人类智能悖论与中华智谱研究论文

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篇1：人类智能悖论与中华智谱研究论文

人类智能悖论与中华智谱整理研究论文

一、导论

《纽带》是中央电视台近期热播的纪录片，该片在全面梳理海外四百年汉学生命历程后，被采访的荷兰籍汉学专家施舟人说:“我们需要中国伟大的文化，是因为我们自己的文化需要一个新的影响，需要一个新的能够发展的肥料，一个新的因子。关于这个事情，我在美国写过一篇文章，叫做《文化基因库》。”

在《文化基因库》里，施舟人先生依据新近的科学研究，认为:我们可以证明，被称为思维和意识的东西，不仅存在于人体内所有地方，甚至也存在于人体之外。

“思维和意识存在于人体内所有地方”，应合的是人类智能在人脑的观点;“思维和意识存在于人体之外”，应合的是智能在宇宙的观点。

那么，到底人类的智能是存在于人体内的人脑?还是存在于人体外的宇宙?这就形成了人类智能研究的悖论问题。作为对本刊第1期刊发的《女性智慧的诗意启蒙》的后续研究，本文对中国文化基因——中华智谱进行统整，来协调人类智能研究的悖论，直接为心理学、间接为教育学的创新提供原创理论。

二、人类智能悖论

人类智能及其本质是古今中外的哲学家、脑科学家一直努力探索和研究的问题，但至今仍然没有令人信服的答案，以致智能的本质与宇宙的起源、物质的本质、生命的本质一起被列为自然界的四大奥秘。

从是推出非、从非推出是的悖论是不可避免的，这是“因为悖论本身就是事物复杂性走向极端的必然反映。”

人类在揭示被列为自然界四大奥秘之一的人类智能的奥秘的过程中出现了“从是推出非、从非推出是”的逻辑怪圈。即，人类智能悖论:从智能在人脑推出智能在宇宙，从智能在宇宙推出智能在人脑。

智能在宇宙的观点最早出现在1847年的《科学美国人》杂志的“智能设计论”专栏中，该观点认为在自然界中，有一些现象用无序的自然力量无法充分解释，世界特别是生物体的构造是如此复杂、美妙与和谐，它们不可能是随机自然形成的，而只能是由智能设计者有目的地创造出来的。

但要继续追问智能设计者是谁设计的?最早的智能设计者的智能又是怎么来的?于是就再推回来，从智能设计论推到达尔文的进化论上，进而推出智能在人脑的观点。

智能在人脑的观点认为人类在长期适应环境的过程中，人脑逐步进化，并逐步形成感觉、思维、语言、行为等功能，于是人类智能便产生了。可见，智能在人脑的观点基本上与进化论的观点相一致。坚信智能在人脑的人工智能专家，为了把人工智能设计得更接近人类智能，就想方设法模拟人类智能。但在模拟过程中发现人工智能只能模拟人类智能的三维空间结构，而人类智能的一维时间之矢是无法模拟的，而正是这一维的时间之矢才是人类智能的本质。

《时间简史》的作者霍金指出，在人类的经验中，我们觉察到并记住的总是过去而不是将来，这一心理学的心智文化的时间之矢，是由生物学的进化时间之矢决定的，而再向前推演，生物学的进化时间之矢则是由宇宙学的物质演化的时间之矢决定的，这又把智能从人脑推到了宇宙。但不是推到了宇宙的智能设计者，而是推到了宇宙演化的时间之矢。这样人类智能在宇宙或在人脑的悖论就变为时间悖论:

一个出生在未来的孙子，回到过去他祖父的时代，把他祖父杀死了，他祖父自然也就生不出他的在现实中存在的父亲，他父亲没有在现实中存在过，又怎能在未来生出他这位孙子?不可能在未来出生的孙子，又怎能回到过去杀死祖父呢?

周昌乐先生在《逻辑悖论的语义动力学分析及其意义》一文内认为:“无论是宗教还是艺术，科学还是哲学，最有意义的语言都是刻画矛盾冲突的，其形式化的研究就用得着悖论语义学的方法，特别是悖论语义动力学分析更能把握这些语言所刻画的矛盾冲突的深层意义，反映其深层意义的结构……只有能够刻画悖论的语言，才具有最丰富的结构和生命力。”一句话，“悖论是通向真理的必由之路。”

智能在宇宙或在人脑的悖论语义动力学，其丰富的结构和生命力就在于它为我们提供了通向人类智能本质的必由之路:人类智能存在于从宇宙到人脑的时间之矢过程中。其实，祖父悖论是“飞矢不动”悖论的翻版，飞矢的时间之矢相对于具体的一个时段，它是相对静止的，祖父生存在过去的空间就是“祖父”的时序，父亲生存在现实的空间就是“父亲”的时序，孙子生存在未来的空间就是“孙子”的时序。

简言之，存在于从宇宙到人脑时间之矢过程中的智能，在宇宙演化的物质空间内，它是按能量指令运动的矢性;在生命进化的生态空间内，它是按信息指令活动的知性;在人类文化的社会空间内，它是按符号指令行为的智性。而矢性能量、知性信息与智性符号，即，矢-知-智的文化结晶就是中华文化里蕴藏的类似光谱的智能本质:智谱。

因此，人类智能从宇宙到人脑的时间悖论是通向中华智谱复兴的必由之路。

三、中华智谱统整

中华智谱统整的逻辑实质上就是中华名辩逻辑。春秋时，老子主张“无名”，孔子主张“正名”，墨子主张“取实予名”。这样儒道墨三家围绕名实关系展开的争辩，就形成和古印度的因明逻辑、古希腊的形式逻辑并称的轴心时代三大逻辑之一的名辩逻辑。

“名”是名词、概念，“实”是事物、信息，“辩”是对是非的论辩。中华名辩逻辑统整着中华智谱，于是“实”就是中国古代科学家张衡的《灵宪》思想，“名”就是汉字“智”的原型，“辩”就是名与实的“概率称量”。换句话说，就是按《灵宪》思想之“实”的概率，称量“智”字原型之“名”的智谱。

(一)中华智谱统整之“实”:张衡《灵宪》思想“三才理通，人灵多蔽”，这是《后汉书》评赞张衡的话，意思是天地人三才在道理上灵性相通，而人的灵性多被遮蔽。

张衡为“寻绪本元”，使圣人“因兹以生心”而创作《灵宪》，在书中他认为，世界在“本元”上有一颗使天地人三才相通的种子叫“灵”(阴阳交互场)，它是张衡的“思在化之所原”。灵生出道根——空虚，“厥中惟虚，厥外惟无……盖乃道之根也”;道根再生出道干——混沌，“太素始萌……浑沌(混沌)不分，盖乃道之干也”;道干再生出道实——万物，“道干既育，有物成体……盖乃道之实也”。然后“时育庶类”，在诞生生命的基础上，人类有了意识，“人之精者作圣。实始纪纲而经纬之。”也就是说，在灵生出道根—道干—道实，即，物质—生命—意识的基础上，才产生了人类文化。

中华文化在《易经》、《道德经》那里是哲学，到张衡的《灵宪》这里就是能推演出浑天仪、地动仪的科学。《灵宪》的“灵”与现代科学的“场”，尤其是人类要寻找的第五场[7]是相似的，是包含着物质、生命、意识的灵场。《灵宪》的“灵”更与新近发现的上帝粒子相似，别称为“上帝粒子”的“希格斯场”有三个与灵宪相近的特征:第一个特征是关于物质的，上帝粒子能使其他粒子带上质量，因而它是宇宙的本源(本原);第二个特征是关于生命的，上帝粒子包含着生命的基本要素;第三个特征是关于意识的，上帝粒子具备玻耳兹曼大脑的特征，这种粒子在特定的真空场里会突然膨胀出类似于人脑的超级智能。

中华传统科学《灵宪》思想与现代科学的“上帝粒子”和第五场观念的相似，表明《灵宪》思想是中华智谱统整的逻辑之“实”，即，名辩智谱的逻辑内涵。

(二)中华智谱统整之“名”:智字原型分析原型是首创的模型，代表同一类型的人物、物件或观念。基于此，瑞士心理学家荣格赞扬中国的太极图与汉字是可读的原型。

中国学者叶舒宪认为，中国汉字在相当程度上保留着神话思维的`原型特征。尤其是古汉字保留了造字之初的许多集体表象、象征意象和模拟性形象。在《原型与汉字》一文中叶舒宪指出“今以原型批评的眼光来看，古汉字对于原型研究确实大有助益。”

澳门城市大学教授申荷永与高岚合著的《汉字与心理原型》的观点是，“原型”一般指进行创造性想象时对解决问题起启发作用的事物……它不但涉及人们的认知过程，而且也涉及认知过程的内在机制，涉及深远的文化心理学，也即我们所表达的原型的原始性、根源性和本质性。

据此，“智”字的原型就是中华智谱“矢—知—智”的“名”。

(三)中华智谱统整之“辩”:名与实的“概率称量”

“必须有新的意义，但是谁又能给予这些新意呢?”俄国哲学家B·B·纳里莫夫在他的《关于哲学发展道路的沉思》中这样疑问后提出:为了获得整体的意义，作为出发点的前提是:(1)可以把我们感受到的整个世界，看成是本文的集合;(2)像把数压缩在实际的轴上一样，也把世界的各种意义压缩在一起;(3)被压实的意义——这个没被打开的世界，就是语义学的真空;(4)通过轴的概率称量来打开世界，赋予轴的不同部分以不同的刻度。本文用这个方法，把世界压缩成语义学的真空——智谱，智谱打开就是从宇宙到人脑的智慧图谱。

