生活中的人工智能之航天应用

姓名：陈心语  学号：21009102266 书院：海棠1号书院
转自： 人工智能在中国航天的应用与展望_数据 (sohucom)

嵌牛导读

随着物联网、大规模并行计算、大数据和深度学习算法等技术的突破，人工智能近年来取得了突飞猛进的发展，在图像识别、语音识别、自然语言处理、无人驾驶、智能机器人等众多领域展现出令人期待的发展前景，并得到了国内外各政府的关注和支持;该文将人工智能技术与运载火箭、深空探测器、武器装备等航天应用相结合，论述其在自主规划航天任务、高效智能地面测试、全面快速设计保障等方面的应用模式，并从产品规划、顶层设计、产品打造、具体实施几个方面对中国航天后续发展人工智能技术提出了相关的对策建议。

嵌牛鼻子人工智能运用于航天。

嵌牛提问人工智能在航空航天中有什么运用呢？

嵌牛正文
岳梦云, 王 伟, 张羲格

(北京宇航系统工程研究所，北京 100076)

摘要： 随着物联网、大规模并行计算、大数据和深度学习算法等技术的突破，人工智能近年来取得了突飞猛进的发展，在图像识别、语音识别、自然语言处理、无人驾驶、智能机器人等众多领域展现出令人期待的发展前景，并得到了国内外各政府的关注和支持;该文将人工智能技术与运载火箭、深空探测器、武器装备等航天应用相结合，论述其在自主规划航天任务、高效智能地面测试、全面快速设计保障等方面的应用模式，并从产品规划、顶层设计、产品打造、具体实施几个方面对中国航天后续发展人工智能技术提出了相关的对策建议。

关键词： 人工智能； 大数据； 航天应用

0  引言

在十二届全国人大五次会议上，国务院总理李克强在作政府工作报告时表示，要“全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化”，这也是“人工智能”这一表述首次出现在政府工作报告中。

近年来，物联网、大规模并行计算、大数据和深度学习算法这四大催化剂的发展，以及计算成本的降低，使得人工智能技术突飞猛进。2016年12月，升级版“AlphaGo”化名“master”在60场互联网棋局车轮大战中连胜柯洁九段、陈耀烨九段、朴廷桓九段、芈昱廷九段、唐韦星九段等高手，取得全胜战绩，引起各界对人工智能的广泛关注与讨论。

1  人工智能的四大先决条件

11  物联网

随着摄像头、麦克风、各种类型传感器的发展，基于物联网技术的智能设备得到了飞速提升，而大量智能设备的出现则进一步加速了传感器领域的繁荣。这些传感器负责采集数据、记忆、分析、传送数据，将外部世界数字化，为智能系统提供了多维度的数据输入，成为数字世界与物理世界交互、反馈的接口和手段。

12  大规模并行计算

并行计算(Parallel Computing)指同时使用多种计算资源解决一个计算问题的过程，能够有效的提高计算速度和处理能力的一种有效手段。海量的分布式计算资源和超高速计算能力，令快速处理大量数据、训练复杂模型、用知识体系代替人类常识成为可能。这些知识和模型为人类和机器人提供智能的辅助决策，让人工智能成为现实。

13  大数据

大数据具备Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)、Veracity(真实性)的5V特点。在过去，要尽可能全面地认识某项事物，必须合理设计抽样调查的策略，使样本能够尽量覆盖全集特征。随着计算能力的提升，可以不再采用随机分析法这样的权衡之策，而采用所有数据进行分析处理。大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。海量的数据为人工智能的学习和发展提供了资源。通过知识挖掘，可以从大量有噪声的随机实际应用数据中，提取人们事先不了解但是隐藏在数据中的有价值的信息和知识。这种对隐性信息的挖掘是大数据价值的核心，也是实现人工智能的关键。

14  深度学习算法

深度学习算法作为机器学习的一个分支，由Hinton等人于2006年提出，是人工智能迎来新一轮飞速发展最重要的核心技术[1]。深度学习算法用非监督式或半监督式的特征学习和分层特征提取高效算法来替代手工获取特征，其中最广为使用的算法包括卷积神经网络(convolutional neural networks，CNN)、循环神经网络(recurrent neural network，RNN)长短期记忆网络(long short-term memory，LSTM)等，需要根据具体应用场景和数据特征加以选择。深度学习是对人类思维方式的建模，让机器能够理解人的行为，并将知识运用到与用户的交互中，达到机器“人性化”的终极目标，实现人工智能技术在商业中的落地。

2  人工智能的细分领域

21  图像识别

通过结合大数据的训练，人工智能可以对图像进行预处理、图像分割、特征提取和判断匹配。在图像识别的技术框架中，人脸识别应用非常广泛。人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。目前国内领先企业旷视科技的人脸识别准确率已高达99999%。此外，在产品生产质量检验上，图像识别技术应用也非常广泛，例如：机械类产品的裂纹自动识别检测。

22  语音/语义识别

利用特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术，语音识别能够让机器对采集到的语音信息进行识别和理解，转化为文本或命令。例如在军事上，可通过语音识别确认说话人的身份、侦听情报内容、或下发 *** 作指令，具有非常重要的价值。目前，针对中小词汇量非特定人的语音识别系统识别精度已超过98%，针对特定人的识别精度甚至更高。

