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当期目录

      
    评论智能
    元电网MetaGrid:基于平行电网的新一代智能电网的体系与架构
    李小双, 王晓, 杨林瑶, 田永林, 王雨桐, 张俊, 王飞跃
    2021, 3(4):  387-398.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202139
    摘要 ( 543 )   在线阅读 ( 67 )   PDF下载 (2460KB) ( 424 )   可视化   
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    随着新能源设备的大规模接入,大电网系统的脆弱性、开放性和不确定性显著上升,系统的管理与控制面临重大的挑战。构建基于平行系统与元宇宙思想的平行电网系统,形成虚实融合的智能大电网管理与控制理论方法,是解决上述问题的一种可行途径。介绍平行电网系统MetaGrid的基本体系架构,在此基础上分析平行电网系统的关键技术,并展望平行电网潜在的应用场景。基于300节点热稳案例,提供一个平行电网应用案例的原型。期望通过构建平行电网系统,对实际电网系统进行精准建模,借助大规模的计算实验和虚实闭环的平行执行,实现实际电网系统和人工电网系统的虚实互动,促进电力系统从依赖仿真的管控走向基于平行电网的智能管理与控制。

    综述与展望
    行人轨迹预测方法综述
    李琳辉, 周彬, 任威威, 连静
    2021, 3(4):  399-411.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202140
    摘要 ( 1744 )   在线阅读 ( 371 )   PDF下载 (2826KB) ( 1433 )   可视化   
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    随着深度学习技术的突破和大型数据集的提出,行人轨迹预测的准确度已经成为人工智能领域的研究热点之一。主要对行人轨迹预测的技术分类和研究现状进行详细的综述。根据模型建模方式的不同,将现有方法分为基于浅层学习的轨迹预测方法和基于深度学习的轨迹预测方法,分析了每类方法中具有代表性的算法的效果及优缺点,归纳了当前主流的轨迹预测公开数据集,并在数据集中对比了主流轨迹预测方法的性能,最后对轨迹预测技术面临的挑战与发展趋势进行了展望。

    大脑建模的理论框架及热点问题
    胡东伟, 冯晓璐
    2021, 3(4):  412-434.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202141
    摘要 ( 357 )   在线阅读 ( 34 )   PDF下载 (2928KB) ( 525 )   可视化   
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    理解大脑的工作原理是实现“终极”人工智能的重要途径。建模并验证模型的正确性是理解大脑工作原理的重要手段。首先概述大脑的实验研究方法和建模研究方法;然后给出大脑的框图模型,并以强化学习为核心介绍大脑建模的理论框架;最后给出目前亟待解决的几个热点问题,并讨论大脑建模与相关学科之间的关系。

    专栏:基于数据的学习与优化
    专题导读
    魏庆来, 宋睿卓, 殷辰堃
    2021, 3(4):  433-434.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202143-1
    摘要 ( 145 )   在线阅读 ( 15 )   PDF下载 (653KB) ( 432 )   可视化   
    参考文献 | 相关文章
    基于平行控制的离散非线性系统的事件触发近似最优控制
    廖泽华, 梁子钰, 周天民, 卢经纬, 魏庆来
    2021, 3(4):  435-443.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202142
    摘要 ( 259 )   在线阅读 ( 38 )   PDF下载 (1278KB) ( 427 )   可视化   
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    针对离散非线性系统提出了一种基于平行控制的事件触发近似最优控制方法。首先,基于时间触发的最优值函数和最优控制律,提出了一种新型的触发条件,并基于李雅普诺夫方法证明了闭环系统的渐近稳定性。其次,为了实施设计的触发条件,提出了一种采用神经网络和自适应动态规划技术的平行控制方法,以预测系统的下一步状态,并获得最优值函数和最优控制律。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。

    未知异构多智能体系统无模型自适应动态规划同步控制
    夏丽娜, 李擎, 宋睿卓, 王子涵, 许镇
    2021, 3(4):  444-448.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202143
    摘要 ( 227 )   在线阅读 ( 32 )   PDF下载 (1921KB) ( 338 )   可视化   
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    多智能体协同在众多领域逐渐得到应用,但是还有很多仍未解决的问题。为此,研究了基于无模型自适应动态规划(MFADP)的未知异构多智能体系统同步控制问题,其中领航者智能体和追随者智能体动态模型均是未知的。首先为每一个追随者智能体设计观测器来估计领航者智能体的信息,包括领航者智能体状态以及领航者智能体系统动态矩阵。然后利用追随者智能体动态模型信息和观测器动态模型信息构建增广系统,运用贝尔曼最优性原理求得最优控制器以及对应的代数黎卡提方程。在追随者智能体系统动态模型信息未知的情况下,引出了MFADP算法。最后使用双质量-弹簧系统来验证所提算法的有效性。