按现代智能悖论的语义学张力的“棱镜”折射，张衡的《灵宪》思想就是把世界的各种意义压缩在一起的“实”;汉字，尤其是“智”字原型就是被压实意义的语义学真空的“名”;中华智谱统整之“辩”就是通过轴的概率称量来打开世界，赋予轴的不同部分以不同的刻度，让张衡《灵宪》思想的“实”，通过“智”字原型的“名”概率称量为“取实予名”的中华智谱。

第一级智谱:灵性。“圣人无心，因兹以生心，故灵宪作兴”。张衡《灵宪》思想的灵“因兹以生心”为人的心灵，人的心灵“寻绪本元”的真空意义，“生心”为道根的能量之矢、道干的信息之知与道实的文化之智，形成“智”的原型，所以，灵性是打开的第一级智谱，它对应于人的真空体，是美育教育的内涵。

第二级智谱:矢性。由时间方向和空间速度“生心”的矢性，是古人将他们体验到的天地能量结晶成这个“智”字，现代的宇宙大爆炸模型正好折射出了它的这种能量特征。矢是灵宪“道根”之“实”的智的原型之“名”。所以，矢性是打开的第二级智谱，它对应着人的物质体，是体育教育的内涵。

第三级智谱:知性。矢与口会意成“知”，现代的生物进化模型折射出“知性”就是生物的内部基因与外部生态的亲序性，亲序性的意思是:每个人的内部基因都亲近外部生态的秩序，表现为生物体总是按外部的信息指令活动。知是灵宪“道干”之“实”的智的原型之“名”。所以，知性是打开的第三级智谱，它对应着人的生物体，按知行合一的观点，是劳动教育的内涵。

第四级智谱:智性。“知”字与“日”字会意成“智”，其原型本意是，对知道的空间知识按时间合成为智慧，现代的心智科学折射出人类的智性就是将感知的自然信息代换编码为文化符号的特性。智是灵宪“道实”之“实”的智的原型之“名”。所以，智性是打开的第四级智谱，它对应着人的文化体，是智育教育的内涵。

第五级智谱:德性。在中华传统文化里为保证智性生产出来的知识是用来建设的而不是用来破坏的，便将知识纳入整体的道德智慧里。因此，中华文化的每一个汉字，它不仅给我们的是知识，还给我们运用这些知识的规矩，“以通神明之德，以类万物之情”。《灵宪》的“实始纪纲而经纬之”就是将知识纳入整体道德智慧里的德性体现。德性是打开的第五级智谱，它对应着人的伦理体，是徳育教育的内涵。

(四)人类智谱“灵宪”为男性智谱和女性智谱

张衡《灵宪》的“灵”，不是实体物，而是关系场，是阳极外放能量与阴极内收能量的交互场。心灵就是“灵宪”的能量交互场，如同生理的发育具有阶段性，心灵发育的阶段性就是人类智谱——“心灵矢知智德”。人类智谱再“灵宪”为阳极的“直、辟”——外放能量的男性智谱和阴极的“专(团)、翕”——内收能量的女性智谱。

太阳是产生光谱的原动力。以光谱学的原理来理解，当原子从基态被提升到较高的能态时，原子的内部能量增加，就把多余的能量以光的形式发射出来，产生原子的发射光谱，反之就产生吸收光谱。

而文化则是由太阳启动的热力系统。生产文化的人类智谱——“心灵矢知智德”，如果向阳极偏差，就是类似原子发射光谱的男性智谱:从内向外放射能量的盈冲悟感—冲动意向—审美感知—直线型思维—发展式生产，以及由男性直线型思维派生的男性次级智谱:外射—扩张—冲突—分裂—幻灭;生产文化的人类智谱——“心灵矢知智德”，如果向阴极偏差，就是类似原子吸收光谱的女性智谱:从外向内收缩能量的虚引悟感—引动意向—审力感知—圆通型思维—循环式生产，以及由女性圆通型思维派生的女性次级智谱:内敛—收缩—协调—整合—生成。

四、中华智谱统整对心理学、教育学综合创新的作用

中华智谱统整对心理学、教育学综合创新的作用，将分别以《东西方心理学的智谱整合》与《中外第四次教育创新的智谱方法》两文述之，在此因篇幅所限点到为止。

(一)中华智谱统整对心理学综合创新的直接作用

发源于西方的现代心理学是一门至今尚未做出过重大发现的科学。《心理学的体系和理论》的作者美国心理学家J·P·查普林认为，未来心理学的任务是最终发现一种能整合一切观点于一体的统一的原理。

为了使心理学能像物理学、生物学与化学那样通过重大发现而获得统一，今后心理学要以“东—西方心理学”的出现为标志，把《易经》、汉字视为动摇西方心理学的“阿基米德点”，整合西方的科学与东方的智慧，发掘人类的潜能。

以《易经》为元典，从《灵宪》思想之“实”与智字原型之“名”统整出的中华智谱，恰似进化论的发现对于生物学的整合，智谱能对人类进化的“大时间尺度心智”(大心理学)进行纵向排序;类似化学元素周期表的发现对于化学元素的整合，智谱能对个体成长的教育心理学进行心灵的纵向排序;宛如万有引力的发现对于当时天上的物理知识和地上的物理知识的整合，智谱能对人类进化的“大时间尺度心智”(大心理学)进行横向整合;宛若电磁场的发现对于电与磁的整合，智谱能对个体成长的教育心理学进行心灵的横向整合。

(二)中华智谱统整对教育学综合创新的间接作用

“教育方法论是人类心智的抽象过程”。但教育学在方法论上至今和心理学一样没有获得像自然科学那样的适合该领域的方法，而教育学没有一种适宜的方法，就不能有教育学知识的发展。

作为对人类智能的新抽象——智谱，可以为中外教育学的第四次创新间接提供方法。人类第四次教育创新问题的当前状态是:互联网将人脑与地球乃至宇宙连结在一起;人类第四次教育创新问题的目标状态是:通过个体人生的纵向协调和横向协调，实现人类社会与生物圈的协调;人类第四次教育创新问题的“应答域”是:用什么方法，将互联网把人脑与地球乃至宇宙连结在一起的当前状态，即教育条件，转化为人类与生物圈协调的目标状态。

就中国而言，中国第四次教育创新问题的当前状态是:中华文化复兴;中国第四次教育创新问题的目标状态是:人的全面发展;中国第四次教育创新问题的“应答域”是:用什么方法，将中华文化复兴的当前状态，即教育条件，转化为社会主义的人的全面发展的目标状态。

总之，智谱直接促进心理学的综合创新，形成人类智谱层级模型，并可将中外第四次教育创新的“应答域”转化为原创教育学的方法论。

篇2：印刷工艺与智能标签印刷研究论文

摘要：

作为我国的四大发明之一，印刷术正伴随着社会的进步不断发展。然而，伴随着人们审美的提升，以及对信息需求的持续增加，印刷技术受到了一定的挑战。为了使印刷品更加美观耐用，技术人员不仅对印刷的材料加以改造，印刷的技术和方式也在不断更新。近年来，电子工业和油墨技术不断发展，进而为印刷工艺开辟了一条新的道路。文章具体探讨了印刷工艺与智能标签印刷。

关键词：印刷工艺；智能标签；电子

智能标签又称为射频识别，是一种新型的通讯技术，其可以通过无线讯号对特定的目标进行数据的分析和读写，这种读写不需要识别系统和目标进行机械或者光学的接触。其是通过电子技术和计算机技术的结合，进而使标签的制作与印刷达到了一个新的水平和高度。这种标签与条码扫描相似，对物联网领域的发展和进步有重要的意义和作用。

1智能标签简介

智能标签是一种电子标签，由天线和芯片组合而成。其中，芯片主要实现数据的接收与传送功能，由阅读器发出射频信号，通过对信号的读取使阅读器、天线、计算机网络三者之间相互连接，进而形成一个电子模块。阅读器将来自天线的特殊信号发送给某个区域内的电子标签，然后再将反馈信息加以处理，最后输送给计算机网络，从而为管理人员提供该商品的相关信息。智能标签为商品的防伪、管理、运输、保质等诸多方面提供了便利，满足了人们对信息的需求。与传统的条形码相比，电子标签的防伪效果更佳，且其功能更多。目前，电子标签的天线普遍采用2种方法进行制作：一种是冲压法，另一种是蚀刻法。这2种方法的制作成本较高，对电子标签的推广使用造成了一定的阻碍。因此，电子标签需要开展新的制作技术。其可以通过印刷导电油墨的方式进行天线的制作。这种制作方法能有效地节约成本费用，并且不论是从材料的消耗量还是从产品的生产效率上看，都是最合适的生产方式，能够有效提高电子标签天线的生产效率，降低生产成本，进而使电子标签更进一步地推广和使用。