23  自然语言处理

语言是人类区别其他动物的本质特性，因此理解语言也是人工智能的一个核心方向。综合语言学、计算机科学、数学等多种科学，自然语言处理研究能实现人与计算机之间有效通信的各种理论和方法，以一种智能高效的方式，对文本数据进行系统化分析、理解与信息提取。通过使用自然语言处理技术，可以管理大块的文本数据，或执行大量的自动化任务，并且解决如自动摘要，机器翻译，命名实体识别，关系提取等语言相关任务[2]。

24  无人驾驶

无人驾驶的核心技术是即时空间建模和人工智能技术。低成本高效率的感知解决方案是无人驾驶的基础，高精度底图的建立是无人驾驶的关键，具有深度学习的算法芯片是无人驾驶的核心。在过去六年内，谷歌无人驾驶汽车在公路上安全行驶220多万公里，仅发生17起交通以外，而且均是由人类失误引发的。

25  智能机器人

智能机器人融合了几乎所有人工智能分支技术，它至少需要具备感觉要素、反应要素和思考要素。它能够理解人类语言，感知、分析周围环境信息并调整自己的动作。目前已发展出多样化的机器人种类，从智能水平较低的工业机器人，到智能陪护机器人再到高级智能机器人。

3  人工智能在中国航天上的应用前景

31  更自主的任务规划

航天飞行任务规划是一个典型的知识处理过程，其中涉及较为复杂的逻辑推理和众多的约束条件，这种问题适合采用人工智能的方式加以解决，实现“人工智能+”。

311 “人工智能+运载火箭”——高容错飞行

运载火箭的飞行入轨面临的是一个地面难以复制和仿真等效的全新环境，飞行阶段程序转弯、发动机关机、级间分离、再次点火、姿态修正、载荷分离诸多环节中数百个零部件任一失效偏差都可能给火箭带来不可挽回的损失，是运载火箭成败与否的核心一环。高机动性、短飞行周期、恶劣环境都意味着人无法有效干预，因此，发动机推力下降、姿控极性接反均直接造成了任务失败，飞行风险居高不下。

目前的箭载计算机大多不具备重新规划飞行任务的能力，或需要地面人工计算制导诸元后，通过测量系统进行了上行注入，一定程度上实现d道的重规划，将卫星送入轨道[3]。

未来，将运载火箭设计阶段梳理的飞行过程故障模式与传感器参数相结合，研究基于人工智能的运载火箭飞行阶段故障自诊断以及深度学习训练方法，在分秒必争的运载火箭飞行段完成故障预测、故障定位与故障隔离工作，并通过轨迹d道重规划、制导姿控模型重生成，有效隔离局部故障，规避失败风险，最优化飞行轨迹与姿态控制，有效挖掘潜在运力资源[4]。

除此之外，在运载火箭发动机关机、级间分离后，分离的舱部段通过自主感知和自主控制技术，与卫星定位信息、地形布局信息动态匹配，通过发动机再次点火，实现舱部段自主飞行、平稳下落、精准落地以及主动防护，通过舱部段及各级发动机的回收再利用，显著压缩运载火箭任务周期，降低运载火箭制造成本。

312 “人工智能+深空探测器”——自主规划

现有行星探测器的主要前进方式为：拍摄前方照片通过遥测发回地面站， *** 作人员根据图像确定前进路线，再通过上行通道上注行动指令，实现探测车的行驶 *** 作。这种模式过于依赖地面测试人员，效率较低，很多时候由于行星表面环境较为恶劣，或者由于距离的确过于遥远，遥测控制信号也比较微弱，或者由于地球自转引起相对位置改变，无法实现遥测遥控，更难以实现探测器的实时控制。基于人工智能、视觉计算、监控装置的自动驾驶将大幅提高探测、地形勘测的效率。根据视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的地形状况，利用图像识别等智能感知技术、智能决策和智能控制技术可以实现行星探测车的自主行动，选取最优探测路线，智能避开障碍物体，以最小的代价、最高的效率采集有用信息，大大辅助深空探测应用。

深空探测应用中，复杂航天器是由大量元器件和软件组成，长期的在轨运行，元器件的故障和软件的不完善在所难免，由于太空环境的特殊性，当某部分损坏时，难以通过人员进入太空进行判别和修复，利用人工智能技术结合空间高精度、高灵敏度机械臂，通过智能分析航天器数据，实现故障的自主定位、自动识别和在轨自主修复，在轨 *** 作、组装、拆卸、管理。

313 “人工智能+武器装备”——智能作战

通过多维度侦查探测系统，智能感知、发现、定位、跟踪敌方动态、电磁频谱信息、作战行动等战场态势信息，以最少的人员、更少的代价、最大化地获取战场情报数据，辅助智能判别与智能决策应用。如利用覆盖红外、可见光、微波雷达等多种技术手段，实现一体化、集成化的多模融合探测装置，智能感知多维度、多层次、多类型数据，然后应用数据配准、智能去噪等预处理手段获取高质量多源数据，再利用深度学习、模糊推理、专家系统等智能技术，建立目标识别和威胁判别模型，实现武器装备作战环境中目标智能探测感知和识别。

