人工智能在土木工程领域的应用研究现状及展望

作为新一代产业变革的核心驱动力,人工智能是全面提高土木工程领域数字化、自动化、信息化和智能化的重要方法。为全面了解人工智能在土木工程中的发展及应用,定性分析了人工智能的基本研究领域,定量分析了人工智能在土木工程设计、制造、养维护阶段的研究现状,利用CiteSpace可视化工具深入挖掘人工智能在土木工程中存在的问题、发展瓶颈和研究趋势,并给出相应的解决办法及研究思路。通过文献综述发现,土木工程领域已展开了大量人工智能研究,但各阶段智能化发展不均衡,实际应用也存在一定局限性,需深入探索神经网络、大数据、深度学习等智能技术在土木工程全生命周期的交叉融合,促进土木工程领域人工智能研究的协同发展。

新质生产力的演化:维度、结构及路径

新质生产力体现为全方位、系统性、持续性的变革过程,其不仅能优化经济基础的应用场景和能力层级,而且能推进产业协同升级和整体跃迁,其发展进程呈现动态性和加速性,可对已有高质量发展范式、路径进行破坏性创新、爆发性升级、动态性更迭。新质生产力是“制度型生产力→干预型生产力→跨越式生产力→信息化生产力→新质生产力”和“结构型生产力→市场型生产力→可持续生产力→信息化生产力→新质生产力”的有机统一。新质生产力是对信息化生产力的继承和发展,是一种更为先进的生产力形态,具有更新颖的数智技术革命背景、更复杂的内在运作机理、更前瞻性的经济系统以及更深邃的演化路径,也更能代表生产力的最新发展趋势。

可再生能源电制氢合成氨系统的并/离网运行方式与经济性分析

可再生能源电制氢合成氨(renewablepowerto ammonia,Re Pt A)是风力发电、光伏发电等可再生能源的大规模消纳方式之一,也是化工行业实现低碳清洁发展的重要技术路线之一。利用风电光伏电解水制氢合成氨系统模型,分析电网调峰型系统、电网友好型系统、工艺离网型系统的绿氨成本,并对电化学储能设备规模、储氢设备规模、电解水制氢设备规模、电解水制氢设备效率等影响因素进行敏感性分析。基于3种绿氨系统的设备配置方案和运行方式评估不同类型系统所需的电网调峰电量,提出3种系统所适合的应用场景。研究结论是近期应该发展电网友好型RePtA系统,远期应该发展工艺离网RePtA系统。

科技情报智慧数据:方法、体系与应用

[目的/意义]分析智慧数据建设现状,认识人工智能时代科技情报智慧数据建设的方法与框架。[方法/过程]界定科技情报智慧数据的概念内涵,提出“明确定位与价值、数据架构体系、建设知识语料、数据质量控制、嵌入业务流程的协同建设模式、数据权益约束及安全分级”7个方面的建设原则,设计“技术与功能逻辑、数据分类组织、数据建设流程、数据协同加工工具、运营服务策略”体系框架,拓展智慧数据的示范应用。[结果/结论]通过研发具有“收、存、治、管、用”一体化的科情数据平台,建立了覆盖“情报动态、科研成果、创新活动、创新主体及多类功能型知识实体”等类型的科技情报智慧数据中心,并在“科技人才自动发现、重大科技问题的自动生成以及语义查重查新”等场景中开展应用。

中药智慧药学服务的实践与技术分析

目的 分析中药智慧药房的发展现状,总结中药智慧药学服务实践经验,概述其技术要求和发展方向。方法 成都中医药大学附属医院自2018年1月启动智慧中药房项目,建立中药智慧药房,承担门诊中药饮片调剂、煎药、配送等药学服务业务。结果 截至2023年5月已完成中药饮片代煎配送557.2万副,2022年度共服务患者23.14万人次。服务环节更简单,无需等候取药,无需二次到院取药,服务效率高,改善了患者就医体验。结论 中药智慧药学服务发展迅速,未来将依托技术进步建立全程化智慧服务体系。

教育大模型的发展现状、创新架构及应用展望

从通用大模型到教育大模型,是人工智能大模型技术深化发展的重要趋势。基于对教育大模型发展现状、典型案例、潜在挑战的分析,文章认为教育大模型是适用于教育场景、具有超大规模参数、融合通用知识和专业知识训练形成的人工智能模型,是大模型技术、知识库技术及各类智能教育技术的集成,能够推动人类学习和机器学习的双向建构,进而提出了应用驱动、共建共享的创新架构和“以学习者为中心”的未来应用场景,旨在建立人工智能大模型与各类数字化教育应用的开放接口,持续训练和完善能够更好地解决教育专业问题的教育场景模型,形成让广大师生常态化使用的智能教育开放模型集群和知识库,在提炼和萃取深度教育知识的同时,破解人工智能教育应用中的风险和挑战。