篇3：印刷工艺与智能标签印刷研究论文

2.1印刷工艺的比较

目前我国的印刷方式大体可以分为2种：一种是传统印刷方式，另一种是数字印刷工艺。其中传统的印刷具有凸印、凹印、胶印等多种方法，采用的.印刷方式是压印刷。较为现代的数字印刷是一种无压印刷工艺，其中包含静电摄影、喷墨印刷等多种印刷方式。承印材料上的图文内容直接由计算机进行转印。目前最为普遍使用的印刷方式为胶印，胶印机如图1所示。在我国，一半以上的出版物采用的都是胶印印刷的方式。能够进行承印的材料的种类较多，例如各类纸张、纸板、塑料、金属等都可以胶印。胶印还有一种无水胶印的印刷方式，其由硅胶树脂组成印版的空白部分，在进行硅胶树脂印刷的时候，不吸附油墨。由于缺少了水的作用，进而使操作更加简单方便，并且质量较高，具有一定的精准度。无水胶印印刷后所得到的墨膜厚度大约在0.5～3.0μm之间。在无线线圈印刷中选用胶印的印刷方式，具有效率高、精度分辨率大的优点。但是胶印的墨膜厚度不够，与线路印刷的要求不相符合。为了解决这一问题，工作人员可以多次反复印刷，进而加大墨膜的厚度。然而这种方式会影响印刷的精确度，为精细线路的套准控制带来了挑战。包装和装潢印刷主要采用的是柔版印刷的方式，其主要采用纸张、纸板、塑料薄膜等材料进行印刷。柔版印刷是一种直接印刷的方式，其选用1～5mm厚的柔性感光树脂进行制版，并且选用卷筒纸印刷，具有印刷速度快、效率高的优点。采用这种印刷方式，所得到产品的油膜年度处在0.01～0.1Pa.s之间，可以选用水基油墨、UV固化油墨、溶剂型油墨印刷。但是柔版印刷具有分辨率低的缺点，通常为60L/cm。不过进行精细印刷可以达到80L/cm，墨膜的厚度大约处在6～8μm之间，满足天线印刷的需求。近年来，薄版技术不断发展，柔性印刷改善了原有分辨率低、精确度不高的缺点。然而，其仍旧存在一定的不足。近年来，喷墨印刷技术飞速发展，是一种功能性较多的印刷工艺。这种无压印刷工艺可以将计算机中的信息直接喷涂到各种不同的材料上。其具有复杂的油墨系统，所使用的油墨有多重类型，可以是热熔型、水基型，也可以是UV固化型，其油墨的粘度大约为10mPa.s。静电摄影是一种较为普遍的电子印刷技术。其又成为激光印刷或者静电复制，不过到目前为止，这种技术还没有应有于智能标签的生产中，也缺乏相应的使用优势。

2.2印刷工艺的应用

采用印刷的方式进行智能标签天线的制作具有5点优势：成本低廉、操作简单、产量大，能够有效地节省生产时间；运用轮转的方法印刷速度快，且能够有效地提高生产的效率和油墨转移的能力，例如StorkPrint公司制造的RSI丝网印刷标签专用生产线（见图2），能够连续印刷50万m；传统的蚀刻方式会产生大量的废料，进而造成严重的环境污染。然而印刷技术可以采用导电油墨在材料上直接印刷，对化学试剂的依赖性较小，具有环保的优点；天线的制作可以在不同的材料上进行导电油墨的印刷。如果选用丝网印刷这种万能的印刷方式，则能够更加灵活地选择标签底材；印刷技术可以满足各种不同的天线样式设计，进而使天线的样式更加丰富。因为其能够进行多样式的设计，所以可以在更多形状上进行标签的黏贴，例如，曲率、角度不同的物体表面。不仅如此，通过印刷制作的导电油墨天线能够承受巨大的外部机械压力。具备黏性流体的特征，且弹性更强，在标签受到挤压变形的时候，其具有一等的承受能力，进而使标签表现的更加可靠和稳定。

3结语

综上所述，为了更进一步发展智能标签，采用印刷工艺是必不可少的。其能够有效地提高智能标签的使用功能，减少制作成本，使制作更加简洁便利，进而大大提升智能标签的质量，为人们的生产和生活带来更多的便利。

[参考文献]

[1]田海英.数字新技术在标签印刷中的应用及发展趋势分析[J].印刷质量与标准化，（11）：16-18.

[2]李琳娜.智能标签的理想与现实[J].标签技术，2013（3）：33-34.

[3]李丽，孙宝卫.智能标签及印刷技术[J].印刷质量与标准化，（2）：56-59.

篇4：基于手持设备的智能球研究与设计论文

基于手持设备的智能球研究与设计论文

球形运动装置是最近十几年出现的一种新型移动结构形式,它的典型特征是具有一个球形外壳且将其运动机构、控制系统、电源等都包含在球形外壳的内部,通过重心偏移、动量守恒等内部驱动方式实现可控运动。球形运动装置具有良好的动静态稳定性和运动灵活性,能够在比其直径略大的狭窄弯曲空间内运动,即使与其他物体发生碰撞或跌落,也可以自动恢复稳定状态,不会像轮式、足式、履带式等传统移动装置那样发生“翻车”问题，因此在复杂未知环境中应用优势显著。

1相关工作

一般认为第一个真正的球形运动装置是由Halme 等于设计完成的，这个球形装置利用一个可在球壳内滚动的带有支撑杆的内驱动机构打破系统的平衡,实现装置的全向运动[1]。Halme等人分析了该装置的越障、爬坡等运动性能，但这个球形运动装置的运动可控性与稳定性较差。Bicchi等设计的球形运动装置是放置一辆双轮小车于空球壳中，利用小车运动打破装置内部的平衡从而使装置运动,他们只做了简单的仿真,没有实验结果。Bhattacharya 等设计了一个具有对称结构的球形运动装置，与球壳相连接的两个相互垂直的电机驱动转子高速旋转,由于角动量守恒导致球壳反向转动,由此产生装置的运动,仿真和实验结果表明该球形装置的运动精度比较差[2]。Mukherjee等提出了一种球形运动装置的概念设计,其内部从球心位置伸出4根辐条,盘式电机控制重物沿着辐条运动改变球的重心,实现球形运动装置的全方位运动,球壳内部的支撑腿和摄像机可从球壳内伸出,完成战场侦察、环境探测等任务[3]。Javadi等设计的球形运动装置也是通过调整4根辐条上的配重来改变球形运动装置的重心,但辐条的布置方式不同,他们只在很小的运动范围内进行了仿真和实验[4]。瑞典的Rotundus 公司推出了用于军事侦察与监视用的Rotundus 系列球形运动装置。Rotundus的内部设有一根中轴,中轴上悬挂一个摆块,在电机的驱动下,摆块向前(或向后)摆动时球形运动装置滚动前进(或后退),摆块向侧方移动时则进行转向[5]。Rotundus内部可安装相机、无线电通信设备等部件,可在一定距离范围内为使用人员采集和传输特定区域的信息。孙汉旭等设计了一个类似万向节结构的全方位运动球形装置,通过两个垂直轴上布置的电机调整配重位置的方式来实现球形装置的全方位运动。战强等设计了两种不同结构的、直线运动与转弯运动解耦的球形运动装置,通过两个电机分别驱动重物实现重心偏移,使球形运动装置实现直线和转弯运动[6]。

2 智能球控制系统

智能球控制系统是基于Android和蓝牙功能的手机终端进行通信,手机终端安装了应用控制软件, 可以进行数据传输。利用手机蓝牙遥控智能球的行走，以蓝牙手机作为客户端，智能球上的蓝牙模块作为服务端，通过串口仿真协议进行通信。它具有编程灵活、自由、易于控制、稳定性能好、扩展容易等优点。实现了智能球的前行、倒退、左转、右转和停止等功能，将手机变身为遥控器，为人们的带来方便。

2．1 手机客户端设计

手机客户端设计采用的是Eclipse开发环境，Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台，还需要为Eclipse安装一个开发J2ME程序的EclipseMe插件，为了在电脑上方便模拟自己开发的`程序，还需要安装无线开发工具WKT。

2.1.1 初始化本地蓝牙

初始化本地蓝牙设备，建立LocalDevice类，包括取得本地设备实例、蓝牙名称、设置发现模式、获得发现代理。

2.1.2 搜索蓝牙设备

搜索周围蓝牙设备，每发现一个设备就调用监控接口deviceDiscovered，在这个接口中添加自己的代码，把搜索到的设备记录在List列表中，搜索设备完成调用接口inquiryCompleted（）。完成搜索后，把搜索到的所有设备显示出来。

2.1.3 搜索蓝牙服务

在识别列表List中，选择一个需要的设备，开始搜索服务，发现服务时自动调用接口servicesDiscovered（），并把服务记录在serviceRecord，服务搜索完成调用接口serviceSearchCompleted（）。

2.1.4 建立连接

根据上一步搜索到服务记录serviceRecord，建立连接要获得URL，调用接口函数serviceRecord.getConnectionURL（），打开连接Connector.open(url)，并打开数据流openDataInputStream（）和openDataOutputStream（），就可接收和发送数据。

2.1.5 监听键盘事件

由Canvas 类监听按键事件，当有按键按下时，自动调用keyPressed（）,并传入按键编码，发出控制信号，控制智能球的运动。

2.2 智能球服务端设计

智能球服务端的设计包括：蓝牙串口通信设计、单片机编程设计、电源电路设计和直流电机驱动设计。下面介绍蓝牙串口通信设计和单片机编程设计。

2.2.1 串口通信设计

蓝牙模块与单片机之间的通信使用虚拟串口实现的，串口为标准配置：波特率9600、检验位NONE、数据位8 位、停止位1 位。中断接收函数只要是负责接受蓝牙发送过来的数据。

2.2.2 单片机编程设计

由于无线接收器和单片机通信的方式是串口，为了是智能球能迅速响应上位机发送来的信号，单片机使用串口中断的方式，在main函数里面主要就是处理中断接收到的数据，并控制电机的转动。

3 智能球运动系统

智能球三维实体模型如图1所示。该智能球基于重心偏移的原理实现可控运动,其内部结构主要包括小车、电机、中空轴、重块和摄像头。其结构关系为:中空轴通过两端的两个滚动轴承连接在球壳上,并作为支架安装其他4个部件。小车固定在中空轴上,其两个车轮与球壳呈滚动摩擦接触;驱动重块的电机也固定在中空轴上,其输出轴端固定连杆,连杆的末端固定有重块,当电机旋转时可驱动重块绕电机轴左右摆动；就动力学控制来讲,智能球的运动学控制具有计算量少、实时性好等优点,但也存在动态特性得不到保证的缺点。采用旋量理论可推导其速度雅可比矩阵实现其速度级运动学逆解，利用可控性李代数证明该球形智能球系统是可控的。

