計算機技術研究方向范文
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篇1
關鍵詞:CAPP 焊接
前言
實現工業生產和管理計算機化 ,目前已經成為國內外工廠企業的重要任務和目標。在工業生產中 ,新產品的開發和投產分為三個階段:產品設計、產品工藝規劃和產品制造。目前 ,這三個階段都在不同程度上實現了計算機化,相應地產生了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工藝設計(CAPP) 和計算機輔助制造 (CAM)。
1 CAPP 的研究狀況
1.1焊接領域CAPP研究狀況
作為工業生產中最重要的材料成型方法之一 ,焊接的應用遍及了航天、造船、化工、電力、建筑、汽車、微電子等領域 ,其質量和可靠性直接關系到最終產品的性能與安全 ,其成本也在較大程度上影響到產品的最終成本。但是很長一段時間以來 ,焊接工藝的編制與管理主要靠傳統的手工方式完成。因而 ,在管理、檢索、編制和保存焊接工藝等工作上 ,不但造成了大量的重復性勞動 ,浪費了焊接工藝人員的精力 ,而且時常造成不必要的人為失誤 ,影響了生產質量和制造成本。因此 ,焊接工作者早在 20 世紀 80 年代后期就在焊接工藝設計與管理中引進了 CAPP 技術。
1.2現有 CAPP 系統的不足
在過去的十多年中 , 國內焊接領域對 CAPP 系統的研究取得了很大的成績 ,許多企業實現了應用計算機編制和管理焊接工藝 。但還存在以下不足:
(1) 通用化程度低 ,各系統只能在特定的單位運行;
(2) 集成化程度低 ,不能或難于與 CAD、CAM 以及 MRP 集成;
(3) 功能不健全,多數 CAPP 系統只能完成單純的工藝文件管理。
2 CAPP裝配工藝
焊接結構裝配焊接工藝 (以下簡稱裝焊工藝) ,就是一個焊接結構的實際生產過程 ,主要是指組成結構件的零部件裝配焊接的先后次序及相應的裝配焊接內容 ,即具體的加工工藝路線。而焊接結構裝焊工藝的設計 ,就是通過對焊接結構的結構和功能的分析 ,對其整體裝焊工藝進行規劃 ,從而保證整體裝焊工藝的完整性和有效性的過程[1]。
2.1 智能化工藝生成平臺
隨著人工智能技術的發展,特別是專家系統技術、人工神經元網絡技術和模糊控制技術的發展,工藝決策過程的自動化取得了很大的進步。然而由于 CAPP 對生產環境的依賴性及其本身的復雜性,現有CAPP 系統存在著“先進的不實用 ,實用的不先進”問題。根據結構相似性的程度,建立基于實例的工藝生成方式來智能化生成工藝,在生成的過程中,進行相應的借用零部件匹配代換、相關尺寸匹配代換及零部件信息的匹配檢測。對于批量生產的焊接結構而言,當結構變化很小,可以采用相應的相似工藝的方式來生成新工藝;對于為了適應市場快速發展而開發的產品,可以采用典型工藝或標準裝焊工藝塊的方式,通過人工組合來生成新的裝焊工藝,見圖一(圖中重合的多少表示相似的程度)[2] 。
圖一 智能化工藝生成方式
在分析整體工藝的基礎上,根據工藝文檔內容對應的功能,可以總結提取出相應的典型工藝或標準工藝塊(標準工藝實例),這樣就可以實現“積木式”生成新的裝焊工藝。考慮到系統的開放性,采用開放的知識庫結構,用戶可以根據需要對知識庫進行擴充[3]。
3 CAPP與人工智能
人工智能是近年來發展起來的一門新型學科人工智能的研究有許多分支機器人模式識別和專家系統則是它的三大前沿課題近年來在焊接中也得到了越來越廣泛的應用。
3.1智能焊接機器人
智能焊接機器人應具有視覺,觸覺等功能。能夠根據人給出的指令認識自身和周圍的環境識別焊接對象及其狀態。從而自動選擇程序或制訂程序進行操作完成規定的焊接任務。同時還能跟蹤工作對象的變化具有適應工作環境的能力。智能焊接機器人大體可分為判斷控制檢測傳感和焊接機構三部分:控制部分的核心是計算機主要進行思維,從接受外界信息開始進行特征抽取模式識別。然后經過聯想歸納推理過程達到理解并作出決定進而完成焊接任務。
4 結論