基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法

在建筑行业转型升级的背景下,针对大型建筑运维过程管理效率低、各类运维事件决策分析精度不足、智能化程度有待提高等问题,提出基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法。总结归纳大型建筑智能运维需要采集的信息,分析智能运维亟待解决的问题,融合智能感知与数字孪生技术,给出智能运维运行机理,建立针对大型建筑的智能运维架构体系与多维多尺度的孪生模型。研究建筑智能运维的实现方法,其中包含智能运维全要素信息的采集与传输、智能运维孪生体的构建与运行、智能运维孪生数据的管理机制及智能运维平台的架构。在智能运维理论体系和实现方法的指导下,搭建了智能运维平台,并应用于某大型建筑工程的运维管理。考虑运维管理过程中的虚实交互与时空演化,初步验证了数字孪生在提高运维管理智能化程度方面的有效性。

元宇宙会是昙花一现吗?——“现象级”数智技术及其教育启示

从元宇宙到生成式人工智能,科技进步以指数级跃升态势,推动人类社会前行。教育作为连接技术与社会的人力资源纽带,在“现象级”数智技术高歌猛进的一波波热潮裹挟下不断面临“如何变”的拷问。随着元宇宙的讨论热度被生成式人工智能所取代,人们不禁追问:元宇宙会是昙花一现吗?为此,文章首先依托技术促进教育变革的原理,分析了以元宇宙、生成式人工智能为代表的“现象级”数智技术给教育领域带来的学习方式变迁、认知方式转变、教育关系演变和系统生态变革,并指出技术是教育变革的影响因素和驱动力,对教育发展起积极的推动作用。随后,文章通过对技术属性的解析来理解跃迁中的数智技术,并探析了数智技术促进教育发展的本质,即对学习方式、认知方式、教育关系和系统生态变革进行编程。最后,文章阐释了“现象级”数智技术的教育启示,以期为数智时代背景下技术促进教育发展的本质探索与意义解构提供启示,并引领未来数智教育的发展方向。

计及灾后恢复全过程储能应急响应能力的配电网韧性规划

储能因响应快、灵活性高的特点,已成为可再生能源发展必不可少的支撑技术,不仅具有削峰填谷、改善电能质量的作用,在灾后恢复过程中的应急响应能力同样不可忽视。提出了一种计及灾后恢复全过程储能应急响应能力的配电网韧性规划方法,构建了同时考虑网架增强和储能配置策略的配电网韧性增强双层规划模型,系统地刻画了极端灾害发生后配电网网架重构、设备抢修及复电等灾后恢复全过程的源-网-荷-储互动模式场景。最后,通过IEEE33节点系统的算例分析表明,所提方法能更充分地挖掘储能的应急响应潜力,有效提高增强性规划决策的精准度,获得更佳的投资回报。

并网逆变器非线性特性建模及稳定性研究综述

并网逆变器作为连接新能源分布式发电和电网之间的关键接口,发挥着将电能高效、高质量馈入电网的重要作用。随着新能源渗透率的持续提高,并网点处电网存在诸如高电网阻抗、丰富的低频谐波、电压幅值/频率波动甚至故障等复杂状况。鉴于并网逆变器本质上是一个多输入、强耦合的非线性系统,沿用传统的线性建模与分析方法已难以解释工程中的复杂谐波振荡现象,并网逆变器的稳定性分析及其稳定运行受到巨大挑战。为此,该文首先具体阐述了线性与非线性和系统受扰大小之间的关系,指出大干扰稳定性分析更依赖于非线性建模及分析方法的应用。在此基础上,对已见诸报道的并网逆变器稳定性分析方法进行了归纳和对比。然后,详细阐述了稳定性分析方法在并网逆变器特定非线性环节中的应用。最后,总结并讨论了现有研究的不足,以期进一步促进“双高”背景下并网装置非线性建模和稳定性分析的研究。

