時間：2023-06-08 11:19:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能研究綜述，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：人工智能；人機(jī)交互；機(jī)器學(xué)習(xí)；深度學(xué)習(xí)；數(shù)據(jù)挖掘
中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0221-02
人工智能是當(dāng)今科技發(fā)展中最具潛力的熱點問題之一，2016年初轟動世界的谷歌AlphaGo打敗圍棋世界冠軍李世石的經(jīng)典案例更是引起了全世界廣泛的關(guān)注和熱議。“人工智能”這個概念再次被推到了風(fēng)口浪尖。那么，究竟什么是人工智能呢？它會對我們的生活有什么影響？在這個背景下，我們深入探究人工智能及其相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，對于人工智能的普及和發(fā)展有著重要意義，也希望能給予人工智能相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究者們提供一些參考和方向。
1 什么是人工智能
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一門全新的信息技術(shù)科學(xué)，是計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個重要分支，是指對于模擬、拓展和延伸人類的智能的應(yīng)用系統(tǒng)及相關(guān)的理論和技術(shù)方法的開發(fā)研究。主要通過研究及了解人類智能的本質(zhì)從而開發(fā)出能給出類似人類智能反饋的智能機(jī)器，計算機(jī)系統(tǒng)在理解目標(biāo)方向之后所取得的最大化成果是計算機(jī)實現(xiàn)的最大智慧。人工智能不單單是一個特定的技術(shù)，它所研究的往往是能創(chuàng)造智能意識的高科技機(jī)器，包括了算法和其他應(yīng)用程序，處理的任務(wù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單計算，從學(xué)習(xí)感知規(guī)劃到推理識別控制等等。人工智能的研究方向包含語言及圖像識別技術(shù)、機(jī)器人設(shè)計、自然語言處理等，日益成熟的理論方法和技術(shù)實踐也使得應(yīng)用領(lǐng)域范圍大規(guī)模擴(kuò)張，人工智能是人類智慧的結(jié)晶，未來也可能展現(xiàn)出超過人類的智能。
2 人機(jī)智能的研究方向
人工智能的科學(xué)研究通常涉及到數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、以及最重要的計算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，延伸出了以下幾個主要的研究方向：
2.1 邏輯推理與證明
早期的人工智能更多的解決了大量數(shù)學(xué)問題，邏輯推理是基礎(chǔ)也是研究時間最長最重點的領(lǐng)域之一。通過找到可靠的證明或者反證方法實現(xiàn)潛在的定理證明，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的實例進(jìn)行推導(dǎo)并及時更新證明結(jié)論，演繹和直覺相結(jié)合，在推理和證明中實現(xiàn)部分智能。
2.2 問題求解
問題求解領(lǐng)域的一大重要應(yīng)用則是下棋程序的功能實現(xiàn)，化繁為簡、將困難的問題點拆分成為獨立的子問題進(jìn)行求解；而另一個實例則是數(shù)學(xué)方程的求解實現(xiàn)，分析各種公式符號的組合意義從而為科學(xué)研究者提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)保障。問題求解中所運(yùn)用的搜索和規(guī)約也是人工智能領(lǐng)域中的兩大基本技術(shù)。
2.3 自然語言處理
自然語言處理也叫自然語言理解（Natural Language Processing，NLP），是指借助計算機(jī)來處理使用人類語言作為計算對象的算法程序，并研究相關(guān)的理論方法和技術(shù)。NLP是人工智能領(lǐng)域的主要研究方向之一，也是發(fā)展時間較長的研究方向之一。語音識別、搜索引擎、機(jī)器翻譯等等都是NLP的重要研究內(nèi)容，目前也都在人工智能領(lǐng)域獲得了突出的應(yīng)用成果。
2.4 專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是指具有大量模擬人類相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜抑R和經(jīng)驗的智能計算機(jī)程序系統(tǒng)，依托于人工智能相關(guān)技術(shù)，根據(jù)專家系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)方法進(jìn)行判斷推理進(jìn)一步?jīng)Q策，從而代替人類專家解決一部分該領(lǐng)域的特定問題。從知識表示技術(shù)的角度上看，專家系統(tǒng)可分為基于網(wǎng)絡(luò)語義、基于規(guī)則、基于邏輯、基于框架等幾種類別；而從任務(wù)類型及專家系統(tǒng)主要解決的問題類型的角度來看，專家系統(tǒng)也可分成解釋型（分析和闡述符號數(shù)據(jù)的意義）、調(diào)試型（根據(jù)故障制定排除方案）、預(yù)測型（根據(jù)現(xiàn)狀預(yù)測指定對象未來可能的結(jié)果）、維修型（針對特定故障制定并實施規(guī)劃方案）、設(shè)計型（按指定需求制作圖樣和方案）、規(guī)劃型（根據(jù)指定目標(biāo)制定行動方案）等。
專家系統(tǒng)的建立包含以下幾個步驟：（1）初始專家知識庫的設(shè)計：包括問題、知識、概念、形式、規(guī)則等多個概念的籌建；（2）開發(fā)和試驗系y原型機(jī)；（3）改進(jìn)與歸納專家知識庫等。
專家系統(tǒng)的實現(xiàn)通常建立在大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與人類專家提供的問題解決實例上，沒有精確或統(tǒng)一的求解算法，因此也會造成一些局限性。在人工智能與計算機(jī)科學(xué)快速發(fā)展的今天，專家系統(tǒng)也逐漸更重視理論和基礎(chǔ)研究，除了基于經(jīng)驗的理論，基于規(guī)則和模型的方法也將投入到實際運(yùn)用中，未來的專家系統(tǒng)將更偏向協(xié)同式和分布式方向發(fā)展。
2.5 機(jī)器學(xué)習(xí)
機(jī)器學(xué)習(xí)是指計算機(jī)自動獲取新的推理算法和新的科學(xué)事實的過程，是計算機(jī)具有智能的基礎(chǔ)。計算機(jī)的學(xué)習(xí)能力是人工智能研究史上的突出成就與重要進(jìn)展，也是人工智能初步實現(xiàn)的重要標(biāo)志。機(jī)器學(xué)了在人工智能領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，對于探索人類智慧的奧秘以及學(xué)習(xí)方法和機(jī)理都有著重要意義，機(jī)器學(xué)習(xí)的時代才剛剛開始，各種理論方法也正在逐步完善中，未來精彩可期。
3 人工智能的應(yīng)用
人工智能的首次提出至今已有60年的歷史，在這個循序漸進(jìn)的過程中，無論是功能場景還是機(jī)器模式，都逐漸從單一到通用、從簡單到復(fù)雜，表達(dá)方法也更多種多樣。目前主要通過賦予機(jī)器產(chǎn)品一定的人類智能從而有效地提升機(jī)器工作效率及能力，未來的人工智能將更多的模擬人類生活環(huán)境及思維方式來設(shè)計出真正具有人類智能的高效人機(jī)系統(tǒng)。
3.1 人工智能在各個行業(yè)的應(yīng)用
人工智能已經(jīng)運(yùn)用到人類生產(chǎn)生活的各個方面，主要包括以下幾點：（1）以智能汽車為代表的自動化交通方式。（2）種類繁多的家庭智能服務(wù)機(jī)器人。（3）用于臨床支持和病人看護(hù)中的自動化智能設(shè)備及醫(yī)療器械。（4）智能教育輔導(dǎo)系統(tǒng)、線上學(xué)習(xí)和智能輔助學(xué)習(xí)設(shè)備的普及。（5）基于圖像處理和自然語言處理的各類音樂社交軟件及VR設(shè)備的興起給互聯(lián)網(wǎng)娛樂時代帶來的巨大變革。（6）邏輯證明及智能分析在公共安全領(lǐng)域的預(yù)測及防范。（7）大量重復(fù)機(jī)械的勞動逐漸由智能機(jī)器取代，人類承擔(dān)著更多的創(chuàng)新及實踐工作。
3.2 人工智能生活應(yīng)用實例
作為輔助人類生產(chǎn)生活的重要工具，日趨成熟的智能機(jī)器人已經(jīng)快速走進(jìn)了人們的日常生活中，下面我們介紹幾種常見的使用場景：（1）智能房屋和家居生活的構(gòu)建：目前的智能停留在自動控制I域，通過用戶指令來便捷的操控比如電視、窗簾、燈具、空調(diào)等等；而未來，人工智能的發(fā)展將根據(jù)你的日常行為了解你的習(xí)慣喜好，利用傳感器和自動裝置搜集用戶的行為數(shù)據(jù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法改造你所居住的環(huán)境。最終實現(xiàn)真正意義上的智能家居生活。（2）無人駕駛的智能汽車：主要通過導(dǎo)航和定位實現(xiàn)規(guī)定路線的行駛、通過激光測距、雷達(dá)感應(yīng)和照相等技術(shù)，配合復(fù)雜的計算公式從而辨別和避讓各種障礙，最終脫離人類操控的環(huán)境下自動完成發(fā)動、駕駛、剎車等動作。行駛的安全性和準(zhǔn)確性在智能機(jī)器的幫助下其實更可靠，我們完全有理由相信未來自動駕駛將成為人們出行的新方式。（3）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新型翻譯方式：在線翻譯相信大多數(shù)人都不陌生，使用范圍廣普及率極高，但其準(zhǔn)確性一直都是人們關(guān)注的焦點之一。谷歌翻譯負(fù)責(zé)人表示將在部分功能上嘗試使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，如果能順利實施必將使得翻譯準(zhǔn)確性的研究取得實質(zhì)性突破，而基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的翻譯方式則將幫助計算機(jī)更好地模擬和理解人類思維，使得翻譯結(jié)果更流暢合乎規(guī)范，也方便人們更好地理解。
4 人工智能的發(fā)展歷程
人工智能的發(fā)展歷程不算很長，但發(fā)展速度卻異常迅猛。跟所有新興的前沿學(xué)科一樣，人工智能的發(fā)展中也經(jīng)歷了和低谷時期。根據(jù)不同時期代表性人物和事件的發(fā)生，我們大致可以將整個過程分為以下幾個階段：
（1）1950年，舉世聞名的“圖靈測試”（圖靈，英國數(shù)學(xué)家，1912―1954）首次發(fā)表于《計算機(jī)與智能》一文，即通過房間外的人和兩個房間內(nèi)的人和機(jī)器分別對話中，是否能區(qū)分人和機(jī)器從而判斷出機(jī)器是否具有了人的智能。這是人類對于人工智能最初的概念。
（2）1956年，由香農(nóng)、麥卡錫、朗徹斯特和明斯基共同發(fā)起的DARTMOUTH學(xué)會于達(dá)特茅斯大學(xué)召開，會上首次提出“人工智能”一詞，這是歷史上第一次關(guān)于人工智能領(lǐng)域的研討會，見證了人工智能學(xué)科研究的開端。
（3）1960年以來，生物進(jìn)化領(lǐng)域逐漸建立起了遺傳、策略和規(guī)劃等算法。1992年計算智能由Bezdek提出，計算智能對于生物進(jìn)化學(xué)的探究有著重大意義，涵蓋了模式識別、人工生命、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計算等多學(xué)科集合與交叉。
（4）上世紀(jì)90年代開始，專家系統(tǒng)逐漸興起，對于專家知識庫的不斷改進(jìn)以及基于規(guī)則和模型的協(xié)同式分布式專家系統(tǒng)將是未來使用的主要趨勢。
（5）從1960年神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首次應(yīng)用于自動控制的實施，到1965年人工智能啟發(fā)式推理規(guī)則的方法引入，再到1977年運(yùn)籌學(xué)理論中概念智能控制模式的成功借鑒，人工智能的發(fā)展也順利引導(dǎo)了自動控制模式逐漸切換到了智能控制模式。
（6）從1956年AI概念的正式提出以來，人工智能領(lǐng)域已經(jīng)取得了眾多突破性的成就和進(jìn)展，很多天馬行空的想象也隨著科技的進(jìn)步在一代代科學(xué)工作者的不斷努力下逐漸設(shè)計落實，人工智能已經(jīng)從科學(xué)研究逐漸走向了人們的日常生活中，成為了當(dāng)下最具潛力的多學(xué)科交叉的前沿科學(xué)。
5 人工智能的未來與發(fā)展趨勢
從人工智能的提出到逐漸走入人們生活，人工智能的概念一經(jīng)問世則得到了人們的普遍關(guān)注，甚至帶動了語音識別、自然處理處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等一系列相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和興盛。人工智能領(lǐng)域中的創(chuàng)新和蓬勃發(fā)展是趨勢也是必然，通過了解人工智能學(xué)科的發(fā)展歷程及應(yīng)用領(lǐng)域，我們大致可以推測出關(guān)于未來人工智能的一些方向：（1）機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法指導(dǎo)下更聰明更多樣性更具智能的機(jī)器系統(tǒng)。（2）自然語言處理應(yīng)用中更自然的人機(jī)互動交流。（3）機(jī)器學(xué)習(xí)時代更快速的數(shù)據(jù)處理分析策略。（4）各研發(fā)企業(yè)和機(jī)構(gòu)對于人工智能先進(jìn)技術(shù)更激烈的競爭和角逐。（5）超人工智能（Artificial Super Intelligence，簡稱ASI）時代下AI是否會走向失控給人們帶來的微恐懼。
6 結(jié)語
在短短60年的時間內(nèi)，人工智能的快速發(fā)展已經(jīng)從很大程度上改善和刷新了人們的生活方式。人工智能的深入研究和實現(xiàn)正在不斷幫助我們探索這個世界、幫助我們搜尋信息應(yīng)對各種各樣的挑戰(zhàn)。人工智能在逐漸強(qiáng)大的同時，有機(jī)遇也存在著巨大的挑戰(zhàn)和技術(shù)瓶頸，距離人工智能時代的真正實現(xiàn)還有很長的路要走。而人工智能的不斷更迭完善，是否能取得超越人類智力和認(rèn)知的智能、是否會出現(xiàn)違背人類價值觀的危險行為將是未來很長一段時間內(nèi)需要研究的重要課題。
參考文獻(xiàn)
[1]李紅霞.人工智能的發(fā)展綜述[J].甘肅科技縱橫，2007，36（5）：17-18.