智能球的运动原理是:小车沿球壳内壁爬升带动内部机构转过一个角度,使智能球整体产生重心偏移,从而驱动智能球进行直线运动。当重心偏移力矩和滚动摩擦力矩平衡时,智能球匀速前进,此时内部驱动机构与地面保持一个恒定的角度。

智能球的转弯运动是通过电机驱动重块在垂直于直线运动方向上摆动来实现的。当电机驱动重块转过一个角度时,会产生一个侧向偏心力矩,使球倾斜一个角度,此时与直线运动相组合即可形成智能球的转弯运动。

图1 智能球结构

4实验分析

为了验证结构设计的合理性及速度逆解的正确性, 对智能球进行了圆形轨迹运动实验, 该智能球的直径为200 mm。实验过程中利用单目CCD摄像机拍摄球形智能球的位置图像, 并通过视觉处理手段获得其型心位置,然后将实验测得的运动轨迹数据与理论数据进行比较。圆形轨迹运动实验方法是以不同的转弯半径进行圆形轨迹运动,考察其圆形轨迹运动的稳定性和最小转弯半径。实验中智能球运行轨迹直径为1. 6 m，运行过程中智能球偏移理想轨迹的最大误差约为0. 05 m，这是由于地面不平所导致的。实验结果证明了智能球可以实现圆周运动,智能球的圆形轨迹运动误差在轨迹直径长度的5 %以内。

5 结论

本文根据球形运动装置控制的特点，通过实验发现当对智能球采用开环控制时,由于系统的实际运行轨迹无法测量,而只能通过积分的方式获得,因此当受到外界干扰时,智能球的运动轨迹会受到较大的影响。为了使球形智能球以较高的精度运动,对其进行包括动力学在内的闭环控制系统，有效地对智能球进行运动构件的速度、加速度或位置的控制，并把智能球与手持设备蓝牙遥控技术整合为一体化智能球形运动装置。

参考文献

[ 1 ] Halme A ,Schonberg T ,Wang Y.Motion cont rol of a spherical mobile robot [C] ∥4t h IEEE International Work2 shop on Advanced Motion Cont rol AMC’96. : 100-106.

[ 2 ] Bicchi A ,Balluch A ,Prattichizzo D ,et al . Int roducing t he“SPHERICL E”: an experimental testbed for research and teaching in nonholonomy [ C ] ∥Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Au2tomation. 1995 :2620-2625.

篇5：物联网智能网闸的研究与应用论文

物联网智能网闸的研究与应用论文

随着物联网技术的不断发展以及生产运营精细化管理的需要，信息网络与控制网络的互联互通已是大势所趋，但是网络安全问题也随之而来。本文介绍了一种基于物联网的智能网闸设备，详细阐述了智能网闸的原理、架构、技术特点。该设备不但具备智能网关的功能，而且具备网络物理隔离的功能，在物联网领域中得到了广泛的应用。

1 引言

工业物联网依托自动化、信息化和业务智能化技术，它的建立使经营管理层与车间执行层实现了双向信息流交互，消除了信息孤岛与断层现象[1]。但信息网络与控制网络实现互联时，如何保证过程控制网络的安全就成了一个严峻的问题。特别是对于石油、电力、钢铁等行业，对连续生产的安全性和可靠性有着极高的要求。控制网络一旦受到了恶意攻击，感染了病毒、蠕虫，很可能导致整个控制网络瘫痪。因此，在网络互联的同时必须采取有效的手段保护控制网络，防止来自外网的各种威胁。

传统的方式是选择网络防火墙等设备来解决网络安全问题。网络防火墙虽然具有较强的抗攻击能力，但它是提供信息安全服务、实现网络和信息安全的一种基础设施，用于满足各种通用的网络应用。防火墙只能做网络四层以下的控制，对于应用层内的病毒、蠕虫都没有办法，不能满足工业网络较高的防护要求[2]。

2 智能网闸的原理

智能网闸是专为工业网络应用设计的.安全设备，用于解决工业控制系统的数据如何快捷、安全传输到信息网络的问题。它与防火墙等网络安全设备本质不同的地方是它阻断网络的直接连接，只完成特定工业应用数据的交换。由于没有了网络的连接，攻击就没有了载体，如同网络的“物理隔离”。由于目前的安全技术，无论防火墙、UTM等防护系统都不能保证攻击的强制阻断，入侵检测等监控系统也不能保证入侵行为完全捕获，所以最安全的方式就是物理的分开。智能网闸可以实现在物理层、链路层和应用层不同级别的隔离。根据不同的网络隔离，即保证数据传输的效率，也保证足够的安全等级。物理层隔离是通过专门电路，在物理层实现电信号的单向传输，确保被保护一方的绝对安全。

3 智能网闸的架构

3.1 智能网闸的硬件架构

如图1所示，智能网闸内部两端由两个独立主机系统组成，每个主机系统分别具有独立

图1 智能网闸的硬件架构图

的运算单元和存储单元，各自运行独立的操作系统和核心程序。连接保护网络的一端为控制端，负责接入到SCADA控制网络;另一端为信息端，负责接入到信息网络。

每端主机的硬件均采用高性能嵌入式计算机芯片，底板上各有多个以太网接口用来连接要隔离的两个网络。每侧主机的总线上各安装一块专用隔离通信卡实现双机之间的数据传输，数据流向为内网数据单向流向外网。设计了专门的硬件看门狗时刻监视系统状态，保证装置的稳定、可靠运行。

3.2 智能网闸的软件架构

如图2所示，智能网闸的控制端与信息端主机分别运行嵌入式高性能工业通信软件。智能网闸隔离设备中运行独立的通讯数采软件，控制端提供基本的设备数据采集，如主流PLC、智能仪表、智能设备、各种标准协议(如Modbus，DNP，IEC-104，Bacnet，OPCClient)，实现对各种设备数据的接入。

信息端主机提供数据服务，支持以标准协议将数据转发给第三方系统或各种数据库。并且具有一系列高附加值的功能模块，如报警服务，存储系统，断线缓存，脚本引擎，触发器等。

图1 智能网闸的软件架构图

4 技术特点

4.1微内核技术

智能网闸采用ARM+Linux/RT-Thread平台，内核中除了与工业标准通信的服务与端口外，裁剪掉了其它所有无关的网络服务、系统功能，屏蔽了无关端口，进一步提高了系统安全性和抗攻击能力，免于hacker对操作系统的攻击，并有效抵御Dos/DDos 攻击。

4.2 网络隔离技术

智能网闸采用截断TCP连接的方法，彻底割断穿透性的TCP连接。智能网闸的控制端与信息端主机之间采用专有的网络隔离传输技术。物理层采用专用隔离硬件，链路层和应用层采用私有通信协议，数据流采用128 位以上加密方式传输，更加充分保障数据安全。

通过物理隔离与专有隔离传输技术，实现了数据完全自我定义、自我解析、自我审查，传输机制具有彻底不可攻击性，从根本上杜绝了非法数据的通过，确保控制端不会受到攻击、侵入。

4.3 数据点访问控制

智能网闸实现了对工业现场通信协议的解析，可以实现工业控制系统具体测点的安全控制，更可以实现现场设备具体寄存器地址的安全控制。

4.4 单向控制

数据的流向完全是由控制端单向传输到信息端，这种限制保障了控制端的数据可及时、完整的传到信息网，又可完全杜绝外网的错误数据、恶意数据、病毒等传向控制端。

4.5 可靠性技术

智能网闸采用基于RISK架构，采用低功耗、无飞线、无风扇设计，具备断电保护、链路冗余、多层看门狗(硬件看门狗+软件看门狗)等功能，最大限度的提高了可靠性，是一种真正的工业级设备，

4.6平台开放技术

智能网闸是一个完全开放的平台，任何开发者都可使用智能网闸提供的开放接口来开发相关的应用，如采集驱动，数据应用等，支持C/C++、WebService等多种开发形式。开发者可通过这些接口快速方便的访问智能网闸中的任何信息，并可扩展智能网闸的功能。

5 结语

智能网闸设备具备安全性高、稳定性好、适用性广等特点，该设备可以较好的解决企业内外网之间的数据安全传输问题。随着物联网理念的逐步深入，智能网闸设备在SCADA控制网络接入企业信息网，企业各个子系统之间的数据通讯等领域的应用将会更加广泛。

篇6：试论色彩传感智能手套设计实践与研究论文

试论色彩传感智能手套设计实践与研究论文

一、为盲人设计的智能穿戴设备发展背景和文献综述

盲人群体是残疾人这个群体中的一个比较大的特殊群体，我国也是世界上盲人数量最多的国家，而且社会各界一直都在热切关注着盲人问题。他们主要依靠盲人手杖及脚对地面触觉做出的反应，以及对环境中的声音和气味做出的听觉和嗅觉反应来感知他们周围的事物。盲人的其他一般知觉要比正常人强很多，比如触觉、听觉以及嗅觉等，这主要是由于他们无法像正常人一样使用视觉来了解他们周围的事物而只能靠他们的听觉、味觉以及触觉来感知世界。

进入21世纪以后，智能穿戴技术取得显著进步，并开始进入普通人的视野和生活。现在针对盲人的所开发的智能服装产品不断出现的新想法，用智能鞋为盲人导航的设计，智能鞋内置蓝牙技术，通过触觉反馈和GPS模块来为穿着者提供导航，试图通过类似回声定位的技术和声音提示帮助盲人确定身边物体的位置等等。其原理都是利用智能设备辅助身体其他部位代替眼睛去确定或者观察事物。例如：试图通过类似回声定位的技术和声音提示帮助盲人确定身边物体的位置谷歌眼镜。

