智能科学与技术学报

平行圆明园：从数字孪生园林到元宇宙智慧遗址公园

康孟珍, 邱文忠, 陈自富, 王猛, 许沙沙, 王秀娟, 倪爱东, 蒋玉洁, 陈世超, DEREFFYE Philippe, 王飞跃

2022, 4(3): 301-307. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202247

摘要 ( 596 )

在线阅读 ( 63 )

PDF下载 (8115KB) ( 331 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

圆明园是一座历史上的皇家园林，它不仅在中国园林史上占有重要地位，也在世界上享有很高的声誉。圆明园蕴含的历史和文化价值，迫切需要通过一种全新的方式被国人广泛了解，被世界铭记。围绕坚持“保护第一、加强管理、挖掘价值、有效利用、让文物活起来”的工作方针，提出平行圆明园这一全新解决方案，为智慧圆明园的建设提供技术参考。平行圆明园是 ACP 理论在圆明园运营管理中的应用，通过描述智能构建虚拟圆明园，利用预测智能在虚拟圆明园中进行大规模的计算实验，通过引导智能和平行执行突破圆明园的地域边界，实现对圆明园的智能管理。虚拟世界的圆明园的发展和丰富，虚拟与现实世界的日益平行互动和融合，将带来新的圆明园运营模式。

机器人持续学习进展与展望

赵超, 许杰, 陈星宇, 梅魁志, 兰旭光

2022, 4(3): 308-323. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202235

摘要 ( 568 )

在线阅读 ( 116 )

PDF下载 (1356KB) ( 478 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

当前机器人技术面临的较大限制之一是难以适应不断变化的任务，当机器人面对新环境或者学习新任务时，会不可避免地遗忘旧环境或旧任务的经验。为了总结机器人持续学习的研究和发展现状，首先介绍了持续学习的框架和评价基准，然后阐述了持续学习在机器人任务中的必要性和面临的挑战，并对持续学习的发展现状进行了回顾，最后展望了机器人持续学习的发展前景，提出了一些有价值的研究问题。

元宇宙中的人工智能技术与应用

武强, 季雪庭, 吕琳媛

2022, 4(3): 324-334. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202241

摘要 ( 1704 )

在线阅读 ( 325 )

PDF下载 (872KB) ( 1385 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

元宇宙整合并应用多种数字技术，从而产生了一种虚拟与现实、数字与应用交叉融合的互联网社会形态。人工智能是基于海量数据来模仿人类的智力，从而执行任务并对其自身进行迭代改进的系统（机器）。在构建元宇宙的过程中，人工智能技术不仅推动了元宇宙中的其他关键技术（人机交互、通信、机器人等）的发展，还能在元宇宙中直接进行内容的创作，从而链接起现实世界和虚拟世界。通过对元宇宙和人工智能的概念和技术进行梳理，系统介绍了人工智能技术对构建元宇宙关键技术的促进作用，并详细说明了人工智能技术在元宇宙中的应用过程。最后，对人工智能技术在元宇宙中的发展和未来趋势进行了展望。

地铁列车驾驶技术发展综述：从人工驾驶到智能无人驾驶

赖文柱, 陈德旺, 何振峰, 邓新国, GIUSEPPE CARLO Marano

2022, 4(3): 335-343. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202204

摘要 ( 671 )

在线阅读 ( 132 )

PDF下载 (647KB) ( 607 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

基于国内外地铁列车驾驶技术的发展现状，提出并阐述了地铁列车驾驶技术发展的4个阶段为人工驾驶、自动驾驶、无人驾驶、智能无人驾驶。概括了我国无人驾驶地铁列车的建设情况，针对目前基于神经网络这类机器学习方法的列车控制方法可解释性差的弊端，引入了深度模糊系统的概念，提出了基于人机混合智能的地铁智能无人驾驶基本框图，为将处理紧急情况的专家经验、人工智能算法和无人驾驶系统结合起来，实现智能无人驾驶提供了一种具有前景的解决思路。

人机物CPSS智能融合的平行创作架构与关键技术研究

郭超, 鲁越, 王晓, 易达, 王虓, 王飞跃

2022, 4(3): 344-354. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202246

摘要 ( 267 )

在线阅读 ( 36 )

PDF下载 (3555KB) ( 362 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

随着人工智能探索领域的不断拓展，艺术创作成为人工智能发展和应用的重要研究热点。基于平行系统理论与 ACP 方法构建风格多样、内容逼真、笔触灵活和描述精准的平行艺术创作元宇宙，为提升人工智能的创造能力提供了一种可行的实现途径，并提供了应用案例。通过 AI 算法创作、人类筛选和评估、机器人执行，构建了人机物CPSS智能融合的平行创作架构，阐述了基于计算实验的绘画风格迁移、内容组合、笔触生成和图像描述等关键技术，并对所构建的平行创作系统进行了实验验证。平行创作系统融合了人、AI创作算法、机器人的优势，提升了人工智能艺术创作系统在虚拟和物理空间中的创作水平，促进了人机物协同艺术创作的发展。