    一类非仿射系统的执行依赖启发式在线跟踪控制
    赵慧玲, 王鼎, 任进
    2021, 3(4):  449-455.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202144
    摘要 ( 146 )   在线阅读 ( 16 )   PDF下载 (1573KB) ( 223 )   可视化   
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    针对非仿射系统的跟踪控制问题,提出一种基于执行依赖启发式动态规划(ADHDP)结构的在线设计方法。首先,考虑一类未知非仿射系统,进行从跟踪控制问题到误差调节问题的转换;然后,设计基于 ADHDP结构的跟踪控制器,并采用在线学习的方式,实现系统控制与执行网络和评判网络的训练同步,使得系统状态能够跟踪期望轨迹;最后,通过一个仿真实例验证所提方法的有效性。

    学术论文
    基于季节性分解与长短期记忆网络的水质动态预警
    许博文, 毕敬, 苑海涛, 王功明, 乔俊飞
    2021, 3(4):  456-465.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202145
    摘要 ( 244 )   在线阅读 ( 20 )   PDF下载 (6186KB) ( 169 )   可视化   
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    随着地表水水质恶化日益严重,有效的水质预警预测技术对于水资源的可持续发展与应急响应机制实施至关重要。长短期记忆网络在水质时间序列预测问题中被广泛使用,但是仅使用长短期记忆网络进行水质预测并不能解决各种复杂因素造成的水质序列的不规则波动问题。为了解决该问题,提出一种数据驱动的水质预测混合模型,该模型将基于局部加权回归散点平滑(Loess)的季节与趋势分解(STL)算法与基于编解码的长短期记忆网络(LSTM-ED)结合。首先通过STL的加法模型将水质时间序列分解为3个子序列,然后利用多元LSTM-ED神经网络对子序列进行预测,通过叠加将数据恢复为实际值,最后通过季节性分段的拉依达准则进一步判断水质是否存在异常并做出预警。实验结果表明,与单一的LSTM、LSTM-ED以及基于序列分解的LSTM-ED模型相比,所提出的模型能显著地提高水质时间序列预测的精度和可靠性,并为水质动态预警提供有效的数据支持。

    基于多级注意力融合机制的藏文实体关系抽取
    王丽客, 孙媛, 刘思思
    2021, 3(4):  466-473.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202146
    摘要 ( 199 )   在线阅读 ( 12 )   PDF下载 (2120KB) ( 179 )   可视化   
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    与中英文相比,藏文实体关系训练语料规模较小,传统有监督的学习方法难以获得较高的准确率。针对基于远程监督的实体关系抽取存在错误标记的问题,利用远程监督方法将知识库与文本对齐,构建藏文实体关系抽取的数据集,提出一个基于多级注意力融合机制的藏文实体关系抽取模型。在词级别引入自注意力机制来提取单词的内部特征,在句子级别引入注意力机制为每个实例分配权重,从而充分利用包含信息的句子,减少噪声实例的权重。同时引入联合评分函数,修正远程监督的错误标签,并将神经网络与支持向量机结合,实现藏文实体关系分类。实验结果表明,提出的模型有效提高了藏文实体关系抽取的准确率,且优于基线模型效果。

    基于分层卷积神经网络的皮肤镜图像分类方法
    邵虹, 张鸣坤, 崔文成
    2021, 3(4):  474-481.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202147
    摘要 ( 174 )   在线阅读 ( 21 )   PDF下载 (1079KB) ( 460 )   可视化   
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    针对皮肤镜图像数量不充足以及各类疾病之间影像数据不平衡的问题,提出一种融合类加权交叉熵损失函数和分层卷积神经网络的皮肤镜图像分类方法。首先对皮肤镜图像进行色彩恒常化处理,消除环境光源噪声;然后构建基于ResNet 50的分层卷积神经网络,并在迁移学习的基础上分别构建二分类和多分类卷积神经网络模型,根据皮肤镜图像的数量特点设置类加权交叉熵损失函数。实验结果表明,该方法具有较好的分类效果,分类准确率达到了85.94%,与未改进的分类模型ResNet 50相比,测试准确率提高了5.752%。

