数据空间基础设施的技术挑战及数联网解决方案

数据空间是网络空间从“以计算为中心”向“以数据为中心”转型的一种新形态,蕴含着变革性重大科技问题和换道超车创新机遇。类似互联网是网络空间的主要基础设施,数据空间也需要“以数据为中心”的新型基础设施,其核心功能是实现数据的一阶实体化。从数据空间的视角出发,分析总结互联网、万维网和数字对象架构等主流技术体系对数据一阶实体化的支持和不足,给出数据空间基础设施的基本内涵与技术挑战。提出基于数据语用原理的数据一阶实体化方法,通过融合数字对象架构、分布式账本和智能合约等技术形成数联网解决方案,支撑互联网规模的数据空间基础设施构造和运行。

无人系统数据融合流水线架构设计

传感器是无人系统智能化行动的基础,而通过融合多传感器的数据能增强无人系统的智能感知和自主决策能力,提升无人系统的可靠性和鲁棒性。无人系统的数据融合面临传感器类型多样、数据格式异构、数据融合分析的实时性强,以及算法模型种类复杂、更新演化快等挑战,传统定制化开发前端融合模型和基于后端融合平台的方法难以适用。因此,提出一种面向数据融合的流水线平台,以支持数据自动转换、算法灵活组合、模型高可配置、功能快速迭代,且能面向任务,动态、快速构建数据融合模型并提供信息服务。在剖析无人系统数据融合流程和技术体系的基础上,设计流水线框架及其关键功能构件,分析亟待突破的关键技术,给出框架的运行方式和实际案例,探讨未来的发展方向。

面向人机物融合的数联网标识解析技术

以数据的深度挖掘与融合应用为主要特征的信息化3.0阶段正在开启,传统静态环境下的软件正向人机物融合环境下开放动态的复杂软件演化.如何在不可信不可控的互联网之上实现全网一体化可信可管可控的数据互联互通是当前亟待解决的难题,以数字对象架构、标识解析技术为代表的数联网技术体系为上述挑战提供了一种可行思路.针对互联网上数据资源共享交换过程中广泛存在的传输效率低、协调成本高、安全管控难等问题,提出面向人机物融合的数联网标识解析技术规范,并基于人机物融合环境中各实体之间数据资源可发现、可获取、可理解、可信任、可互操作等需求,设计实现面向人机物融合的数联网数字对象标识解析协议以及数字对象标识系统.最后,对所实现的数字对象标识系统进行系统测试与评估,并在实际应用场景中对其有效性进行验证.

分布式账本系统性能优化技术综述

分布式账本作为分布式数据管理的体系架构,通常在多节点之间通过共识机制来共同维护数据记录,可将数据所有权、传播过程、交易链条等相关信息完整全面地记录在分布的账本中,并在数据产生、流动的整个生命周期中,保证数据的不可篡改、不可抵赖,为确权、维权、审计提供背书.区块链是一种典型实现.随着数字货币、数据资产交易等数字经济新应用的发展,分布式账本技术得到了越来越广泛的关注,但系统性能是其大规模落地应用的一个主要瓶颈,账本性能优化成为产业界和学术界一个研究热点.从账本体系结构、数据结构、共识机制和消息通讯4个方面,系统地调研分析了分布式账本性能优化的主要方法、关键技术和代表性的解决方案.

国防科技成果转化专用基金建设研究——基于国内外科学基金的经验

科学技术是第一生产力,国防科技成果转化是提高我国军事现代化水平的重要手段,统筹利用好专项基金是促进国防科技成果向战斗力转化的重中之重。文章从顶层设计、规章制定、评审及专家建设、项目延续性和多元化资助5个方面总结分析了世界主要国家或地区包括美国、中国、德国、日本、欧盟的科学基金运营模式,结合成功经验从规章制度、资金分配、扶持方式、团队服务、评价机制5个方面为我国国防科技成果转化专用基金建设工作提供启示建议。

基于树分解的时序最短路径计数查询算法

最短路径计数是图计算中的一个重要研究问题,旨在查询顶点间的最短路径数,在路径规划与推荐、社交网络分析、介数中心性计算等领域中具有广泛应用。目前越来越多的网络可以建模为时序图,但少有针对时序图最短路径计数查询问题的研究工作。与静态图相比,时序图增加了时间信息,结构更复杂,在查询顶点间的路径数时必须考虑边的激活时间,因此静态图中最短路径计数方法不再适用于时序图,并且在大规模时序图上查询更具有挑战性。针对时序图最短路径计数问题,提出一种基于树分解构建TG-TL(Temporal Graph-Tree Label)索引的方法。该方法包含构建索引和在线查询两个阶段,构建索引阶段根据时序图的属性设计时序树分解算法,将时序图转化为树结构;然后根据树分解的结构信息以及凸路径定义提出高效构建索引算法;在线查询阶段基于TG-TL索引提出了高效的时序最短路径计数查询算法。在4个真实数据集上的实验结果表明,与基于TG-base(Temporal Graph-base)索引的查询算法相比,所提算法在查询效率上至少提升了61%,因此所提算法在时序图最短路径计数问题上具有高效性和有效性。

