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关键词:电气自动化;人工智能;优点
随着社会生产力的不断改革与发展,社会生产逐步实现了生产自动化,这对产品的效率和质量也提出了更高的要求。电气自动化控制作为一门学科,有其重要的价值。对于社会和国家而言,电气自动化控制是发电厂、工业建筑等重要领域中不可或缺的一项技术,对各行各业的发展都会产生巨大的影响。通过分析人工智能技术在电气自动化控制中的运用可以发现,这一技术极大促进了电气自动化控制在智能控制方面的发展,提高了电气设备运行的智能化水平以及相关的生产效率。促使电气自动化控制向着更智能的方向发展,是对其生产技术的一次重大改革。因此,不断提高电气自动化控制中的人工智能技术水平非常重要[1]。
1人工智能技术的定义
人工智能技术是伴随着科学技术发展而逐渐发展起来的一门新兴科学。简单的说,人工智能技术就是通过计算机技术对人类的活动进行模拟,并作出一定的指令安排,目的是为了通过机械来完成复杂的、危险的工作。这样高科技的技术可以通过计算机在一定程度上实现人脑思考的效果,甚至比人脑更具有优势。人工智能技术的应用可以提高生产效率,降低人力劳动,节约成本。更重要的是,它可以避免人处于危险的环境中,减少人身危害,这对电气自动化控制的发展非常有利。
2人工智能控制器的优点
人工智能是现代科技的新兴产物。跟上时展的步伐,人工智能控制器相对于一般控制技术而言,具有较大的技术优势。主要体现在以下几个方面。2.1设计思路简单传统的控制器一般需要根据不同的操作对象进行特定的设计,且在对实际模型进行建造时,需要考虑很多不确定因素的影响,包括参数的改变、使用环境的影响等,增加了设计难度。但是,如果采用人工智能技术就可以很好地解决这一问题。人工智能控制设计时不需要针对具体的对象模型进行设计,因此可以大大简化设计流程。可见,人工智能设计思路的简单对于电气自动化控制方面具有很大优势[2]。2.2操作方便人工智能控制器比传统控制器更加容易操作。人工智能控制器有很强大的数据处理功能和对新信息的适应能力,可以在短时间内处理大量信息,这样操作者就可以在较短时间内掌握操作技巧,大大简化了操作工作。2.3准确性高对于人工智能操作系统而言,大部分工作是通过计算机程序自主运行,不需要工作人员过多的参与。一般情况下,只要硬件不出现问题,操作过程就不会出现太大的误差,从而极大地保证了准确率。
3电气自动化控制中的人工智能技术应用
在电气行业的正常运行过程中,电气控制发挥着至关重要的作用。为了保证电气工程可以正常安全地进行,需要具备专业知识和实际工作经验的工作人员进行操作。所以,怎样保持电气自动化高效、稳定的运行,一直被认为是比较复杂的问题。但是,随着科学技术的发展,人工智能技术的应用很大程度上解决了这一问题。人工智能控制技术主要依靠计算机运行程序来进行控制,其控制系统会依据不同环节需要来调用不同程序对生产过程实现控制。这在很大程度上减少了误差。此外,通过几年的实践研究发现,人工智能控制在电气自动化控制方面取得了诸多成就,大大提高了生产效率,降低了事故发生率和劳动成本,给企业和国家带来可观的利益。下面就简单分析一下人工智能在电气自动化控制中的应用[3]。3.1节省人力资源人工智能控制技术与传统的人工控制技术相比,最大的优点就是可以代替枯燥乏味的手工劳动,极大地解放了劳动力。电气控制是一个比较庞大和复杂的工程,电气的操控设备多、线路复杂,且是一个比较危险的工程。因此,需要投入大量的专业人员进行仔细认真的操控。但是,人工智能技术截然不同。人工智能技术依靠的是电子计算机,可以利用计算机代替人工处理一些数据的收集、分析,并且可以通过智能机械代替人工解决枯燥乏味的工作,将人类从复杂的劳动中解放出来。这样人工智能技术就可以极大节省人力资源,降低人力成本[4]。3.2缩短产品设计的周期电器产品的设计与实践投入生产过程有一个试用周期。如果按照之前传统的方法进行试验,这个过程比较漫长。需要通过归纳总结,得出经验进行手工设计,且最后的效果还不太满意。但是,如果使用人工智能系统,就可以利用计算机通过数据分析得出结论,直接进行生产,且生产出来的产品合格率较高。因此,人工智能系统的使用可以大大缩短产品设计周期,提高生产率。3.3预防故障事故发生任何生产过程都会出现事故与故障,尤其对于电气自动化控制过程,故障与事故的发生更是不可忽略。人工智能技术对事故及故障进行预防及处理具有非常明显的优势,尤其是在处理发动机、变压器故障方面。人工智能技术主要通过计算机分析数据,对于经常出现的问题提前给出解决方案,并且可以在故障发生的第一时间快速判断问题部位。较传统方法,人工智能技术发现问题快,解决问题快,且准确率高,同时还可以对经常发生故障的地方提前进行检修与预防[5]。3.4提高可靠性人工智能技术是结合计算机运用的高端智能技术。通过计算机的控制,可以减少人工操作的参与,减少人工误差,提高可靠性。同时,设备操作简单,可提高可靠度,降低误差。因为人工智能技术可以更好地保障生产效率,提高可靠度,降低误差,所以对于企业和国家是非常有价值的。因此,对于电气自动化控制中人工智能技术的探究具有重要的研究价值。
4结束语
人工智能技术是人类智慧的结晶,是科学技术的产物,是对人类智力技术的发展。在当前信息自动化飞速发展的时代,人工智能技术有很好的发展市场,在电气自动化控制方向也有其无可替代的优势。所以,随着电气自动化控制工程技术的不断发展与创新,人工智能技术也应该不断改革和创新,更好地与电气自动化控制相结合,提高电子设备的生产率,降低生产成本,更好地服务人民、服务社会[6]。
参考文献
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[5]纪.人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析[J].电子测试,2014,(3):137-138.