多源遥感数据在战场环境智能态势感知的现状及展望

面对复杂战场环境信息的快速变化,及时全面准确地掌握复杂战场环境态势,是未来打赢信息化战争的前提条件。为了探索多源遥感数据对战场环境态势感知的发展方向,基于广泛调研战场环境态势感知的遥感需求,首先对战场环境态势智能感知的概念和内涵进行了阐述,然后对多源遥感数据的处理与战场态势感知应用现状进行概述,分析了遥感在战场态势智能感知面临的挑战,最后提炼总结了遥感在战场态势感知的进展和发展趋势。遥感为战场环境态势感知提供多种观测数据,遥感与人工智能算法结合可以为军事战场环境态势感知提供多种应用,为指挥人员决策提供数据支持,但仍然存在大量挑战需要解决。在分析现阶段成果和面临挑战的基础上,提出了遥感在战场环境智能态势感知的前瞻,指出了基于遥感的深度学习可解释性和智慧战场是遥感在战场智能态势感知发展所面临的困难。

面向国家战略的产业竞争情报场景化智慧服务模式研究

通过对面向国家战略的产业竞争情报智慧服务进行场景化、细粒度描述,构建产业竞争情报场景化智慧服务模式,以赋能复杂环境下产业高质量发展。首先,梳理国内外关于“场景化服务、产业竞争情报服务模式、智慧情报与情报智能服务”等相关研究,提出“产业竞争情报场景化智慧服务”的概念内涵;其次,沿着“战略引领与需求牵引—场景解构与细粒度刻画—平行系统与虚实交互—范式转变与服务升维”的研究逻辑,融合场景理论、平行智能思想,构建产业竞争情报场景化智慧服务模式;最后,以新能源汽车产业进行实证研究,为该行业竞争情报服务融慧进阶提出有效路径。本文提出了产业数字化升级、产业核心技术攻关、产业应急协同处突、新产业新业态培育四大情报服务场景,基于产业情报场景描述五元组,从服务内容、服务主体、服务客体、服务工具/手段、服务能力维度对其进行全景式描绘,构建了面向国家战略的产业竞争情报场景化智慧服务模式,并以新能源汽车产业为例,验证了本文模式的可行性与有效性。

人机争论探究法:一种争论式智能会话机器人支持的学生高阶思维能力培养模式探索

大量学生利用生成式人工智能生成作业,导致了学生高阶思维能力难以有效培养。在人机会话中嵌入“争论噪音”,将是解决这一问题的可能途径。研究采用准实验研究设计,基于高阶思维、建构主义和争论学习理论,利用文心一言、学习分析和腾讯QQ等技术工具,开发了争论式智能会话机器人,构建了人机争论探究法教学模式。结果表明,实验组的学习成绩、批判性思维能力、问题解决能力和学习态度显著优于对照组,但是创新能力效果不显著。为提高人机争论学习效果,教师需要构建特定的高阶思维学习支架,优化人机争论学习的算法机制,培养学生的人机争论素养,研制师生机三元协同争论机制。

基于神经算子与类物理信息神经网络智能求解新进展

深度学习通过多层神经网络对数据进行学习,不仅能揭示潜藏信息,还能很好地解决复杂非线性问题.偏微分方程(PDE)是描述自然界中许多物理现象的基本数学模型.两者的碰撞与融合,产生了基于深度学习的PDE智能求解方法,它具有高效、灵活和通用等优点.文章聚焦PDE智能求解方法,以是否求解单一问题为判定依据,把求解方法分为两类:神经算子方法和类物理信息神经网络(PINN)方法,其中神经算子方法用于求解一类具有相同数学特征的PDE问题,类PINN方法用于求解单一问题.对于神经算子方法,从数据驱动和物理约束两个方面展开介绍,分析研究现状并指出现有方法的不足.对于类PINN方法,首先介绍了基础PINN的3种改进方法 (基于数据优化、基于模型优化和基于领域知识优化),然后详细介绍了基于物理驱动的两类解决方案:基于传统PDE离散方程的智能求解方案和无网格的非离散求解方案.最后总结技术路线,探讨现有研究存在的不足,给出可行的研究方案.最后,简要介绍智能求解程序发展现状,并对未来研究方向给出建议.

生物安全情报治理碎片化困境及破解路径:整体性治理理论视角

[目的/意义]生物安全为国家安全治理带来新挑战。情报作为维护国家安全的耳目、尖兵,发挥着战略性作用。全面贯彻落实总体国家安全观,维护国家生物安全,需要发挥情报的支撑作用,必须尽快完善生物安全情报治理体系。生物安全情报治理作为国家治理的一部分,同样面临碎片化困境。整体性治理理论是有效应对国家治理碎片化的利器,也有助于解决生物安全情报治理中存在的碎片化问题,从而在实践层面上有效提升生物安全情报治理效能。[方法/过程]通过剖析生物安全情报治理在治理主体碎片化、治理价值碎片化、治理信息碎片化上的困境,文章构建了整体性治理视角下生物安全情报治理的理论模型,探索破解生物安全情报治理碎片化困境的路径。[结果/结论]在生物安全情报治理中运用整体性治理理论,不仅有助于推进生物安全情报治理功能整合与治理效能提升,也有助于提高国家生物安全防御能力。