通过给武器装备各类传感器、探测器，智能探测感知飞行空间信息、拦截d信息等，数据传输给d载智能“大脑”，设定相应的优化准则、目标等，通过数据分析，智能自主决策，规划调整飞行d道，通过动力学气动调整，改变飞行轨迹，增强突防性能[5]。

人工智能使无人机个体具备较高的智能水平，协同作战能力显著提高，从而形成低成本的无人机蜂群战术。目前，以美国国防高级研究计划局(DARPA)为首的众多机构，都投入了大量经费就无人机集群在空中的协同作战理论和技术展开研究，包括无人机的快速编队、多机间通信协同，自主战术决策与下达作战命令等，构建多无人飞行器的任务自组织系统分布式体系结构。

32  更高效的地面测试

运载火箭的测试发射同样是一个多学科交叉，多专业耦合的复杂系统工程，是运载火箭成败与否的关键一环。状态准备、测试 *** 作、预案决策、数据判读，每一环都是技术能力的保障，都是知识经验的考验，同样每一步都离不开人的参与，成败维系在每一名人员身上，高水平人员的稀缺造成测试发射无法多任务并举，以及连续疲劳带来的风险造成测试发射周期无法进一步压缩，通过应用人工智能技术，可显著提升测试效率，降低发射成本[6]。

321 采集层

通过多样化的手段代替传统的传感器采集或人工直接观测，基于视频语音识别技术的应用可以大大减少火箭本身测点的布置。例如：发动机工作状态，可以通过对其工作时的声音进行频谱分析；一些机构的动作，可以通过非接触的摄像机直接观察；仪器仪表的指示灯状态监控，可以通过摄像头摄录信息，之后在后台用图像识别的方式的进行自动判断。

322 处理层

人工智能技术极大的提升了设备的数据处理与故障诊断的能力。对地面测试数据进行统一管理和应用，除了完成流程自闭环的反馈判断，还能够对数据的趋势、关联进行综合分析，设备不但可以掌握自身的运行状态，实现故障检测与隔离，启用合适的故障预案，还能够想设计 *** 作人员提供辅助决策和任务规划建议。

323 执行层

前端无人值守是未来火箭发展的必然趋势。电测过程中的脱查脱拔等人为 *** 作、异常故障时的抢险 *** 作，可以采用带视觉定位系统的机械臂来完成。此外，后端的人机交互也可以加入语音识别、手势感知等新型指挥手段，提高测试效率。

33  更全面的设计保障

331 智能设计

引入人工智能技术，可以将目前的半智能化计算机辅助设计系统升级为智能化计算机辅助设计系统，整合现有的海量资料及资源，模拟人脑思考的过程，彻底解决上述三类问题。采用人工智能技术的“航天大脑”可以根据型号需求提供总体文件的初稿，总体设计师进行决策修改后，“航天大脑”将系统需要的文件自动下发至系统级，并形成系统级文件的初稿，系统设计师进行决策修改后，“航天大脑”再将单机需要的文件下发至单机。在进行具体设计时，设计师仅需将设计输入文件提交至“航天大脑”，系统则会根据需求以及所学习的设计文件完成设计工作。如设计电缆网图时，设计师仅需将电缆的几何尺寸、点位定义等提交至“航天大脑”，“航天大脑”会自动绘制出电缆网图的模板，并自动给出诸如线缆型号推荐、连接器型号推荐等辅助决策信息，设计师将不需逐个翻阅厂家的手册即可完成设计，设计效率将大大提高。此外，由于“航天大脑”能够在很短的时间内完成大量文件的学习工作，并从中找出最优方案，设计的标准化和设计水平也能够得到保证。

332 智能制造

智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智研制造系统，通过人与智能机器的合作共事，扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

利用大数据技术，对于运载火箭制造装配需要的物资、工具、生产线、场地、工装、人员、运输车辆都统一进行编码采集与实时定位管理，将散布在全国各地的运载火箭制造装配资源条件，进行投筹管理，真正做到全国一盘棋。并与运载火箭发射任务计划有机对接，通过态势分析与智能预测，实现生产规模进度的最优化预测管理，成本进度最优化，并能够实现突发风险的动态应变处置，实现成本最优化管理。

在生产过程中，也完成了对火箭全生命周期信息的收集与保障。建立火箭的综合档案履历资料库，收集制造、装配、测试各个过程的数据与知识，构建大数据分析中心，作为智慧火箭的数据支撑与健康诊断的依据，降低设计和研制成本、提升测发效率、提升火箭的可靠性[7]。

333 远程支持

随着在运载火箭高密度发射、零窗口点火变得常态化，靠大量人力在靶场保障发射任务的模式已难以适应未来的发展需求。发射中心将从逐步从靶场向远程后方迁移，以日本epsilon火箭为例，科研人员远程使用两台笔记本就可实现火箭发射控制。

远程支持中心能够统一接收、存储各靶场各型号发回的测试数据并存储，并通过智能搜索引擎随时搜索查看关心的数据及相关文档；针对当发测试数据，结合历史数据进行大数据分析，提前识别出可能有质量隐患的关键节点；当靶场出现故障时，远程支持中心通过多媒体、虚拟现实等手段开展协同排故工作。