一种面向非全网共识账本的高效查询方法

存证是分布式账本的重要应用领域.为了满足大数据场景下海量数据的存证需求,出现了新型的非全网共识账本.这种账本采用非全网共识算法,大大提高了系统的存证性能.但是,这种账本的数据会随机分布在网络中,因此对数据查询带来了挑战.为适应非全网共识账本数据分散存储的特点,提出了一种高效的数据查询方法.该方法在查询过程中加入了学习机制,通过账户地址的相似度来指导请求转发,使得查询过程具有更高的性能和更低的延迟.基于该方法,设计和实现了用于非全网共识账本的查询系统,并在仿真环境和真实环境中进行了测试.结果表明,该查询方法在查询性能方面提升了12%,在响应时间方面降低了12%,验证了该查询方法的有效性.

内部威胁发现检测方法研究综述

组织内部网络不仅面临着外部攻击者的威胁,同时也面临以破坏组织网络结构、内部信息资料窃取以及各种诈骗手段为主的内部威胁。内部威胁因为其多元化、伪装性强等特点,对组织机构内部造成了严重影响,因此对于内部威胁发现检测方法的研究变得非常有必要。本文首先对内部威胁进行了描述,重点针对内部威胁发现检测方法的现实意义进行了论述。同时将现有的内部威胁发现检测方法分为3类:基于异常行为的检测方法、基于审计日志异常的检测方法和其他检测方法,分别介绍了现有3类方法的研究现状,并对它们的研究进展进行了总结、归纳和分析。最后对内部威胁发现检测方法的未来研究方向进行了展望。

自主软硬件生态的建设模式研究

近年来中国自主软硬件联合生态发展迅速。软硬件生态的建立包括底层硬件和操作系统构成的基础设施,丰富的通用工具软件,大量的中间件、应用,以及众多的开发者。为了解决自主软硬件生态的健康发展问题,了解生态的发展情况并研究其建设模式很有必要。创新地将我国当前自主软硬件生态的建设情况归纳出三种模式,即产品模式、集团攻关模式和服务模式。通过结合自主软硬件生态中的适配产品数据和开发者行为数据,阐述了三种建设模式的特点和差异,为我国IT产业成功建设自主软硬件生态提供经验参考与决策支持。

面向知识图谱和大语言模型的因果关系推断综述

近几十年来,因果关系推断是统计学、计算机科学、教育、公共政策和经济学等许多领域的一个重要研究课题。其中大部分因果推断方法是从样本观测数据和文本语料分析的角度进行研究。如今,随着各种知识图谱和大语言模型的涌现,面向知识图谱和大模型的因果关系推断逐渐成为了研究热点。因此,将不同的因果关系推断方法按照面向样本观测数据、文本数据、知识图谱和大语言模型进行分类,在每个分类中,对经典的研究工作从其问题定义、解决方法、贡献和不足进行了细致的分析。同时,对因果关系推断方法与知识图谱和大语言模型相结合的研究进展进行了重点讨论。从效率和成本角度分析和比较了不同因果推断方法,总结归纳了知识图谱和大语言模型在因果关系推断任务中的具体应用。最后,对知识图谱和大模型相结合的因果关系推断的未来发展方向进行了展望。

服务型自主创新生态的价值及产业趋势研究

近年来中国自主软硬件生态发展迅速,然而自主技术体系依旧存在资源稀缺、技术服务获取难度大、成本高等痛点。为此,鹏城实验室提出了基于开源开放的模式发展服务型自主生态,搭建了鹏城生态开发者云平台,无偿为开发者提供一体化的自主软硬件技术栈和服务。介绍了鹏城生态开发者云平台过去三年的建设成果和服务情况。基于开发者云用户对计算资源的使用数据,计算了开发者云产生的综合经济效益。通过对开发者云用户行为数据的分析,找出了自主产业的三个发展趋势,为自主软硬件生态的发展研究提供了新视角、新思路和新方法。

基于调用链控制流分析的大型微服务系统性能建模与异常定位

大型微服务系统中组件众多、依赖关系复杂,由于故障传播的涟漪效应,一个故障可能引起大规模服务异常,快速识别异常并定位根因是服务质量保证的关键.目前主要采用的调用链分析方法,常常面临调用链结构复杂、实例数量庞大、存在大量小样本等问题,因此提出基于调用链控制流分析,将大量调用链结构聚合为少量方法调用模型;并提出基于方法调用模型的执行时间分解模型及预测方法,将实际值与预测值的相对误差超过设定阈值的待检测数据判定为异常.采用百度凤巢广告业务系统某天超过17亿条调用链日志记录开展实验分析,结果表明:与数据驱动的调用序列分析方法相比,提出的基于模型的方法可以大幅缩减调用链结构数量,并有效分析和检测微服务性能异常及其根因.