人工智能在医学教育领域的应用研究——基于CiteSpace的文献共词分析

人工智能及大数据已经成为包括医学教育在内的各研究领域的热点问题。为了阐明人工智能在医学教育中的发展趋势,利用CiteSpace软件分析2013-2022年Web of Science核心合集文献270篇。从发文量、国家和地区、研究机构、作者、发表杂志、引文情况、关键词及发展趋势等方面进行综合分析得出研究结论:从2018年开始相关论文呈明显增长趋势,Mayo Clinic(梅奥诊所)成为全球发文量最多的研究机构;Friedman等形成了较为完整的研究团体;JAMA成为最高被引杂志;近年医学教育的人工智能应用研究热点问题主要集中在医学影像及虚拟手术等方面。

全民健身公共服务治理的智慧化转型、升级与实现路径

智慧化转型和升级是全民健身公共服务体系迈向更高水平的现代化需要,也是纾解服务供需矛盾、信息不对称等现实困境的人民美好生活需求.基于整体性治理、组织变革等理论依托,全民健身公共服务政府组织主要从治理理念、治理方式、治理体系、治理主体4个层面实现智慧化转型.运用文献查阅、案例分析和分类比较等方法,综合应用数字化信息技术,对原有资源布局和功能布局、健身载体空间、健身指导、赛事活动形式和场馆运营管理等内容实现智慧升级.研究认为,实现路径主要包括:完善全国智慧健身信息服务体系,建设品质化“智慧社区健身中心”,打造场景化运动体验空间,分层分类制定智慧标准化等,进而推动全民健身公共服务的现代化治理和更高水平的发展.

可解释人工智能在电力系统中的应用综述与展望

可解释人工智能(XAI)作为新型人工智能(AI)技术,具有呈现AI过程逻辑、揭示AI黑箱知识、提高AI结果可信程度的能力。XAI与电力系统的深度耦合将加速AI技术在电力系统的落地应用,在人机交互的过程中为电力系统的安全、稳定提供助力。文中梳理了电力系统XAI的历史脉络、发展需求及热点技术,总结了XAI在源荷预测、运行控制、故障诊断、电力市场等方面的电力应用,并围绕解释含义、迭代框架、数模融合等方面展望了电力系统XAI的应用前景,可为推动电力系统智能化转型与人机交互迭代提供理论参考与实践思路。

人工智能生成内容的著作权法之辩

根据输入指令与输出内容的比例关系,可将人工智能生成内容依次分为孪生内容、伴生内容和原生内容。人工智能生成内容主要涉及三个著作权法问题。一是机器阅读的法律性质问题,法定许可说能更好地兼顾著作权专有属性与公有属性,实现权利行使与限制的动态平衡。二是生成内容的可著作权性问题,需要结合内容类型并考虑输入指令的潜在影响。同比例复制的孪生内容不属于作品,差异化表达的伴生内容属于演绎作品,创造性表现的原生内容属于原创作品。三是生成内容的著作权归属问题,除另有协议外,需要结合内容类型并考虑所有者、使用者的贡献程度。孪生内容因不属于作品,无人享有著作权;所有者、使用者对伴生内容的形成均有重大贡献,基于概括合作行为与意识,所有者、使用者共同享有著作权;只有所有者对原生内容的形成具有重大贡献,所有者单独享有著作权。

我国金属矿山智能化现状与问题探讨

我国金属矿山智能化在经历了前期的探索性研究后,已进入了规模化、常态化应用的新阶段。为了系统评价已形成的研究成果、保证前期积累得以顺利移植和推广,以智能生产和集成平台两类代表性应用为主要内容,总结了金属矿山智能化发展现状和应用效果。结果表明:我国金属矿山在智能开采领域取得了长足的进步,露天矿山的遥控铲装运输、地下矿山的电机车自动化、固定设施的无人值守等项目已开始常态化应用;在集成平台建设上具有鲜明的特色,技术平台、安全平台、集控平台和决策平台已在多个矿山的生产管控中发挥作用。最后,结合现状分析着重探讨了矿山在建设内容选择、关键技术确定、数字化转型路径、管理模式转变、运维与应用效果等方面出现的问题,指出了容易产生的误区,为矿山企业扩大建设成果、保证建设实效、规避建设风险提供参考。