1人工智能技術(shù)的綜述
人工智能技術(shù)是以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，融合多門學(xué)科的綜合性科學(xué)技術(shù)，其主要是通過計算機(jī)模擬構(gòu)建人的智能，并且創(chuàng)建機(jī)器人系統(tǒng)和專家系統(tǒng)實現(xiàn)對電氣自動控制系統(tǒng)的智能化操作。人工智能技術(shù)的突出特點是：一是操作性。人工智能技術(shù)主要是依托計算機(jī)的控制實現(xiàn)對電氣設(shè)備的控制，因此人工智能技術(shù)具有很強(qiáng)的邏輯性，便于控制人員進(jìn)行操作；二是價值大。人工智能技術(shù)不僅融合了計算機(jī)技術(shù)，而且其還實現(xiàn)了對電氣設(shè)備的自動化控制與監(jiān)測，實現(xiàn)了以較小的投入獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益的目的。比如通過人工智能技術(shù)可以減少人工操作環(huán)節(jié)，進(jìn)而為企業(yè)節(jié)省相當(dāng)多的人力資源成本費(fèi)用；三是準(zhǔn)確性比較高。人工智能技術(shù)主要是計算機(jī)依據(jù)人的智能建立計算機(jī)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的精確性操作，比如利用人工智能技術(shù)可以對電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行智能檢測與處理，避免了人工檢測所存在的弊端。
2人工智能技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用的必要性
人工智能技術(shù)的最大優(yōu)勢就是通過對電氣控制系統(tǒng)信息的收集、研究，制定出具體的有效處理措施，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的依靠人腦進(jìn)行操作的模式。將人工智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化控制系統(tǒng)中具有重要的意義：
2.1能夠有效解決電氣自動化控制過程中存在的病態(tài)結(jié)構(gòu)問題
電氣自動化控制過程中因為電氣設(shè)備精密度越來越高，因此在運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的病態(tài)結(jié)構(gòu)很難應(yīng)用傳統(tǒng)的方式表達(dá)出來，而人工智能技術(shù)則可以有效解決此類問題，其完全有能力利用定量與定性相結(jié)合的控制方式對控制系統(tǒng)進(jìn)行計算與分析。
2.2實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理功能
將人工智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化控制中能夠依托專家系統(tǒng)對電氣設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)視，并且對相關(guān)信息進(jìn)行自動收集與儲存，一旦發(fā)現(xiàn)存在潛在故障或者存在事故的事件，人工智能技術(shù)就會自動采取相應(yīng)的控制方式，對故障進(jìn)行自動處理，進(jìn)而避免了電氣系統(tǒng)故障的進(jìn)一步擴(kuò)大化。
2.3簡化了人工操作過程，降低了人工操作造成的損失
人工智能技術(shù)通過計算機(jī)設(shè)備就可以實現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化控制，比如電氣系統(tǒng)的人工智能化控制系統(tǒng)就可以通過鼠標(biāo)對控制開關(guān)進(jìn)行自動控制，并且對勵磁電流進(jìn)行調(diào)整。同時電氣人工智能控制系統(tǒng)還設(shè)定了應(yīng)用管理權(quán)限，限制了相應(yīng)操作人員的權(quán)限，實現(xiàn)了專人專崗制度，細(xì)化了操作責(zé)任制度。
3人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中應(yīng)用的思路分析
3.1人工智能技術(shù)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用
我們知道電氣自動化控制系統(tǒng)屬于非常負(fù)責(zé)的控制系統(tǒng)，其不僅包含復(fù)雜的元件，而且還需要操作人員嚴(yán)格按照自動化控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行操作，而將人工智能技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)備中可以實現(xiàn)計算機(jī)的自動化操作，最重要的就是可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的需要人工進(jìn)行設(shè)備檢測的落后模式，實現(xiàn)了對電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障檢測以及維修意見等一體的功能，降低了人工操作的失誤性，提高了電氣設(shè)備的應(yīng)用壽命，為企業(yè)節(jié)省了大量的成本。
3.2人工智能技術(shù)在電氣控制過程中的應(yīng)用
將智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化控制過程中，是人工智能技術(shù)發(fā)展的重要動力，通過人工智能化的電氣控制系統(tǒng)不僅可以提高電氣設(shè)備的工作效率，而且還可以降低電氣自動化控制中的故障發(fā)生率。人工智能技術(shù)主要師模糊控制、專家控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和集成智能控制。本文以專家控制為例，專家控制就是將專家系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范和運(yùn)行機(jī)制與電氣控制劉楠相結(jié)合實現(xiàn)實時控制系統(tǒng)的設(shè)計，其主要是對自動控制的知識獲取、表示以及推理機(jī)制的建立。
3.3在事故和故障診斷中人工智能技術(shù)的應(yīng)用分析
人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備故障中的作用是非常大的，尤其是對發(fā)動機(jī)的故障檢修是具有重要作用的，我們知道在電氣設(shè)備中由于其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，依靠人工很難對其進(jìn)行深入的檢測，因此需要借助人工智能技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備的檢修。我們以變壓器為例，將智能技術(shù)應(yīng)用到變壓器的故障檢修中首先就是先收集電壓器油體中分解的氣體，然后通過對油體氣體的分析，找出故障的原因，進(jìn)而自動形成解決措施。這樣有效避免了人工檢測所出現(xiàn)的失誤現(xiàn)象。另外人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備操作中的應(yīng)用價值也比較大。通過人工智能技術(shù)可以實現(xiàn)電氣自動化控制環(huán)節(jié)的簡單化，比如在機(jī)床加工中，如果運(yùn)用人工智能技術(shù)則能夠有效降低機(jī)床操作的復(fù)雜性，并且能夠?qū)C(jī)床的運(yùn)行信息進(jìn)行收集與儲存，便于日后對相關(guān)信息的查詢。
4結(jié)束語
[關(guān)鍵詞]信息科學(xué)；信息技術(shù)；旅游；交叉研究；系統(tǒng)綜述
[中圖分類號]F59
[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A
[文章編號]1002—5006（2013）01—0114—15
1 引言
旅游領(lǐng)域正在經(jīng)歷著一個以商業(yè)實踐和研究活動為平臺的迅猛發(fā)展期，對于旅游研究者而言，把握領(lǐng)域最新研究進(jìn)展、了解已被研究的內(nèi)容以及思考未來的研究方向是非常重要的。在我國的旅游研究中，針對各種研究主題的綜述性研究非常豐富，然而信息科學(xué)與旅游的交叉研究并沒有得到足夠的重視。
交叉研究或跨學(xué)科研究一詞源于1926年美國哥倫比亞大學(xué)心理學(xué)家伍德沃斯（Woodworth）創(chuàng)建的英文形容詞：interdisciplinary（跨學(xué)科的），指超過一個學(xué)科范圍的研究活動。信息科學(xué)是一種橫斷科學(xué)與方法科學(xué)，在信息科學(xué)所涉及的4個方面研究中：（1）電子科學(xué)與技術(shù)、信息與通信系統(tǒng)、信息獲取與處理；（2）計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全；（3）控制理論與工程、系統(tǒng)科學(xué)與工程、人工智能與智能系統(tǒng)；（4）半導(dǎo)體科學(xué)與信息器件、信息光學(xué)與光電子器件、激光技術(shù)與技術(shù)光學(xué)，其中3個方面都與旅游研究在研究對象上發(fā)生交叉（如旅游博客數(shù)據(jù)挖掘、旅游推薦系統(tǒng)），且旅游研究也不斷采用信息科學(xué)的理論與方法去解決問題（如人工智能在旅游預(yù)測中的應(yīng)用、計算機(jī)仿真在游憩行為研究中的應(yīng)用），體現(xiàn)了交叉研究和跨學(xué)科特征。信息科學(xué)與旅游的交叉研究客觀存在，且已經(jīng)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展。
旅游研究一直是一個開放的體系，吸納著其他學(xué)科的營養(yǎng)；信息科學(xué)與旅游研究的交叉與融合為解決旅游領(lǐng)域的新矛盾、新問題和探索新規(guī)律、新原理提供了新的思維方式和科學(xué)的研究方法，是信息時代旅游發(fā)展的產(chǎn)物與趨勢。信息科學(xué)與旅游的交叉研究無論對旅游學(xué)術(shù)研究還是對旅游業(yè)發(fā)展都具有非常重要的意義，其研究進(jìn)展應(yīng)得到關(guān)注與重視。
已有關(guān)于信息科學(xué)與旅游交叉研究進(jìn)展的綜述研究川沒有體現(xiàn)出兩種研究的“交叉”性，即信息科學(xué)研究中有哪些以旅游為研究對象或者解決旅游領(lǐng)域的問題？旅游研究中涉及哪些信息科學(xué)方法與技術(shù)應(yīng)用？這些問題的回答對于研究者廣泛與深入開展信息科學(xué)與旅游的交叉研究具有重要意義。
為了較為全面地闡述信息科學(xué)與旅游研究之間的“交叉性”，本文采用系統(tǒng)綜述方法對該交叉領(lǐng)域最近12年發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行了搜集、篩選、整理、歸納與分析.以期幫助相關(guān)研究者了解這一交叉領(lǐng)域的主要研究問題及所取得的研究進(jìn)展，并對今后的深入研究有所借鑒與啟發(fā)。
2 系統(tǒng)綜述方法
系統(tǒng)綜述（systematic review）又稱系統(tǒng)評價，起源于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，是指在復(fù)習(xí)、分析、整理和綜合原始文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的二次研究方法，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于循證醫(yī)學(xué)（evidence—based medicine），逐步應(yīng)用于社會學(xué)、教育學(xué)、圖書情報等領(lǐng)域。系統(tǒng)綜述可被精確區(qū)分為兩種類型：（1）定性系統(tǒng)綜述，原始文獻(xiàn)的研究結(jié)果被分析與總結(jié)，但未經(jīng)統(tǒng)計學(xué)合并；（2）定量系統(tǒng)綜述，又稱元（meta）分析或薈萃分析，應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法對若干個研究結(jié)果進(jìn)行定量統(tǒng)計合并的過程。在某些不強(qiáng)調(diào)或較難實施統(tǒng)計學(xué)合并的研究領(lǐng)域，直接將定性系統(tǒng)綜述稱為系統(tǒng)綜述，將其作為一種對某研究問題、主題或現(xiàn)象的可獲得的所有研究進(jìn)行評價和解釋的方法，目標(biāo)在于通過一種可信的、嚴(yán)格的以及可審計的方法來提供公正的研究評價。信息科學(xué)與旅游科學(xué)的交叉研究屬于較難實現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)合并的研究領(lǐng)域，因此本文采用定性系統(tǒng)綜述方法，簡稱系統(tǒng)綜述。
本文關(guān)于信息科學(xué)與旅游的交叉研究的系統(tǒng)綜述研究包含如下步驟：
（1）確定研究問題
為了全面了解與分析信息科學(xué)與旅游的交叉研究現(xiàn)狀，本文確定了如下系統(tǒng)綜述的研究問題：①信息科學(xué)研究中面向旅游的研究主要有哪些方面？②旅游研究中與信息科學(xué)相關(guān)的研究主要有哪些方面？③信息科學(xué)與旅游的交叉研究有哪些趨勢？
（2）確定文獻(xiàn)搜索策略
基于所確定的研究問題，設(shè)計如下文獻(xiàn)搜索策略：
①搜索工具與數(shù)據(jù)庫：采用Google Scholar、IEEE Xplore、ScienceDirect；
②搜索關(guān)鍵字：采用關(guān)鍵字組合“tourism”AND（“computer”O(jiān)R“communication technology”），即“旅游”與“計算機(jī)”或“通信技術(shù)”同時出現(xiàn)；計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是信息科學(xué)研究領(lǐng)域中最為活躍的方向之一，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信科學(xué)與技術(shù)在信息科學(xué)研究中具有一定的代表性；經(jīng)過反復(fù)搜索測試，“計算機(jī)”與“通信技術(shù)”作為關(guān)鍵字與“旅游”進(jìn)行組合搜索，搜索結(jié)果能夠較為全面地覆蓋信息科學(xué)與旅游的交叉研究，實現(xiàn)本文系統(tǒng)綜述的研究目標(biāo)；③搜索的時間范圍：2000年之后。
（3）文獻(xiàn)搜索
按照上述搜索策略分別在3個工具與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行搜索。Google Scholar顯示共有54500條結(jié)果（2011年12月22日），其只提供最相關(guān)的前1000條；IEEE Xplore（搜索字段為“摘要”）共搜索到46條結(jié)果（2011年12月24日）；ScienceDirect（搜索字段為“題目”或“關(guān)鍵字”或“摘要”）共搜索到36條結(jié)果（2011年12月24日）。
（4）文獻(xiàn)篩選
在上述搜索到的條目中，按照表1所示的文獻(xiàn)入選和剔除標(biāo)準(zhǔn)，篩選用于本文系統(tǒng)綜述的文獻(xiàn)。
表1所示第一步完成后共有512篇文獻(xiàn)入選。第二步經(jīng)過多次逐步細(xì)化篩選，最終確定用于本文系統(tǒng)綜述的入選文獻(xiàn)共245篇，其中期刊論文158篇，會議論文87篇。245篇文獻(xiàn)來自106種期刊和58種會議，文獻(xiàn)來源分散且涉及領(lǐng)域廣泛，有關(guān)文獻(xiàn)來源、作者等的定量分析結(jié)果已另文撰寫，本文則側(cè)重對系統(tǒng)綜述研究步驟（1）所確定的研究問題的回答。
（5）分析與完成報告
根據(jù)系統(tǒng)綜述研究步驟（1）所確定的研究問題，對入選文獻(xiàn)進(jìn)行分類、分析與總結(jié)。分析結(jié)果見下一章節(jié)。
為了分別回答問題1與問題2，本文需要將入選文獻(xiàn)劃分為旅游研究和信息科學(xué)研究兩種視角，分別簡稱為旅游類研究和信息類研究。而事實上，當(dāng)兩種研究產(chǎn)生交叉與融合，進(jìn)行上述嚴(yán)格區(qū)分是較為困難的。為此，本如下處理：