二、色彩传感智能手套设计实践与研究

21世纪是智能的时代，顺应时代的发展智能服装也应时而生，它使整个领域的智能化理念更加深入，使材料越来越智能化，设计越来越人性化，工艺越来越效率化，功能越来越合理化，穿着也越来越舒适化，在带给服装更多附加值的同时可穿戴设备以其集便携和智能于一体的特性，将会逐渐渗透到人们的日常生活，改变人们的生活方式。这款色彩传感智能手套是为失明的儿童所设计的，让失明的儿童带上这种手套，通过双手触摸画面，手套就会根据画面颜色的变化，手套的温度发生变化，使失明的儿童可以通过温度感受到颜色，颜色的变化和图画的形状，通过这种方式去学习绘画，进行绘画创作。以后盲文书籍也可以出现插图了，盲童在手摸读盲文书籍的同时可以通过另一只带上这款可以感受颜色的手套，在阅读中体验书中图文并茂的乐趣。如果智能改变我们的生活，那么它更应该能够改变残障人士的生活——因为后者更加需要。

目前这些针对盲人设计的智能产品仅仅是提供给盲人在行动便利或者是满足他们基本生活的需要，而且产品人群定位几乎都是成年盲人，没有针对为盲童所需要设计的智能产品。儿童是祖国的花朵是祖国的未来，他们需要的社会的关爱，需要艺术的熏陶和知识的学习与积累。盲童同样需要这些，而且他们需要更多的关爱同时也更渴望得到知识。所以针对这个问题，我进行了深入的研究，为盲童设计研究了这款可以感受颜色的手套。

1.设计理念

这款色彩传感智能手套是为失明的儿童所设计的，让失明的儿童带上这种手套，通过双手触摸画面，手套就会根据画面颜色的变化，手套的温度发生变化，使失明的儿童可以通过温度感受到颜色，颜色的变化和图画的形状，通过这种方式去学习绘画，进行绘画创作。以后盲文书籍同样可以出现插图，盲童在手摸读盲文书籍的同时可以通过另一只带上这款可以感受颜色的手套，在阅读中体验书中图文并茂的乐趣。

2.设计原理

这款色彩传感智能手套是根据颜色的冷暖色原理设计的，凡是用色彩表现的绘画、设计等艺术作品中必然存在色彩冷暖关系 。色彩学上根据心理感受，把颜色分为暖色调(红、橙、黄)、冷色调(青、蓝)和中性色调(紫、绿、黑、灰、白)。在绘画、设计中，暖/冷色调分别给人以亲密/距离、温暖/凉爽之感。

而这款可以感受颜色的手套反向利用这个原理，通过温度的`冷暖来感受色彩。

通过嵌入的方法使电子元件(颜色传感器，温度控制器，温度检测器，控制器和其他辅助的电子元件)与手套相结合，制成可以感受颜色的手套。通过颜色传感器(TCS3200)静态识别物体颜色，并根据颜色信息输出不同频率，将输出的频率传入单片机MC9S12XS128中，通过单片机对频率采样计算后得到颜色RGB数据。温度控制器根据颜色传感器(TCS3200)静态识别颜色RGB数据控制手套温度，使手套产生不同的温度，使失明的儿童通过温度来感受颜色。

三、结论

1.这是一次艺术与科技结合的尝试：把先进的传感技术与艺术绘画元素相结合，设计出智能化的产品——色彩传感智能手套。

2.色彩传感智能手套这款智能化产品设计：为喜好艺术绘画的受众群提供了更多元化的绘画体验方式，同时也为特殊失明人群体验绘画带来了可能。

3.利用智能的技术与绘画技巧和色彩属性相结合是第一款为盲人设计的可感受色彩的智能服饰产品。设计的创新点在于使看不见的人可以完成看得见的事情，用一种不同的方式去体验色彩，去体验绘画，把这种不同的绘画感受和绘画技巧运用到失明儿童的绘画教育领域和知识阅读领域，使他们一样可以的享受绘画创作及阅读的乐趣。

打破了一种局限，在绘画中不只可以用眼睛去观察事物还可以用温度去感受事物。把色彩元素和温度元素结合，利用温度感受色彩，充分的利用了色彩的属性，更好地感受和表达事物，把失明的人们从黑暗的世界里带出来，让他们感受我们一样缤纷五彩的世界。

色彩传感智能手套传达和表现的不但只是款智能服饰的产品，更是对这些特殊人群的一份人文关怀和对生命的感恩和敬意。

篇7：基于智能体服务的云计算架构研究与分析的论文

引言

随着国际互联网应用技术的快速发展，特别是近年来，以博客、内容聚合、百科全书、社会网络)和对等网络等为代表的Web 2.0广泛应用，使得网络数据量和网络用户数高速增长，网络服务的数据处理能力面临着严峻挑战。为了通过互联网将海量的存储与计算资源进行整合和优化，充分提高资源利用率，使互联网服务更加敏捷和随需应变，云计算融合了分布式计算、虚拟化技术、并行计算、网格计算及效用计算的优点应运而生，并且成为目前国内外研究的热点问题。云计算有许多特点，如低成本、灵活性、可伸缩性、安全性、可靠性、多租户、自适应性和提供服务等级协议等。

云计算已被诸多企业和科研机构接受和使用，针对云计算平台和架构的研究也层出不穷。文献中提出了一种基于虚拟技术和面向服务架构SOA的云计算架构，文献描述了云计算和SOA之间的联系，对云计算平台结构和云服务应用进行了分析，提出了一种基于事件驱动服务的云计算服务体系，但仅对云计算的软件即服务层Sans进行了说明，未体现云计算的其它两个层：即平台即服务层Paas和基础设施即服务层Iaas。

针对云计算平台和结构的研究还很多，但大多都是提供一个虚拟的云环境，用户还得根据需要重新定义服务和需求。提出一种云计算服务统一的架构显得尤为重要。

本文提出的基于智能体服务的云计算架构，能充分发挥Agent智能体的优势，为用户提供智能化服务，采用事件驱动和基于语义的方法能够实现混合云的功能。引入了基于本体和策略的方法能为公有云和私有云提供运行框架。

1Agent技术及其应用

Agent技术最早是由美国麻省理工学院的著名计算机学家和人工智能学科创始人之一Minsk提出来的，最初源于人工智能领域。针对Agent的定义很多，特别是来自人工智能界的研究人员认为：Agent除了具备自治、自主等基本特性外，还应具备一些通常人类才具有的能力，即Agent就是具有某类知识，且具有能力和愿望并可做到其能做成的事情的“计算实体”。

Agent不断完善信息服务的方式、质量和内容，以满足用户的个性化需求。在信息服务中引入Agent技术，能够实现智能化、个性化的服务。Agent技术应用方面：如美国的密歇根州大学曾将数字图书馆和三种类型的Agent用户接口Agent、中间Agent和收藏Agent进行融合，能够根据读者个人喜好的'文档实现传送和呈现贮存的信息。新加坡国立图书馆、美国加州数字图书馆、华盛顿大学图书馆等都把Agent技术运用于网络信息服务中，开展个性化服务，并获得了成功。

篇8：基于智能体服务的云计算架构研究与分析的论文

建立的基于智能体服务的云计算架构如图1所示，共分为五层：基础设施即服务层laas、平台即服务层sans、软件即服务层sans、运行环境层和智能即服务层。其中智能即服务层是整个架构的核心。

2.1运行环境层

该层是虚拟层，整个架构通过平台即服务层和基础设施即服务层提供虚拟的运行环境。用户可以拥有多个运行环境，每个运行环境可以是一个云，或者是用户定义为云的其它事物。各运行环境之间建立了某种关系，这种关系通过用户编写的XML文档生效，用户还可以通过XML文档设置访问权限。

2.2软件即服务层

运行环境层通过该层可以访问各种应用和服务，如企业资源规划ERP、客户关系管理CRM等金融服务和其它任何通过该层可以访问的软件服务。每个运行环境拥有各自的软件即服务层，这两个层一起能够实现云计算的多租技术。

2.3智能即服务层

该层在整个架构中起着重要的作用，一旦智能体感知到了响应，相应的任务就会被调用，最终提供相应的服务。

(1)事件控制智能体

工作流程：事件感知器感知到状态变化或其它Agent的任务请求时，首先查询策略库，查找是否存在与该任务情况类似的服务策略。若存在该策略，则直接送交给服务执行智能体进行执行;若不存在该策略，则经过事件转化器和任务规划器，尝试新的规划并将记录结果保存至知识库，再经过任务规划器重新规划，生成规划序列并送至服务执行智能体。事件控制智能体包括以下智能组件。

事件感知器：是Agent与外界的接口，负责发现和接收运行环境的状态变化或其它Agent的任务请求。事件转化器：根据事件处理网络EPN中预先设定的处理程序，负责转化事件，包括事件合成、分解、协调等。

任务规划器：负责建立中短期的行动计划，是一个局部的规划。局部性主要体现在：第一，每个Agent根据自己对世界和其它Agent的认知模型、自身的状态、目标集合，及以往的经验规划自身的行为，而不是由某个Agent的全局进行规划并将命令分发给其它Agent。第二，Agent并不需要对它的目标做出完全的规划，而只要生成近期的动作序列即可，因为世界是发展变化的，很多情况无法预测，长期规划可能会因为情况的变化而失效。

任务规划器需要从世界模型、其它Agent模型、目标集合、经验库和自身的状态等数据结构中提取信息，经过局部规划器，产生近期的动作序列，提交给知识库系统中的决策器。任务规划器总是试图在经验库中找到与当前情况最为类似的前提条件的范例，再参考其它规划和结果做出新的规划。如果找不到前提条件和当前情况的差异小于某个闽值的范例，则任务规划器只能尝试新的规划并将记录结果保存在知识库中，方便以后查询和使用。

(2)服务执行智能体

工作流程：服务执行智能体接收事件控制智能体发送来的任务规划序列，经过访问智能体将任务序列进行划分，再将任务序列逐个送至决策智能体，进行服务策略匹配。最终将匹配的服务结果经由访问智能体传送给执行智能体。服务执行智能体包括以下智能组件：