4  中国航天发展人工智能的对策建议

41  聚焦航天 “大脑”技术体系，做好战略规划和顶层设计

基于对大数据与人工智能的探索和积累，提出以技术-产品-服务为核心的航天“大脑”，其技术体系设想如图1所示。

图1航天“大脑”技术体系

411 技术层

智能感知是为机器装上触觉、视觉、听觉、神经和运动机构等智能硬件，使其具备感知世界的能力。通过集群和虚拟化技术实现对海量数据的快速预处理、分布式存储、并行计算等，为智慧大脑提供强大的记忆”和“计算”能力。

412 产品层

智慧产品包括智慧院所、智慧火箭、智慧装备和智慧民用产业。其中，智慧院所是所有智慧产品研制的基础，其可以充分激发员工创新创业热情，并为员工提供高效便捷的管理方式；智慧火箭指的是为火箭装上“触觉”和“大脑”，降低测发控对人的依赖，提升火箭可靠性；智慧装备指的是通过全寿命周期的健康管理，实现装备自主保障；智慧民用产业指的是通过军民融合方式，将军用技术转向民用领域，如智能健康监测、智慧家电远程测控、智慧照明、智慧安防等领域。

413 服务层

未来应全力推动大数据人工智能等技术与航天装备的结合，实现装备信息智能采集、远程保障、智能决策的完美集成，发展模式也将由提供产品向提供全方位解决方案的服务转变。

42  打造航天“大脑”系列产品，快速形成专业的能力和队伍

421 智慧院所

以创新为驱动、以信息化为基础、以知识为载体，利用智能科学理论、技术、方法和信息及自动化技术工具，充分有效地整合和优化利用各类内外部资源，保证能够持续创新，不断开发新产品、新服务，为航天单位的发展提供智能决策。

422 数据银行

建立航天大数据中心，成立“航天数据银行”，对产品研制、生产等多环节的数据进行统一管控、统一挖掘，实现数据挖掘效果的最大化，创造服务价值。智慧管理通过实现产品全寿命周期的统一管控，建立基于数据信息驱动的智能化研制模式，提升工作效率。智慧决策基于大数据技术，将先进管理理念、业务流程和管理模式等融合，实现管理信息化和智能化，达到“降本增效”的目的。

423 智能装备

通过大数据与互联网等高新技术，实现火箭的高度信息化与智能化。包括智慧的远程发射支持平台，智慧的测发指控平台，智慧的全寿命周期综合保障平台。智慧的远程发射支持平台通过大数据技术，训练后方的智能机器大脑，提升异地协同保障能力，减免专家到一线协助排故，解决问题。智慧的测发指控平台依托于语音识别、图像识别、大数据等技术，实现自主的测发指控过程。智慧的全寿命周期综合保障平台利用大数据技术保障数据统一化规范，完成自主健康评估、精准的寿命预测和数据驱动的视情维修[8]。

424 智慧产业

依托剩余载荷和末级监控，实现对地观测等服务，依托远程测控、健康监测、大数据、新一代信息应用技术，通过融合智慧城市中的多源数据，在智慧城市和智慧产业中，提升城市的精细化管理水平，同时为航天单位军民融合开拓增收，锻炼队伍。

43  分布落地执行，拓展航天“大脑”的服务

未来，应全力推动大数据人工智能等技术与航天装备的结合，实现装备信息智能采集、远程保障、智能决策的完美集成，航天企业的发展模式也将由提供产品向提供全方位解决方案的服务转变，如智慧的发射服务、全面的体系作战服务和智慧的军民融合服务。智慧发射最终要实现输入一个指定的位置坐标，为其精准、快速、智能、高效、低廉地发射到指定地点。全面的体系作战服务基于大数据和人工智能技术，能够实现装备的自主保障、战时智能决策和一体化的体系作战。智慧的军民融合服务结合现有的技术和民用产业，开展更多的智慧产业服务，通过信息和通信技术的应用，提升城市的管理水平，提高市民的生活质量，令城市运行和市民生活更加智能。

参考文献:

[1]夏定纯, 徐 涛 人工智能技术与方法[M]华中科技大学出版社, 2004

[2]张 妮, 徐文尚, 王文文 人工智能技术发展及应用研究综述[J] 煤矿机械, 2009, 30(2):4-7

[3]沈林城, 关世义 开放式飞行任务规划方法[J]宇航学报, 1998, 19(2):13-18

[4]席 政 人工智能在航天飞行任务规划中的应用研究[J] 航空学报, 2007, 28 (4) :791-795

[5]张 克, 邵长胜, 强文义 基于面向Agent技术的任务规划系统研究[J] 高技术通讯, 2002, 12(5):82-86

[6]鲁 宇 中国运载火箭技术发展 [J] 宇航总体技术, 2017(3):5-12

[7]郭凤英, 何洪庆 人工智能技术在航天领域的应用[J] 中国航天, 1996(6)：19-21

[8]谭 勇, 王 伟 智能故障诊断技术及发展[J]飞航导d, 2009(7):35-38

Application and Prospect of Artificial Intelligence in China Aerospace

Yue MengYun, Wang Wei, Zhang Xige

(Beijing Institute of Aerospace SystemEngineering, Beijing 100076,China)