通過以上分析可以看出,國內焊接領域已有的CAPP系統遠遠不能滿足實際生產的需要,急需開發出新一代的 CAPP系統。
參考文獻
[1] 喬尚飛,魏艷紅.計算機輔助焊接工藝設計應用現狀[J] .焊接學報.2002(7):5~8
[2] 白遠摘,朱志明,陳丙森.焊接結構件CAPP系統的通用化.第三屆計算機在焊接中的應用技術交流會論文集
篇2
關鍵詞:軟土;地鐵車站結構;振動臺試驗;數值計算方法
1 引言
神戶地震和歷史上發生的大震一再表明,對軟土地基中的地鐵車站等地下結構的抗震設計開展研究有重要的意義。對地下結構地震響應的計算,迄今已提出多種算法[1],然而由于對其涉及的各類復雜因素的影響尚認識不足,不同的計算方法或模型得出的結果存在很大的差異,且很難鑒別各自的合理性。本文建立軟土地鐵車站地震響應的分析理論與計算方法,并通過對模型試驗進行擬合分析驗證了所建立的車站結構動力響應的計算方法的正確性和合理性,以便工程設計實踐參考。
2 軟土地鐵車站結構的振動臺試驗
軟土地鐵車站結構的振動臺模型試驗分自由場振動臺模型試驗、典型地鐵車站結構振動臺模型試驗和地鐵車站接頭結構振動臺模型試驗等三種。試驗開展過程中遇到的技術難題包括對地鐵車站縱向長度的模擬,場地土的動力特性與地震響應的模擬,模型箱的構造與邊界效應的模擬,以及量測元件設置位置的優選等。筆者對這些技術難題逐一進行了研究,并都提出了行之有效的解決方法, 使試驗取得了可靠的數據[2][3]。
試驗過程中,首先進行了自由場振動臺模型試驗,用以模擬自由場地土層的地震反應,據以獲得模型箱內不同位置處的土的加速度響應,確定“邊界效應”的影響程度和鑒別模型箱構造的合理性;然后通過典型地鐵車站結構振動臺模型試驗了解地鐵車站結構與同作用時地震動反應的規律與特征,為建立地鐵車站地震響應的分析理論和計算方法提供試驗數據。振動臺模型試驗記錄了在不同荷載級別的EI-Centro波、上海人工波和正弦波激振下,加速度測點傳感器的反應;由動土壓力傳感器,得到了各測點在不同加載工況下的動土壓力反應時程;根據結構模型構件上布置的應變片,測得了構件應變的變化。
3 軟土地鐵車站計算方法
將自由場土體簡化為多自由度體系,其動力平衡方程可表示為:
[M]{ü}+[C]{u}+[K]{u}={f}
(1)
篇3
一、所簡況
中國科學院沈陽計算技術研究所創建于1958年,是我國首批建立的計算機科學技術與工程研究的專業機構之一,全所現有職工500余人,科技人員400余人。每年在崗博士生和碩士生導師百余人。所里設有五個相應學科的研究室和一個高檔數控國家工程研究中心。其學術水平在國際、國內都有較高的知名度。本所還設有一個博士后科研工作站,本所主編的《小型微型計算機系統》是中國計算機學會會刊和國家自然科學核心期刊之一。
二、研究方向
經過五十多年的發展,本所已形成了學科種類齊全、集基礎研究、應用開發于一體的新型科研機構。目前,在計算機系統結構、專用計算機技術、系統軟件、數控技術、應用系統工程技術、IP通信技術、非數值應用軟件、系統集成、網絡技術、RISC技術、多媒體技術、ATM技術研究、機械與電子CAD/CAM等領域,都具有良好的科研基礎和技術攻關能力。
近年來,本所承擔國家、中科院和省市重點科技攻關項目,其中包括國家科技重大專項、國家科技支撐計劃項目、國家發改委項目、中科院知識創新工程等各部委、省市政府科研項目。本所創造科技成果200多項,獲得國家技術專利70多項,各級政府獎勵100多項。在機電一體化、通訊、能源和工業自動控制等應用領域,都做出了卓有成效的工作。
三、學科點與招生條件
本所是中科院研究生院博士和碩士研究生培養單位之一,1978年以來,共招收三十三屆近千名研究生,已畢業的學生全部獲得了學位,除有部分畢業生直接攻讀博士學位外,每年畢業生的社會需要供不應求,就業率100%。本所與多所高校建立了聯合實驗室,每年還派出部分科技人員出國進修或學術交流,并與世界上20多個國家及地區的大學和研究機構建立了合作關系。