    基于改进M-ORB的视觉SLAM直接-闭环检测算法
    李伟, 任孟瀚, 黄威豪, 杜晓玉, 周毅
    2021, 3(4):  482-491.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202148
    摘要 ( 241 )   在线阅读 ( 28 )   PDF下载 (5478KB) ( 178 )   可视化   
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    直接法SLAM不在前端提取图像特征点,使得后端无法生成视觉词袋,这导致大部分直接法SLAM无法使用带有词袋模型的闭环检测来消除系统的累积误差。针对此问题,提出一种基于改进M-ORB的视觉SLAM直接-闭环检测算法,生成闭环检测所需的词袋模型,然后采用词频-逆文档频率算法对视觉词典树各个子节点中的视觉单词进行自适应分配权重,得到场景信息的准确表述。在TUM、KITTI两种公开数据集上进行了对比实验,实验结果表明,所提出的算法能够有效检测到闭环,并在不降低准确性的同时,提高SLAM的实时性与鲁棒性。

    隐性知识学习——以临床模拟为例
    董军
    2021, 3(4):  492-498.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202149
    摘要 ( 186 )   在线阅读 ( 18 )   PDF下载 (853KB) ( 360 )   可视化   
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    在计算机辅助心血管疾病诊断研究过程中,已有方法大多忽视领域经验的全面建模,针对此问题提出关注隐性知识的挖掘与学习策略。讨论了知识工程中隐性知识的重要性及其向显式知识转化的过程,介绍了模拟医生专家思维过程的规则推理与机器学习相结合的技术路线,分析了计算机辅助中医新方生成理念,即机器通过模拟中医思维过程给出针对某种疾病的全新处方。希望本思想能为人工智能其他领域的应用建模提供参考。

    平行智能风沙防护治理决策支持系统——塔克拉玛干沙漠公路及其防沙体系
    常方乐, 康孟珍, 王秀娟, 雷加强, 王飞跃
    2021, 3(4):  499-506.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202150
    摘要 ( 260 )   在线阅读 ( 24 )   PDF下载 (1101KB) ( 223 )   可视化   
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    针对风沙防护治理系统难以建模、难以解析预测等问题,以塔克拉玛干沙漠公路及其防沙体系为研究对象,提出平行智能风沙防护治理决策支持系统。基于防沙专家常年积累的经验知识,结合实际系统风沙环境信息,模拟风沙防护治理过程,构建沙漠公路防沙体系人工系统;基于计算实验,评估防沙体系人工系统的防沙效果,通过与实际系统进行比较与学习,对系统进行评估与校准;基于平行智能理论,分析风沙防护治理决策支持系统,实现人工系统与实际系统的相互学习、相互借鉴,为风沙防护治理提供决策支持,促进风沙环境可持续化发展。

    博弈5.0:基于平行系统和机器博弈的社会认知平行博弈
    李亚玲, 杨林瑶, 葛俊, 覃缘琪, 王晓
    2021, 3(4):  507-520.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202151
    摘要 ( 388 )   在线阅读 ( 25 )   PDF下载 (6969KB) ( 322 )   可视化   
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    机器博弈是一种机器模仿人的方式进行思考和决策的人工智能,是当前人工智能领域非常具有挑战性的研究方向,其研究现状很大程度上代表了人工智能的发展水平。总结了机器博弈的基本概念、研究现状和典型应用,探讨了机器博弈研究面临的挑战和发展趋势,分析了与机器博弈相关的研究在社会治理上可能的应用,进而提出基于平行系统和机器博弈的社会认知平行博弈方法,以期为与社会治理相关的研究提供新的思路。

    平行电池:智能生态化电池技术与服务体系的框架和流程
    王飞跃, 蒋怀光
    2021, 3(4):  521-531.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202152
    摘要 ( 274 )   在线阅读 ( 17 )   PDF下载 (3822KB) ( 496 )   可视化   
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    从虚实两方面概述了平行电池的概念、框架、方法与应用。平行电池是基于 ACP 方法的平行智能在电池与相关能源领域中的应用。实际电池系统和与之对应的虚拟空间中的人工电池系统平行运行、虚实互动,物理空间映射于虚拟空间,人工电池系统描述、预测、引导实际电池系统,虚实闭环,迭代优化,实现智能生态电池与能源系统管理新模式。