元宇宙军事运用潜力探索

在新一轮科技革命、产业革命发展演进中,当下正迅速催生一种新型虚实相融的社会形态---元宇宙。元宇宙外貌是什么、如何进入元宇宙、在元宇宙中能干什么、元宇宙如何建成,引起多国政府部门高度关注,成为全球科技界热点、金融界爆点。业内普遍认为,元宇宙是以5G/6G、云计算、物联网、大数据、区块链等要素为底层资源,以人工智能、虚拟/增强现实、数字孪生等为核心技术的体系组合。元宇宙不仅是最新科技的集大成者,也会助推新兴技术升级换代、蓬勃发展。

面向空中侦察调度的机场重要性分析

针对多起始点和多目标点的空中侦察行动,在分析任务需求、飞机性能以及约束条件的基础上,将分布于不同机场的侦察机调度与飞行路径规划抽象成多旅行商问题,建立侦察调度模型,并改进遗传算法进行求解,得到最优侦察方案.通过节点移除法,求解机场移除后侦察方案的性能变化,并以此为指标衡量各个机场的重要性程度.该方法将飞行调度优化与节点重要性分析有机结合,为任务驱动的节点重要性研究提供了有益参考.

数据科学与计算智能:内涵、范式与机遇

数据科学的发展,将为计算智能的持续发展提供新的可能与机遇;与此同时,计算智能的发展与新型智能范式的兴起,也将为大数据在各行业和各领域的应用提供新的契机。文章阐述了数据科学的内涵,探讨了计算智能的发展与新型智能范式,列举了引领数据科学与计算智能研究的应用方向;进而基于香山科学会议第667次学术讨论会与会专家的讨论,提炼形成数据科学与计算智能领域的七大关键问题,以期使该领域研究得到相关领域研究者与应用者的共同关注,从而把握时代的机遇,推动数据科学与计算智能持续发展。

由中美开源生态特征对比分析我国开源生态建设现状

繁荣的开源生态能够使整体的开源环境进入良性循环,能否正确认识开源生态的影响因素对我国开源创新发展具有至关重要的意义。对比中国与美国的开源生态特征,有助于找出影响开源生态构建的主要因素。

长三角地区生态系统服务价值估算尺度效应

针对土地利用(LU)数据因空间尺度或产品来源的不同从而对生态系统服务价值(ESVs)估算产生影响的问题,该文采用当量因子法、升尺度算法与波动性指数等方法,研究了长三角地区ESVs对LU数据的空间尺度效应。结果表明:(1)随着尺度的增加,LU的空间细节逐渐不明显,相同土地利用类型呈现出聚合的现象,但总体的土地利用类型空间分布相似。(2)不同尺度的LU数据估算出的各种生态系统服务功能价值与ESVs各不相同。随着尺度的增加,不同LU产品估算的ESVs差异有所增大,最终差异百分比大约稳定在10%。(3)随着LU尺度的增加,ESVs与LU尺度符合对数关系,拟合度R~2大于0.9。研究结果为选取LU估算ESVs可靠性方面提供参考,对有效评估ESVs潜在的经济与环境效益具有重要意义。

构建数字化世界的伦理秩序

伴随着数字化转型和数字中国的建设,一个与现实世界平行的数字世界正在诞生。历史地看,数字塑造了我们对世界和人类自己的认知。数字化转型将进一步拓展人类的认知空间和认知手段,释放生产力,改变人们的思维和行为方式。然而,数字化世界中的人和物的虚拟性与“脱域”特征,引发了数字世界的伦理问题,因此亟待建构和完善数字世界的伦理秩序。文章总结了现有的科技伦理学介入数字化进程的3条路径:对“数据主义”的批判、伦理嵌入算法和道德物化,以及通过法律和政策调控的负责任创新;提出塑造数字化世界的伦理秩序必须提高数字化时代民众参与数字化转型和治理的能力;建议要像花大力气建设数字化基础设施那样,提升数字化时代公众的数字能力。

泛在操作系统:面向人机物融合泛在计算的新蓝海

面向未来人机物融合泛在计算的新模式和新场景,一类新型操作系统——泛在操作系统(Ubiquitous Operating System,UOS)正在出现并处于探索成型期。人机物融合泛在计算环境多变、需求多样、场景复杂,需要对硬件资源、数据资源、系统平台及应用软件等进行柔性灵活的软件定义,以支持泛在感知、泛在互联、轻量计算、轻量认知、动态适配、反馈控制、自然交互等新应用特征。文章简要梳理操作系统的发展脉络,总结操作系统发展的“20年周期律”,认为随着人机物融合泛在计算时代的到来,操作系统发展的新蓝海已然出现。文章分析了泛在计算新型计算模式与应用需求,阐述泛在操作系统的概念与特点,剖析其面临的技术挑战和创新机遇,分享了对我国发展操作系统的若干认识和思考。

构建数字化世界的伦理秩序

现实世界数字化,构建一个与现实世界平行的数字世界,正在逐渐成为现实。数字技术不仅改变了人们的生活方式,而且改变了人们的思维习惯和模式,改变了社会的发展模式和动力。正因为如此,建设数字中国、发展数字经济、推动各行各业数字化转型已经成为新时代我国建设社会主义现代化强国的战略。