Abstract : With the breakthrough of technology such asnetworking, massively parallel computing, big data and deep learningalgorithms, Artificial Intelligence has achieved rapid development in recentyears, exciting prospects for development in image identification, voicerecognition, Natural Language Processing(NLP), self-driving, thus got theattention and support from governments of the world This paper combinesartificial intelligence technology with space applications such as rockets,deep-space detector and weapon equipment, then describes its applicationprospect in space Mission Planning, Ground Testing, Integrated Support, etcAnd puts forward relevant countermeasures and suggestions on the subsequentdevelopment of AI technology in China Aerospace

Keywords : Artificial Intelligence; Big Data; China Aerospace

收稿日期：2019-02-18；修回日期：2019-02-26。

作者简介：岳梦云(1988-)，女，安徽合肥人，硕士，工程师，主要从事运载火箭与导d的地面测发控系统设计方向的研究。

文章编号：1671-4598 ( 2019 ) 06-0001-04

DOI ： 1016526 / jcnki11-4762 / tp201906001

中图分类号：TP18

文献标识码：A

铁路交通运输工作是保证社会经济发展的重要内容。在现代化市场经济环境下，铁路交通运输组织工作面临着新的挑战与发展需求。下文是我为大家搜集整理的铁路交通运输论文的内容，欢迎大家阅读参考!

铁路交通运输论文篇1

浅谈智能交通在铁路运输中的应用

摘要：随着社会的不断进步，我国的交通运输也发生了翻天覆地的变化。在铁路运输的一些领域中智能交通技术已得到了有效的利用，智能交通作为一种思想，从长远发展的角度来看，将成为发展铁路运输的指导思想之一，在铁路运输的各个领域智能化思想将得以体现。

关键词：智能交通;铁路运输;信息

引言

国际上公认的智能交通ITS(Intelligent Transportation System)是有效、全面地将交通运输领域问题解决的根本途径，它建立起车辆、道路及交通使用者之间的有机联系利用现代科学技术，实现人到车再到路的协调统一，通过优化交通的时空分布。最初产生于公路交通系统的ITS思想和技术，尤其是在城市交通系统及高速公路系统。事实上，于其他交通系统ITS思想同样适用，而不同交通系统各有其自身的特点各自适用的具体技术。

近年来，在路网基础设施建设方面中国铁路有了大幅度的发展，不断提高科技含量，计算机技术、信息处理得到了广泛的应用。

一、我国铁路智能化技术的应用

(一)、货运信息技术

目前货运信息已实现了信息的全过程使用、一次输入、网络化传递，并可自动生成相关的数据报表和运输单证。

在TMIS系统中是由货票制票系统产生的货运原始信息录入，该系统不仅具有自动确定合理计算运价和运输路径的功能，而且记载了货物重量、品名、起止点等信息。目前仍处在人工检查控制、依靠制度约束阶段的货运安全工作，发展水平相对滞后，与铁路其他方面的技术相比。

(二)、车辆信息技术

在运行过程中，车辆作为运载工具，不时要关注车辆运输组织所必须的信息包括载重、车号、空重状态、长度等的采集，早期是采用纸张记载、传递的方式、人工抄录完成的。随着TMIS系统的发展，在目前我国的铁路系统中，已能达到计算机存储、人工录入、网络传递的水平，这有了显著的提高较之早期的作业模式。第一，实现了信息采集上的全过程使用、一次录入，这不仅大大节省了人力，同时缩短了作业时间，甚至减省了一部分作业环节，加速了车辆周转，提高了效率;第二，信息传递过程中的差错大大的降低，实现了数字化的信息传递，实现了质的飞跃在信息传递速度的提高上。一般是随列车的位移运输单据而转移的，在以往纸张传递的模式中，这事实上对有关的车辆信息造成了随车辆实体的到达才能够传递，人们对这些信息无法提前预知，虽然可进行预告使用电话等通讯方式，但使得具体 *** 作上难以实现因需传递的信息量过大。以网络为载体数字化信息进行传递，这一困扰我们的问题彻底克服，已不再依附于列车运行这一载体进行信息的传递。

(三)、行车组织智能化

在能够准确及时地获取并传递货运、车辆、客运信息的前提下行车组织的智能化才能实现。目前得以实现的有: 根据编组站的现在车子系统自动生成列车编组顺序表(运统一)及列车编组作业计划，为了预先编制下一作业计划，经网络传输，同时使得计划的兑现率提高。根据列车开行及调车作业计划其中现在车的情况可自动生成，工作人员的劳动强度及差错率大幅度降低，提高了效率，缩短了作业时间。

(四)、客运信息技术

目前主要客运信息技术的应用于客票处理技术，特别是发售客票，实现了客票异地发售和联网售票多窗口。由于共享的客票发售信息，可以对旅客列车的全程对号有效地实现，更进一步地，运输能力的利用率大幅提高。订票业务通过互联网，在一定程度上也让旅客购票非常方便。

(五)、智能安全控制

目前铁路采用的是故障安全原则，是为了确保行车安全，并一系列智能安全技术由此产生。采用了机车地面复示信号，在 *** 纵机车过程中，因误认信号而造成事故的概率得到降低。为了避免引起事故因超速运行列车的可能，采用自动机车停车装置，并可对机车运行的情况完整地记录。使得司机能够对列车调度员的指令准确及时地获得因为通讯技术无线列调的使用。列车运行的安全系数有效地提高通过对改善这些机车的环境 *** 纵，在运行区间列车中克服了以前只是对司机个人判断依靠的弊端。在不具备列车通行条件时，采用设备连锁技术，从设备上保证了信号不得开放，行车安全得到保证。