（1）按照文獻(xiàn)來源所屬學(xué)科范疇進(jìn)行劃分，如來源于Tourism Management及《旅游學(xué)刊》的文獻(xiàn)則劃入旅游類，來源于Expert Systems with Applications及《計算機(jī)工程》的文獻(xiàn)則劃入信息類；
（2）按照期刊載文的學(xué)科范疇劃分，如《華東經(jīng)濟(jì)管理》刊載旅游類文章，則歸為旅游類，《北京工商大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》刊載信息技術(shù)類文章，則歸為信息類；
（3）按照入選文獻(xiàn)的具體內(nèi)容劃分，一些綜合性期刊無法直接確認(rèn)屬于哪一類，則閱讀入選文章原文，如果偏重人文社會學(xué)視角，則歸入旅游類；如果偏重信息科學(xué)及技術(shù)視角，則歸入信息類。
由此，經(jīng)管類、電子商務(wù)、地理類等期刊歸入旅游類中，測繪類期刊歸入信息類中；兩類分別含有入選文獻(xiàn)147篇和98篇。
3 綜述結(jié)果與分析
3.1問題1：信息科學(xué)研究中面向旅游的研究主要有哪些方面？
“面向旅游”并不特指專用于或?qū)ｉT針對旅游的研究，而是指其研究問題由旅游領(lǐng)域而產(chǎn)生，或者旅游是其最為典型的應(yīng)用。面向旅游的信息科學(xué)研究幾乎涉及了信息科學(xué)研究范疇的各個方面，而許多研究領(lǐng)域更是體現(xiàn)了信息科學(xué)領(lǐng)域較新及較前沿的研究方向與熱點，如表2所示。面向旅游的信息科學(xué)研究中最受關(guān)注的研究主題是應(yīng)用系統(tǒng)、人工智能、地理信息系統(tǒng)、移動應(yīng)用、推薦系統(tǒng)以及語義網(wǎng)與本體等；而Web服務(wù)、虛擬現(xiàn)實、普適計算、計算機(jī)仿真也受到了一定程度的關(guān)注。下面對表2排序前10的研究主題的進(jìn)展情況進(jìn)行詳細(xì)闡述。
3.1.1
應(yīng)用系統(tǒng)
應(yīng)用系統(tǒng)指面向各種終端設(shè)備，如電腦、手機(jī)、PDA（掌上電腦）、電話等使用者的可用人機(jī)交互系統(tǒng)，也包含網(wǎng)站（Web）應(yīng)用系統(tǒng)。本文為了強(qiáng)調(diào)移動應(yīng)用和推薦系統(tǒng)兩類特殊的應(yīng)用系統(tǒng)，在本類研究主題統(tǒng)計中將其排除，另列類別。應(yīng)用系統(tǒng)研究占據(jù)了面向旅游的信息科學(xué)研究的較大比重。一方面是因為信息科學(xué)向旅游研究中進(jìn)行滲透的最初方式正是其在旅游行業(yè)中的實際應(yīng)用；另一方面是人選文獻(xiàn)中我國研究占據(jù)較大比重且較集中于該類研究。
應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)研究可分為：①戰(zhàn)略設(shè)計或?qū)嵤┙ㄗh，如航空業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)研究，以及非洲撒哈拉以南地區(qū)的旅游組織實施電子商務(wù)的建議；②技術(shù)架構(gòu)設(shè)計，如基于面向服務(wù)的體系架構(gòu)（service oriented architecture，SOA）的旅游資源信息服務(wù)模型研究；③系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)，如一種智能旅游行程導(dǎo)航系統(tǒng)，以及四川、山西和贛東北等目的地或區(qū)域管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。
3.1.2人工智能
人工智能是面向旅游的信息科學(xué)研究較多采用的方法與技術(shù)，可將相關(guān)研究分成以下幾個方面：①推理，即采用人工智能推理技術(shù)支撐各種應(yīng)用系統(tǒng)，如基于貝葉斯網(wǎng)的旅游行程推理；②數(shù)據(jù)挖掘，如旅游突發(fā)事件預(yù)測預(yù)警、消費(fèi)者特征分析、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的旅游博客觀點挖掘以及數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)在旅游業(yè)中的應(yīng)用；③主體（agent），如主體旅游者進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析并向旅游者進(jìn)行旅游推薦弛；④評價，如基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的上海旅游可持續(xù)發(fā)展能力評價；⑤決策支持，如旅游目的地選擇決策支持系統(tǒng)。
3.1.3地理信息系統(tǒng)
旅行活動是一種人地關(guān)系，地理信息是設(shè)計與開發(fā)各種旅游應(yīng)用系統(tǒng)的重要信息資源，地理信息系統(tǒng)就是為這些應(yīng)用系統(tǒng)提供地理信息使用接口的重要支撐系統(tǒng)。個性化目的地推薦系統(tǒng)、基于短信服務(wù)的餐館推薦系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、位置服務(wù)系統(tǒng)、旅游資源監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)以及古建筑信息系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)都離不開地理信息系統(tǒng)的支撐。上述“應(yīng)用系統(tǒng)”主題研究中，幾乎所有面向目的地與區(qū)域的管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)都離不開地理信息系統(tǒng)。有關(guān)旅游地理信息系統(tǒng)本身的研究也較為活躍，如雅安市WebGIS（萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)）的實現(xiàn)研究、基于WebGIS的旅游地理信息系統(tǒng)研發(fā)以及泰山三維（3D）地理信息系統(tǒng)的研發(fā)。
3.1.4移動應(yīng)用
移動通信技術(shù)，特別是移動終端技術(shù)的快速發(fā)展，使得面向旅游者手持終端（如手機(jī)、PDA）的各種移動應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。相比較于傳統(tǒng)的計算機(jī)應(yīng)用，移動應(yīng)用較好體現(xiàn)了旅游以“人為中心”而不是計算機(jī)為中心的理念。相關(guān)研究主要集中于面向旅游者服務(wù)的信息推送與搜索、導(dǎo)航、實時路線及目的地推薦；并向普適計算的方向進(jìn)行擴(kuò)展，如手機(jī)電子門票、基于全球定位系統(tǒng)的車輛監(jiān)控與導(dǎo)航以及手機(jī)與環(huán)境之間的交互游戲等。除了面向旅游者服務(wù)外，移動應(yīng)用研究還包含面向旅游研究者、旅游公共管理與服務(wù)部門以及旅游企業(yè)的旅游行為數(shù)據(jù)采集與分析，如可通過基于手機(jī)數(shù)據(jù)的散客流分析，對目的地住宿的可容納量進(jìn)行估算。移動應(yīng)用中與位置信息相關(guān)的應(yīng)用也被稱為位置服務(wù)，如位置信息服務(wù)、導(dǎo)航以及實時路線推薦等。
3.1.5推薦系統(tǒng)
推薦系統(tǒng)是為解決互聯(lián)網(wǎng)“信息過載”問題而提出的一種個性化服務(wù)，幫助用戶從大量信息中發(fā)現(xiàn)其可能感興趣的或者滿足其需求的資源，如信息、服務(wù)以及商品等，并自動生成個性化推薦。目前，推薦系統(tǒng)在旅游中的典型應(yīng)用為旅游行程規(guī)劃，可面向旅游電子商務(wù)用戶，也可面向互聯(lián)網(wǎng)用戶；可規(guī)劃旅行的時間、地點以及活動等全套行程規(guī)劃引，也可推薦旅游目的地、餐廳以及住宿等。推薦系統(tǒng)主要采用人工智能、語義網(wǎng)、移動應(yīng)用、定位與地理信息系統(tǒng)等技術(shù)。相關(guān)研究還涉及用戶個性語義模型、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計等方面。
3.1.6語義網(wǎng)和本體
語義網(wǎng)（semantic Web）是傳統(tǒng)網(wǎng)站的一種擴(kuò)展。在語義網(wǎng)中，信息具有明確的含義——語義，人類語言與機(jī)器語言之間能夠相互理解，機(jī)器能夠自動地處理和集成網(wǎng)上對于人而言可用的信息，使得人與機(jī)器之間的交流變得像人與人之間交流一樣順暢。本體（ontology）是用來描述網(wǎng)絡(luò)文檔中術(shù)語的明確含義及其之間關(guān)系的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)語義網(wǎng)信息處理的自動化，提高網(wǎng)站搜索的準(zhǔn)確性以及網(wǎng)站服務(wù)質(zhì)量。旅游領(lǐng)域是語義Web與本體研究的問題來源與典型應(yīng)用對象，如基于語義Web與本體技術(shù)的旅游中小企業(yè)間信息交換、動態(tài)生成客戶供給的客戶關(guān)系管理、旅游網(wǎng)站信息系統(tǒng)、旅游目的地管理系統(tǒng)以及旅行推薦系統(tǒng)。這些系統(tǒng)能夠?qū)β糜晤I(lǐng)域知識進(jìn)行本體表達(dá)，從而集成對于用戶有用的或者滿足用戶需求的語義信息；其中，旅游知識域的本體表達(dá)、行程規(guī)劃的語義信息推理是實現(xiàn)這些系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
3.1.7Web服務(wù)
Web服務(wù)（Web services）是Web上數(shù)據(jù)和信息集成的有效機(jī)制，是解決Web上各種應(yīng)用系統(tǒng)高維護(hù)與更新代價的最為合理的解決方案。因此，Web服務(wù)在旅游中主要用于信息集成、交換以及系統(tǒng)之間的互操作。Web服務(wù)技術(shù)對于旅游目的地管理而言非常重要，能夠?qū)崿F(xiàn)旅游目的地營銷系統(tǒng)與旅游企業(yè)之間以及目的地旅游企業(yè)之間的異構(gòu)數(shù)據(jù)交換、共享以及集成。Web技術(shù)還是Web推薦系統(tǒng)的重要技術(shù)之一，能夠獲取推薦系統(tǒng)所需的動態(tài)與實時的萬維網(wǎng)數(shù)據(jù)。
3.1.8虛擬現(xiàn)實
虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要用于旅游目的地、景區(qū)、景點的市場營銷。國內(nèi)的相關(guān)研究集中于旅游目的地、景區(qū)及景點等的虛擬展示，如西安市360度全景虛擬旅游系統(tǒng)、北京妙峰山古建筑群的網(wǎng)絡(luò)虛擬漫游系統(tǒng)、村鎮(zhèn)民俗旅游資源的立體展示。鄭鵬等認(rèn)為這是一種旅游產(chǎn)品的虛擬試用體驗。而國外的相關(guān)研究則側(cè)重于游客的現(xiàn)場體驗，特別針對歷史文化遺產(chǎn)與遺跡，如意大利的PEACH（personal experience with active cultural heritage，個性化體驗活動的文化遺產(chǎn)）項目針對提升游客在博物館對于文化遺產(chǎn)的體驗以及馬來西亞凱利城堡（Kellie’s Castle）的虛擬旅游原型研發(fā)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游中的應(yīng)用還包含了旅游開發(fā)與遺產(chǎn)保護(hù)，如十三陵景區(qū)的虛擬復(fù)原。
3.1.9普適計算
普適計算模式下人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進(jìn)行信息的獲取與處理。由于移動終端設(shè)備及其應(yīng)用的發(fā)展，普適計算在旅游研究中非常活躍，如一種面向移動終端的基于旅游本體的信息廣播與推送方法研究，用以解決傳統(tǒng)移動終端對于旅游者需要花費(fèi)昂貴的“漫游”網(wǎng)絡(luò)連接費(fèi)用以及需要主動獲取信息等問題；一個面向德國雷根斯堡（Regensburg）游客的移動終端游戲的設(shè)計與應(yīng)用，游客可以通過在空中晃動手機(jī)來與游戲中的歷史人物溝通，該游戲以一種有趣的方式向游客介紹雷根斯堡的歷史。普適計算是我國目前形成研究熱點的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)理論與技術(shù)之一。
3.1.10計算機(jī)仿真
計算機(jī)仿真技術(shù)研究中面向旅游的研究包含基于概率統(tǒng)計方法對上海旅游服務(wù)系統(tǒng)顧客滿意度進(jìn)行仿真以及基于系統(tǒng)動力學(xué)方法對新度假制度對城郊旅游的影響進(jìn)行仿真等。
3.2問題2：旅游研究中與信息科學(xué)相關(guān)的研究主要有哪些方面？
旅游研究中與信息科學(xué)方法與技術(shù)相關(guān)的研究范圍較為廣泛，表3顯示本文入選文獻(xiàn)中歸入旅游類的研究主題共有43種。其中最受關(guān)注的研究主題是電子商務(wù)、網(wǎng)站評估以及在線消費(fèi)者行為。人工智能、移動通信、地理信息系統(tǒng)等信息科學(xué)方法與技術(shù)在旅游中受到了相應(yīng)重視。旅游網(wǎng)站空間、系統(tǒng)評價、網(wǎng)絡(luò)營銷、應(yīng)用系統(tǒng)以及正在大范圍普及的Web 2.0互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式也受到了旅游研究的重視。信息科學(xué)領(lǐng)域中的某些前沿研究也在旅游研究中得到了關(guān)注，如計算機(jī)仿真、推薦系統(tǒng)、Web服務(wù)、語義網(wǎng)與本體。
進(jìn)一步對表3各類主題的文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行剖析與歸納，可以得到以下旅游研究中與信息科學(xué)方法與技術(shù)相關(guān)的6個研究范疇：
3.2.1信息技術(shù)對旅游的影響
信息技術(shù)對旅游的影響研究主要包含信息技術(shù)對旅游產(chǎn)業(yè)的影響與信息技術(shù)在旅游中的應(yīng)用影響兩個方面。其中，信息技術(shù)在旅游中的應(yīng)用影響又分為現(xiàn)狀研究、作用研究、影響因素研究等方面。
信息技術(shù)對旅游產(chǎn)業(yè)的影響主要體現(xiàn)在其對傳統(tǒng)旅游產(chǎn)業(yè)價值鏈的重構(gòu)上，集中表現(xiàn)于電子商務(wù)對旅游產(chǎn)業(yè)的影響、新型電子中介（供應(yīng)商、互聯(lián)網(wǎng)門戶網(wǎng)站、拍賣網(wǎng)站、數(shù)字電視、移動商務(wù)等）對傳統(tǒng)電子中介（計算機(jī)訂座系統(tǒng)、全球分銷系統(tǒng)等）的影響、信息技術(shù)對分銷渠道的影響。
信息技術(shù)在旅游中的應(yīng)用現(xiàn)狀研究主要側(cè)重于旅游企業(yè)，如電子商務(wù)在北京旅游企業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、土耳其旅行社對互聯(lián)網(wǎng)的使用情況、愛爾蘭旅游中小企業(yè)和鄉(xiāng)村微型住宿業(yè)對信息技術(shù)使用情況的分析、南非中小旅游企業(yè)對于信息技術(shù)使用的狀況研究。
信息技術(shù)對旅游的作用研究既包含旅游企業(yè)整體層面，如信息技術(shù)對埃及中小接待企業(yè)發(fā)展的積極作用、知識管理對于澳大利亞旅游業(yè)的作用等；又包含旅游企業(yè)的某項具體功能，如信息技術(shù)應(yīng)用對于泰國酒店運(yùn)營效率的作用；還包含旅游資源開發(fā)與保護(hù)方面，如計算機(jī)技術(shù)對于泰國古建筑重建的重要作用。
信息技術(shù)應(yīng)用的影響因素研究對于旅游業(yè)如何有效應(yīng)用信息技術(shù)而言是非常重要的。相關(guān)研究包含：①電子商務(wù)的應(yīng)用影響，如泰國旅游企業(yè)應(yīng)用電子商務(wù)的影響因素、酒店業(yè)應(yīng)用電子商務(wù)的影響因素②網(wǎng)絡(luò)營銷對旅游企業(yè)的影響，如互聯(lián)網(wǎng)廣告對旅行社運(yùn)營的影響；③旅游企業(yè)對技術(shù)應(yīng)用的態(tài)度，如希臘旅行社對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用情況與態(tài)度；④旅游者對信息技術(shù)使用的態(tài)度，如游客在度假時是否愿意使用基于技術(shù)的信息、影響旅游者使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行旅游規(guī)劃的因素。