关键词 计算机网络技术;人工智能;应用
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)18-0011-01
作为具有广泛应用前景的人工智能,目前正在各个领域迅速发展。人工智能遍布生活、工作、娱乐中,小到生活中的智能电视,大到工作中的机器专家系统。这些智能化的科技不但丰富了人们的生活,而且提高了工作效率。人工智能开创了新的技术研究领域,并在各个行业,尤其是在计算机网络技术行业运用的非常多。
1 人工智能技术的相关理论
人工智能指的是一门利用计算机来模拟或仿效人类的思维过程与智能行为的一门综合类的学科。人工智能涉及了心理学、哲学、计算机科学和语言学等多个学科。人工智能主要模拟的是人类的视觉、听觉、触觉、感觉与思维方式等,其宗旨是实现机器的人工智能化,辅助人类解决生活、工作中面临的难点和问题,进而保障了责任人的人身安全,提高了他们的工作效率,因此,通常也称作机器智能。虽然,人工智能的起步落后于自然智能和人类智能,但是作为新兴的智能,人工智能的发展非常迅速。人工智能主要通过对系统进行编程或模拟人类的生活或工作环境,从而完成系统的自动化、智能化操作。
人工智能的形成和应用同其他多个学科间有着非常重要的联系,特别是计算机的科学技术方面,其发展方向影响着人工智能的方向。另一方面,计算机的网络技术发展从某种意义上来说是建立在人工智能技术的发展上的。从简单的数据运算和词义解释转变为智能化的人机操作,计算机发展的核心就是人工智能的技术。人工智能在处理不确定信息方面具有较强的优势,一方面,能够及时的理解系统的局部资源状态和整体资源状态的不同,另一方面,能够及时的处理提取到的信息,及时的为用户提供所需的信息。此外,人工智能还具备较强的写作能力,通过进行科学、有效的资源整合,进而在不同的用户间进行资源与信息的交换,值得关注是人工智能把人工智能思想与网络管理进行有效的连接,改善了网络管理的工作环境,提高了他们的效率,进而降低了成本,增加了经济效益。
2 人工智能技术的优点
计算机的网络系统拥有高速性、实时性、动态性和瞬变性等特点,这就要求我们通过发展更多、更灵活的管理技术来确保网络的高效、安全、稳定运行。由于人工智能技术具备很多的优势,进而成为现代计算机网络技术中非常重要的工具。
1)人工智能技术具备处理不确定性与不可知性问题的能力。模糊逻辑等人工智能技术由于不需要准确的对系统的数学模型进行描述,因此在智能化网络管理中引入模糊逻辑,网络管理便具备了处理模糊信息的能力,进而对不确定与不可知性的信息进行管理与控制,实现网络系统的高效运行。
2)人工智能技术具备协作能力。鉴于网络规模和结构日益庞大,网络管理产生了层次化的网络管理。通过轮询的方式,上层管理者对中层管理者进行监测,中层对下层进行监测,这就产生了协作的问题。通过人工智能的多的协作分布思维,能够实现各层次管理者间的协作能力。
3)人工智能技术具备学习、解释与推理是能力。人工智能技术能够学习、解释低层信息,以推理高层的信息与概念,同时对推理出的高层信息或概念进行网络管理和控制。
4)人工智能技术还具备处理非线性能力。人工智能技术是通过模拟人类的智能发展起来的一种技术,具有很强的解决非线性问题能力。
5)人工智能技术还具有计算资源耗费小的优点。人工智能中的某些控制算法,比如模糊控制法的运算速度很快,能够实现直接选取最优解一次性完成搜索,这样就较好的满足了现代计算机网络技术的高速性要求。
3 人工智能技术在计算机网络技术中应用
人工智能技术是在计算机技术的基础上发展起来的,并且人工智能技术也直接在计算机的应用领域中发挥着重要的作用,比如在网络安全管理、网络系统评价、决策支持系统和服务质量管理等方面。
3.1 安全管理计算机的网络方面
在安全管理计算机网络中,人工智能的运用主要表现在以下几个方面。
1)智能型的反垃圾邮件系统具备对客户邮箱的防御功能。智能型的反垃圾邮件系统是在人工智能开发的基础建立的一套垃圾邮件防御技术,能够在确保客户的基本账号安全的基础上,通过进行监测,启发式自动扫描垃圾邮件,提醒客户处理垃圾信息,维护邮箱的系统安全。
2)智能的防火墙技术。智能防火墙能够通过人工智能化的识别技术来识别与处理数据,进而提高了发现有害网络的效率,从而对有害信息提供堵截与访问限制。智能的防火墙技术有效的解决了其他软件的拒绝服务共计的问题,有效的遏制了病毒入侵和传播。
3)入侵监测技术。作为网络安全管理的首要环节和关键环节,入侵监测是防火墙技术的重要部分。入侵监测技术通过收集数据、筛选分类数据、处理数据等方式,利用编程自动产生报告,第一时间将网络状态以自动弹出的形式提供给用户。目前,人工智能的入侵监测技术主要有专家系统、智能控制、机器人学等技术。
3.2 计算机网络管理与系统评价方面
网络管理和系统评价的智能化发展是基于人工智能技术和计算机技术上发展的。人工智能通过专家知识库和问题求解技术等实现了计算机的综合网络管理。专家级的决策与支持方法是在人工智能的基础上建立起来的,同时在信息系统管理领域得到了广泛应用。计算机的网络管理与系统评价,就是通过计算机网络管理中的专家系统来进行网络管理和系统评价的。
4 结束语
人工智能作为人类智力的外延,在生活、工作、娱乐等多个领域具备广阔的应用前景。就计算机网络技术而言,人工智能正蔓延到计算机网络里的各个环节,计算机网络正在向智能网络发展。通过分析,我们有理由相信人工智能将会带给我们更高效的计算机网络安全技术,更安全的计算机网络运行环境,更快的计算机网络运行速度。
参考文献
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[4]宋绍云.人工智能在计算机网络技术中的应用[J].玉溪师范学院学报,2011(02).
[关键词] 电气工程自动化; 智能化技术; 应用分析
前言
随着近年来我国国民经济的迅猛发现,人们的经济水平有了大幅度的提高。因此,人们在日常生活中对电力的需求量也与日俱增,并且对电力供应的质量要求也大大提高。这些因素在一定程度上推动了我国电力行业的快速发展。并且也使得与电力相关的一些行业得到了很大程度上的发展。在这些众多的行业当中发展较为突出的当属电气工程。为了满足人们不断增长的对电力行业的要求,自动化技术在电气工程中的应用越来越广泛,电气自动化技术的重要性也逐步体现出来。电气自动化技术的优势在于,它能够对整个电力系统实施远距离的自动监控管理工作,保证了电力系统的安全、经济运行的同时还能最大程度的保障供电质量,非常符合电力行业的运营要求。但是,在电气工程自动化技术的应用中还是存在一些问题,会有多多少少的缺陷和不足。为了改进电气自动化技术使用过程中的不足,弥补自动化技术的缺陷,在电气自动化技术中引入智能化技术,让电气工程在进一步发展,取得长足的进步。智能化技术它的主要特点就是将人工智能理论融入到计算机技术当中来,利用计算机进行语言、文字识别,信息数据等工作。目前,智能技术在电气自动化控制领域中的应用还是处于最开始的起步阶段,存在很大的开发、利用的空间。
1 智能技术理论分析
1.1 人工智能理论
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。“人工智能”理论的首次提出是在1956年,到目前为已经有50多年的时间。在这50多年的时间里,人工智能技术发展迅速,并且取得了很多成果,取得了长足的进步。可以不夸张的说人工智能已经成为一门较为前沿的科学,并且具有广泛性和交叉性,应用领域不断扩大,涉及方面不断拓广。人工智能技术已经在哲学、医学、生物学、心理学,自动化技术、控制理论、信息技术以及数理逻辑等学科中取得了许多成果。人工智能技术作为一项新兴的计算机科学分支,充分展现了智能的本质特点。人工智能技术能够应用在多个方面中主要的运用基础在于,它涵盖了众多的学科知识,例如:控制学、语言学、信息学、生物学还有医药学等等。智能化技术主要研究的是如何让计算机拥有像人类一样的智慧,使其完成某些高要求、高难度、高危险的活动。伴随着科学技术的不断发展和进步,计算机技术已经能够实现通过编制一套特定的程序来模仿人类的大脑,可以模仿人类大脑进行收集、分析、处理数据,还可以进行交换信息和信息反馈。计算机技术的发展也在一定程度上促进了电气自动化的发展。
1.2 人工智能的优越性
人工智能理论在电气工程中的主要应用是针对和电气工程有关的自动控制、系统运行、信息处理、电子电气技术、研制开发、信息处理和计算机与电子应用等。智能技术在电气工程自动化中的运用主要是针对控制器,让传统的控制器实现智能化,发挥其更大的优势。
智能化技术在运用过程中的主要优势在于:
1)可以不再建立专门的控制模型。电气自动化技术中传统控制器在控制时,要根据控制对象建立复杂的动态方程。在利用动态方程模拟设计时会有很多不确定、无法估计的客观因素的存在;有些参数变化情况难以掌握,这使得设计的控制模型不够精准,影响自动化控制工作的实际效率。智能化技术能够有效的解决这样的不足,在智能化控制器中不再需要建立复杂的动态方程工作,有效的回避了不确定因素对控制精度的影响。
2)对电气系统实施更加便利的调控。智能化控制器的另一大优势就体现在此,它是通过鲁棒性、时间变化、响应时间来对系统进行实时的调节和控制,大大提升了系统自身的工作性能。因此,较传统的控制器而言,智能化控制器更加稳定,更加符合应用在实际工作当中去。另外,智能化控制系统在对电气设备进行调整控制的时候,是利用相关数据的变化进行的自动调节,这个过程中是不需要任何技术人员在场的;在条件允许时还可以实现远距离的自动调节。这一优点真正实现了电气工程中无人监控的自动化控制的目标。
3)智能化控制系统在处理数据时有很强的一致性。这一优点主要是体现在处理数据的时候,当系统中输入的是比较复杂或是非常陌生的数据时,同样也是能够得到较高的估计来满足自动化控制的要求。
2 智能化技术在电气自动化控制中的具体应用
目前,人们对人工智能技术的研究进一步加深,使得人工智能技术取得了不错的成就,其应用范围在不断的扩大。有非常多的专业研究人员对人工智能技术在电气工程自动化控制方面的应用展开了深入的研究。主要是针对以下方面进行的:将人工智能技术应用到电气工程自动化控制的故障预测与诊断、或是针对电气产品设计的优化、保护与控制等领域。
1)电气产品的优化设计、保护与控制。电气产品、设备的设计工作是电气工程自动化控制过程中不可或缺的一项工作。设计工作本身就是一项技术含量较高、综合性较强的工作,电气产品、设备的设计也不例外,相当复杂并且繁琐。设计电器产品、设备时要就设计人员要具备两方面的知识内容:一是理论学科的知识,主要包括了电磁场、电路、电器电机等。二是具有相关经验,设计时要根据以往设计时的相关经验和实验作为基础,然后进行传统的手工设计。传统的电器产品、设备设计时依照经验知识,依靠手工进行设计,设计中缺少技术支持,设计工作量非常大,工作效率比较低;设计后方案达标率不高,之后的修改工作难度也很大。人工智能技术的应用使得设计工作由手工慢慢转变成为计算机辅助设计,缓减了人工的压力,一定程度上提高了工作效率,减少了电气产品、设备从构思到设计再到生产的时间,而且计算机的投入更使得设计工作开始逐渐步入智能化、优质化、高效化。
在电气产品设计中主要用两种人工智能方法:遗传算法、专家系统。遗传算法是电气产品优化设计时主要应用智能化技术的具体形式之一。遗传算法之所以能够应用在设备优化设计当中,主要是因为它能够直接操作对象,还具备隐并行性、全局寻优等能力,可以通过自身调整搜素的能力来对设计进行优化指导。专家系统是计算机系统与人工智能技术的结合。它有效的利用了专家们在某一个领域的经验知识,通过一个或是多个专家对肯定领域的经验来对问题进行合理的分析、推断和处理。专家系统中是利用计算机程序来模拟人类专家处理信息、分析问题、解决问题的过程。在这个系统中存有大量的专家经验知识数据,利用这些知识来解决问题。这种方式也是优化设计方法中比较重要的一种方法,不过这种理论方法还不是很完善,仍然有很大的发展空间。
2)设备故障的预测与诊断。在电气自动化系统运行过程中,难免不会出现一些小毛病、小故障。即使是在我们非常重视对电气自动化系统的检测检查工作,不定时的安排专门的技术人员对系统的运行情况给予检查、检测、维修,但电气工程系统设备任然会出现一些设备故障。所以说这些情况是不可避免的。不过在故障发生之前一定会有一系列的征兆或是其他与故障有联系的现象出现。因此,可以利用智能化技术对电气系统进行监控,对系统实时进行全面、准确的分析诊断,预防设备出现故障;在出现故障时给予及时准确的诊断处理,将损失降到最低点。而人工智能的技术运用在故障的诊断方面主要有三种:神经网络、模糊逻辑以及专家系统。
智能化技术在对变压器故障进行诊断处理时,诊断的最主要方法就是针对故障变压器中会有漏油的现象出现,因此可以根据渗漏出的油的分解气体进行分析处理。针对分解气体的分析能够将变压器发生故障的大致范围锁定,然后在进一步的进行分析、检查缩小发生故障的排查范围,最后准确的找到故障的具体发生地点并对故障进行及时的修理。智能化技术的运用大大加快了查找故障、诊断故障、检查修理的速度;除此之外,还有效的避免了故障设备损坏的情况。智能化技术使得电气设备在运行当中的安全性大幅度的提高,同时也增加了电气自动化系统运行的经济效益。
3)电气工程自动化控制中引入智能化技术进行
智能控制。人工智能控制在电气自动化系统中已经得到了较为广泛的使用。智能控制是一类无需人的干预就能够独立地驱动智能机器实现其目标的自动控制。或者说,智能控制是驱动智能机器自主地实现其目标的过程。在电气工程自动化控制中主要体现在:自动记录故障、实行在线处理、分析数据;自动采集全部模拟量与开关量的实时的数据并能够对数据进行处理;能够实现远程、实时、智能监视各个主要的设施、系统的运行状态;可以实现通过鼠标或是键盘来控制系统。智能化控制系统可以真实实现电气自动化系统的无人操作化、远程化、高效化、自主化。
3 结论
综上述所,可以看出智能化技术的优势明显,并且能够很好的引入到电气自动化系统当中来,符合自动化技术的特点和要求。因此,智能化技术在电气自动化系统中的作用是巨大的,不仅可使促进电气设备设计的优化、控制,还能及时诊断故障,进行智能控制。所以。应用智能化技术到电气工程中能够大大提升电气工程自动化控制系统的工作效率,加强自动化系统的控制能力;更为重要的是智能化技术的引入给电气工程带来了更深远的发展空间。
[参考文献]
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[2] 娅.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技致富向导,2012(27):217-217.
关键词:人工智能;图书馆;网络安全
一、人工智能的基础理论
人工智能是指计算机通过模仿以及学习人类的思维逻辑的学科,其包含着非常多的理论以及内容。通过将计算机人工智能化,可有效辅助人类解决各个领域的问题与困难。与此同时,在各种危险地区可以高效地代替人类进行操作,大大地提高工作人员的安全性,并且大大地提高了工作质量与效率。与传统的计算机程序相比较,人工智能优先学习的是符号代表的意义,而不是将数值与数据视作研究对象。此外,人工智能的算法与常规的计算方法不同,其主要采用的是启发式的推理算法,充分将其控制机制与其数据库分离开来[1]。人工智能与诸多学科均有着非常紧密的联系,其在信息处理方面有着重要价值与作用,在有效地对网络管理进行优化的同时还极大地提高了计算机的工作效率。当前人工智能在各行业都有着非常深入的应用,充分地将人工智能应用于计算机网络安全可有效提高图书馆的网络安全水平。因此,加强人工智能的应用成为当下数字图书馆网络安全的重要建设途径。近年来,数字图书馆的建设越来越普及与深入,图书馆的各种网络业务也在不断开展,网络业务已经成为图书馆日常工作的重点内容。网络作为数字图书馆建设的基础,由于其开放性的特点不可避免地会存在一些网络安全漏洞,因此,网络安全成为了数字图书馆当前的重要任务,与此同时,信息网络存在的风险以及隐患随时都有可能导致图书馆的日常工作与服务无法正常的开展,在历史上也有过多次相关的案例。因此,在数字化、信息化图书馆的时代背景下,必须要严谨地对待图书馆的计算机网络安全防护系统。随着网络的国际化,相关的安全防护措施的要求必定会日益提高。人工智能作为目前高精尖的核心网络技术,有效应用于图书馆的计算机网络安全中,逐渐形成一个完善的网络安全体系,是当下人工智能的重要价值。
二、人工智能在网络安全应用的优点
应用人工智能技术可大大加强计算机网络的稳定运行以及正常开展[2],人工智能技术与传统的人工管理相比具有以下几大优点:(1)人工智能与传统的计算机程序存在较大的差异,人工智能具有类似于人类的思维逻辑与处理方式,可以处理具有不确定性的问题。(2)人工智能得益于其特殊的程序与算法,让其具备了较强的学习能力与推理能力,让其在日常工作当中充分地进行学习,不断地加强自身的工作能力。(3)人工智能具有类似人类的思维,因此在实际运用当中具有一定的写作能力,让其与常规的计算机程序区别开来。(4)人工智能的处理网络是网状的,具有非线性处理问题的能力,常规计算机程序只具备线性处理能力。(5)人工智能处理问题更加符合人类逻辑,更加高效,因此其耗费的计算资源就更加的少。人工智能正是因为具备以上这些优点,让其在计算机网络的实际应用中具备不可替代的重要价值。通过人工智能发展智能化的计算机网络安全体系,才是当下图书馆网络安全建设的重要课题。
三、人工智能的应用分析
(一)人工智能防火墙在图书馆网络安全的实际应用