知识驱动的冶金企业原料供应链订单分配方法

刘一顺, 阳春华, 黄科科

2022, 4(3): 355-370. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202238

摘要 ( 229 )

在线阅读 ( 20 )

PDF下载 (765KB) ( 394 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

原料供应链是安全稳定生产的前提和保障，订单分配作为供应链的前置环节，是企业关注的重点。冶金行业原料成分复杂、供应商量大质异、信息耦合关联，当前专家决策模式面对如此复杂的订单分配问题时劳动强度大且难以适应海量信息，导致决策效率低、采购成本高、原料质量难以保障。针对该问题，提出了知识驱动的冶金企业原料供应链订单分配方法。首先，在确定多层次供应商评价体系的基础上，通过熵权法和模糊层次分析法充分利用供货数据知识和专家经验知识，结合兼容度和差异度合理分配评价指标的重要度。然后，基于TOPSIS构建多属性决策评价模型，自动获得各供应商综合绩效与排名，实现对供应商的高效评价管理。最后，综合考虑供应商供货特性知识、配矿机理知识、经营状况知识等，建立多目标订货量分配模型，自动获得复杂资源约束下各供应商的最优订货量。以国内某锌冶炼企业为例，采用原料供应链相关数据对所提方法的有效性及适用性进行验证。结果表明，所提方法可以自动地完成供应商评价、订货量分配等知识型工作，极大地降低了人工劳动强度，提高了决策效率，并有效降低了采购成本，提升了原料质量。

基于自感知和自表达架构的自行镇定系统的构造性方法

文钧屹, 余祥, 毛碧飞, 李静辉, 姚新

2022, 4(3): 371-379. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202245

摘要 ( 180 )

在线阅读 ( 17 )

PDF下载 (924KB) ( 99 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

自行镇定系统是指在面对复杂环境改变时可以自适应回到稳定状态的系统。罗斯·艾什比曾制作出内稳定器证明了自行镇定系统的存在性，但在工程实践上缺乏方法论指导构造自行镇定系统。基于此，提出一种实现系统自行镇定的构造性方法。基于自感知和自表达的原理，给出了自行镇定系统的构造性框架，为设计自行镇定系统建立了一套在工程上可行的理论架构与方法学，而且该架构也使自行镇定系统更易于理解优化。对自行镇定的系统实例——内稳定器进行仿真，实验结果显示了提出架构的有效性。

城市交通路网动态短时推理与精准预测研究

覃缘琪, 季青原, 葛俊, 戴星原, 陈圆圆, 王晓

2022, 4(3): 380-395. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202233

摘要 ( 323 )

在线阅读 ( 40 )

PDF下载 (1718KB) ( 456 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

城市路网结构对于交通拥堵的形成及其在时空上的传播过程具有重要的影响。然而，在基于传统交通模型或深度学习模型的研究中，交通模式的生成与传播往往并未考虑路网特征，且只能通过交通特征指标进行间接刻画，使得难以动态描述其在时间及空间维度上的特征，导致交通模式传播预测精准度不高且缺乏针对性。为了解决上述问题，提出了一种新型的基于交通模式推理的交通预测框架 TP²。该框架将拥堵传播模式建模为一个随时间变化的时序知识图谱，并使用一种包含了全新聚合函数RGraAN的推理框架进行时序推理，以捕捉交通拥堵的动态时变传播模式，将路段和与其存在交通模式关联的路段进行组合，并构建时空关联路网子区域，然后基于图神经网络的交通短时预测模块充分挖掘子区内的交通流时空相关性，并预测子区内各个路段的未来速度变化情况。与现有方法相比，TP²预测精度相比A3T-GCN模型有1%~2%的提升。

面向元宇宙的数字公民身份认证方案

吕秋云, 程绍鹏, 杨满智, 陈晓光, 王震

2022, 4(3): 396-409. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202239

摘要 ( 433 )

在线阅读 ( 34 )

PDF下载 (1172KB) ( 275 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

元宇宙作为虚实融生的三元世界，为人们提供了海量多样化的网络服务，但由于缺乏现实世界的面对面交流且无法打破地理与时间的限制，现有方案无法在高效认证数字公民的同时实现隐私保护与监管。基于此，提出一种面向元宇宙的数字公民身份认证方案。依据身份时效性设计分层认证方案，基于 Paillier 同态加密和保持结构性签名等算法实现去中心化标识符与可验证凭证的双重不可链接，并借助代码嵌入技术保障公民的被遗忘权，保护公民隐私；而且在认证过程中嵌入监管因子，以供日后追责。最后，安全性分析证明了所提方案满足不可链接性、可追溯性；性能分析表明了所提方案具有较低计算成本和Gas开销，可满足实际应用需求。