本所十分關心研究生的生活待遇,攻讀學位課程期間碩士研究生的助學獎學金為每月900元,博士生的助學獎學金為每月1000元。進入課題組后,根據各研究室的不同情況,各研究室為碩士生每月提供500元的助研補貼,為博士生每月提供800元至1500元的助研補貼。另外,該所還提供180元午餐補貼及個人醫療保險,每學期給優秀的學生頒發優秀獎學金,還給動手能力強的學生增發助研獎金,學生與在職職工享受同等的福利待遇。
本所是“計算機應用技術”博士學位培養點,也是“計算機系統結構”、“計算機軟件與理論”和“計算機應用技術”三個專業的學術型及“計算機技術”、“軟件工程”二個全日制專業型學位培養點。熱忱歡迎計算機、自動化、應用數學及通迅與通信等相關專業的在職人員和應屆本科畢業生報考。
附錄:
1、博士招生目錄
篇4
關鍵詞:數字圖像技術;應用;發展趨勢
中圖分類號:TP391.41
計算機的特點在于能夠處理各種數據,數字圖像能夠經過增強、復原、分割等處理,隨著計算機技術的不斷發展和進步,現在的數字圖像技術具有圖像處理多樣性、精度高、圖像的再現性好、處理量大的優點,本文主要研究數字圖像處理技術的發展現狀和發展趨勢。
1 數字圖像處理技術研究現狀
所謂圖像處理是指利用計算機來處理圖像的過程,主要是實現改善圖像的視覺效果,研究的內容主要包括圖像數字化、圖像增強、圖像還原以及圖像分割等。數字圖像處理最早來源于20世紀20年代的報紙業,到20世紀50年代,隨著計算機的發展,數字圖像處理技術得到人們的普遍關注,數字圖像處理技術隨著太空計劃得到很大的發展,最具有典型的例子,是對月球照片的處理。
進入到20世紀70年代后,數字圖像處理技術隨著計算機斷層掃面(CT)的出現得到發展,在以后的時間里,數字圖像處理技術不斷有新的研究成果,1975年EWI公司研究的CT裝置獲得諾貝爾獎,目前數字圖像技術已廣泛應用在各行各業中。
2 數字圖像處理技術的應用
數字圖像處理技術目前在各行各業中都得到了很大的進展。在遙感航空航天方面,不少國家都派出了偵查飛機對目標地區進行空中攝影,進而通過圖像處理技術來分析照片,節省了人力、物理,也能夠從圖片中得到其他的有用信息。在20世紀60年代以來,美國以及其他的一些國家發射了資源遙感衛星,由于成像條件非常差,因此圖像本身的質量也不高,需要采取數字圖像處理技術處理,如采用多波段掃描器進行掃描成像,圖像分辨率為30m,這些圖像轉變為數字信號傳送下來,再經過處理。數字圖像處理技術在各國的應用中已非常廣泛,如用在森林調查、災害監測、資源勘查以及城市規劃中。
數字圖像處理技術最早來源于醫藥方面,因此在生物醫學工程方面,數字圖像處理技術也發揮出了巨大作用,除了上文所講述的CT之外,還有一些顯微圖像處理技術,主要是識別紅細胞、白細胞以及染色體分析等,在醫學診治方面X光肺圖像增強、心電圖分析以及超聲波圖像處理技術等發揮出了重要作用。
在通信工程方面,目前通信主要的發展趨勢為綜合性的多媒體通信,也就是將電視、計算機以及電話聯合在一起在數字通信網上傳輸,在傳輸的過程中最為復雜和困難的地方集中在圖像的處理中,比如說,彩色電視信號速率為100Mbit/s以上,想要傳輸出去就需要壓縮信息的比特量,因此技術成敗的關鍵就在于編碼壓縮。目前國家正在大力研發的新的編碼方法,如小波變換圖像壓縮編碼以及自適應圖像網絡編碼等。
在工業和工程方面,主要的應用集中在自動裝置配線中檢測零件的質量、彈性力學照片的應力分析以及郵政信件的自動分檢等,另外在智能機器人中也有應用。在軍事、公安方面,數字圖像處理技術的應用主要集中在導彈的精確制導、偵查照片以及圖像的傳輸和顯示方面,在公安方面,主要應用在鑒別人臉、識別指紋以及圖片復原方面。數字圖像處理技術除了以上所講述的應用領域之外,在電視圖像的編輯、服裝設計、發型設計以及文物資料復原等方面也有廣泛的使用。
3 數字圖像處理技術的發展趨勢