1.传统防火墙技术的不足
由于传统的防火墙技术无法适应当下数字化图书馆的需求,传统的防火墙具有一个非常明显的缺陷,就是其必须要通过逐一匹配的方式才能有效地分析数据,这种方法的计算量非常大,消耗的计算资源也是巨大的,由于图书馆当中的资料库与信息库非常庞大,因此使用传统的防火墙技术会消耗大量的计算资源,并且无法高效且及时地维护图书馆网络系统的安全。因此,传统的防火墙技术无法应用于图书馆的网络安全体系当中[3],主要原因可概括为以下几点:第一,传统防火墙的处理能力弱,对于图书馆这种数据量庞大,开放性的网络体系无法有效做好防护措施,对于复杂的网络数据无能为力。第二,传统防火墙过滤的机制非常简单,无法高效及妥善地处理各式各样的网络攻击。第三,传统防火墙缺乏智能的处理逻辑,对所有的网络行为均是一视同仁,无法有效地区分善意或者恶意的网络攻击。
2.智能防火墙的实际应用
由于传统防火墙具有上述的三大局限性,无法满足图书馆对于网络安全的需求,因此,只能利用人工智能的特点与优势,通过其在图书馆网络的实际应用来处理图书馆计算机网络安全面临的困境,从而有效提高图书馆网络的安全水平。智能防火墙主要是利用了人工智能中的记忆、决策等类人思维来对数据进行识别以及处理,依据处理结果来控制数据是否进行访问。通过新的计算方法,有效地降低了检查所需的大量计算资源。在实际数据处理过程中,可有效地识别网络行为的特点,并且直接对其进行访问控制。智能防火墙有效地克服了传统防火墙中过滤与技术存在的安全漏洞与隐患,对网络系统内的数据以及应用实行全方位的监督与控制。传统的防火墙大多都只是针对网络系统外进行防护,缺乏内部局域网络的安全防御,直接导致图书馆内部的网络运行速度被严重限制,各种病毒频繁出现。智能防火墙具有良好的防欺骗功能与控制功能,可及时发现内部局域网出现的恶意网络行为,并且快速找出攻击来源。智能防火墙在图书馆网络安全系统当中有着重要作用,可简单归纳为以下几点:第一,智能防火墙具有高效的识别能力,可在第一时间对网络行为进行识别处理,确定该网络行为属于恶性行为还是善意行为,对网络系统是否存在风险与危害,有效地加强了图书馆网络系统的安全性。第二,智能防火墙可对具有攻击行为的病毒进行有效识别,避免病毒在对网络系统的攻击过程中出现传播以及扩散的情况。第三,对图书馆内部网络系统进行实时的监督与管理,避免了木马、病毒的传播。第四,将认证与控制系统完善,提供了身份认证技术,对操控人员实行身份鉴别与审核制度,有效地加强了网络系统的安全性与保密性。
(二)人工智能入侵检测技术在图书馆网络安全的实际应用
1.入侵检测技术介绍
入侵检测主要应用于对图书馆网络与系统入侵的行为进行检测,通过将入侵过程中的系统文件、信息流等数据进行收集与统计;然后通过内部的过滤或提出程序寻找数据中具有核心价值的信息;再对相关提取出来的信息进行异常数据检测分析;最后将结果输出至管理人员,由管理人员对相关入侵行为进行处理。
2.智能入侵检测技术的实际应用
常规的入侵检测技术已经无法满足当下数字图书馆的需求,目前,越来越多的人工智能技术与入侵检测技术相结合,形成当下的智能入侵检测技术。在有效加强图书馆网络安全性的同时也不断地完善了图书馆的检测系统。智能入侵检测技术的实际应用可简单归纳为以下几个方面:第一,当下应用智能入侵检测系统最为广泛的是专家系统,通过将专家知识进行编码形成系统的规则数据库,检测系统利用规则数据库对与图书馆网络系统相关的网络行为进行检测,将其与规则数据库进行对比,来判断这一行为是否属于入侵行为。第二,智能入侵检测技术具备人工神经网络,通过多个处理单元来模仿正常的人类行为。人工神经网络通过不断地对用户行为进行学习与判断,形成特有的检测系统。第三,在对海量的网络数据进行审计时会发现非常多具有重要价值的信息,从庞大的数据当中提取出与入侵图书馆网络系统相关的信息需要应用到数据挖掘技术才能高质量、高效率地完成提取工作,保障入侵检测系统在不同环境体系下的需求。数据挖掘技术在处理大规模数据时,还能及时发现容易被忽略的重要信息,通过自主评价系统来评价相关信息,无需人工提供主观评价。
四、结语
【关键词】大数据 人工智能 行为干预
近年来随着大数据和人工智能技术的发展,越来越多的领域应用这些技术来提高自身的专业水平。保险作为基于大数法则进行风险管理的一种方式,对数据的处理和应用要求更高。目前大数据技术在保险业的应用主要是精准营销、保险产品开发和理赔服务等,但在保险中的防灾防损方面的应用还不够。如果能够深入挖掘大数据在被保险人行为方面的研究,再结合人工智能进行智能干预,则可以对被保险人实现有效的风险管理,提高被保险人的身体健康状况,从而极大程度的提升客户效用,提高社会整体福利水平。
一、被保险人行为干预简介
行为干预是通过对环境进行控制从而使个体产生特定行为的方式,目前主要在教育,医疗等方面发挥作用。但在被保险人管理方面,行为干预应用很少。现行的对被保险人的管理主要集中在投保审核的过程中,而在投保后提供的服务和干预很少,一般也就是提供健康体检等服务,而对被保险人投保后的日常生活行为方式,健康隐患则基本处于放任自流的状况。而被保险人行为干预则是通过对被保险人日常生活行为,饮食习惯等进行实时数据收集和分析,然后制定干预方式进行针对化管理的模式。
二、利用大数据和人工智能进行被保险人行为干预的优点
实现精准、良好的对被保险人的行为干预,需要利用大数据和人工智能技术。大数据相比传统数据具有海量、高速、多样等特点,它实现了对信息的全量分析而不是以前的抽样分析。在被保险人行为干预模式中,需要对每一个个体的日常生活作息,行为,饮食,身体健康指标的进行实时数据采集,然后进行分析,这用传统的数据统计方法是难以做到的。利用大数据技术进行分析能从海量信息中获取被保险人的风险状况,从而为精准干预提供基础。简单的干预难以实现特定的干预结果,而人工智能则让干预显得更加自然,让被保险人更加易于接受,从而很大程度上提高了干预效果。
三、如何利用大数据和人工智能进行被保险人行为干预
利用大数据和人工智能进行被保险人的行为干预主要有以下步骤:
首先利用人工智能设备进行被保险人数据收集,除了目前的手机APP,网络等软件和设备上的数据能够被收集外,未来人工智能家居能提供更多的被保险人信息。例如提供体重、坐姿等数据的椅子,提供饮食时间和品种的筷子,提供身体运动和健康数据的智能穿戴式设备等等。数据收集后,需要利用大数据技术对海量数据进行清洗,去噪等技术处理,然后对数据进行分析。第三步是根据数据分析结果,制定具体的行为干预方案。最后一步是根据制定的方法,利用人工智能进行干预,如智能椅子调整坐姿,智能厨具减少含油量,针对性的健康食谱推荐,锻炼提醒,智能家居辅助锻炼等等。与此同时,新一轮的数据收集又开始了,整个过程是连续进行,不断循环的。
四、利用大数据和人工智能进行被保险人行为干预的预期成果
对被保险人来说,这种干预方式能有效的进行健康管理。未来的健康保险将成为个人真正的健康管家,从日常生活行为,到身体机能都能提供很好的干预,并且让良好生活方式的养成更加容易,从而提高自身的健康状况,达到更好的生活状况。但另一方面,全面数据化,智能化的方式可能会带来很大的数据泄露风险,所以如果保护客户私密数据是另一个值得研究的问题。另外,对于投保前健康状况较差的客户,或者是对行为干预较为抵制,干预效果较差的客户,可能需要承担更多的保费。当然对于优质客户和乐于提升和改变的客户则可以享受到更加优惠的费率。也就是说在大数据和人工智能技术下,客户进行了进步一步细分。
对保险人来说,行为干预能够降低被保险人的风险,很多疾病能实现防范于未然,降低赔偿程度。另外,借助大数据和人工智能,保险人还能根据分析结果,被保险人对干预的反应等进行客户的进一步分类,从而实现区块化管理。但这对保险公司也提出了更高的技术要求,尤其在前期,可能会带来加大的成本。
五、保险公司推进被保险人行为干预的建议
对于保险公司来说,目前的一些人工智能技术还未能实现,或者成本高昂,难以普及。所以现阶段对保险公司来说首先是提高大数据能力。
具体来说,首先是利用大数据对公司已有客户信息进行数据挖掘,包括承保数据,理赔数据等,从而一定程度挖掘出客户的特征,并提供服务。如根据挖掘出的性别差异,地区差异,年龄差异等,提供不同的生活建议。
如果公司已经充分进行了自身客户已有数据的挖掘,则可以利用目前的手机APP,佩戴设备进行数据的进一步收集。例如,利用薄荷、饮食助手、微信运动、春雨掌上医生、血糖记录、小米手环等数据进行用户数据收集。同时可以针对被保险人开发专门的手机APP,集数据收集和服务于一身。
更进一步,保险公司可以尝试与其他高科技企业合作,开发一些智能穿戴式设备,智能家居等,逐步实现对被保险人的行为干预。
参考文献
[1]彼得・迪亚曼迪斯.将会被人工智能和大数据重塑的三个行业[J].中国青年,2015,23:41.
