核两翼”空间新格局、优化区域现代产业分工体系与区域创新格局、创新跨区域协同治理体制机制等方面,全面推进京津冀协同发展迈向更高水平、更优效益和更高质量,努力使京津冀成为中国式现代化建设的先行区、示范区。

人机协同:体育赛事裁判模式的转型与建构

作为主流体育赛事裁判模式的机器辅助裁判模式,受限于对体育赛事流畅性的追求,在实现体育赛事裁判的价值方面产生以下困境:在事实层面动摇公正性价值;在机器运算过程中破坏公开性价值;在运动员权利保障方面损害公平性价值。基于人工智能的技术能力,在人机协同裁判模式下,体育赛事流畅性与裁判价值的矛盾可以得到化解。为建立人机协同裁判模式,建议:承认人工智能具有裁判资格,使其享有独立作出判罚的权力;改进算法决策的内在缺陷,抵御算法决策的外在干扰;通过区分事实性判罚与非事实性判罚,在事实性判罚中改变机器设备的辅助定位,构建类似于“两审终审暨审判监督制度”的人机协同裁判模式。