3.2.2信息技術(shù)在旅游中的應(yīng)用模式
目前，信息技術(shù)在旅游中的應(yīng)用模式研究主要集中于電子商務(wù)模式、網(wǎng)絡(luò)營銷以及Web 2.0。電子商務(wù)模式的相關(guān)研究有區(qū)域旅游電子商務(wù)開發(fā)計劃研究、旅游電子商務(wù)模式現(xiàn)狀與趨勢研究、旅游電子商務(wù)模式以及運(yùn)營模式研究等。
網(wǎng)絡(luò)營銷是除了電子商務(wù)之外信息技術(shù)在旅游中最主要的應(yīng)用模式。網(wǎng)絡(luò)營銷研究多圍繞網(wǎng)站展開，如英國農(nóng)村接待企業(yè)網(wǎng)站營銷現(xiàn)狀研究、塞爾維亞旅游網(wǎng)站網(wǎng)絡(luò)促銷現(xiàn)狀和形式研究、美國旅游官方網(wǎng)站網(wǎng)絡(luò)營銷使用分析、旅游目的地營銷組織網(wǎng)站的客戶需求研究。此外，在線葡萄酒旅游以及在線客戶關(guān)系管理都是一種網(wǎng)絡(luò)營銷方式。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，Web 2.0作為一種新型的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式受到了旅游領(lǐng)域的高度關(guān)注。相關(guān)研究可以分為如下幾個方面：①營銷，即基于Web 2.0的網(wǎng)絡(luò)營銷方式，這是目前旅游研究領(lǐng)域最為關(guān)注的方面，如Web 2.0對克羅地亞旅游產(chǎn)品的營銷作用研究、博客對于旅游市場營銷的中介作用；②旅游者行為與服務(wù)，如Web 2.0下網(wǎng)絡(luò)旅游消費(fèi)行為模式及旅游網(wǎng)站應(yīng)用研究、基于Web 2.0的用戶個性化定制研究以及基于人工智能技術(shù)的微博“旅游情感”數(shù)據(jù)挖掘；③網(wǎng)站分類，如Web 2.0旅游網(wǎng)站的分類機(jī)制研究。
此外，面向產(chǎn)業(yè)價值網(wǎng)絡(luò)的四川旅游信息資源整合推進(jìn)模式和機(jī)制是一種信息技術(shù)在旅游中應(yīng)用模式的有效探索。
3.2.3信息技術(shù)在旅游中的應(yīng)用評價
網(wǎng)站評價是信息技術(shù)應(yīng)用評價研究中最主要的內(nèi)容。從評價對象上看，相關(guān)研究涉及官方旅游網(wǎng)站、目的地營銷組織網(wǎng)站、各國及地區(qū)旅游網(wǎng)站；從評價內(nèi)容上，包含有效性評價、可用性評價、使用分析、功能分析、網(wǎng)站設(shè)計、網(wǎng)站旅游本體分析、游客價值以及網(wǎng)站訪問者分析等；從評價方法上有調(diào)查法、啟發(fā)式方法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法、內(nèi)容分析法、網(wǎng)站日志分析法、領(lǐng)域本體分析法等。
隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，移動應(yīng)用在旅游領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，針對移動應(yīng)用系統(tǒng)的評價研究也受到研究者的關(guān)注，如從用戶角度對移動應(yīng)用進(jìn)行評價、各種移動旅游者指南功能與可用性評價。
3.2.4信息社會視角的旅游研究對象
較傳統(tǒng)旅游研究對象，如旅游資源、旅游企業(yè)以及旅游者等，信息社會視角的旅游研究對象發(fā)生了擴(kuò)展，如從旅游者的地理時空變化擴(kuò)展到了在線旅游者行為變化，從旅游資源的空間格局?jǐn)U展到了旅游網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。
在線旅游者行為研究中最受關(guān)注的是消費(fèi)行為研究，如消費(fèi)影響因素與滿意度、忠誠度與推薦行為、在線分享行為。隨著社會網(wǎng)絡(luò)的形成，在線旅游者的情緒研究得到關(guān)注，如通過旅游者在論壇、博客（微博）上的評論分析旅游者情緒，相關(guān)方法包含內(nèi)容分析、統(tǒng)計與語言學(xué)分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。一項研究還將旅游者的博客進(jìn)行了計算機(jī)可視化，用來輔助其他旅游者的旅行計劃。此外，旅游目的地營銷組織網(wǎng)站的旅游者在線行為也受到研究者的關(guān)注。
目的地地理尺度的旅游網(wǎng)站空間結(jié)構(gòu)也受到研究者的關(guān)注，主要包含方法研究與案例研究。方法研究有統(tǒng)計方法以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D方法等；案例包含歐洲、意大利厄爾巴島]以及河北省等。
旅游虛擬社區(qū)是社會信息化背景下形成的新型社區(qū)，部分旅游研究者對其給予了關(guān)注，如針對具有中國文化背景的芒果社區(qū)網(wǎng)（Mango）的綜合性研究。
3.2.5社會信息化下的旅游研究方法
社會信息化下的旅游研究方法包含兩個方面的含義。
一是指傳統(tǒng)旅游研究方法可借助社會信息化背景進(jìn)行擴(kuò)展，如網(wǎng)絡(luò)調(diào)查方法擴(kuò)展了傳統(tǒng)現(xiàn)場發(fā)放問卷的調(diào)查方法；基于射頻識別（RFID）與全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的追蹤系統(tǒng)擴(kuò)展了傳統(tǒng)旅游者游憩行為問卷調(diào)查方法，并提高了數(shù)據(jù)的精度；遙感與地理信息系統(tǒng)（RS&GIS）技術(shù)可提高旅游資源監(jiān)測的準(zhǔn)確性等。
二是指旅游研究方法對于信息科學(xué)方法與技術(shù)的借鑒。人工智能是旅游研究中采用最多的信息科學(xué)方法與技術(shù)，其在旅游研究中的應(yīng)用可以分為以下幾個方面：①需求預(yù)測，如基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的西班牙巴利亞利群島旅游時間序列預(yù)測、遺傳算法在旅游需求預(yù)測中的應(yīng)用、模糊時間序列及灰色理論在短時間序列旅游需求預(yù)測中的應(yīng)用以及人工智能方法與其他預(yù)測方法的比較；②在線行為分析，如基于機(jī)器學(xué)習(xí)（machine learning）的在線消費(fèi)者行為數(shù)據(jù)挖掘；③基于主體（agent）的旅游系統(tǒng)仿真研究，采用人工智能研究領(lǐng)域的重要分支——多主體系統(tǒng)（multi-agent system，MAS）對多層面、多地理尺度旅游系統(tǒng)進(jìn)行計算機(jī)仿真，探索旅游主體之間的相互作用與規(guī)律，如基于多主體的旅游空間結(jié)構(gòu)演化研究、旅游者在目的地以及景區(qū)范圍的動態(tài)性研究。
計算機(jī)仿真方法與技術(shù)在旅游研究中的應(yīng)用也受到了旅游研究者的關(guān)注，具體研究包含以下幾個方面：①預(yù)測，如旅游收入預(yù)測；②旅游經(jīng)濟(jì)研究，如區(qū)域旅游經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)動力學(xué)分析；③旅游主體行為研究，如上述人工智能研究中基于主體的旅游系統(tǒng)仿真研究。
地理信息系統(tǒng)（GIS）是信息科學(xué)與地理科學(xué)的交叉研究領(lǐng)域，作為旅游研究的一種研究方法或工具，主要被用于旅游資源評價。
3.2.6旅游領(lǐng)域中的信息科學(xué)研究
隨著移動終端設(shè)備在旅游者中的普及，旅游研究者對移動應(yīng)用的相關(guān)研究給予了較大關(guān)注，如上下文適應(yīng)的移動應(yīng)用體系框架設(shè)計、上下文相關(guān)的信息推動服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計以及用于博物館導(dǎo)游的多媒體技術(shù)研究。語義網(wǎng)與本體是信息科學(xué)的前沿領(lǐng)域，但由于其對于提升面向旅游者的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量具有非常重要的作用，也受到了旅游研究者的關(guān)注，如用于搜索引擎的旅游域語義表示研究。智能系統(tǒng)作為信息科學(xué)的前沿領(lǐng)域，在旅游研究中也受到了關(guān)注，除了綜述性研究外，還出現(xiàn)了有關(guān)智能系統(tǒng)設(shè)計方面的研究。
應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)劃建議與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計是旅游研究者較為關(guān)注的信息技術(shù)研究，如基于知識管理視角的目的地管理系統(tǒng)設(shè)計。而其中以我國的相關(guān)研究為最多，如贛東北網(wǎng)絡(luò)旅游信息系統(tǒng)研究、上饒市旅游資源信息系統(tǒng)。
數(shù)字旅游是一種典型的旅游與信息技術(shù)的綜合叉研究主題，在我國旅游研究領(lǐng)域受到了關(guān)注，既包含了偏重技術(shù)的研究，如數(shù)字旅游的體系框架，也包含了圍繞數(shù)字旅游系統(tǒng)建設(shè)的保障體系研究，如相關(guān)政策法規(guī)方面的研究。
3.3問題3：信息科學(xué)與旅游的交叉研究有哪些趨勢？
盡管信息科學(xué)與旅游的交叉研究在近12年間經(jīng)歷了快速發(fā)展，但其仍然屬于新興交叉學(xué)科，其發(fā)展需要相關(guān)學(xué)者更為廣泛與深入的探索研究。在本節(jié)，筆者在對最近12年信息科學(xué)與旅游的交叉研究進(jìn)行系統(tǒng)整理的基礎(chǔ)上，通過捕捉旅游類與信息類研究共同關(guān)注的研究主題（表4），以及基于筆者對信息科學(xué)以及旅游研究趨勢的把握，找到信息科學(xué)與旅游交叉研究中的研究重點，其反映了兩類科學(xué)的交叉發(fā)展趨勢，或者研究者們重新認(rèn)識某些對該交叉領(lǐng)域的發(fā)展來講非常重要的問題。以下分別對它們進(jìn)行闡述：
3.3.1人工智能在旅游領(lǐng)域的深入應(yīng)用
人工智能方法與技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的高級階段，研究如何應(yīng)用計算機(jī)的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術(shù)，涉及知識表示、自動推理和搜索方法、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計算機(jī)視覺、智能機(jī)器人、自動程序設(shè)計等方面的研究內(nèi)容。盡管目前人工智能在旅游中的應(yīng)用以旅游需求預(yù)測最為成熟，然而其相關(guān)理論、方法與技術(shù)并沒有在旅游領(lǐng)域中得到充分應(yīng)用。如何充分利用人工智能方法與技術(shù)來有效處理與使用旅游數(shù)據(jù)、信息與知識，深入挖掘旅游者、旅游公共管理與服務(wù)部門以及旅游企業(yè)的特征、存在的問題并進(jìn)行決策支持，是信息科學(xué)與旅游科學(xué)交叉研究中較為迫切與前沿的問題。
3.3.2基于語義網(wǎng)與本體的旅游推薦系統(tǒng)
語義網(wǎng)與本體研究是信息科學(xué)領(lǐng)域的前沿領(lǐng)域，是海量網(wǎng)絡(luò)信息之間相互理解的基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展使得傳統(tǒng)面向旅游者的“線下”服務(wù)擴(kuò)展至“線上”，包含以傳統(tǒng)計算機(jī)為中心的和以新興各種移動終端為中心的“線上”服務(wù)，“線上”服務(wù)質(zhì)量對于信息時代的旅游者體驗是非常重要的?；谡Z義網(wǎng)與本體技術(shù)的旅游推薦系統(tǒng)正是提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的有效方法與工具，如何將語義網(wǎng)、本體技術(shù)以及旅游推薦系統(tǒng)進(jìn)行理論、方法以及應(yīng)用上的有效集成，使其對旅游者具有實際應(yīng)用價值，是信息科學(xué)與旅游科學(xué)交叉研究中的另一個前沿問題。
3.3.3
普適計算與旅游（物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)與旅游）
普適計算是我國目前形成研究熱點的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。隨著移動終端設(shè)備及其應(yīng)用的發(fā)展，傳統(tǒng)以計算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)擴(kuò)展至以移動終端一旅游者為中心，基于普適計算模式的連接物與物、人與物、人與人的物聯(lián)網(wǎng)以及各種移動應(yīng)用系統(tǒng)在旅游研究與實際應(yīng)用中得到了重視。然而，無論是普適計算還是物聯(lián)網(wǎng)，在信息科學(xué)研究中都是前沿領(lǐng)域，存在許多未解問題，因此，普適計算以旅游領(lǐng)域為問題域或典型應(yīng)用，將同時有助于其本身以及旅游問題的解決。
關(guān)鍵詞 人工智能 人工情感 發(fā)展
中圖分類號：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1人工情感概述
人工情感是人工智能里一個重要的研究領(lǐng)域。所謂人工情感，就是賦予人類式情感的機(jī)器。即用人工的方法和技術(shù)賦予計算機(jī)或機(jī)器人以人類式的情感，使之具有表達(dá)、識別和理解喜樂哀怒，模仿、延伸和擴(kuò)展人的情感的能力。當(dāng)然，實現(xiàn)上述目標(biāo)是許多科學(xué)家的夢想，然而，與人工智能其他方面技術(shù)的高度發(fā)展相比，人工情感研究所取得的進(jìn)展卻是微乎其微，情感始終是橫跨在人腦與電腦之間一條無法愈越的鴻溝。很長時間內(nèi)，情感機(jī)器人只能是科幻小說中的重要素材，卻很少納入科學(xué)家們的研究課題之中。
不過，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界上越來越多的國家開始進(jìn)行人工情感技術(shù)方面的研究。目前，在國際上，人工情感領(lǐng)域主要是進(jìn)行情感機(jī)器人的研究。
2人工情感的發(fā)展綜述
2.1情感計算
情感計算的概念是在1997年由MIT媒體實驗室皮卡德（R.W.Picard）教授提出A。她在自己的專著《情感計算》中提出“情感計算是關(guān)于情感、由情感引發(fā)以及意圖影響情感方面的計算”。情感計算的目標(biāo)是賦予計算機(jī)感知，理解與表達(dá)情感的能力，從而使計算機(jī)能夠與人更加友好、和諧地交流。隨后，情感計算領(lǐng)域成為了國內(nèi)外人工智能專家研究的熱點，世界各國都在情感計算領(lǐng)域進(jìn)行著廣為深入的研究。而關(guān)于情感計算，美國最早展開研究，而且美國人進(jìn)行的最為深入，研究的成果也最先進(jìn)。
2008年4月美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們展示了他們最新開發(fā)出的情感機(jī)器人“Nexi”，該機(jī)器人不僅能理解人的語言，還能夠?qū)Σ煌Z言做出相應(yīng)的喜怒哀樂反應(yīng)，還能夠通過轉(zhuǎn)動和睜閉眼睛、皺眉、張嘴、打手勢等形式表達(dá)其豐富的情感。這款機(jī)器人完全可以根據(jù)人面部表情的變化來做出相應(yīng)的反應(yīng)。它的眼睛中裝備有CCD（電荷耦合器件）攝像機(jī)，這使得機(jī)器人在看到與它交流的人之后就會立即確定房間的亮度并觀察與其交流者的表情變化。IBM公司的“藍(lán)眼計劃”，可使計算機(jī)知道人想干什么，如當(dāng)人的眼瞄向電視時，它竟知道人想打開電視機(jī)，它便發(fā)出指令打開電視機(jī)。此外該公司還研究了情感鼠標(biāo)?？筛鶕?jù)手部的血壓及溫度等傳感器感知用戶的情感。
然而，目前情感計算研究也面臨著很多的難題，比如情感信息的獲取，如何對其進(jìn)行建模等等。