二、中国铁路智能技术发展方向

(一)、货运信息技术

铁路运输系统内部的数据运用是TMIS系统更为重视的环节，根据使用经验，却如何满足客户对货运信息的需求没有更好地考虑。完善货运服务的途径之一是发展铁路货物运输电子商务，它将实现客户所需的托运、查询、事故理赔、结算、延伸服务委托等功能。货物运输发展的主要趋势将是集装化运输。

在运输过程中集装箱信息始终起着重要作用，根据加拿大、美国集装箱运输的经验，衔接的不同运输方式诸如编组列车计划、装载方案、多形式联合运输等方面，信息及时、准确的获取，更为队各作业环节有机地联系起来，所以将是一项工作至关重要对构建我国的信息管理集装箱系统。应能够实现货运安全工作: 采用采集信息视频技术对装载状态的货物进行控制检查，实现对编组列车的货物运输性质与隔离限制及控制列车智能化的运行速度，以及智能化的运输路径控制与超限装载等级，通过对上面几方面与货运安全的关系准确、高效的控制，将很大程度上对货运的安全状况进行改善。

(二)、客运信息技术

应具有引导、查询、售票功能，客运信息技术主要由客运站旅客引导系统、客票多式联运服务系统两部分组成。在于对旅客的候车、乘车、中转换乘、购票进行引导是客运站旅客引导系统的功能，对车站服务资源、多式联运衔接的利用进行引导;能够使旅客方便地得到预售预定服务、出行信息即是客票多式联运服务系统，实现一票直达、多次换乘。

(三)、车辆信息技术

采集车辆信息，可采用自动识别系统基于视频采集技术的车号，通过电子识别卡、电子车牌技术，识别车辆身份及其固有属性，以替代目前的手工录入、人工采集。除包含车辆身份信息之外，车辆信息还可附加所载运货物的运输属性、车辆空重状态、运行方向等信息，在运输过程中且能够共享。

(四)、智能安全控制

控制系统智能安全，按其功能可划分为智能子系统的安全货运、智能子系统的安全客运、智能子系统的处理事故、智能子系统的安全行车四个部分。智能子系统的安全货运对状态信息的货运安全可以及时地反映，进行控制货物装载有效智能化的安全状态;智能子系统的安全客运对客运安全状态信息可以及时地反映，具有引导功能对旅客乘降安全;智能子系统的处理事故，体现非常高的信息化、智能化，应具有强大的救援处理事故能力;智能子系统的安全行车，其功能主要包括:一是禁止信号防止列车冒入，二是规定速度防止列车超速运行。目前主要有ARES、ATCS、ERTMS/ETCS 、LSB系统在世界各国广泛应用，以数字机车信号通用式为基础我国研发的ATP系统LCF型，对人为参与不作要求，轨道电路制式的各种形式能自动适应和选择，应有的防护安全距离根据参数智能化地给出，既能最大限度地提高效率，又能保证安全。

综上所述，中国智能铁路技术框架体系从而可以绘制出(如图1所示)。

(五)、行车指挥智能化

传统的行车指挥方式，是根据调度员发布的指令，由车站值班员进站排列、办理接发列车、信号开放等作业。根据一定范围内，在各车站、区间的线路使用情况上已经逐步实现自动按需配置列车运行信号，并加以人工干预控制的方式进行调整。采用区间定位的模式，列车定位系统即可满足行车实时指挥的需要。

结语

目前，只能技术在铁路运输中已得到的广泛利用，从未来的发展来看，将是指导铁路发展运输的思想之一，作为一种思想的智能交通，在铁路运输的各个方向的智能化上都将得到体现。

参考文献

[1]周勇,刘福安 智能交通在铁路运输中的应用[J] 交通标准化,2005,12:62-64

[2]James Shen GPS在铁路运输中的应用[J] 苏南科技开发,2003,08:10-11

[3]杨跃辉 无线通信技术在铁路运输中的应用[J] 信息与电脑(理论版),2010,12:145

[4]田义海 物联网技术在铁路运输中的运用研究[J] 科协论坛(下半月),2013,02:88-89

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引言:现在有很多的年轻人都特别喜欢电子产品，不管是手机还是电子手表，或者是一些其他高科技的产品。那有哪些产品可能在一开始的时候，觉得没有什么用。但是等到买了之后，才发现太好用了？

一、智能手表

很多人可能觉得智能手表并没有什么用，不就是看一个时间吗？其实小编想告诉大家的是，智能手表真的非常好用，而且还有很多的功能。现在有很多智能手表，不仅可以看时间同时还可以监测人体的健康状况。它可以帮助人体测量血压，同时还可以监测心跳的频率。对于一些身体患有疾病的人，或者是一些老年人来说非常的适合。而且在智能手表上还可以看微信或者是看抖音，所以现在有很多的年轻人都喜欢买智能手表戴。除了好看以外，还很使用。