目前數字圖像技術隨著科技的進步得到了很大的發展,隨著低成本硬件相關技術的發展可以想象數字圖像技術將會得到更加廣泛的應用,目前國內的研究成果主要集中在一些診斷、圖像壓縮編碼以及目標識別等方面,但是還沒有廣泛應用在實際生活中。數字圖像處理技術將會向著高分辨率、立體化、超高速以及智能化等方面發展,下面具體講述數字圖像處理技術的發展趨勢。
隨著計算機、人工智能以及思維科學研究的不斷發展,數字圖像處理技術在計算機視覺方面將會進一步的發展,智能機器人的重要感覺器官是視覺,目前研究的開放話題集中在理解和識別三維應力,將會應用在軍事勘察、危險環境作業以及家庭服務等方面,目前人們對于自身的視覺了解的還非常少,因此在計算機視覺方面還需要進一步的探索。
數字圖像處理技術還會向著虛擬現實發展,所謂虛擬現實就是使用計算機構成一個虛擬的三維空間,這項技術的發展是在計算機硬件技術的提高方面提出的,人們應用機器人身上的攝像機能夠真實的感受到所在的環境,進而操縱機器人的行為,另外網上虛擬現實也是未來的一個發展方向。人們在完成社會生產中往往習慣使用自身的認識和工具,將這些掌握在自身手中,因此目前時代的發展趨勢就是將原來二維的東西向著三維發展,如三維重建技術在地圖方面的使用,在軍事方面能夠使用電子沙盤實現任意角度的轉化和計算,也能夠真實的直觀的反應兩點之間的障礙物等,還能夠實現模擬飛行路線,為作戰指揮帶來極大的便利。在計算機中進行三維重建目前的熱點和難點問題主要是計算機視覺研究領域。在圖像壓縮、識別以及分割方面,目前已取得很大的研究進展,目前圖像處理面臨的新的問題主要是圖像專業壓縮算法、圖像識別算法等。
4 結束語
綜上所述,本文先分析了數字圖像處理技術研究現狀和主要的應用領域,進而研究數字圖像技術的發展趨勢。目前數字圖像處理技術已廣泛的應用在生活中,如在網絡、手機等中的應用,數字圖像處理技術的發展與人們的生活息息相關,隨著技術的不斷發展,數字圖像處理技術還會不斷得到進步,這些還需要更多的人努力去研究。
參考文獻:
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[4]丁可.數字圖像處理技術研究與發展方向[J].經濟研究導刊,2013(18):246+270.
篇5
【關鍵詞】高校;計算機教育;優化
一、引言
隨著計算機技術的飛速發展和與其他學科領域的結合度越來越高,作為高校非計算機專業的畢業生,在掌握計算機基礎理論知識的基礎上,還要能夠熟練運用計算機知識解決實際應用問題。要具備良好的計算機綜合素質,包括計算機自學能力和創新能力,而不是停留在課堂所學計算機知識范圍內。這就對高校計算機教育提出了更高的要求和挑戰。目前,高校在非計算機專業計算機教育的問題主要存在以下幾個方面:
首先在表現在對計算機課程的認識上,由于學生是非計算機專業,相對本專業課程來說,沒有予以足夠的重視。多數學生認為與本專業關聯性不大,學習計算機只是為了考級獲取證書或應付院校期末考試,只學與等級考試或期末考試相關的部分就行了,沒有意識到信息化社會對計算機應用能力的需求不斷提高。因此,計算機基礎理論知識和能力僅限于課堂老師所教的內容。另外,一些院校或部門本身對計算機基礎教育沒有充分的重視,或是過度重視學生計算機等級考試的過級率,使得教師進行教學過程中在一定程度上忽視了對學生計算機綜合素質和實際應用能力的培養,而將重點放在了等級考試中的重點、難點的講解上。這些認識誤區,影響了計算機基礎教育的發展。
在教學方式上,由于我國計算機教育起步較晚,計算機教育的發展程度與當地經濟環境和教育水平有很大關系。高校的學生來自全國各地,有的學生在中學階段就已經開始接觸計算機,入學時能夠熟練掌握計算機基本操作,有的學生則很少接觸計算機甚至不知道什么是計算機,使得學生起點參差不齊[1]。另外,雖然我國計算機教育起步晚,但計算機技術的更新發展卻日新月異,如果仍然采用傳統的計算機教學方式,一方面會導致計算機基礎較差的學生會因為內容難而喪失學習信心,另一方面也會使有一定計算機基礎的學生因不能滿足學習需求或因內容簡單而忽視計算機的學習。