基于改进层次聚类和GL-APSO算法的配电网动态重构

王云, 王美蕴, 周健, 邹媛媛, 李少远

2022, 4(3): 410-417. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202243

摘要 ( 165 )

在线阅读 ( 16 )

PDF下载 (773KB) ( 76 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

针对含分布式电源（DG）的配电网动态重构问题，提出考虑配电网负荷需求与 DG 出力动态变化的配电网动态重构方案。首先，基于不同时段的负荷特性与最优网络结构的综合相似性，提出了一种改进层次聚类的时段划分方法。在此基础上，提出了遗传学习自适应粒子群优化算法，实现以网络损耗最小为优化目标的动态重构优化计算。针对基本粒子群算法中缺乏速度动态调节、易陷入局部最优等问题，提出基于粒子个体最优位置的遗传学习方案增加搜索多样性，提高算法的全局搜索能力，并引入自适应惯性权值和加速系数以满足不同时期的寻优要求。最后，以IEEE 33节点配电系统为例进行仿真，验证了所提方法的有效性和优越性。

基于改进DQN算法的复杂海战场路径规划方法

郁洲, 毕敬, 苑海涛

2022, 4(3): 418-425. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202244

摘要 ( 391 )

在线阅读 ( 86 )

PDF下载 (1972KB) ( 217 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

为了有效地解决海战场环境下多舰艇的追踪目标问题，以多智能体（舰艇）为研究对象，提出一种基于改进的Deep Q-Network（DQN）算法的路径规划方法。DQN算法结合多智能体的强化学习环境特性，在传统DQN算法的基础上，添加一个结构相同、参数不同的网络，分别对Q实际值和估计值进行更新来实现价值函数的收敛。此外，该方法使用经验回放和目标网络双参数更新机制，有效地解决了神经网络训练误差大、泛化能力差和训练不稳定等问题。实验结果表明，与传统的算法相比，提出的方法能够更快地适应复杂多变的多类型海战场环境，避障能力提高两倍多，并且在环境中能够获得更高的训练奖励。

基于双池DQN的HVAC无模型优化控制方法

马帅, 傅启明, 陈建平, 冯帆, 陆悠, 李铮伟, 裘舒年

2022, 4(3): 426-444. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202208

摘要 ( 254 )

在线阅读 ( 44 )

PDF下载 (2690KB) ( 298 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

在 HVAC 控制领域，基于模型的最优控制方法得到了学者的广泛研究与验证，但是该方法高度依赖模型的准确性、大量历史数据的收集以及传感器的部署。针对上述问题，结合 EnergyPlus、实际系统参数以及历史数据，构建 HVAC 优化控制模型，并提出一种改进的双池 DQN 算法，最后将其应用于 HVAC 系统中不同型号冷机的负荷分配、冷却塔风机频率以及冷却水泵频率的组合优化控制。基于所构建的问题模型，针对决策优化过程中存在的样本不平衡的问题，该算法在 DQN 的基础上，建立两个独立的经验池，分别存储负荷分配与非负荷分配样本，在训练过程中，遵循一定的比例从经验池中进行采样，以加快算法收敛。将所提出的方法与基于模型的控制方法及基线方法进行比较，实验结果表明，与基线方法相比，基于模型的HVAC控制器能够节能11.5% （最优节能效率），而基于双池DQN的HVAC控制器在第1年就能够节能7.5%，同时，随着系统运行，该控制器在第8年左右即可获得接近最优节能效率的结果。此外，与基于模型的HVAC控制器相比，该控制器不依赖于系统模型，且在在线控制过程中，所需的先验知识及传感器较少，在实际的工程应用中更具价值。

平行轮胎的基本架构与关键技术

张向文, 王飞跃

2022, 4(3): 445-457. doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202242

摘要 ( 274 )

在线阅读 ( 32 )

PDF下载 (11711KB) ( 116 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

随着智能汽车和网联汽车的发展，需要智能轮胎提供更多的轮胎状态信息。为了综合利用轮胎的状态信息，基于平行系统理论建立一种平行轮胎架构，用于轮胎状态的智能控制和管理，从而提高轮胎的安全性、经济性和舒适性。针对建立的平行轮胎架构，阐述了人工轮胎建模、人工轮胎的计算实验、人工轮胎和实际轮胎的平行执行关键技术的实现过程，展望了平行轮胎的应用前景，探讨了轮胎技术知识自动化的发展方向。

当期目录