访问智能体：负责接收由事件控制智能体发送的任务规划序列，并将规划序列进行划分，逐个发送给决策智能体。并且接收由决策智能体最终确定的服务策略。

决策智能体：负责接收由访问智能体发送的逐个任务规划序列，通过服务查询智能体和知识库确定最佳的服务策略，并将结果发送给访问智能体。

服务查询智能体：针对每一个任务请求，查询知识库中的任务服务库，找到最佳的服务策略，为决策智能体提供服务决策。并且将每次找到的最佳服务策略存储在任务服务库中，方便以后查询。

执行智能体：负责接收来自访问智能体的任务服务策略，并通过企业服务总线ESB执行服务。

2.4平台即服务层

(1)策略库：保存Agent根据感知信息和当前状态做出反应的服务策略，包括用户分组、用户类别、用户信息、用户认证和安全策略等。每种环境都对应一个策略，当Agent感知到事件发生时，首先遍历策略库，若有最佳的服务策略，则反应器做出动作;若没有合适的策略，则信息被送到规划器和决策器进行推理和决策。

(2)任务服务库：存储执行过的任务服务策略信息，方便事件控制智能体和服务执行智能体执行服务。

(3)本体库：存储各种本体文档，包括事件模型和事件处理网络文档、事件与任务之间的关系等文档。

(4) SLA库：存储用户注册的服务等级协议信息，服务查询智能体通过用户的SLA信息查询最佳的服务策略。

(5)服务注册：注册一些服务描述信息及其服务质量信息，企业服务总线通过注册的信息，查询和选择服务策略。

(6)总线：包括数据总线和服务总线。数据总线用于云内部各库之间的数据传送，服务总线与服务注册相关联，实现了不同服务之间的通信和整合。

(7)云代理：与运行环境建立关系，可以实现与各种软件系统或其它云的融合。

(8)管理入口：超级管理员通过该入口不仅可以使用各种开发工具对云环境进行配置，而且可以设定每个用户所需的服务等级协议。

2.5基础设施即服务层

该层提供了虚拟化计算资源、网络资源和存储资源，并且能够根据用户需求进行资源的动态分配。相对于平台即服务层和软件即服务层，基础设施即服务层所提供的服务都较偏底层，但使用更为灵活。

目前，有关Agent智能体算法的应用很多，如：遗传进化Agent算法、多Agent协同强化算法、基于蚁群的多Agent算法等，都可应用于本文提出的云计算架构中，通过多Agent智能体之间的协同算法，可以实现云计算中服务的协同和调度，为云计算提供智能化服务。

3结束语

随着未来web 3.0时代的到来，以及物联网的实现，信息网络将提供更加人性化、智能化的服务。本文提出的基于智能体服务的云计算架构，由三个实体层、一个运行环境虚拟层和一个智能即服务抽象层组成，其中智能即服务层通过其它四个层发挥着核心作用。该架构引入了本体理论和Agent智能体技术，具有很强的灵活性和智能性，通过云代理，可以实现与其它云或软件系统的交互和融合，为用户提供智能的云服务。

篇9：基于物联网的草莓无土栽培智能管理系统设计与实现研究论文

基于物联网的草莓无土栽培智能管理系统设计与实现研究论文

无土栽培是指不用天然土壤，使用基质或不使用基质，用营养液灌溉植物根系或用其他方式来种植植物的方法。无土栽培能够避免水分大量渗透和流失，克服土壤连作障碍，在节约用水、缓解耕地紧张等问题上优势突出，具有作物生长快、经济效益高，产品质量好，无污染、不受地区和季节限制、便于实现生产工厂化和自动化等优点，是设施栽培发展的高级阶段和重要方向。在发展速度快、栽培效益高，连作障碍明显的设施草莓栽培中，无土栽培的应用优势更为突出，且其可实现温室大棚立体栽培，显著提高经济效益和生态效益。无土栽培以人工创造的作物根系环境取代土壤环境，不仅能满足作物对矿物质营养、水分和氧气的需要外，还能应用人工技术对这些环境加以控制和调整，使其在品质方面按照需求发展。然而传统的应用人工对温室环境及其营养液进行控制、调整和检测，效率低下，容易出现错误和偏差。如何对无土栽培环境实施全方位实时监测、实时传输，根据生产要求及时调整环境参数，有效地提高生产效率和产品质量成为目前无土栽培技术的一大难点。随着农业物联网技术的发展，以传感技术与物联网技术相结合的全方位田间环境监控技术得到迅速发展。但所研制的产品功能普遍比较单一，扩展性差，更由于不能大批量生产，导致价格较高，没有取得较好的推广效果。设施农业物联网技术还没有出现一个可以在稳定性、经济性和通用性上均衡发展，最终占据市场主导地位的管理系统或管理平台。

本文利用先进的计算机技术对无土栽培温室大棚的生长环境进行科学检测、科学分析和有效控制，使其具有最为适宜的生长小环境，准确、及时掌握环境数据，科学控制草莓生长过程，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。设计的系统适用性好、扩展性强、稳定性好，经济性和通用性都相对较高。同时，可通过远程监控，实时分析，实现远程指导、实时动态教学和管理，实现智能温室的全自动化，也可以在广大设施农业领域中起到示范作用，实现“智慧农业”的推广和应用。

1 系统架构设计

本研究设计的无土栽培温室大棚物联网智能管理系统，可使生产或其他过程按照人们编制的工作程序自动进行监控，当被监控的对象运行时，无需人的直接参与。智能监控包括自动监测和智能控制2 个方面，即利用计算机对环境因素或生产过程各因素进行全天候不间断的实时监测，并根据实时数据和控制模型进行智能判断，根据实际需要给出实时控制方案，自动完成各设备的控制。本系统集传感器、自动化监测、自动化控制、通讯、计算等技术与专家系统于一体，通过预置草莓生长发育所需的适宜环境参数和控制模型，搭建温室智能化软硬件平台，实现对草莓无土栽培温室中温度、湿度、光照、营养液浓度、pH 值、EC 值和CO2浓度等因子的自动监测和控制。

1. 1 系统设计目标

本系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括空气温度、湿度、光照、营养液温度、pH 值、EC值、溶解氧、CO2浓度等环境参数，这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量，通过数据处理转换后经由GPRS 等网络向在线监测数据平台传输数据，由在线监测数据传输平台实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务。当某个指标超过设定值的时候，自动开启或者关闭指定设备。整个系统可安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效地将真实的草莓无土栽培生产环境信息展现在管理人员的面前，并实现智能化管理和控制。使草莓在一个充分优化的环境中生长发育，充分提高资源利用效率，减少病虫为害，节约养分、水分、能源及管理成本等，使管理精准、生产高效、生态安全。系统总体设计

1. 2 系统设计框架

无土栽培温室智能管理系统主要包含智能监测管理、智能控制模型和智能控制管理三部分。系统设计框架图见图2。其中智能监测管理系统主要由传感器、数据接驳器、集线器、数据传输终端及传输网络、数据存储器构成的在线监测系统，该系统主要负责水培温室环境因子的采集、处理和管理等。智能控制模型主要由草莓栽培专家系统、草莓生长发育各函数模型及其管理模型组成，主要实施对监测到的数据根据草莓生长发育与环境的关系模型进行科学分析、准确判别，实施控制方案的制定和发布。智能控制管理系统由控制策略程序和执行机构组成，执行机构由营养液调控系统、水分调控系统、pH 调控系统、EC 值调控系统、溶解氧调控基于物联网的草莓无土栽培智能管理系统设计与实现857无土栽培温室的环境智能监控系统设计框架系统、空气温度调控系统、空气湿度调控系统、光照调控系统等组成，执行机构的实施均采用电磁阀或电机控制。

1. 3 系统重要功能

1. 3. 1 温室环境的自动监测

通过在线监测系统能对所有影响草莓生长发育的温室环境实施全天候的在线自动监测。即可自动监测温室内的空气温度、空气湿度、光照强度、CO2浓度、营养液温度、溶解氧、pH 值、EC 值、营养液用量、灌溉水量等参数; 同时，可以监测温室外的空气温度、空气湿度、光照强度等参数。并且在线监测数据传输平台可以实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等。不但可以使管理人员或系统本身根据实时数据和历史数据实施精准的管理，同时，还可以使领导、专家及其科研、教学人员实时观察、掌握植物生长发育状况及其与环境因子的关系，并进行相关决策、研究和教学等等。

1. 3. 2 温室环境的自动控制

根据自动监测各环境参数及其系统设计的草莓生长发育模型、专家系统及其管理模型等，制定和发布的指令，智能控制系统可以实现温室环境的自动控制，主要包含棚内栽培营养液调节和更换，溶解氧的自动调节、pH 的自动调节、EC 值的自动调控、遮阳网和薄膜的卷帘、闭帘，水帘、风机的开和关，加温、降温、通风、排湿设施的开关、灌溉和增湿设施的开关等。所有系统既可以实施全自动的控制，根据需要也可以实施手动控制。自动控制可以单个温室为基本控制单位、室内单个控制设备为基本控制单元，利用计算机技术开发分布式控制系统; 基于分布式控制系统，开发利用动力供电线路( 交流220 V) 为母线的载波数据传输接口电路。

1. 3. 3 信息管理

本系统可以实现监测数据的自动存储和分析管理，监测数据的远程遥测与控制指令的远程传输管理，及其自动控制方案的制定与发布，包括根据营养液溶度、溶解氧、pH 值、EC 值等控制下限和上限进行自动的营养液调节或更换等控制方案; 根据棚内温度、棚内外光照强度或时间进行水帘和风机及遮阳网的卷帘和闭帘等控制方案; 根据棚内空气湿度大小制定的排风控制方案、根据作物需要或按照时间制定的`增湿控制方案等; 棚内营养液积温、空气积温、累计光照时间及气温湿度、营养液pH、EC 等影响水培植物生长发育的重要参数曲线图表的绘制管理。