二、无线耳机

对于一些特别喜欢听音乐的小伙伴们来说，可能非常需要一款耳机。当时大部分人会觉得有线耳机跟无线耳机有什么区别呢？只要能够方便听音乐就好了。那不知道小伙伴们有没有这种感觉，就是在你走路的时候或者是坐车的时候，有线耳机非常的不方便，而且在收纳的时候也非常费事。因此，有越来越多的人都想入手一款无线耳机。首先是因为无线耳机的音效比普通的耳机得到了提高，然后就是在收纳的时候比较方便，而且还可以随时充电。

三、智能音箱

说到听音乐的时候，小编觉得智能音箱也是一个很不错的选择。传统的音箱可能需要连接上电脑，或者是连接上蓝牙才行。然而智能音箱在使用的时候，就非常方便啦。同时不仅可以听音乐，还可以听一些有声小说，或者是听电台节目。可以满足不同的需求，甚至还可以定闹钟，查询天气以及时间等等。所以小编觉得入手一款智能音箱，也非常方便我们的生活。有可能很多人在没有买之前，会觉得一个音箱有什么呀？买完了之后就对他爱不释手，每天都要使用。

摘要:2011年以来，在政府的推动下，与智慧城市建设相关的项目得到了飞速发展，但在发展的过程中，出现了一些问题和不足。主要问题是智慧城市相关项目的顶层设计缺乏系统性和前瞻性，以及容易陷入重技术、轻管理、轻人文的困境。从复杂系统视角出发，探究智慧城市建设项目的实现路径，并运用复杂系统的相关理念构建其分阶段实现模型，为我国智慧城市建设项目的发展贡献绵薄之力。
关键词:复杂系统;顶层设计;分步实施;功能涌现
0引言
IBM公司于2008年11月提出“智慧地球”(SmartPlanet)的概念，并建议美国奥巴马政府投资建设项目———新一代智慧型信息基础设施。之后，奥巴马政府在经济复兴计划中首次使用了“智慧城市”的概念。随着城市能源、环境、人口以及社会管理问题的日益凸显，城市发展的问题再一次面临考验。现阶段限制我国发达城市飞速发展的主要因素是人口剧增所造成的环境破坏、资源浪费、安全和交通拥堵等一系列问题，所以，智慧城市相关项目的建设被很多发达城市认为是解决城市问题的有效途径之一。智慧城市建设项目是以物联网、大数据、云计算等信息技术为基础的，在大数据时代下，智慧城市就是通过多学科、跨领域地充分利用大数据技术，实现智慧城市设计、智慧建造和智慧运营。信息技术已在我国城市的建筑业、机械制造业、电子制造业、工农业等各个领域得到广泛应用，对智慧城市建设项目来说，信息技术同样也是重点，不断更新技术是发展智慧城市及其项目的关键所在。
我国政府对智慧城市的建设非常重视，2011年以来，我国在277个发达城市启动了智慧城市建设项目，我国智慧城市的建设已经从宏观的理念向实践项目的建设转变。尽管我国智慧城市建设项目如火如荼，但也要注意到我国智慧城市建设水平仍未进入世界先进行列。目前我国的信息技术水平相比于发达国家来说还很落后，对于智慧城市建设项目中运用的先进技术和科学方法还缺乏比较专业的理论指导和实践规划，导致我国智慧城市建设项目的发展走了弯路，还有可能造成严重的危害和后果。现阶段我国智慧城市建设项目存在“大而全，难落地、难运营”等问题，智慧城市的顶层设计缺乏系统性和前瞻性，容易陷入重技术、轻管理、轻人文的误区。本文试图从复杂系统视角出发，探究智慧城市建设项目的实现路径，从而为我国智慧城市建设提供更多的方法论支持。
1复杂系统视角下的智慧城市建设项目
智慧城市本身是一个复杂系统，一个高水平的智慧城市往往涉及许多大型项目，每一个项目之间都存在必然的联系，展示了智慧城市建设项目之间的关联性，项目与项目之间的相互作用共同促进了智慧城市的发展。城市的发展要以人为本，居民是城市的载体，智慧城市建设项目要以提高居民的生活质量水平为出发点。智慧城市要以提高居民的生活环境质量为重点，而居民的生活离不开衣食住行、学习、工作等基础设施的建设。城市居民需要生活，智慧城市建设项目就要以住宅、医院、超市、公共设施等基本生活保障设施的建设为基础;城市居民需要工作，智慧城市建设项目就离不开商业大楼、大厦、工厂、电站等保障居民工作场所设施的建设;城市居民需要旅游，智慧城市建设项目就需要火车站、飞机场、酒店、物流业等休闲场所设施的建设。
智慧城市要能够保证环境资源的可持续发展，其建设项目必须建立在资源节约和环境保护的基础之上。人类的生命和生活离不开水，水资源也是城市建设发展必不可少的，所以智慧城市建设项目要进行污水处理、工业废水处理以及水处理循环再利用等保障水资源设施的建设;智慧城市离不开能源设施，所以相关项目要进行新能源、电源、汽油、大型中央电源等保障城市能源设施的建设;智慧城市离不开交通设施，所以相关项目要进行铁路、航空、海运、公路等交通设施的建设;智慧城市离不开通信技术的建设，所以相关项目要进行互联网、电话、广播等通信设施的建设。对于这样一个复杂系统，不能遵循传统的线性思维。典型的线性思维理论，如系统还原论，认为复杂的系统、事物、现象可以将其分解为各部分组合来加以理解和描述。而实际上，在面对复杂系统(由各子系统整合而涌现新功能的整体)时，系统还原论显得无能为力。因此，遵循复杂系统方法论，找到应对智慧城市建设项目的科学方法很有必要。本文依据复杂系统方法，构建智慧城市建设项目的分阶段实现模型首先，在具体项目建设之前，需要进行顶层设计，运用复杂系统思维，构思好城市整体功能以及应该具备的各子系统，并预先规划好各子系统之间的关系(如平行建设项目或先后建设项目)。其次，按照顶层设计思路，对智慧城市进行分步建设。最后，通过现代化的先进技术实现各子系统之间的连通，实现城市的整体功能。