2.2人工心理
人工心理理論是由中國北京科技大學(xué)教授、中國人工智能學(xué)會人工心理與人工情感專業(yè)委員會主任王志良教授提出的。他指出，人工心理就是利用信息科學(xué)的手段，對人的心理活動（著重是人的情感、意志、性格、創(chuàng)造）的更全面內(nèi)容的再一次人工機(jī)器（計算機(jī)、模型算法等）實現(xiàn)。其目的在于從心理學(xué)廣義層次上研究人工情感、情緒與認(rèn)知、動機(jī)與情緒的人工機(jī)器實現(xiàn)的問題。它的應(yīng)用前景是非常廣泛的。如：支持開發(fā)有情感、意識和智能的機(jī)器人；真正意義上的擬人機(jī)械研究；使控制理論更接近于人腦的控制模式；人工心理應(yīng)用的另一大領(lǐng)域是符合人性化的商品設(shè)計和市場開發(fā)。目前國內(nèi)外在人工心理領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，例如基于人工心理理論的商品選購專家系統(tǒng)，基于人工心理的智能化的E-learning系統(tǒng)研究等等。目前中國在人工理論領(lǐng)域上的研究總體來說比較深入。
2.3 感性工學(xué)
感性工學(xué)就是將感性與工程結(jié)合起來的技術(shù)，是在感性科學(xué)的基礎(chǔ)上，通過分析人類的感性，把人的感性需要加入到商品設(shè)計、制造中去，它是一門從工程學(xué)的角度實現(xiàn)能給人類帶來喜悅和滿足的商品制造的技術(shù)科學(xué)。它將人們對“物”（即已有產(chǎn)品、數(shù)字或虛擬產(chǎn)品）的感性意象定量、半定量地表達(dá)出來，并與產(chǎn)品設(shè)計特性相關(guān)聯(lián)，以實現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計中體現(xiàn)“人”（這里包括消費(fèi)者、設(shè)計者等）的感性感受，設(shè)計出符合“人”的感覺期望的產(chǎn)品。
因為感性工學(xué)這一概念是由日本提出的，所以日本對此開展的研究比較早。日本從上世紀(jì)九十年代就開始了感性工學(xué)（Kansei Engineering）的研究。而且已經(jīng)形成舉國研究“感性工學(xué)”的。1996年日本文部省就以國家重點基金的方式開始支持“情感信息的信息學(xué)、心理學(xué)研究”的重大研究課題，參加該項目的有十幾個大學(xué)和研究單位，主要目的是把情感信息的研究從心理學(xué)角度過渡到心理學(xué)、信息科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的交叉融合。每年都有日本感性工學(xué)全國大會召開。與此同時，一向注重經(jīng)濟(jì)利益的日本，在感性工學(xué)產(chǎn)業(yè)化方面取得了很大成功。日本各大公司競相開發(fā)、研究、生產(chǎn)了所謂的個人機(jī)器人（Personal Robot）產(chǎn)品系列。其中，以SONY公司的AIBO機(jī)器狗（已經(jīng)生產(chǎn)6萬只，獲益近10億美元）和QRIO型以及SDR-4X型情感機(jī)器人為典型代表。日本新開發(fā)的情感機(jī)器人取名“小IF”，可從對方的聲音中發(fā)現(xiàn)感情的微妙變化，然后通過自己表情的變化在對話時表達(dá)喜怒哀樂，還能通過對話模仿對方的性格和癖好。
3總結(jié)
通過對國內(nèi)外的基于人工智能的人工情感的研究分析，目前人工情感領(lǐng)域總體發(fā)展很迅猛，但是并沒有太多的突破，而美國、日本等國家對這一領(lǐng)域的研究更為深入，研究成果也更為先進(jìn)和領(lǐng)先。而中國對人工情感領(lǐng)域的投入也不斷加大，中國在這一領(lǐng)域的某些方面的研究甚至處于國際領(lǐng)先地位。相信在不久的將來，通過國際社會的努力，人工情感將會取得重大突破，給人類社會帶來福音。
參考文獻(xiàn)
[1] 史忠植.智能科學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006（8）.
關(guān)鍵詞：人工智能 自動化 電氣工程 控制系統(tǒng)
中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）012-160-02
人工智能與傳統(tǒng)方法相比較，具有許多方面的優(yōu)良性能，智能化的系統(tǒng)大大代替了大量的人工繁瑣的工作，又提高了系統(tǒng)操作的靈敏性和精確性，在功能要求越來越高的許多行業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。最近10多年來，各種電子技術(shù)和高科技手段的日新月異，許多科研機(jī)構(gòu)就自動化控制中的人工智能技術(shù)開展了大量的研究工作，取得了豐碩的成果。下面筆者就人工智能在在電氣工程方面的應(yīng)用做一綜述。
1 人工智能技術(shù)的優(yōu)勢
（1）控制對象的模型在設(shè)計之前已經(jīng)成型。在電氣工程方面，由于許多參數(shù)具有復(fù)雜性，利用傳統(tǒng)技術(shù)無法確定哪些具體的參數(shù)變化會導(dǎo)致結(jié)果的相應(yīng)變化，從而表現(xiàn)出的外在結(jié)果復(fù)雜多樣，難以歸納出具有一定規(guī)律性的結(jié)論來，這就是信息的非線性特征必然決定了隨機(jī)結(jié)果出現(xiàn)的原因。人工智能通過專家系統(tǒng)，利用控制器能對各種參數(shù)進(jìn)行精密分析，并給出正確的指令，而使得各種對象在動態(tài)變化中得到精確地控制。
（2）人工智能控制器的自身性能能夠自我調(diào)節(jié)，以趨更加完善，應(yīng)用的技術(shù)及參數(shù)可以有實際響應(yīng)時間、下降時間、魯棒性能等變化。
（3）人工智能控制器操作起來比較直觀、簡潔，即使經(jīng)過一般的專業(yè)操作技術(shù)崗前培訓(xùn)，也能很快掌握人性化的人機(jī)交互對話系統(tǒng)，還能依照各種實際情況進(jìn)行適應(yīng)本人習(xí)慣或工作需要的界面設(shè)計。
（4）人工智能控制器性能穩(wěn)定，能對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的處理，可適范圍比較寬泛，由于驅(qū)動器的特性很多，控制器都能對輸入的各種數(shù)據(jù)信息做出很好的篩選和判斷。
2 電氣工程中人工智能的運(yùn)用
2.1 提高了電氣設(shè)備設(shè)計的水平
計算機(jī)技術(shù)的更新?lián)Q代率非?？?，引導(dǎo)了電氣產(chǎn)品的設(shè)計手段發(fā)生了革命性變化，CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）的引入，大大縮短了產(chǎn)品研發(fā)的周期。在CAD中嵌入人工智能，使得電氣設(shè)計變得非常直觀，模塊化的操作設(shè)計模式和大大縮短了設(shè)計的周期，同時由于計算機(jī)技術(shù)的精確化，也使得產(chǎn)品的質(zhì)量得到很大程度的改良。人工智能系統(tǒng)能夠優(yōu)化電氣產(chǎn)品的設(shè)計，主要借助于遺傳算法和專家系統(tǒng)兩方面來完成。遺傳算法具有明顯的算法優(yōu)勢，計算結(jié)果的精度也很高，因此遺傳算法及其衍生算法普遍應(yīng)用于對電氣產(chǎn)品的智能化優(yōu)化設(shè)計中。電氣設(shè)備發(fā)生故障一般是不確定性的，具有很大的隨機(jī)性，表現(xiàn)在發(fā)生故障的部位和發(fā)生故障的時間方面，但一般會在故障發(fā)生之前總會出現(xiàn)一定的先兆，利用專家系統(tǒng)就可以將預(yù)兆和故障之間的復(fù)雜關(guān)系準(zhǔn)確而及時地反映出來，并給出預(yù)警信號。
2.2 精確診斷出引起電氣設(shè)備發(fā)生事故及故障的原因
由于目前電氣設(shè)備的自動化和集成化很高，一旦發(fā)生故障，利用傳統(tǒng)的分析方法難以準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的部位。如發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器等設(shè)備出現(xiàn)故障的頻率一般比較高，其原因是非常復(fù)雜和多變的，并且具有很強(qiáng)的突發(fā)性，還具有快速解決的特定要求，若處理不當(dāng)或不及時，就會造成二次損失或事故，甚至?xí)斐煞浅?yán)重的不可預(yù)見性后果。人工智能系統(tǒng)融入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論等技術(shù)，可以很好地解決傳統(tǒng)分析方法所出現(xiàn)的延時處理或診斷失誤等問題。傳統(tǒng)方法診斷故障的原理是：變壓器等電器設(shè)備一旦發(fā)生故障，其中的油的成分會發(fā)生一定的變化，因而對提取的樣本進(jìn)行成分分析，就可以判斷出變壓器等電氣設(shè)備是否發(fā)生了功能性故障。采用這種傳統(tǒng)方式耗時較多，浪費(fèi)人力，準(zhǔn)確性不高。
2.3 對電氣控制過程中的有效應(yīng)用進(jìn)行分析
電氣技術(shù)越來越復(fù)雜，越來越現(xiàn)代化，其控制過程就顯得愈來愈重要，是確保電氣設(shè)備穩(wěn)定而高效運(yùn)行的保護(hù)神。長期以來這一問題是學(xué)術(shù)界和工程界所面臨的一大棘手課題。功能越來越完善、技術(shù)含量越來越豐富，這些均對技術(shù)人員的理論水平和操作技能提出了非常嚴(yán)格的高要求，在目前階段下，提高操作人員的技能水平和效率就成為科研人員孜孜追求的一個目標(biāo)。人工智能的引入和廣泛地應(yīng)用，和計算機(jī)運(yùn)算能力等核心技術(shù)的長足進(jìn)步，以及交互性的界面，都使得日?；牟僮髯兊弥庇^、簡潔，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及其監(jiān)控，大大提高了操作人員的安全性，也對電氣設(shè)備的良好運(yùn)行提供了可靠的保證。另外，還對某些重要的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行了即時的存儲和備份，以便以后進(jìn)行調(diào)用、對比分析等。還可以自動生成各種報表，大大降低了人工費(fèi)用，也減少了物力、財力等資源的大量投入，工作效率大幅度得到提高，精確度更加細(xì)致。
2.4 實現(xiàn)了控制和保護(hù)雙重功能
在電氣設(shè)備中，人工智能能對所有開關(guān)量、模擬量數(shù)據(jù)實時自動采集并進(jìn)行科學(xué)的處理，并能做到定時、批量地整理和儲存。還可以通過對系統(tǒng)的歷史運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行畫面模擬顯示，電流、電壓、隔離開關(guān)、斷路器等電機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)到直觀形象的反應(yīng)，一目了然。技術(shù)操作人員可以根據(jù)實際情況進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析及建立圖表。綜合集成了聲光、語音、電話、圖象等多模式同時或選擇性報警。在操作控制方面，智能化技術(shù)使技術(shù)人員可以通過鍵盤或鼠標(biāo)實現(xiàn)對隔離開關(guān)，斷路器等的現(xiàn)場或者遠(yuǎn)程控制，勵磁電流的調(diào)整。
2.5 在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用
人們對電力行業(yè)在生產(chǎn)中要保持穩(wěn)定性和流暢性的要求不斷提高，現(xiàn)在很多大型的電力企業(yè)均將PLC 控制系統(tǒng)逐步代替輔助系統(tǒng)中的比較傳統(tǒng)落后的繼電控制器。通過PLC 控制系統(tǒng)可以一方面對某個工藝流程進(jìn)行實時的控制，另一方面協(xié)調(diào)全廠的安全生產(chǎn)?；鹆Πl(fā)電廠中的輸煤控制系統(tǒng)由主站層、現(xiàn)場傳感器和遠(yuǎn)程IO站三部分組成連貫的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。其中，由人機(jī)接口和PLC 共同構(gòu)成主站層，少許工作人員在設(shè)置有主站層的集控室內(nèi)，通過系統(tǒng)的顯示屏以自動控制為主手動控制為輔對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，可以大幅提高發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)效率。隨著PLC 技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了電廠不同發(fā)電機(jī)組在供電系統(tǒng)之間自動切換，供電的可靠性和穩(wěn)定性得到很大程度上的提高。
3 結(jié)束語
綜上所述，隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展和軟件技術(shù)的快速提高，人們的日常生活發(fā)生了很大的變化，無數(shù)的科研成果慢慢轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)力，改變著我們的生活方式，同時也促進(jìn)了人工智能技術(shù)的不斷提高。硬件方面的技術(shù)和工藝水平同樣也在飛速發(fā)展，電子集成技術(shù)更加成熟，功能更加強(qiáng)大。芯片制造技術(shù)更是錦上添花，人工智能的控制能力和控制精度愈加得到提高，應(yīng)用范圍日趨廣泛而深入，產(chǎn)品成本的下降也帶動終端銷售價格的大幅度下降，良性循環(huán)下的技術(shù)催生，使得人工智能技術(shù)在生活和生產(chǎn)中的許多方面都得到更加廣泛的應(yīng)用，高度的自動化特征使人們體驗到神奇的便利性?？梢灶A(yù)見，人工智能在電氣自動化控制中將會有更加廣闊的遠(yuǎn)景。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】人工智能技術(shù)；電廠；應(yīng)用；探討
人工智能簡稱為AI，是對人類大腦簡化及抽象，也是人類智能模擬的重要途徑，現(xiàn)在我國人工智能工具主要有專家系統(tǒng)、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、禁忌搜索、粒子群算法及遺傳算法等，隨著我國電力事業(yè)大力發(fā)展，很多人工智能技術(shù)被應(yīng)用在了電廠中，并發(fā)揮了巨大作用，優(yōu)化了電廠中電力系統(tǒng)的組合、運(yùn)行及市場定價等眾多問題，保證電廠供電的安全可靠性。
1 AI在我國電廠應(yīng)用及探討
1.1 專家系統(tǒng)應(yīng)用與探討
專家系統(tǒng)可簡稱為ES，它所面向主要是各非結(jié)構(gòu)問題，特別是處理啟發(fā)式、定性的或者不確定知識信息，通過各樣的推理過程來達(dá)到系統(tǒng)所要求任務(wù)目標(biāo)，在上世紀(jì)80年代，為了克服原有控制理論不足，自動控制領(lǐng)域工程師及學(xué)者將專家系統(tǒng)方法及思想引入了控制系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用及探討。典型專家系統(tǒng)主要有推理機(jī)、知識庫、知識獲取機(jī)制以及人機(jī)界面四部分組成，專家系統(tǒng)在我國電廠里的應(yīng)用是最早及較為成熟的人工智能技術(shù)，并且發(fā)展了很多專家系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)不同領(lǐng)域被應(yīng)用，像電網(wǎng)調(diào)度、系統(tǒng)恢復(fù)、監(jiān)測和診斷、預(yù)想事故篩選等，特別是監(jiān)測核事故診斷成為專家系統(tǒng)在電廠中最主要應(yīng)用領(lǐng)域。依據(jù)知識存儲方式不同，能把ES分為決策樹、知識經(jīng)驗、規(guī)則及模型等不同形式，模型形式的知識所表達(dá)方式是比較適合實時處理的，比基于規(guī)則形式推理方式要更為簡單及快捷及容易維護(hù)。ES在輸電網(wǎng)絡(luò)診斷故障里的典型應(yīng)用為產(chǎn)生式規(guī)則系統(tǒng)，就是把斷路器、保護(hù)器動作邏輯和運(yùn)行人員診斷經(jīng)驗運(yùn)用規(guī)則的形式進(jìn)行表示，并形成知識庫，依據(jù)報警信息進(jìn)行知識庫推理，以獲得診斷結(jié)論，這種產(chǎn)生式規(guī)則專家系統(tǒng)在電廠中能夠被廣泛應(yīng)用主要是因這種專家系統(tǒng)及故障診斷特點所決定的，在輸電網(wǎng)絡(luò)里斷路器及一級保護(hù)間的關(guān)系能用模塊化及直觀規(guī)則進(jìn)行表示，并且能允許刪除、增加及修改某些規(guī)則，從而保證診斷系統(tǒng)有效性及實時性，對不確定問題在一定程度上給予了解決，還能給出一些符合人類語言結(jié)論及解釋能力。同時，框架法的專家系統(tǒng)能夠進(jìn)行分類結(jié)構(gòu)知識表達(dá)，以及對事物間的相關(guān)性進(jìn)行表達(dá)，并簡化繼承性知識存儲及表述。專家系統(tǒng)這種人工智能技術(shù)盡管能有效模擬完成故障診斷，可在電廠實際應(yīng)用里，還存在著一定不足，主要為知識獲取及維護(hù)問題，并且接口也不是很友好，對故障診斷里的很多不確定因素也無法有效解決，從而影響了診斷準(zhǔn)確性。