2 系统的实现

2. 1 智能感知

无土栽培温室环境因子的实时监测是实现智能化控制的前提和基础。由于无土栽培植物生长受诸多自然条件的影响，如环境温度、湿度和光照及其营养液温度、浓度、pH、EC 等，信息采集量很大，所以本系统根据无线传感器网络具有数据采集量大、精度高的特点，可以为用户提供详细准确的设施农业环境的信息参数，且成本低，可减小人为活动对环境的不利影响等优点[5]，选择了无线传感网络实施温室草莓无土栽培的在线监测系统，该系统是通过新一代物联网数据远程传输系统实现的实时监测系统。该系统能够以最快、最稳定的方式采集、传输监测的温室环境实时参数，为项目系统集成用户提供最佳的方案。温室在线监测系统示意图温室环境在线监测系统主要分为三部分: 数据驳系统、远程传输系统、后台存储系。

2. 1. 1 数据接驳器系列

数据接驳器实现了任意传感器的数据接入功能，内置低功耗高速ARM 处理核心，可完成目标数据采集，通道校准、存储，设备诊断，设备休眠等功能，任意传感器输出信号均可通过数据接驳器转换成标准的MODBUS-RTU 协议输出，简化用户后端系统接入，并可与现有DCS、组态软件进行无缝连接，同时也集成了常用传感器供用户快速部署。

2. 1. 2 远程数据传输终端系列

远程数据传输终端能够满足大多数环境下的数据传输需求，全系列终端均支持ZA 系列数据接驳器，远程数据传输终端可利用WiFi 网络、以太网( RJ45 有线) 、GSM/GPRS /3G ( 手机网络) 、Zigbee 无线自组织网络、北斗一代进行数据传输。终端支持远程巡检，自动采集，低功耗控制，远程配置，远程预警，GPS /北斗定位等功能; 大大增强了终端的适用范围，真正意义上实现了物联网中的“物物相联”目标。

传输终端配有数据存储平台软件( ZA DataCenter Service) ，支持MySQL /MS SQL /Oracle 数据库，最大可支持1 万个终端同时在线传输，同时支持插件式传感器解析模块，可方便系统扩展。通过不同传感器可以采集各类环境参数及其需要控制的技术参数。传输终端可接驳系列化智能数字传感器，单个传输终端可同时接入5 到10 路传感器，实现对传感器的自动识别。它具有超低功耗，自动关断负载电源，RTC 定时唤醒等的特性。终端节点支持太阳能、风光互补等多种供电模式，最大程度适应复杂的应用环境; 所有传输终端均采用专利低功耗技术，以GPRS 传输终端为例，在使用4 个智能传感器的情况下，使用普通太阳能能源系统( 约2 W) ，4 000 mA 蓄电池可连续工作2 年( 采集频率按5 min·次- 1计) 。

2. 1. 3 后台存储系统

ZA-DATA-CENTER 后台存储系统是为ZA 系列传输终端设计的后台存储服务软件，服务软件可将前端远程任意传感器的数据进行实时、定时的采集、并通过ODBC 泛用接口进行稳定存储，同时还负责检测终端及传感器设备状态、电池电量、定位数据等信息，用户可通过访问数据库中的实时表及历史表进行数据的访问及统计，也可通过服务器所提供的WebService 数据访问接口直接访问远程数据。ZA-DATA-CENTER 采用数据解析插件技术，用户可根据前端应用不同、传感器的不同，添加自定义解析插件，轻松实现系统的扩展和特殊应用需求，同时还可以通过插件接口API 开发自定义的数据访问接口。服务器采用内存池及并发连接处理技术，可同时处理大量、高频的数据请求及存储请求，非常适用于大规模终端部署及监测，增强了项目集成软件的稳定性。

2. 2 智能分析

智能分析即将监测数据实时通过网络上传到应用服务平台，应用服务平台通过云计算平台对环境情况进行计算分析，结合植物的生长发育各函数模型及其管理模型，精确判断其对环境参数对植物生长发育的影响，及时做出对环境参数调控的指令。本系统借助于现代信息模拟技术和历史栽培经验，开发建立了草莓生长发育模型，开发了草莓专家管理系统。本系统利用ZA-DATA-CENTER 后台存储系统，将采集到的传感器数据，在后台进行实时分析、处理和存储; 并能通过GSM/GPRS、3G 网络快速将数据信息同步发送到数据服务器，通过云计算平台进行精确的计算分析，与预置的草莓生长发育环境信息和生长发育模型、控制管理模型开展信息分析与研究，并与设定的预警值进行对比。根据理想的环境指标对栽培现场的环境参数通过控制系统进行精确调控，实现自动、智能的环境监控。

2. 3 智能控制

智能控制模型是智能管理系统的“大脑”，主要由专家系统、草莓生长发育各函数模型及其管理模型组成; 主要实施对监测到的数据根据草莓生长发育与环境得到关系模型进行科学分析、准确判别，实施控制方案的制定和发布。如在草莓果实成熟期当监测系统测得基质相对含水量低于65% 时，数据上传至智能控制模型，控制管理模型经分析决策，发出指令给控制系统使电磁阀开启实行灌溉，当实时测得基质相对含水量达到75%，智能控制模型即发出指令给控制系统使电磁阀关闭，停止灌溉。

2. 3. 1 分布式大规模数据存储平台

物联网技术应用普遍存在“存储使用难”，在海量的传感器数据信息下，数据的存储与交换存在技术难度，由于草莓无土栽培需传感器部署密度大、数据实时性强、要求后端存储系统具有高实时性及响应能力，一味地增加硬件来提升性能可以解决问题，从根本上解决不了规模化、产业化问题，另外在上层应用时也会遇到标准不统一、软件模块耦合过多等问题，这些问题都阻碍着物联网技术的应用与发展。ZA DataCenter 较好地解决了该难题，它是基于现代“云计算”技术的物联网专用数据存储与解析的系统应用软件，系统前端采用负载均衡单元进行分布式调度存储，数据存储稳定可靠，数据处理能力可达10 万次·s - 1，能够处理海量的数据，兼容不同数据交换协议，支持灾难性的数据恢复; 同时，软件具有良好的跨平台能力，能够支持Windows，Linux，Unix，FreeBSD 等主流操作系统。

2. 3. 2 数据库设计

ZA DataCenter 数据库存储、分析及处理监测系统的历史数据及实时数据，采用MySQL 数据库进行存储，主要由传感器历史数据表、实时数据表和信息表三张数据表构成。其中传感器历史数据表主要用于长期存储历史数据，用于上层应用中的图表显示、历史查询、分类查询等目的; 传感器实时数据表主要用于上层应用中定时刷新、实时显示等。通过数据库和图表分析技术，可对温室各环境动态数据进行实时分析并用曲线等直观方式进行显示，使管理系统或管理者及专家能及时准确的分析和判断，做出正确快捷的决策和处理。并通过开发出的可高度扩展的继电器控制模块等用户可以自定义某个参数达到或超过一定指标是否需要开启或关闭某个设备，如灌溉系统、加温系统、水帘风机降温系统、内外遮阳系统及营养液调节系统等，达到智能化控制。该控制系统不仅可以按参数值设置，还可以按时间间隔或定时设置，例如某个时间段开启或关闭某个设备。同时，可以通过预警值分析进行报警，当温室内各参数出现异常，达到设定报警值时，系统能通过手机短信、控制界面、系统广播等进行声音、图像等报警，提醒管理者尽快处理。通过远程管理软件平台和视频系统还可实现远距离监控。可将各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘，通过监控软件的智能决策，形成有效指令，直接指导控制执行系统或管理人员开启或关闭设备调节设施内的小气候环境，为草莓生长提供优良的生长环境。同时也可以利用该系统进行教学或科研数据的观测、采集，为相关项目提供便捷的视频、数据采集、存储和分析研究等。

3 示范应用

本研究针对草莓无土栽培精细化管理要求，自主开发了温度、湿度、光照、培养液温度、pH 值、EC 值、溶解氧、CO2浓度等多环境因素在线检测与灌溉、施肥、通风、光照等多控制系统融合的集联型控制系统，通过多环境因素的融合分析，自适应地驱动不同的控制设备，实现了草莓无土栽培温室环境的自动控制，并首先在杭州余杭农业科技园区和萧山生态循环农业示范园区开展试验应用，取得了良好的应用效果: 系统为草莓培育提供了最优环境，节约了成本和资源，提高了品质和产量，减少了病虫为害，提高了生产效率和生态安全。，栽培方式为基质栽培，对照为人工控制，人工控制处理的效果较为明显。

篇10：简析基于大数据平台的动态票额智能预分系统的研究与实现论文

简析基于大数据平台的动态票额智能预分系统的研究与实现论文

从2011年起，铁路在全路实行旅客列车票额智能预分，采用客流预测方法生成列车席位预分方案，达到了票额管理合理化、科学化、趟车效益增加，并且自预售之日起，保证始发长途票额分配合理，兼顾沿途需求，保障中间站的旅客发送，充分提高了中间站组织客流的积极性。为各铁路局客运组织实现挖潜提效、精细化管理起到关键作用作用。随着参与预分的列车不断增多，动车组列车购票习惯的变化，现有的预分方法和实现机制也存在以下问题：