2智慧城市建设项目的分阶段实现
21项目的顶层设计
我国智慧城市建设项目目前存在一些问题，所以必须要有正确的顶层设计，虽然住建部、工信部、科技部等都在试图对智慧城市做顶层规划和设计，但前期并没有太多的资金支持，这无疑会影响智慧城市建设项目的发展。针对目前智慧城市建设项目遍地开花、缺乏长远规划的现状，智慧城市建设项目需要加强顶层设计，制定标准的规范体系。在进行智慧城市建设项目顶层设计时，可借鉴传统的“天人合一”的中国智慧理念以及现代科学中的复杂系统思维，运用场景模拟手段，对智慧城市建设项目方案进行评估和选择。所谓的“天人合一”就是在智慧城市建设项目中要确保做到天时、地利与人和，只有这样，才能体现智慧城市的理念。我国古代的“天人合一”思想在很多古城的建设中得到了充分的体现。时至今日，仍然有很多这样的古城作为城市设计和建设项目的案例，其中的思维和技巧被运用到现代都市的设计和建设项目中。如北京古城、乌镇、宏村、诸葛村等古城、古镇、古村的设计思想和设计技巧，都可在智慧城市建设项目的顶层设计中有所借鉴。智慧城市建设项目的顶层设计需要有合理的政策和机制设计，以较小的直接干预和直接资源的投入激发较大的市场动力和发展潜力为目标;智慧城市建设项目需要合理的发展规划，要从城市整体的角度提出智慧城市建设项目发展的规划、前景、实现路径和总体布局，并从中提炼出项目发展的核心亮点，谋划项目实施的保障措施;智慧城市建设项目需要有正确的行动计划，要从长期战略规划的角度出发，提出阶段性的重点项目实施计划、运营模式以及招商引资等策略;智慧城市建设项目需要优化信息化架构的设计，确定合理的信息系统架构、功能设计和系统应用等建设思路。根据上述智慧城市建设项目顶层设计的构思，运用复杂系统思维，将城市子系统的关系梳理清楚，重视城市系统的整体功能，运用场景模拟手段，构建顶层设计方案。
22项目的分步实施
智慧城市建设项目是一项系统工程，要做好整体规划，避免无序建设，就要循序渐进，分步实施，做到建设一个，应用一个，成熟一个，完善一个，逐步形成各类技术和建设的标准及规范。遵循智慧城市建设项目的顶层设计方案以及其中所阐述的实施原则，按计划、分步骤地推进项目建设。根据现代精益建设项目思想，追求智慧城市建设项目的品质和效率，处理好各子系统建设项目间的关系(平行建设项目或先后建设项目)，统筹推进智慧城市建设项目。整合城市产业资源，聚集智慧城市相关产业组织，集聚政、产、学、研、资、介各方资源和优势，服务于智慧城市建设项目，集全社会之力打造为所有市民服务的智慧型城市。智慧城市建设项目不可能一蹴而就，要分步实施，在充分衔接城市发展战略和规划的基础上，分阶段逐步实现智慧城市建设项目的发展目标。
23项目的功能涌现
此阶段需要将各子系统连通，可运用大数据技术等现代技术，实现所有子系统功能的整合以及整个智慧城市功能的涌现。成功的智慧城市建设项目能够实现对外界感知的敏感，能够对大多数突发性事件防患于未然。智慧城市建设项目的功能实现关键在于城市居民，项目的功能反映市民的需求，体现善治、共治的思想，各类愿景和建设方案在拟定过程中应鼓励市民积极参与，从而抓住市民的真正需求，做到项目的选择、功能建设真正满足市民生活的需要，在这个大系统中，几乎所有市民都可能成为系统的使用者。通过构建城市文化，有效地引导使用者的行为，实现智慧城市的智慧应用。
3结语
每个城市的发展都应该按照自身的实际能力和经济水平进行，智慧城市建设项目的实施也应采取不同的模式和方法。虽然目前智慧城市建设项目还存在各种问题，但是随着时代和信息技术的不断发展，相信智慧城市建设项目会成为推动我国城市建设发展的主要动力。本文介绍了复杂系统视角下智慧城市建设项目的实现路径。运用复杂系统方法和复杂系统思维，从城市建设项目的顶层设计出发，对智慧城市建设项目进行分阶段分步实施，并运用先进技术实现城市项目整体功能的涌现。不同城市在智慧化建设过程中，应根据自身的特点以及智慧城市建设项目的长期规划要求，选准出发点，找到最适合智慧城市建设项目的实现路径。希望本文的相关研究可以为智慧城市建设项目的发展提供一些建议和帮助，也希望我国智慧城市建设项目可以健康可持续地发展。
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