1.2 遺傳算法應(yīng)用與探討
遺傳算法能簡稱為GA，是根據(jù)遺傳機(jī)制及自然選擇在計算機(jī)上，進(jìn)行生物化機(jī)制模擬來尋優(yōu)搜索的算法可在龐大復(fù)雜搜索空間里進(jìn)行合適搜索，并找出最優(yōu)及準(zhǔn)最優(yōu)的解決方法，這種算法簡單及適用，其魯棒性也比較強(qiáng)，這種智能技術(shù)對求解問題基本沒有限制，對常規(guī)求解復(fù)雜過程涉及較少，可得到局部或全部的最優(yōu)解集，與傳統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)相比，這種技術(shù)更能解決及處理傳統(tǒng)難以解決的非線性問題，因此，這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用在電廠中的電力市場、規(guī)劃及調(diào)度等方面，并且在故障診斷上，其應(yīng)用效果也是不錯的，可對輸電網(wǎng)絡(luò)中，故障診斷模型的建立成為了遺傳算法存在主要途徑，也是值得探討問題，遺傳算法如果可以建立適合數(shù)學(xué)模型，不僅能解決電力系統(tǒng)中的故障診斷問題，還能解決其他類似故障診斷問題，加強(qiáng)遺傳算法合理模型建立是應(yīng)該研究及探討的。
1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與探討
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡稱為ANN，其主要特點為廣泛化、高度并行處理及非線性的映射功能等，對于控制領(lǐng)域具有較強(qiáng)吸引力，對于沒有模型及復(fù)雜的不確定問題具有學(xué)習(xí)能力及自適應(yīng)力，能夠用在控制系統(tǒng)自適應(yīng)環(huán)節(jié)及補(bǔ)償環(huán)節(jié)里，非線性描述能力能夠用在非線性控制及辨識中，而快速計算能力能夠進(jìn)行復(fù)雜控制問題計算優(yōu)化，其定量及定性分布存儲及合成能力能夠用在復(fù)雜控制系統(tǒng)里的圖像信息處理利用及接口轉(zhuǎn)換，容錯能力能夠應(yīng)用在非結(jié)構(gòu)過程控制，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)已成為電廠應(yīng)用中最成功的智能技術(shù)，像網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)在電廠故障診斷中的應(yīng)用，每個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均負(fù)責(zé)系統(tǒng)里的部分診斷，ANN技術(shù)經(jīng)過現(xiàn)場很多樣本學(xué)習(xí)及訓(xùn)練，對其中閾值及連接權(quán)進(jìn)行不斷調(diào)整，讓知識隱式分布于所有網(wǎng)絡(luò)中，以實現(xiàn)模式記憶，這樣ANN就具有獲得較多知識能力，這種人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)監(jiān)測、診斷、實時控制、狀態(tài)評估及負(fù)荷預(yù)測等領(lǐng)域，并且依據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的負(fù)荷預(yù)測已經(jīng)成為電廠電力系統(tǒng)中最成功應(yīng)用之一。
2 其它人工智能技術(shù)應(yīng)用及探討
2.1 粒子群算法及模糊理論應(yīng)用與探討
粒子群算法可稱為PSO算法，這種智能技術(shù)算法簡單，容易實現(xiàn)，并且可調(diào)節(jié)參數(shù)也比較少，已經(jīng)被應(yīng)用在了很多學(xué)科及領(lǐng)域里，在電廠中也正被嘗試及應(yīng)用，可這種算法的精度不是很高，還容易陷入局部極值中。其設(shè)計思路為：在多維解的搜索空間里，運(yùn)用這種算法，可在初始化之后得到一群隨機(jī)的粒子，并搜索到最有位置及全局極值，這種算法能夠被應(yīng)用在電廠變電站的選址上，并且在電源規(guī)劃上也有一定優(yōu)越性，可也面臨著諸多不確定因素，加強(qiáng)這些因素全面有效描述，成為電廠應(yīng)用及探討方向所在。模糊理論簡稱為FS，是自動控制及模糊邏輯相結(jié)合而成的，其功能是模擬人類決策及推理過程，運(yùn)用專家經(jīng)驗及知識來控制規(guī)則的，可有效處理未知及不準(zhǔn)確控制問題，并且不用建模，是種非線性的控制，以萬能逼近的定理作為充分理論依據(jù)的，模糊控制器可當(dāng)做萬能的，完成所需任何非線性的控制任務(wù)，在很多工程及領(lǐng)域系統(tǒng)里，都沒有辦法建立較為精準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，這使得模糊理論得到了廣泛應(yīng)用，在電廠里，自然也得到了較為廣泛應(yīng)用，像電廠的故障診斷里，一些故障及征兆間的關(guān)系是比較模糊的，不確定的，這時所得結(jié)果也就是模糊的，其傳統(tǒng)方法去為依據(jù)專家經(jīng)驗進(jìn)行模糊關(guān)系矩陣建立，并對模糊關(guān)系給予組合及合并等，隨著這種智能技術(shù)發(fā)展，將模糊知識庫運(yùn)用語言變量進(jìn)行表達(dá)，更接近人類表達(dá)習(xí)慣，對于問題多個解決方案，依據(jù)模糊度高低來優(yōu)化排序，在一定程序上，增加了專家系統(tǒng)容錯性，這種理論已被應(yīng)用在電廠故障診斷識別、變壓器保護(hù)及配電系統(tǒng)等領(lǐng)域里。
2.2 禁忌搜索算法
這種技術(shù)比較適合優(yōu)化組合問題解決，可處理不可微目標(biāo)函數(shù)，其理論思想為運(yùn)用靈活記憶技術(shù)，把最近若干次的迭代過程進(jìn)行反方向移動，并記錄進(jìn)tabu表里，處在這個表里的移動是不能在現(xiàn)有迭代過程里實現(xiàn)的，從而避免了已訪問解群體的訪問及循環(huán)產(chǎn)生，這種技術(shù)主要有tabu表、移動及特赦規(guī)則三要素組成，這種智能技術(shù)在電廠的電力系統(tǒng)里也得到了應(yīng)用，主要運(yùn)用了十進(jìn)制及二進(jìn)制編碼這兩類方案對實際系統(tǒng)給予優(yōu)化計算，這種技術(shù)對局部最優(yōu)解跳出方面具有較大優(yōu)勢，并且收斂效果好，能夠進(jìn)行快速尋優(yōu)，可運(yùn)用單點搜索不能夠在全部空間內(nèi)進(jìn)行搜索，這使得初始值好壞直接決定了算法速度及其解質(zhì)量。
3 結(jié)束語
近些年，人工智能技術(shù)在電廠中的應(yīng)用除了以上算法及技術(shù)外，還有分布式人工智能、混合智能、蟻群算法及混沌優(yōu)化法等，隨著我國電力事業(yè)不斷發(fā)展，市場競爭不斷加大，人工智能技術(shù)在電廠中的應(yīng)用是越來越廣泛及發(fā)展良好。
參考文獻(xiàn)
[1]朱祝武.人工智能發(fā)展綜述[J].中國西部科技,2011(17)
關(guān)鍵詞：人工智能 足球機(jī)器人 全自主
1、引言
機(jī)器人足球比賽已經(jīng)成為一項全世界矚目的高科技對抗賽。在世界上影響較大的賽事主要有兩個,一個是由國際機(jī)器人足球聯(lián)合會(FIRA)組織的微機(jī)器人世界杯,每年舉行一次,同時進(jìn)行這一領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究；另一個是由國際人工智能協(xié)會組織的機(jī)器人世界杯RoboCup,也是每年一屆,它要求參賽的機(jī)器人是自主式的,其復(fù)雜程度和制作成本較高。
足球機(jī)器人為智能系統(tǒng)的研究提供了一個很好的載體,它充分體現(xiàn)了人工智能、機(jī)器人學(xué)、傳感器技術(shù)等多技術(shù)的發(fā)展水平和融合程度,也從另一個側(cè)面反映了一個國家信息與自動化領(lǐng)域的科技發(fā)展水平。足球機(jī)器人不僅將靜態(tài)環(huán)境下單智能體對單智能體的挑戰(zhàn)提升為多智能體對多智能體的對抗,并實現(xiàn)了在復(fù)雜環(huán)境下,以實時控制的方式進(jìn)行信息的處理和決策分布。
2、足球機(jī)器人
2.1 足球機(jī)器人比賽種類
FIRA機(jī)器人足球比賽種類:半自主型機(jī)器人足球;全自主型機(jī)器人足球;仿真機(jī)器人足球;超小型半自主機(jī)器人機(jī)器人足球;超小型全自主機(jī)器人足球;類人機(jī)器人足球。
RoboCup機(jī)器人足球比賽種類:電腦仿真比賽;小型足球機(jī)器人賽;中型自主足球機(jī)器人賽;四腿機(jī)器人足球賽;擬人機(jī)器人足球賽。
2.2 機(jī)器人足球比賽情況簡介
在足球場上,是裝有完整的智能控制系統(tǒng)的車型足球機(jī)器人,機(jī)器人可以自主的收集周圍的信息和比賽的情況,并能自主的進(jìn)行行為決策,包括導(dǎo)航定位,尋找足球、隊員和球門,遇到對方隊員進(jìn)行自主避障,并選擇時機(jī)帶球入門。
比賽一般先進(jìn)行小組賽,出線隊伍進(jìn)入下一輪淘汰賽,如果打成平局,則進(jìn)入加時賽,若仍不能分出勝負(fù),則雙方互罰點球決勝負(fù)。比賽分成上下兩個半場,各十分鐘,中場休息五分鐘。
機(jī)器人采用上下布局的視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。位于比賽場地上方的攝像機(jī)能進(jìn)行旋轉(zhuǎn),時刻搜集比賽現(xiàn)況。CCD攝像機(jī)固定在機(jī)器人的"腹部",鏡頭朝向機(jī)器人的正前方,負(fù)責(zé)識別距離機(jī)器人很近的目標(biāo)物體。
3、全自主足球機(jī)器人
全自主足球機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。隨著機(jī)器人足球比賽在全世界的火熱進(jìn)行,研制出更接近人類形態(tài)、智能和運(yùn)動水平的機(jī)器人,并且在沒有人干預(yù)的情況下,按照足球比賽規(guī)則,在真實的足球賽場上,跟人類進(jìn)行真正意義的足球比賽,成為了這個領(lǐng)域的終極目標(biāo)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。（圖1）是足球機(jī)器人的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。通過教練機(jī)廣播任務(wù),各個機(jī)器人通過局域網(wǎng)接受任務(wù),各個機(jī)器人通過各自的系統(tǒng)進(jìn)行相互配合,完成球場上的比賽過程（圖1）。
(1)機(jī)器人視覺子系統(tǒng)。機(jī)器人的視覺子系統(tǒng)主要通過自身攜帶的各類傳感器進(jìn)行現(xiàn)場信息的采集,進(jìn)而進(jìn)行環(huán)境地圖的繪制、路徑規(guī)劃、任務(wù)設(shè)計等工作,并通過對現(xiàn)場球體、隊員、對方球員和環(huán)境的感知完成自身定位、足球現(xiàn)況分析、任務(wù)分析,同時采用目標(biāo)跟蹤技術(shù)進(jìn)行路徑跟蹤、人體運(yùn)動的檢測與跟蹤、對特定目標(biāo)物體的跟蹤等技術(shù)。在機(jī)器人身上安裝全景視覺傳感器和前向、前向視覺傳感器,它們各司其職,并行工作。全景視覺傳感器是最重要最關(guān)鍵的傳感器,它主要用于大范圍的信息采集,精度高實時性好。前向視覺傳感器安裝在機(jī)器人胸前,可以采集并精確識別前方腳下目標(biāo),這恰巧是全景視覺傳感器的盲區(qū)。(2)無線通信子系統(tǒng)。要使多機(jī)器人之間能夠有效的通訊和配合,就需要采用先進(jìn)的通訊設(shè)備和可靠的通訊協(xié)議通信系統(tǒng)采用基于無線局域網(wǎng)的通信技術(shù),完成網(wǎng)絡(luò)信息傳送,該傳輸過程是一個全雙工、共享的過程,實現(xiàn)點對點或者點對面的信息交互。(3)決策子系統(tǒng)。全自主機(jī)器人的一個典型特點就是具備完整的決策能力,每個機(jī)器人都能根據(jù)其他系統(tǒng)提供的信息,準(zhǔn)確分析和判斷出比賽過程中的各種形勢,采用人工智能的算法,采取最優(yōu)的路徑規(guī)劃算法進(jìn)行避障和運(yùn)動,使機(jī)器人做出高速正確的決策,達(dá)到贏球的目的。(4)控制子系統(tǒng)?？刂谱酉到y(tǒng)是機(jī)器人最重要的結(jié)構(gòu)。機(jī)器人根絕其他系統(tǒng)所提供的各種信息進(jìn)行綜合分析后向機(jī)器人發(fā)出控制指令?？刂葡到y(tǒng)是一個復(fù)雜并且精確要求很高的系統(tǒng),運(yùn)動控制和運(yùn)動性能的好壞直接影響機(jī)器人的比賽能力和比賽結(jié)果。
4、結(jié)語
通過對現(xiàn)有機(jī)器人足球比賽狀況的分析和對全自主足球機(jī)器人系統(tǒng)的研究,可見要實現(xiàn)能跟人類足球?qū)沟臋C(jī)器人還需要解決很多的技術(shù)難題和增強(qiáng)各種先進(jìn)技術(shù)的融合程度,隨著科技的進(jìn)步,這些問題也會逐步解決。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】建筑能耗預(yù)測方法；工程方法；統(tǒng)計方法；人工智能；支持向量機(jī)
1 建筑能耗現(xiàn)狀
建筑能耗占總能耗的40%，占CO2總排放量的36%。[1]建造能耗預(yù)測對提高建筑的能源性能，達(dá)到節(jié)能和減少環(huán)境影響的目的有很顯著的作用。
精確的能耗預(yù)測是很困難的，最近幾年，很多預(yù)測方法已經(jīng)被提出和應(yīng)用在能耗預(yù)測的問題上。其中使用最廣泛的人工智能方法是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)。
2 預(yù)測方法
2.1 工程方法
工程方法使用物理原理計算熱動力學(xué)和整個建筑水平或子組件水平的能源行為。在過去五十年他們已經(jīng)充分發(fā)展了。這些方法大致可以分成兩類，詳細(xì)的綜合的方法和簡化的方法。
綜合方法使用非常精細(xì)的物理函數(shù)或熱動力學(xué)，按部就班的準(zhǔn)確計算建筑所有組件的能源消耗，輸入建筑和環(huán)境信息（比如外部氣候條件、建筑施工，操作，公用事業(yè)費(fèi)率和空調(diào)設(shè)備）。幾百種軟件工具已經(jīng)被開發(fā)出來用于評估能源效率，例如DOE-2， EnergyPlus， BLAST， ESP-r.有些已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于提高建筑能耗水平和分析能源消耗和建筑保護(hù)措施。
雖然這些精細(xì)的仿真工具是有效并且準(zhǔn)確的，但是，這些工具是基于物理原理得到準(zhǔn)確的仿真結(jié)果，他們需要詳細(xì)的建筑和環(huán)境參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)。這些參數(shù)對很多組織來說很難得到，而且運(yùn)行這些工具需要繁瑣的專家工作，使這個很難執(zhí)行而且成本效率不高。因此一些研究人員提出了相對簡單的模型作為某些應(yīng)用程序的代替。
簡化的模型有兩種。一種是度日數(shù)法，是單測量法，這種穩(wěn)定狀態(tài)下的模型適用于評估小型建筑的能耗基于維護(hù)的能耗占主導(dǎo)位的時候。另一種是bin數(shù)據(jù)方法，或者叫逐時溫度方法?？梢杂糜谀M大型建筑，內(nèi)部產(chǎn)生的負(fù)荷占主導(dǎo)地位或者負(fù)荷時非線性的根據(jù)室內(nèi)外氣溫的變化而不同。
在簡化模型和精確模型之間沒有明顯的界限。用一些綜合性的工具來進(jìn)行簡單的模擬也是可能的，例如EnergyPlus。[2]AI-Homoud建議，如果是為了研究趨勢，對比系統(tǒng)，然后簡化分析方法可能就足夠了。相比之下，對于詳細(xì)的建筑能耗分析和子系統(tǒng)和生命周期成本分析，更綜合的工具應(yīng)該更合適。[3]