[2]王和,鞠松霖.基于大数据的保险商业模式[J].中国金融,2014,15:28-30.
关键词:人工智能;计算机网络技术;应用
1人工智能的概念
二十世纪五六十年代,“人工智能”这个词汇才开始出现在世人面前,人工智能将计算机科学和语言学等众多学科融会贯通,属于一项系统性、综合性技术。语言语音识别、图像识别、自然语言处理、机器人和专家系统等都可以算作人工智能的研究项目,同时人工智能可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟,以实现机器的高度拟人化,帮助提高机器的运行效率。所以,人工智能虽然不是人的智能,但人工智能却具备人的能力与思维,甚至在某些方面还能够做到人类力不可及的地步。自从人工智能开始发展以来,其研究理论便日渐成熟起来,可以应用人工智能的社会科学领域也越发的广泛,到今天,人工智能方面的科技产品越来越多,人工智能给社会带来的影响也将越来越大。人工智能是一门极富挑战性的科学,但是人工智能本身并不是孤立的,它需要计算机网络技术的支持,在很大程度上,人工智能有效的推动着计算机网络技术的发展提高,而计算机网络技术的许多内容也可以帮助人工智能技术升华提高。
2人工智能的优越性
2.1帮助稳定网络的运行
在当今社会,我们的日常生活中无时无刻不充斥着计算机网络技术的身影,网购、网上聊天、外卖等等,我们生活的整个世界都已经被网络所包围,而网络系统中也存储着巨大的信息。所以计算机网络运行的过程中会出现非常庞大的信息处理量,而计算机网络系统还处于发展的阶段,网络运行不稳定,这就容易造成许多不可控的意外出现。虽然说计算机网络技术在过去几年中发展快速,不仅为我们的日常生活提供了许多的便利,还在很大程度上推动了社会科技的发展,但是无论什么事物都免不了有其两面性,计算机网络技术也不例外。所以,在这种情况下人工智能的引入就能很好的解决类似问题,由于人工智能算是对人类思维行动的高度模仿,所以在一定程度上也可以模仿人类对信息进行灵活的处理,减少不稳定因素对计算机网络运行的负面影响,帮助提升工作效率,提升网络管理安全系数。
2.2帮助简便的管理网络运行
现如今,由于网络不能覆盖的地方越来越少,世界各地都能利用网络相互联系,各种行业都能利用网络减少工作上的繁杂程序,所以计算机网络技术的重要性越来越突出,其更新频率也就越来越高。所以网络管理也需要紧跟时代的步伐,以保障网络系统的正常运行。人工智能便可以让网络管理更加简单便捷,使得网络管理水平轻松的与计算机网络技术发展水平相匹配。因为网络管理结构是属于分层管理型的,所以我们可以利用人工智能的多协作功能帮助提高网络管理中各个管理层的沟通效率,由此推动整个网络管理结构的优化,并有效提高网络管理水平。
2.3资源消耗小
人工智能在查找提取数据方面不像计算机一样机械化的将海量数据分层筛选、精细查找,而是利用模糊控制法将有效数据从海量的基础数据中提取出来,节省了许多筛选步骤和时间,大大提升了数据处理效率。所以,人工智能能够在很大程度上减少计算机网络资源的消耗,为人们节约操作时间、减小操作代价。
3人工智能的缺点
前文已经提到,人工智能的理论基础就是模拟人的思维活动与行为,让没有生命的机器去替代人类执行一些难度系数较高或者较危险的工作,又或者高效低错误率的完成本该由人类完成的工作。所以人工智能技术在未来会逐渐替代人类完成更多的工作,这样一来,企业在生产过程中会宁愿使用机器都不愿意雇佣员工,因为机器出错率低还很好控制,成本比人工要少得多,由此便会加大失业率,导致一定社会问题的出现。再者,人工智能在目前还是属于一个新型的研究领域,其发展前景固然可观,但这方面的人才缺口却十分巨大,供需严重不足,这也成为了阻碍我国人工智能发展的一个重要原因。除以上两点之外,还有不少学者认为,由于人工智能拥有智商,它可能在得到智力发展后会产生自主意识,甚至产生反抗人类的可怕意识,这种隐患也在多部科幻电影中被演绎,所以成为了人们对人工智能在未来继续发展的主要担忧。因为人工智能在思维、行动上高度模仿人类,所以人工智能让机器拥有自己的情感、自主意识以及自发行为是可以实现的。这样一来人工智能在实现自我发展后超越人类甚至对抗人类也是很有可能的。
4人工智能在计算机网络技术中的应用
4.1将人工智能应用在在网络安全管理领域
随着人工智能在计算机网络技术领域的应用范围越来越广泛,目前在计算机网络技术的安全管理领域也开始引进人工智能。为了实现对用户的信息安全起到最大程度的保护,我们在智能防火墙技术、入侵检测技术以及智能型反垃圾邮件技术这三个技术领域都可以应用人工智能。所谓智能防火墙技术就是一种新的对数据信息的辨别和处理技术,它改变了计算机传统的死板、低效的信息辨别处理方式,利用记忆、分析和统计等科学的方式来辨别和处理信息,由此实现大批量的计算、匹配,帮助计算机提高自身对于不良信息的辨识能力,以便及时将非法有害的信息阻挡在外,高效率的实现计算机对各类病毒传播的控制。而入侵检测技术是一种对计算机的恶意使用进行处理的网络安全保护技术,是确保网络信息安全的基础性环节,同时它也是是防火墙技术体系的核心;入侵检测技术是保障整个计算机网络系统中信息资源的安全、完整性的基础,在网络安全管理中有着重要地位。智能型反垃圾邮件技术则是主要针对电子邮箱所研究出的一种系统,其主要的技术理念就是利用人工智能技术生成一种防护手段,就相当于在邮箱外安装了一层防护罩,使得用户在得到信息有效保护的前提下,还能实时监控和阻拦各种垃圾邮件,为用户节省了很多处理垃圾邮件的时间,还在一定程度上保护了用户的财产以及隐私安全,一举两得。
4.2将人工智能运用在网络系统管理领域
自从“人工智能”的理念被提出以来,几十年间一代代的研究者不断将人工智能技术更新和发展着,而人工智能应用在计算机网络技术中也逐渐成为常态,所以在计算机网络技术的网络系统管理领域中,人工智能也有着一席之地。对于计算机网络技术来说,其网络系统的管理可以被看做是基础与前提,所以网络系统管理的智能化一直是推动计算机网络技术总体发展的重要因素,而这里所说的“智能化”就必须借由人工智能来实现。我们知道,计算机网络系统的管理工作不可能一成不变,所以需要适时进行智能的跟新,人工智能化的管理系统便能高度满足这一要求,保障网络系统管理的高效和高质量。例如我们在现实生活中许多事物都会需要该方面的专家进行决策,才能确定该事物是否可行,但是专家人力是有限的,所以我们就可以利用人工智能管理系统,将专家的各种决断经验、知识含量内容进行总结与信息录入,并不断进行实时的信息更新,当信息收集达到相当高的一个阶段时,便能利用高高正确率的经验对新出现的问题自动进行决断处理,进而减少人工处理操作的工作量,还保障了处理的正确率。
4.3人工智能Agent的应用
“Agent”这一概念是由Minsky在其1986年提出的,他认为社会中的某些个体在经过一些协商过程后能得到问题的解答,这些个体就是“Agent”,并且“Agent”还具有社会交互性和智能性。因此,“Agent”这一概念便被引入了人工智能领域。在二十一世纪的今天,人工智能Agent技术作为一种现代化的新型技术之一,对计算机网络技术的发展研究注入了新鲜的血液,并通过各种方式提升了计算机网络技术的发展水平。所谓计算机Agent技术,就是一项由通讯软件、知识域库、数据库以及解释推理器所构成的综合性的技术。计算机Agent技术的主要功能就是把用户自定义的标准和所需的信息进行准确的检索,然后在用户规定的时间地点将这些信息传达给用户,以提高计算机服务的个性化。
关键词:人工智能;智能化计算机辅助教学;专家系统;知识库
中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:1009-3044(2007)12-21667-02
The Application of Artificial Intelligence in Education
HU Ji-li,YIN Yun-xia
( Anhui University of Traditional Chinese Medicine, Hefei 230038,China)
Abstract:As a result of the interpenetration of older branches into each other, scientific theories and their application of Artificial Intelligence have expanded into nearly all the areas of human activity. This paper introduces the application of Artificial Intelligence in education, especially deals with Intelligence Computer Aided Instruction based on the artificial Intelligence.