(1)铁路列车近年来调图频繁，车次急剧增加，并且预售期延长，由调图带来的停站方案、开点变更、编组调整变化较大，导致预测计算量巨大，系统负载较重。

(2)以往的票额预分为预售期外一次预测并预分，预售期内调整完全依据人工调整，不容易及时发现问题，票额调整工作被动，且临近开车期间销售情况难以掌握。

因此，有必要针对参考期内席位售出情况和预售期内余票概貌等情况进行动态监测，研究票额动态预分的方法，并对预测数据、调整依据的计算进行基础架构改造，适应海量数据变化的需要。

1铁路客票大数据平台的研究与实现

随着客运历史数据的累积，以及全国铁路客运规模的快速扩展，全国铁路客票历史数据规模越来越大，数据种类也越来越多，仅仅依靠关系型数据库进行数据的管理和操作，已经不能满足需要。因此，以客运营销数据为基础，结合由客票生产系统产生的实时数据，采用开源分布式数据库构建大数据平台，实现铁路客票大数据平台的研究具有重要意义。

1.1Hadoop分布式并行处理

Hadoop是近年来炙手可热的开源分布式并行处理框架，用户可忽略对底层并行实现的细节高效的构建出并行的分布式程序。Hadoop主要包括2个组件：(1)与GFS类似的分布式文件系统，简称HDFS;(2)并行计算模型MapReduce，由JobTracker、TaskTracker等组件组成。

Hadoop的工作原理是将数据拆成片，并将每个“分片”分配到特定的集群节点上进行分析，每个数据分片都是在独立的集群节点上进行单独处理的，因此非常适合处理大数据量、非结构化数据。Hadoop集群的另一个特点是具有较好的可扩展性，随着数据量的增加，集群的处理能力将会受到影响，可通过添加额外的集群节点有效地扩充集群以解决问题。Hadoop集群的并行处理能力可显著提高计算效率，能达到实时或准实时数据处理的时效性。此外，Hadoop所需软件为开源软件，并能够很好的`支持商用硬件从而客运很好的控制成本，此外，Hadoop集群还具有故障容错的优点，当一个数据分片发送到某个节点进行计算时，该数据在集群其他节点上会保留副本，即使一个节点发生故障，该策略也能保证该节点数据的副本数据正常处理。

1.2铁路客票大数据平台数据源

铁路客票大数据平台主要来源于历史数据和实时数据两类。历史数据包括互联网订票数据、运能数据以及售票、退票、废票和改签数据。客票系统实时数据包括实时余票数据、实时存量数据以及取票轨迹数据。其中，实时余票数据从互联网售票的余票查询集群获得，实时存量数据和取票轨迹数据从铁路局中心的客票系统获得。

客票历史数据和客票系统实时数据通过ETL服务，进入铁路总公司营销数据仓库，通过数据建模组成数据集市提供报表、查询应用等服务;同时上述数据也进入Hadoop平台的HDFS，数据提供Hbase和Hive两种访问方式。

在票额预分应用服务层中，由客流预测应用服务器从Hbase中提取预测需要的样本数据，应用MapReduce实现客流预测算法，以实现客流预测结果。

客流预测结果通过铁路总公司客票系统服务器实现往18个铁路局(公司)分发。各铁路局客票系统服务器上部署预测执行子系统，将预测结果与席位实时存量数据结合生成预分方案，对铁路局中心席位库进行预分操作。

2基于客票大数据平台的票额预分系统

各铁路局售票历史数据通过传输软件进入铁路总公司营销系统，实时售票数据通过数据同步技术进入到铁路总公司营销系统，另外，来自于互联网售票查询集群的余票相关数据也进入到营销数据库，多个渠道的数据形成所需分析的数据源，通过Hadoop平台ETL装置进入铁路总公司营销数据仓库，在客流预测子系统中进行预测并且形成预测数据进入票额预分执行子系统，票额预分执行子系统形成预分方案通过传输下发到各铁路局形成预分方案，通过票额预分执行子系统作用于席位库，对生成的初始票额进行预分。在各铁路局通过票额预分优化子系统对预分效果进行实时反馈，形成优化方案供铁路局客运决策者进行调整，实现智能调整流程。

2.1客流预测子系统

客流预测子系统是该系统的核心系统。历史数据是对未来计划预测的重要依据，有效数据量越大、越全面，得到的预测结果也会与实际更为接近。目前，文献中最常见的客流预测方法是外推法，该方法有很多成熟的模型，如指数平滑、ARIMA模型、非线性回归模型、神经网络模型等。Vlahogianni,GoliasandKarlaftis指出神经网络在短期交通预测领域是最有潜力的技术，并且一些文献也归纳了神经网络的优点，如分布自由、全局最优逼近和容错性等，还有一些学者基于神经网络使用定量的方法建立了铁路客运量预测模型，因此，本系统采用神经网络构造预测模型。

2.2票额预分执行子系统

票额预分执行子系统的主要功能包括预分车次定义、预分天数定义、专家参数定义、预分方案审核、预分模板交路维护、预分方案查询及修改、预分结果查询等功能。其核心概念如下：

(1)预测数据。预测数据是通过Hadoop平台的MapReduce并行预测算法计算得出的分车次数据，其存在形式为始发站—终点站(OD)客流矩阵。

(2)预分方案。预分方案是基于预测数据生成的票额分配方案，是结合实际票额情况通过票额分配算法调整而生成的实际票额OD矩阵。

(3)预分模板。预分模板是历史预分方案经过专家经验确定的内置预分方案。铁路局客票管理人员可自定义预分模板。预分模板可通过经验值人工指定，也可以通过“模板复制”功能获取一段时间内的预分数据后，参考得出模板值。预分模板分为精确模板和模糊模板，精确模板与预分方案OD区间一致，设置了每个预分站票额的可售区间，模糊模板是对车站分组并按以远站分块分配票额。

(4)预分方式。由于淡旺季客流的不同，决定了预分方案的不同。一般来说按模板预分管理更加严谨，而按预测预分更贴近客流实际情况。针对各铁路局淡旺季的不同，操作员可通过此功能对预分方式进行定义。操作员可以在此查询到本局所有车次的预分方式定义，并对相关车次的预分方式定义进行追加和删除，并查看相对应的操作日志。

(5)预分车次分组定义。对一些具有相同管理需求的车次，操作员可以将这些车次分成一组进行统一定义，同一组内的车次可一并添加到预分方式定义中。此功能避免可避免客运管理人员对同一类车的重复定义。

预分结果记录在预分结果表中，再回传至票额预分优化子系统。计划预分的数据也可以来源于铁路局客票生产库中的预分模板和模板交路，这样可以得到一个相对稳定的预分方案。

2.3票额预分优化子系统

2.3.1动态票额预分

由于客票系统预售期较长，传统的票额预分方案是基于预售期外1次预测结果生成的，预售期之内不再重新预分，因此，无法适应预售期内偶然事件的影响。从2014年开始，票额预分系统引入了动态票额预分，可在预售期内进行周期性的动态客流预测及多次动态调整，如图6所示。以2014年6月17日为例，这一天预测子系统将产生2014年7月10日始发列车的OD客流预测，同时调整2014年6月30日和2014年6月23日的始发终到预测数据(这两日初始预测数据分别在2014年6月8日和2014年6月1日生成)，在票额预分执行子系统中将预分2014年7月6日始发列车的席位，并对2014年6月29日和2014年6月22日始发列车的票额进行重新预分。

票额动态预分是基于客流按周变化的规律较为显著的特点进行的。在预售期为20天时，最多通过3次预分即可达到非常满意效果，但在预售期延长至60天的时候，由于客流变化较大，且高铁、城际列车在开车前一日和当天的预售情况变化非常显著，仅靠预售期之外的动态调整也不能很好的满足预测需求，结合余票快照分析技术实现敏捷票额调整。

2.3.2敏捷票额调整

余票快照分析模块能记录每个时刻余票历史截面的可售能力。由余票快照分析模块取得的余票情况可通过图表观察得知，图表的横坐标为观察日(观察点)，纵坐标为对应的观察点的余票快照数据。一条折线表示对应某一下车站的余票变化趋势。余票波动图用于显示在车次、日期、席别、上车站确定的情况下，到各站的可售剩余票数随时间的变化情况。在预售期内距离发车时间3天以外的取数时间间隔为1天，3天以内的时间间隔为1h。

2014年5月12日7:00始发的G101次列车各区间的余票消逝情况，默认为北京南—上海虹桥这一始发终到区间的余票，可得知该区间首次售完在2014年5月11日23:00。说明次日首列始发的京沪高铁动车始发长途票在前一日晚间23:00全部售罄，由于首班高铁旅客一般不会在开车前即买即走，而夜间高铁旅客购票相对较少，相当于既能保证始发长途票在开车前有票可买，又能保证始发长途票及时卖完。因此该结果符合预分的初衷。若开车前始发长途票既未卖完，而沿途区间在开车前一直无票可售，则说明始发长途预留过多，因调配一些到沿途站销售。

3结束语

实际应用中Hadoop集群使用了16台HPDL380的服务器，操作系统是RedHat6.4，每台服务器上安装了JDK1.6和Intel的Hadoop稳定版IDH2.3。16台服务器中，1台机器作为Master节点，剩余机器作为Slave节点。客流预测子系统开发环境采用Eclipse，开发语言使用Java;票额预分执行子系统前台应用采用PowerBuilder开发，与客票核心系统保持一致;预分优化子系统采用.net开发。

通过对京沪、京广等干线经过一段时间的试用及跟踪分析，可看出旅客发送量、客运收入都有5%以上的提升。尤其是在传统的客运淡季，其增收的效果更为明显。

在铁路运输企业改革推动下，铁路客运业务快速发展，对新一代客票系统对票额管理精细化和智能化以及提高铁路运输企业效益等方面提出了更高的要求，基于大数据平台构建了动态票额智能预分系统，形成了“预测、预分、监控、调整、再预测”的闭环流程。进一步提高了票额预分系统的可用性和有效性，为铁路实施收益管理提供理论依据和技术储备。