2.2 統(tǒng)計方法
統(tǒng)計回歸模型簡單的把與能耗或者能源指數(shù)與影響變量相關(guān)聯(lián)。這些實證模型是從歷史性數(shù)據(jù)中開發(fā)出來的，也就是說訓(xùn)練模型之前我們需要收集足夠的歷史數(shù)據(jù)。許多關(guān)于回歸模型的研究被提出基于以下問題。
首先是在簡化變量的基礎(chǔ)上預(yù)測能量使用率，例如一個或者一些氣象參數(shù)。其次是預(yù)測有用的能源指數(shù)。第三是估計能源使用的重要參數(shù)，例如總的熱損失系數(shù)，總熱容量，增益因子（在分析建筑或者低層次系統(tǒng)的熱行為上是很有用的）。
Aydinalp-Koksal and Ugursal[4]建議當(dāng)我們預(yù)測國家級別建筑能耗時考慮基于回歸算法的模型叫Conditional Demand Analysis（CDA）需求條件分析。在他們的實驗比較中，CDA表現(xiàn)出了準(zhǔn)確預(yù)測能力和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和工程方法一樣好。但是，更容易開發(fā)和使用。然而CDA的缺點是缺少細(xì)節(jié)和靈活性而且它需要大量的輸入信息。CDA同樣應(yīng)用于分析住宅能耗的早期工作。
2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于建筑能耗預(yù)測應(yīng)用方面的人工智能模型。這種模型擅長解決非線性問題而且是對這種復(fù)雜的應(yīng)用程序（建筑能耗預(yù)測）的有效的解決方法。過去的二十年里，研究人員已經(jīng)應(yīng)用ANNs分析在不同條件下多種建筑類型的能耗。例如熱/冷負(fù)荷，用電量，子水平部件運(yùn)行于優(yōu)化，使用參數(shù)的估計。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他預(yù)測模型的對比，Azadehetal.[5]指出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于用電波動較大的制造業(yè)的年電力消耗預(yù)測優(yōu)于通過ANOVA方差分析計算的傳統(tǒng)的非線性回歸模型。Aydinalpetal.[6]指出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在估計家電，照明和制冷能耗ALC和社會經(jīng)濟(jì)因素對加拿大住宅市場消費(fèi)的影響方面比工程模型可以得到更高的預(yù)測表現(xiàn)。Neto[7]在建筑能耗預(yù)測方面比較了復(fù)雜的工程模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。兩個模型都表現(xiàn)出了和高的準(zhǔn)確率，但是，ANN在短期預(yù)測方面比工程模型稍微好一點。
2.4 支持向量機(jī)
支持向量機(jī)SVMs逐漸應(yīng)用于研究和產(chǎn)業(yè)。他是高度有效的模型，在解決非線性問題時甚至需要很少數(shù)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。在過去五年里許多在建筑能耗分析上進(jìn)行了關(guān)于這些模型的研究。
Lietal.[8]用SVMs預(yù)測辦公建筑的逐時冷負(fù)荷。支持向量回歸的表現(xiàn)比傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要好。Hou and Lian[9]也使用SVMs預(yù)測HVAC系統(tǒng)的冷負(fù)荷，結(jié)果顯示SVMs比ARIMA模型要好。
所有的研究表明SVMs在預(yù)測逐時和逐月建筑能耗方面都很好的表現(xiàn)。
3 討論與展望
通過上述的介紹和分析，明顯表示評估一個建筑能耗系統(tǒng)需要大量的計算。從子系統(tǒng)水平到建筑水平到區(qū)域水平或者國家水平。每個模型都有他自己的優(yōu)點在特定方面的應(yīng)用上。
工程模型表現(xiàn)了很大的變化。它可以是很復(fù)雜的全面的模型可以被用于精確的計算。相反，通過采用一些簡化的戰(zhàn)略，它可以成為一個輕量級的模型，容易開發(fā)研制，同時保持準(zhǔn)確度。詳細(xì)的工程模型的一個被普遍接受的缺點是在實際中很難運(yùn)行。因為他的高復(fù)雜性和缺乏輸入信息。
統(tǒng)計模型相對容易研發(fā)，但是它的缺點是很明顯的。缺乏準(zhǔn)確性和靈活性。
ANNs和支持向量機(jī)，善于解決非線性問題，使他們適用于建筑能耗預(yù)測。只要模型選擇和參數(shù)設(shè)定的好他們可以給出很高準(zhǔn)確度的預(yù)測。在很多情況下支持向量機(jī)比人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出了更加優(yōu)越的性能。在兩種模型的缺點是他們需要足夠多的歷史性能數(shù)據(jù)和極度復(fù)雜性。
4 結(jié)論
文章回顧了最近在預(yù)測建筑能耗方面的工作。因為建造能量行為的復(fù)雜性和影響因素的不確定性，許多模型提出了這個應(yīng)用程序旨在準(zhǔn)確，健壯的和易于使用的預(yù)測。研究主要關(guān)注于應(yīng)用這些模型對建筑能耗的預(yù)測問題，優(yōu)化模型參數(shù)，簡化這些問題或者模型開發(fā)。每個模型被開發(fā)而且有他的優(yōu)點和缺點。然而，人工智能發(fā)展很迅速，很多新的和更強(qiáng)大的技術(shù)在這個領(lǐng)域開發(fā)出來可能在預(yù)測建筑能耗方面有突破。
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關(guān)鍵詞：智能控制 專家控制 模糊控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 遺傳算法
1．引言
智能控制是自動控制發(fā)展的高級階段，是人工智能、控制論、信息論、系統(tǒng)論、仿生學(xué)、進(jìn)化計算和計算機(jī)等多種學(xué)科的高度綜合與集成，是一門新興的邊緣交叉學(xué)科。智能控制是當(dāng)今國內(nèi)、外自動化學(xué)科中的一個十分活躍和具有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，代表著當(dāng)今科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的最新方向之一。它不僅包含了自動控制、人工智能、系統(tǒng)理論和計算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容，而且還從生物學(xué)等學(xué)科汲取豐富的營養(yǎng)，正在成為自動化領(lǐng)域中最興旺和發(fā)展最迅速的一個分支學(xué)科。
2．智能控制產(chǎn)生的背景
從控制理論學(xué)科發(fā)展的歷程來看，該學(xué)科的發(fā)展經(jīng)歷了三個主要階段。
第一階段為20世紀(jì)40—60年代的“經(jīng)典控制理論”時期，經(jīng)典控制理論以反饋理論為基礎(chǔ)，是一種單回路線性控制理論。主要采用傳遞函數(shù)、頻率特性、根軌跡為基礎(chǔ)的頻率分析方法。主要研究單輸入一單輸出、線性定長系統(tǒng)的分析和設(shè)計。
第二階段為20世紀(jì)60—70年代的“現(xiàn)代控制理論”時期，現(xiàn)代控制理論主要研究具有高性能、高精度的多變量參數(shù)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。采用的方法包括狀態(tài)空間法、Bellman動態(tài)規(guī)劃方法，Kalman濾波理論和Pontryagin極大值原理等?，F(xiàn)代控制理論可以解決多輸入多輸出問題，系統(tǒng)可以是線性定長的，也可以是非線性時變的。
第三階段為20世紀(jì)70年代至今的“大系統(tǒng)理論”和“智能控制理論”時期。由于現(xiàn)代控制理論過多地依賴對象的數(shù)學(xué)模型，其控制算法較為理想化，設(shè)計方法非常數(shù)字化，因此在面對難以用數(shù)學(xué)模型描述或者具有時變、非線性、不確定特性的復(fù)雜系統(tǒng)時，現(xiàn)代控制系統(tǒng)也顯得無能為力。為了提高控制系統(tǒng)的品質(zhì)和尋優(yōu)能力，控制領(lǐng)域的研究人員開始考慮把人工智能技術(shù)用于控制系統(tǒng)。近年來，控制領(lǐng)域的研究人員把傳統(tǒng)的控制理論與模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等智能技術(shù)相結(jié)合，充分利用人的經(jīng)驗知識對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制，逐漸形成了智能控制這一新興學(xué)科。
3．智能控制的基本概念和特點
傳統(tǒng)的控制方法建立在被控對象的精確數(shù)學(xué)模型之上，智能控制是針對系統(tǒng)的復(fù)雜性、非線性、不確定性等提出來的。IEEE控制系統(tǒng)協(xié)會把智能控制歸納為：智能控制系統(tǒng)必須具有模擬人類學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力。一個智能控制系統(tǒng)一般應(yīng)具有以下一些特點。
1)能對復(fù)雜系統(tǒng)（如非線性、多變量、時變、環(huán)境擾動等）進(jìn)行有效的全局控制，并具有較強(qiáng)的容錯能力；
2)具有以只是表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的混合控制過程，能根據(jù)被控對象的動態(tài)過程進(jìn)行辨識，采用開閉環(huán)控制和定性與定量相結(jié)合的多模態(tài)控制方式；
3)能對獲取的信息進(jìn)行實時處理并給出控制決策，通過不斷優(yōu)化參數(shù)和尋找控制器的最佳結(jié)構(gòu)形式，以獲得整體最優(yōu)控制性能。
4)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織能力，能從系統(tǒng)的功能和整體優(yōu)化的角度來分析和綜合系統(tǒng)，以實現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)。
4．智能控制理論的基本內(nèi)容
4.1 專家控制(EC-Expert Control)
由人工智能領(lǐng)域發(fā)展起來的專家控制是一種基于知識的智能計算機(jī)程序的技術(shù)。專家控制的實質(zhì)是基于控制對象和控制規(guī)律的各種知識，并且要以智能的方式利用這些知識，以求得控制系統(tǒng)盡可能的優(yōu)化和實用化。專家系統(tǒng)一般由知識庫、推理機(jī)、解釋機(jī)制和知識獲取系統(tǒng)等組成。知識庫用于存儲某一領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗性知識、原理性知識、可行操作與規(guī)則等。可通過知識獲取系統(tǒng)對原有知識進(jìn)行修改和擴(kuò)充。推理機(jī)根據(jù)系統(tǒng)信息并利用知識庫中知識按一定的推理策略來解決當(dāng)前的問題。解釋機(jī)制對找到的知識進(jìn)行解釋，為用戶提供了一個人機(jī)界面。專家控制的特點為：
1)具有領(lǐng)域?qū)＜壹壍膶I(yè)知識，能進(jìn)行符號處理和啟發(fā)式推理。轉(zhuǎn)貼于
2)具有獲取知識能力，具有靈活性、透明性和交互性。
4.2模糊控制(FC-Fuzzy Control)
模糊控制是以模糊集合論、模糊邏輯推理和模糊語言變量為基礎(chǔ)的一種計算機(jī)數(shù)字控制。對于無法建立數(shù)學(xué)模型或難以建立數(shù)學(xué)模型的場合，可以用模糊控制技術(shù)來解決。模糊控制就是在被控對象模糊模型的基礎(chǔ)上，利用模糊控制器，采用推理的手段進(jìn)行系統(tǒng)控制的一種方法。模糊模型是用模糊語言和規(guī)則描述的一個系統(tǒng)的動態(tài)特性及性能指標(biāo)。模糊控制器由模糊化、規(guī)則庫、模糊推理和清晰化四個功能模塊組成。模糊化模塊實現(xiàn)對系統(tǒng)變量論域的模糊劃分和對清晰輸入值的模糊化處理。規(guī)則庫用于存儲系統(tǒng)的基于語言變量的控制規(guī)則和系統(tǒng)參數(shù)。模糊推理是一種從輸入空間到輸出空間的非線性映射關(guān)系，控制規(guī)則形式為If{控制輸入A}then{控制輸出B}，即如果已知控制輸入A，則通過模糊推理得出控制輸出B。清晰化模塊將推出的模糊推理推出的控制輸出轉(zhuǎn)化為清晰的輸出值。模糊控制的特點為：
1)提供了一種實現(xiàn)基于自然語言描述規(guī)則的控制規(guī)律的新機(jī)制。
2)提供了一種非線性控制器，這種控制器一般用于控制含有不確定性和難以用傳統(tǒng)非線性理論處理的場合。
4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制(NNC-Neural Networks Control)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是在控制系統(tǒng)中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一工具，對難以通過常規(guī)方法進(jìn)行描述的復(fù)雜非線性對象進(jìn)行建模，或充當(dāng)控制器，或信息處理，或模式識別，或故障診斷等，或以上幾種功能的組合，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制方式即為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制采用仿生學(xué)的觀點對智能系統(tǒng)中的高級信息處理問題進(jìn)行研究，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的特點為：
1)能充分逼近任意非線性特性。
2)分布式并行處理機(jī)制。
3)自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力。
4)數(shù)據(jù)融合能力。
5)適合于多變量系統(tǒng)，可進(jìn)行多變量處理。
4.4 遺傳算法(GA-Genetic Algorithm)
遺傳算法是一種基于生物進(jìn)化模擬的啟發(fā)式智能算法，它的基本策略是：將待優(yōu)化函數(shù)的自變量編碼成類似基因的離散數(shù)值碼，然后通過類似基因進(jìn)化的交叉、變異、繁殖等操作獲得待優(yōu)化函數(shù)的最優(yōu)或近似最優(yōu)解。在智能控制中，遺傳算法廣泛應(yīng)用于各類優(yōu)化問題，遺傳算法可以用于復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的辨識，多變量系統(tǒng)控制規(guī)則的優(yōu)化，智能控制參數(shù)的優(yōu)化等常規(guī)控制方法難以奏效的問題。遺傳算法具有可擴(kuò)展性，可以同專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，為智能控制的研究注入新的活力。如可用遺傳算法對模糊控制的控制規(guī)則和隸屬度函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化等。遺傳算法的特點為：
1)以決策變量的編碼作為運(yùn)算對象。
2)直接以目標(biāo)函數(shù)值作為搜索信息。
3)同時進(jìn)行解空間的多點搜索。
4)使用自適應(yīng)的概率搜索技術(shù)。
5．結(jié)束語
智能控制已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等眾多領(lǐng)域，已經(jīng)解決了大量的傳統(tǒng)控制無法解決的實際控制應(yīng)用問題，呈現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和發(fā)展前景。它將隨著專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電氣自動化；應(yīng)用分析
中圖分類號：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0185-02