Key words:Artificial Intelligence;CAI;expert system;knowledge base
1 引言
人工智能作为当今世界三大尖端技术(空间技术、能源技术和人工智能技术)之一,是计算机科学的一个分支,它的目标是构造能表现出一定智能行为的。人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识、心理学和哲学、机器学习、计算机视觉等。总的说来,人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的,主要研究领域有专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决定支持系统和人工神经网络。它总的来说是面向应用的,随着人工智能的诞生和发展, 人们开始把计算机用于教学领域。同时, 自七十年代以来, 有教学能力的专家系统得到研制。人工智能技术与专家系统的成就, 促使人们把问题求解、知识表示这些技术引入计算机辅助教学(CAI) , 这便是智能型计算机辅助教学(CAI)。
近几十年来, 随着人工智能技术的日渐成熟, 它的一些研究成果被陆续应用到教学领域, 推进了教育发展改革和教学现代化进程。人工智能在教学系统的重要性也已形成共识。
2 人工智能在教育中的作用
目前在教育技术中涉及到AI的主要有以下领域:
2.1 知识的表示与访问
基于人工智能的知识表示是以知识为对象,以计算机的软硬件和计算机科学及人工智能和专家系统技术为工具,以哲学、心理学和逻辑学等为方法和指导,将知识表达成计算机可以直接处理的“知识库”,使用“计算机的智能”来模拟人类专家或“人类智能”,对知识进行快速、精确、自动、科学的处理。它不属于通常的“数据管理或信息管理”的“数据”层次,而是属于“知识处理”或“知识”的智能化层次。其主要内容是对于知识进行形式化的表示、自动化的推理,智能化的教学或创造。计算机辅助教育是其中重要的组成部分。
2.2 符号计算
符号计算包括数值计算、符号计算和函数作图。其代表软件是Mathematica,当该软件在1988年第一次,对科技及很多其他领域的计算机使用方式产生了深刻的影响。Mathematica 1.0时,商业周报将其列入当年最重要的十大新产品名单。这标志着现代科技计算的开始。Mathematica也被大量地用于教育:有成百上千的课程,从高中课程到研究生课程用它作基础。随着各种学生版的,Mathematica也已成为全世界各种不同专业学生的重要工具。
2.3 对学生错误的自动诊断
采用人工智能技术,使得教学过程中系统可以自动诊断学生的学习水平,不仅能发现学生的错误,而且能指出学生错误的根源,从而做出有针对性的辅导或学习建议。而且根据学生的特点自动选择教学内容,自动调整教学进度,自动选择教学策略与方法。
2.4 实现智能性超媒体教学系统
超媒体系统有理想的教学环境,容易激发学生的学习兴趣和学习主动性,但不能保证达到预期的学习目的,而且由于不了解所要教的对象,所以不能做到有针对性的指导,不能因材施教。智能辅助教学系统正好与此相反。将二者结合起来,就可实现性能互补,从而研究制出新一代高性能的智能超媒体教学系统。
3 人工智能应用于教育的新方向:ICAI
3.1 传统CAI的不足
传统的CAI由于其集成性、交互性、多媒体性等特点,在教学中可以极大地激发学生的学习动机,提高教师的教学效率和学生的学习效率。但在使用过程中,CAI的一些弱点也逐渐暴露出来。主要表现有:
(1)缺乏人机交互能力
现有CAI 大多以光盘作为信息的载体, 将教材中的内容以多媒体的形式展现出来, 教学信息是按预置的教学流程机械式地提供给学生的, 学生接受起来很被动。而且在课堂教学中, 一般也只能通过教师按预定的课件流程进行操作, 无论学生还是教师都不能很好地参与教与学的过程, 因此人机交互没有很好地实现。
(2)缺乏教师与学生的互动
现有的CAI 课件在学生自学、进行操作使用时,如何学习都是学生自己的事。教师不能完全了解学生的情况,学生在碰到问题时,也不能向教师求助,师生之间是互相封闭的,软件所起的积极效果大打折扣。同时由于缺乏网络支持,现有的绝大多数CAI 课件是在单机环境下运行的,它们无法利用网络的优势使知识内容快速更新,也更无法提供便捷的学习讨论空间、随时随地的师生交流方式以及远程教学实现的条件。
(3)缺乏智能性
要想面对不同情况的学生进行不同程度的教学过程, 使学生的学习变为主动, 并能由系统自动地提供助学信息而有选择地学习,要想使教师的教学能积极地参与进去并根据系统提供的信息按照学生的认知模型为其准备最适合的学习内容, 给予不同方式的教学模式与方法, 没有智能性的CAI 课件系统, 是很难实现以上目的并达到良好教学效果的。由此可见,现有的CAI 随着人们要求的提高, 已经不能尽如人意。因此以智能CAI 为代表的新的计算机辅助教学系统将是教师在教育技术上需要不断探求、努力实现的发展方向索。
3.2 ICAI-人工智能与多媒体技术的结合
为了克服传统CAI的缺点,需要在知识表示、推理方法和自然语言理解等方面应用人工智能原理。因此很多专家提出了智能计算机辅助教学(ICAI),智能计算机辅助教学(Intelligence Computer Assisted Instruction-ICAI)以认知学为理论基础。将人工智能技术应用于CAI,是智能化的CAI。在ICAI系统中,允许学生与计算机进行较自由的对话,学生的应答不限于数字或简单的短语。系统能够判定学生应答的正确程度,并给予适当的反馈,而不是简单地说“对”或“错”。ICAI的宗旨在于利用现有计算机技术实现较好的人工智能,模仿人类的交互方式、思维习惯及情绪流动,修饰和掩盖计算机的缺陷。
3.3 ICAI的优点
(1)将教学内容与教学策略分开,根据学生的认知模型提供的信息,通过智能系统的搜索与推理,动态生成适合于个别化教学的内容与策略。
(2)通过智能诊断机制判断学生的学习水平,分析学生产生错误的原因,同时向学生提出更改建议、以及进一步学习内容的建议。
(3)通过对全体学生出现的错误分布统计,智能诊断机制将向教师提供教学重点、方式、测试重点、题型的建议。
(4)为教师提供友好的教学内容、测试内容维护界面,无需改变软件的结构即可调整教学策略。
(5)通过对学生认知模型、教学内容、测试结果的智能分析,向教学督导人员提供对任课教师教学业绩评价的参考意见。可以说,一个理想、完美的ICAI系统就是一个自主、优秀的“教师”。
3.4 ICAI的标准
以现有的科学技术水平而言,短时期内显然无法实现具备上述全部功能的ICAI系统。一般认为,只要具有下列一个或几个特征的CAI系统就可以称之为ICAI系统。
(1)能自动生成各种问题与练习。
(2)根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习内容和进度。
(3)在了解教学内容的基础上自动解决问题,生成解答。
(4)具有自然语言生成与理解能力,以便实现比较自由的教学问答系统,提高人机交互的主动性。
(5)对教学内容有解释咨询能力。
(6)能诊断学生错误,分析原因并采取纠正措施。
(7)能评价学生的学习行为。
(8)能评价教师的教学行为。
不难看出,ICAI与传统的CAI相比,更加符合教育教学的规律,切合学生的认知习惯,具有明显的优越性。
3.5 ICAI的结构
ICAI主要由三个模块组成:专家系统模块、教师模块和学生模块。
(1)知识库
知识库是实现知识推理与专家系统的基础,而建造知识库的前提则是要解决知识的形式化,人工智能技术在教育中的应用表示以及知识的访问与调用问题。因此,知识的表示与访问是人工智能的核心技术之一,也是将AI引入教育领域必须首先解决的一个难题。
ICAI中的资源库应该包括以下一些内容:
①多媒体素材库:包括所要呈现的知识的一些素材,包括:文本、图像、声音、动画及数字影象等多媒体教学资源。这些用于多媒体数据库管理,便于分类、增删、修改及查询等操作。
②教学内容库:教学内容库用于存放教学内容,包括领域知识库(含辅助知识库、提示帮助库、练习题库,和测试题库)。这些教学内容,包括习题和试题分章、节、课及知识点等有序存贮。供专家决策系统调用。
(2)学生模块
学生模块主要包括以下三个模块:学生登陆模块、学生水平评价模块和学生监督模块。
①学生登陆模块:利用该模块主要用于学生使用ICAI时登录,第一次登录时学生输人姓名、性别、年龄、学历等相关信息,然后对学生进行询问,选择合适的测验题对学生进行初测推荐学习计划。当再次登录时,系统根据保存的信息安排合适的学习内容。
②学生水平评价模块:学生水平测试模块用于评价某一教学单元学习完后测试成绩。通过测试等因素分析,可以比较确切地了解学生的具体情况,从而制定出合理的教学策略和教学过程
③学习监测模块:学习检侧模块用于监测记录学生的日常学习情况,记录学生学习某教学单元时的参数值,并记录在学生档案中。包括:学生目前学习单元号;学习方式;正常学习、练习、提前浏览、学后复习;学习时间;学生提示问题的类型和次数;学生本次练习出错次数。
(3)专家决策模块
CAI中的专家决策系统可以看作专家系统中的推理机。专家系统是目前人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域,它是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术,模拟人类专家求解问题的思维过程求解领域内的各种问题,其水平可以达到甚至超过入类专家的水平。计算机中存有人类专家的知识并具有推理能力,从而可解决诊断、规划、调度、预报、决策等要靠人类专家才能完成的任务。
成功的例子如:① DENDRL系统的性能已超过一般专家的水平,可供数百人在化学结构分析方面的使用;②MYCIN系统可以对血液传染病的诊断治疗方案提供咨询意见经正式鉴定结果,对患有细菌血液病、脑膜炎方而的诊断和提供治疗方案已超过了这方面的专家。
ICAI根据学生模块提供的学生学习情况,通过智能系统的搜索与推理,得出智能化的教学方法与教学策略,能够较科学地评估学生的学习水平,还可以通过分析学生以往的学习兴趣和学习习惯,预测学生的知识需求和常犯错误,动态地将不同的学习内容、学习方法与不同的学生匹配,智能地分析学生错误的原因,进而有针对地提出合理的教学建议、学习建议以及改进方法,既提高了学生学习的满意度,激发了学生的学习热情,也对教师教学提供了客观的依据和科学的方法。
4 结束语
由此可见人工智能技术已经逐步应用于计算机辅助教学中,与教学现代化有着密切的关系。人工智能技术的发展也必将会对ICAI 的发展起到巨大推动作用。近几年来,人工智能的研究者们尝试着使学生脱离“辅导学习”的过程来接受新知识,而采用“通过活动进行学习”的方式。在教学的其他方面,人工智能技术还可以建立人类推理模型学习工具等诸多的运用, 展示出越来越好的实用性。随着Internet 的发展,虚拟现实技术的广泛应用, ICAI 也将得到进一步的完善。21 世纪的教育教学手段将是以智能化CAI 为主线,多学科、多方位发展的新技术的体现。这种手段产生了人机交互、人机共生等全新概念,使人类扩展了自己的能力,促进了教育领域方方面面的改革。
参考文献:
[1]王万森.人工智能原理及其应用[M].北京:电子工业出版社,2000.
[关键词]电气工程;自动化;智能化技术;
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0376-01
一、前言
电气自动化中的智能化技术受到了人们的广泛重视,应用领域也被不断的推广,有比较好的发展前景,作为前沿技术领域,有效的结合了计算机技术和人工只能理论。
二、智能化的理论基础分析
智能化技术主要体现在计算机技术上,精密传感技术,GPS定位技术的综合应用。产品的智能化能够大大改善操作者的作业环境,减轻了工作强度;提高了作业质量和工作效率;一些危险场合或重点施工应用得到解决;环保、节能;提高了机器的自动化程度及智能化水平等。
智能化技术的综合性很强,它的理论基础涵盖了信息论、控制学、仿生学、语言学、生物学、心理学、数理逻辑、医学、哲学等学科。智能化技术主要就是如何让没有意识的机器具备人工智能,能够通过一些程序指令而完成一些高危、难度大的工作。智能化技术的研究是与计算机技术的发展紧密联系的。
智能化技术在电气工程自动化控制中的应用在很早的时候就已经有实例了,具有适应性和可操作性,它的研究主要表现在:电气技术、信息的收集和分析处理。智能化技术运用于电气工程自动化控制,可以提高电气自动化控制的工作效率,降低成本投入,减少人力资源的投入,降低了作业人员的危险度。
三、智能技术的应用是电气自动化发展的新突破
电气自动化程度是衡量一个国家工业科技水平高低的标尺,是电气工程发展的必由之路和最终目的。电气自动化应用可以减少电气工人劳动强度、提高电气控制的精确度和电气设备设计速度等。电气自动化发展要依靠计算机科学技术发展,计算机科学技术发展是电气自动化发展的基石:电力系统信息采集、信息数据分析计算、电力系统管理控制无一不用到计算机技术。所以,作为计算机科技的新分支――人工智能技术的出现在一定程度上刺激了电气自动化发展,而随着人工智能技术的发展,电气自动化技术也有了突破性的发展。
四、人工智能控制器的特点
AI控制器是人工智能技术在电气自动化控制中的主要形式,通过AI控制器,可以将模糊、神经、模糊神经、遗传算法等看做非线性函数近似器。此分类可以较好的进行理解,在控制策略的开发上,也比较统一。与常规函数估计器相比,AI函数近似器具有以下特点:
1.在许多场合,对于实际控制对象的动态方程很难得到,在模型控制器的设计阶段,就存在诸多不确定因素,如非线性、参数变化等,都不清楚,所以,在设计时,不需要控制对象的模型;
2.其性能可以通过适当的调整来提高;
3.相比常规控制器,AI控制器容易调整;
4.不需要专业知识,可以通过响应数据来设计,也可以通过响应信息及语言来设计;
5.一致性较强,和驱动器的性质没有关系。尽管未使用人工智能控制算法在对特定对象进行控制时,呈现出较好的效果,但是对其它控制对象而言,效果不显著,所以,在设计时要具体对象具体分析;
6.能够很好的使用新信息和新数据,常规方法不能解决的问题,人工智能技术可以很好的解决;
7.抗噪声干扰能力较强;
8.人工智能技术的实现比较容易,尤其是在最小配置时,价格比较低廉;
9.扩展性较好,比较容易修改。
五、智能化技术的优点
在电气化控制中应用智能化技术,智能化控制器就是主要的表现形式,相对于传统的控制器来说,智能化控制器有着很多的优点,主要从这些方面可以体现出来,智能化控制器具有很强的一致性,主要表现在处理不同数据的时候,即使输入的数据并不熟悉,也能对其产生正确的估计,并且可以将驱动器对它的影响给完全的忽略掉;但是需要注意的是,控制对象的不同,会产生不同的效果。因此,设计人员在设计的时候需要充分的进行考虑,将一些设计的原则和应该遵循的标准给充分的遵循和落实下去。。智能化控制器对于性能的提高很有帮助,如果在自动化控制中采用的是传统控制器,那么如果控制对象有着十分复杂的动态方程,那么就不能够精确的掌握,从而导致一些不可预测和估量的因素来对其结果产生影响。而智能控制器可以不用对对象的模型进行有效的控制,只需要将下降和相应的时间以及鲁棒性的变化充分的纳入考虑的范围即可,然后依据这些方面进行调整,就可以达到自身性能提高的目的。智能控制器让调整和控制变得更加的方便:智能化控制器在进行调整控制时,是可以进行自行调节的,它只需要依据相关的信息,然后再结合一些语言方式等等即可,那么就不需要设置专门的人员在旁边来进行操作。