我國城市配電網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用了自動化技術(shù)之后，實現(xiàn)了有效的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在運(yùn)行過程中能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，解決故障。
1 電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用方向
1.1 自動化實時仿真系統(tǒng)
自動化實時仿真技術(shù)主要是在進(jìn)行有關(guān)電力系統(tǒng)實驗過程中，它能夠提供大量的實驗數(shù)據(jù)，在進(jìn)行驗的過程中，自身形成閉環(huán)回路，為實驗系統(tǒng)的智能控制提供有效的條件。在傳統(tǒng)的電力試驗探究過程中，我們無法借助自動化實時仿真系統(tǒng)來進(jìn)行模擬操作，在進(jìn)行模擬沙盤操作的過程中，能夠及時有效的發(fā)現(xiàn)問題所在，對于后期的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供了有效的保障。
1.2 人工智能的應(yīng)用
人工智能在進(jìn)行電力系統(tǒng)的故障檢修和維護(hù)過程中起到了非常關(guān)鍵的作用，在電力設(shè)備出現(xiàn)故障和問題之后，自動化技術(shù)能夠通過人工智能及時處理相關(guān)問題。
總之，開展相關(guān)的電力系統(tǒng)控制探究對于提升電氣系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的智能化水平具有顯著的幫助。
1.3 綜合自動化技術(shù)
智能自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中也有較為廣泛的應(yīng)用方向。具體優(yōu)勢表現(xiàn)在將電氣自動化相關(guān)技術(shù)應(yīng)用與智能保護(hù)當(dāng)中，能夠大大提升電力設(shè)備的安全性能，提升電力系統(tǒng)的有效穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.4 配網(wǎng)自動化技術(shù)
在當(dāng)前我國配網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，配網(wǎng)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，配網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用電氣自動化技術(shù)之后，能夠在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的過程中，應(yīng)用只能神經(jīng)元算法進(jìn)行，實現(xiàn)配網(wǎng)信息的一體化，提升配網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和安全性。
2 電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用
前面我們對當(dāng)前電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用方向進(jìn)行了大體的分析和探究，下面我們具體的來看一下其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。
2.1 智能電網(wǎng)技術(shù)
智能電網(wǎng)的一體化技術(shù)包括從配網(wǎng)、輸電到用戶的實際控制等各個環(huán)節(jié)，在進(jìn)行智能電網(wǎng)的應(yīng)用當(dāng)中，它能夠結(jié)合全局配電網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)智能化控制。當(dāng)前我國智能化通訊技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)了集時效、雙向、可靠于一體的智能化管理，使得智能通信技術(shù)在實際發(fā)展過程中集合計算機(jī)系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。
總之，當(dāng)前智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是電氣自動化在電力系統(tǒng)的應(yīng)用的產(chǎn)物，為我國的配網(wǎng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了一定的基礎(chǔ)。
2.2 變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用
當(dāng)前我國變電站數(shù)量和規(guī)模正在不斷的增加和擴(kuò)大，而在此基礎(chǔ)之上，如果我們無法實現(xiàn)有效的變電站自動化應(yīng)用，那么在進(jìn)行大規(guī)模和大數(shù)量的變電站管理過程中，一般都需要派遣相關(guān)的人手來進(jìn)行實時的管理，而這在一定程度上增加了企業(yè)的勞動力成本，使得企業(yè)產(chǎn)生了不必要的成本費(fèi)用。
隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)得到了優(yōu)化和發(fā)展，故障的檢修和維護(hù)效率明顯得到提升，通過人工智能的檢修系統(tǒng)，在出現(xiàn)變電站的故障之后，其能夠及時迅速的發(fā)現(xiàn)問題所在，同時針對具體的問題提出相應(yīng)的解決方案，將有關(guān)解決制度上傳至計算機(jī)系統(tǒng)中，由專業(yè)工作人員來進(jìn)行確認(rèn)和實施，在這一過程中，故障的檢修和維護(hù)方案的制定都實現(xiàn)了自動化管理，使得企業(yè)能夠以較少的人力和物力來實現(xiàn)高效的管理力度。
總的來說，變電站自動化技術(shù)大大改善了傳統(tǒng)變電站的管理等工作，實現(xiàn)了監(jiān)控操作的集成運(yùn)轉(zhuǎn)，為變電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供了一定的基礎(chǔ)。
2.3 電網(wǎng)調(diào)度自動化應(yīng)用
我國目前所實施的電網(wǎng)調(diào)度等級分為五個等級，而不同的等級關(guān)乎不同的區(qū)域面積，一般來說，電網(wǎng)調(diào)度自動化能夠直接把計算機(jī)系統(tǒng)與自動化技術(shù)結(jié)合起來，使得各個地區(qū)的實時監(jiān)控畫面以及相關(guān)設(shè)備能夠有效結(jié)合起來。對某地區(qū)的電力系統(tǒng)實時電力荷載的預(yù)測，通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)和自動化技術(shù)將地區(qū)某一時間段的電力進(jìn)行計算，來預(yù)測未來某一時間段的電力使用情況，為配電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)等奠定堅實的基礎(chǔ)。
3 自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
就目前的發(fā)展形勢來看，未來發(fā)展過程中，自動化技術(shù)已經(jīng)不再局限于故障的維護(hù)和檢修以及設(shè)備的監(jiān)控等方面，而會逐漸趨向于保護(hù)控制等一體化的管理。[1]前面我們已經(jīng)提到了電力自動化技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展過程中已經(jīng)能夠及時的發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)的故障所在，針對所發(fā)生的故障提出相關(guān)的維修方案。在不久的將來，電氣自動化技術(shù)能夠向著保護(hù)電力系統(tǒng)的方向發(fā)展，通過對電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理，對電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供一定的幫助，提升電力設(shè)備的可靠性。[2]
最后，在未來的發(fā)展過程中，電氣自動化技術(shù)能夠為科研人員的相關(guān)科研工作提供幫助，科研工作者可以直接借助電氣自動化技術(shù)的有關(guān)系統(tǒng)來進(jìn)行實驗探究，為配網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)支持，促進(jìn)電力設(shè)備的發(fā)展。[3]
綜合上文所述，本文我們主要從當(dāng)前電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究和分析，在未來的發(fā)展過程中，電氣自動化技術(shù)一定能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展，從故障的維護(hù)和檢修到電力系統(tǒng)的保護(hù)，實現(xiàn)集保護(hù)控制與測量于一體化的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]潘建平.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用綜述[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2013，32（11）：131-132.
關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后,刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)70年代~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路 和微型計算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法、機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時,由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,更為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作,雖然取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
(一)智能化趨勢
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。
(二)模塊化趨勢
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體
化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
(三)網(wǎng)絡(luò)化趨勢
計算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī) 集成家電系統(tǒng),使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂,因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。
(四)微型化趨勢
微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢,國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(mems),泛指幾何尺寸不超過1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)。
關(guān)鍵詞：機(jī)械一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；產(chǎn)品；制造技術(shù)；發(fā)展趨勢
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)械一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)械一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、概要
機(jī)械一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)械一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)械一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機(jī)械一體化系統(tǒng)或機(jī)械一體化產(chǎn)品。
二、發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)械結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)械一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)械一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)械一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)械一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)械一體化和微機(jī)械一體化等新分支；另一方面對機(jī)械一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)械一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)械一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)械一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
三、發(fā)展趨勢
1、智能化、模塊化
智能化是21世紀(jì)機(jī)械一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)械一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)械一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)械一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機(jī)械一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)械一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。
2、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化
20世紀(jì)90年代，計算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)械一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)械一體化產(chǎn)品。
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)械一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)械一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)械一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機(jī)械一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)械一體花產(chǎn)品。事實上，許多機(jī)械一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。
綜上所述，機(jī)械一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)械一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)械一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)
[1]李建勇.機(jī)械一體化技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2004.