六、智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用
1.智能化技术在电力系统中的应用
在电力系统的工作过程中,智能化技术可以说是渗透到该系统的方方面面,其中应用最为广泛的是专家系统。所谓的专家系统本身就是一个比较复杂的工作系统,不仅对相关知识进行收集,还有着绝对的工作经验和系统工作过程中的一系列规定,从而在遇到问题时可以有针对性的对其进行解决等,因此,将智能化技术应用到专家系统中是非常有效的措施,不仅可以确保工作过程中的安全性、可靠性,还能够在一定程度上更好地适应社会发展的需要。
2.技术在智能控制中的应用
电气工程自动化控制中会存在一些高难度、高危险的工作,将智能化技术应用于电气工程自动化控制工作中,让人工智能操作代替人为操作,实现电气工程自动化控制的无人操作、远程操作,达到智能操作的高效化和自主化的目的,智能化技术为智能化控制提供了良好的发展空间。
3.智能化技术在故障诊断中的应用
电气工程系统的运行过程中,电气设备发生故障的情况不可避免,而在故障发生前必定会有一系列与故障本身存在一定联系的征兆出现,利用智能化技术,就可以对其进行全面、准确的诊断。比如,变压器在电气设备中具有十分重要的作用,因此电气设备监测人员对它的运行状况格外的重视,经常对其进行不定时的检测、维修,不过这样做也不能完全避免电气故障的出现,为了及时地将故障诊断出来,把电气故障造成的损失降到最低,引入智能化技术无疑是最佳的选择。
4.智能化技术在优化设计中的应用
在电气工程自动化控制过程中,经常会涉及到电气设备的设计,而设计的过程又相当的繁琐,它不仅要求设计人员对磁力、电气、电路等学科的知识要有足够的认识并能恰当的运用到设计工作中,而且它对设计人员的工作经验也有比较高的要求。传统的设计方式是利用实验与经验相结合的手工设计来完成的,因此方案的达标率低,修改的难度较大;而现在的方案设计是利用CAD技术以及计算机辅助软件来完成的,不仅减少了设计所需的时间,而且设计出来的方案无论是质量还是使用性能都相对较好。遗传算法是优化设计的过程中智能化技术应用的具体形式之一,它具有非常强的实用性和先进性,它的使用在一定程度上对设计进行了优化。
七、结束语
电气工程自动化的智能技术,对提高工作效率起到决定性的作用,也关系到了安全性。它为企业提高了经济效益,也加快了我们从体力向脑力劳动发展的速度,为社会可持续发展做出了贡献。
参考文献
[1] 王晓峰.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(19).
我国国民经济迅猛发展,人民生活水平不断提髙,电力在人民物质文化生活中扮演的角色也愈发关键,用户对电能的质量要求也越来越高,一些特殊的用户如医院、炼钢厂等等要求必须实现无间断供电,否则将出现重大事故。拒不完全统计,电网停电中有相当一部分是配电网故障导致的。配电网直接与用户相连,发生故障后只能够先停运,检修排除故障后才能恢复供电,这段时间的停电毫无疑问会导致工厂停产,人民生活受限,更有可能引发为深层次的社会危机。在如何减少配电网故障停电时间的问题上,国内外的学者一直致力于配电网故障恢复系统的研究。我国配电网基本结构形式是树状结构,一般设置一些开关支路提供联络作用以提高可靠性,形成配电网环状结构。配电网也随着电网的发展,线路更加复杂,用户节点增多,发生故障的可能性也越来越大。配电网故障受各种因素制约,很难完全避免, 当故障发生时,应立即对故障区段进行隔离,尽快恢复非故障区段供电,最大限度减小停电波及范围,缩减停电造成的经济损失,另一方面,故障恢复中也应尽量减少供电损耗。
配电网故障诊断
故障发生后,快速诊断和恢复供电是縮短供电中断时间和增强供电可靠性的必要条件。高效的故障诊断方法作为事故恢复的第一步,作为快速、准确定位故障并确定隔离区段的基础,配电网故障诊断技术在现代科学技术进步的大力促进下得到了长足的发展,随着理论研究的不断深入,对该问题的不同数学描述和解决方法也不断涌现出来。传统的方法大多基于图论的知识,而当前的人工智能技术的广泛应用提供了一条新的思路,各种诊断方法都有各自的优势和局限性。
1、传统的诊断方法
传统的方法是一种矩阵算法,这种算法以网络的节点导纳矩阵和故障表征矩阵为基础对开关故障状态信息进行异或计算并进行数字化,以此确定故障所在的位置区间。这种算法缺点比较明显,耗费内存多并且计算量巨大。
2、目前常用的方法
近几年,人工智能技术的智能化优点逐渐体现,模拟人类思维来处理问题、人机交流方便并具有一定学习能力,这种思路正在一步步并被引入电网故障诊断的研究中,并得到了广泛的应用。目前的算法中能够嵌入人工智能技术的,主要有以下几个:专家系统、模糊数学、遗传算法、人工神经网络等。
(1)专家系统
专家系统是指基于知识的智能系统,当研究的对象的数学模型不能够准确描述或定义时,可以考虑使用这种方式进行合理化推测进行解决。专家系统利用一些框架和逻辑词语,来形象表述模型,具有灵活性、高效性和其发行等特征,容易引起人们的进一步思考。目前配电网中所使用的故障定位专家系统,利用产生式规则形式,在实际应用中,这种系统能够依据开关提供的信息来推断故障的位置,实现准确定位,实用性高。但也存在一些问题,最明显的就是过于机械化,容错性能差,不能够靠信息识别故障类型,很容易引起在保护装置误动或者拒动时发生判断失误。
(2)人工神经网络
人工神经网络是人工智能技术的一种,主要是模仿人进行的多信息处理能力,这种能力在机器中很难实现,需要借助有权连接来建立单元与单元之间的联系,这也是其最大特点,故而自我学习能力好,并且容错性能非常髙,具备自我修复的功能,另外单元与单元之间独立,便于信息并行处理。
人工神经网络故障诊断系统的输入量为所有保护和断路器状态,输出量为所有可能的故障位置或元件,采用二进制中的0和1,来代表输入和输出向量的情况,形成计算机能够处理的网络,然后可进行有效的故障诊断。这种方法存在的最严重问题是变通性差。一次的计算时间很长,如果网络结构变化,神经网络必须对应重新训练十分浪费资源。
(3)模糊理论
模糊理论是模糊经典集合理论的简称,原理是将语言变量和逻辑推理进行模糊处理引入理论,形成一套解决不确定性问题的方案的技术。在模糊理论的发展过程中,它的一些优点逐渐显露,深受研究者的青睐,例如,模糊理论适用于难以把握的不确定性问题;其专家经验由语言变量表示,更接近人类表达习惯,使用更方便;模糊理论的结果不是单一的,可能是多个可能的解决方案,但这些方案是由优先级的,一般按照模糊度的高低对方案进行排序,便于选择。但是模糊理论本身也有不可忽略的缺陷,例如自主学习能力差(近似没有),数据库的维护复杂,这些问题容易引起模糊系统的误判,造成断路器拒动或者误动,严重时会诱发后续多重故障。
(4)遗传算法
遗传算法出现于60年代后期,是通过模拟生物的遗传与进化过程求解复杂问题的全局或者局部最优解的一种优化技术。遗传算法相对于传统的优化技术有显著的优点,它对于几乎适用于求解所有类型的问题,不涉及常规的最优化问题所必需的的复杂的数学计算过程,并且还有很强的全局寻优能力。在过去的几年时间里,遗传算法得到了充分的发展与应用,并且在工业工程领域取得了一系列研究成果。遗传算法进行故障诊断,首先要建立数学模型,将故障网络进行数字化,利用遗传算法的步骤进行求解。
遗传算法故障诊断系统以全局优化为出发点,在多重故障或保护装置、断路器存在误动的情况等复杂情况下表现优异,结果包含全局最优或局部最优的多个可能的诊断结果,而且容错能力较高。但同时,遗传算法本身存在的问题也很明显,例如如何建立合理的配电网结构、如何建立合理的故障诊断数学模型、如何确定最优的交叉和变异算子以及相应的参数,这些问题都有待于进一步研究。