在課程設置上,許多高校對計算機教育的理論講授和實驗操作能夠根據學科特點和教學要求合理調配課時比例,但是這些實踐操作往往僅針對相應的理論部分知識,是跟學生所學專業割裂開的,而學生知識結構較為單一,不能在所學專業和計算機應用方面搭建起橋梁,缺乏融合。這就導致在以后的工作或科研中不能將所學的計算機知識應用到解決專業問題的實踐中,不利于學生綜合素質的培養。
二、非計算機專業計算機教育策略優化方案
首先,教學內容結合專業知識與時俱進。當今社會信息化發展與計算機結合的非常密切,需要綜合、創新型人才,面對種類繁多的計算機教材,高校應選用與學科之間融合度較高的教材。同時根據才人培養目標和學科專業特點,組織強大的教師隊伍,對教學內容進行編排修訂。教學內容修訂由計算機本專業教師根據當今計算機新技術的發展狀況更新補充到教材中,由其他學科教師將專業內容融入實例應用中,形成以計算機科學技術為主線,多學科交叉為特色的新“教材”[2]。這樣既滿足了不同起點的學生對計算機知識的學習需求,又能激發學習興趣和學習自主性,通過和專業學科的銜接,學生可以更深入掌握和了解計算機知識在專業方面的應用,拓展專業認知度。比如我校在講授計算機基礎中“演示文稿”部分的時候,臨床醫學專業的效果演示選用人體解剖學圖片,口腔醫學專業則用牙髓的圖片做演示。
第二,采用多元化教學,以實踐案例任務為驅動,引導學生進行自主學習。由于計算機課時有限而計算機技術更新速度較快,傳統的靜態教學無法跟上技術更新速度,這就對高校培養學生計算機綜合素質提出了挑戰,對此,高校在進行計算機理論基礎知識講授和基本實驗課程操作基礎上,可以利用校園網絡建立一個有關計算機技術的網站交流平臺,教師除了可以將課程視頻或課程疑難、重點的分析總結與學生分享,也可以轉載最新的計算機技術知識及計算機在專業方向的最新應用技術,使學生了解專業領域內的新技術和新動向。最重要的是,教師可以通過網站向學生布置課后拓展作業,一方面使學生在完成作業過程中逐漸掌握課程要求的知識技能,同時通過對網站計算機技術資料的閱讀學習達到培養學生自主學習[3]能力的目的。比如我校在校園網中開設“教育技術研究”專欄,通過這個平臺,各專業教師可以在上面獲取新的計算機技術應用到多媒體教學中,學生也可以根據自己的興趣,有選擇性的學習技術知識。這中有意識的自主學習能力對學生綜合能力培養和以后進行工作研究有深遠意義。
第三,提高教師綜合素質。目前高校的教學體系中,教師是重要的教學主體。在傳授知識和引導學生自主學習中至關重要,尤其體現著計算機教學上,計算機教師在教學中需要嚴密的邏輯性、較強的抽象思維能力和良好的語言表達。如果教師本身專業素養不足或者綜合素質不強,不能生動的表述教學內容,很容易造成學生興趣喪失,嚴重影響教學質量,違背計算機教育的教學目標。對此,我們可以從兩方面來提升教師綜合素質:第一,鼓勵教師科研活動和進修學習,提高自身專業素養。其二,多與其他學科教師進行交流溝通,了解學生專業動向和計算機在專業方面的新應用和新技術,將學科知識融入計算機教學中。
三、結束語
隨著信息化社會的不斷發展,計算機技術與各領域的融合度不斷提高,高校計算機教育工作任重道遠。如何緊密結合不同專業領域知識、如何培養永續型學習的綜合素質人才,解決這些問題不僅要對當前計算機教育教學手段、課程內容進行改革,還需進一步加強教師的綜合素質培養。不僅要傳授學生當前的計算機技術知識,還要培養學生有意識的自主學習能力。只有這樣,才能不斷為社會培養適應信息化發展的實用型人才。
參考文獻
[1]丁海燕,李莉莉,邱莎.高校計算機基礎教學創新與思索[J].計算機教育,2010(10).
[2]殷昱煜.王錚當前高校計算機教學存在的突出問題及解決對策探討[J].電子制作,2013(6).
作者簡介:
篇6
關鍵詞:計算機技術理論;人工智能;云計算與數據庫
21世紀以來,計算機廣泛應用到社會生活生產中,使計算機技術理論成為當代重要的學科之一。計算機各個邏輯器件的不斷更新,推動了電子技術的飛速發展,我們已經進入了超大規模集成電路的時代。而隨著微電子技術的發展,直接帶動了計算機系統結構的革新,使計算機技術的最新理論和方法得以應用。計算機已從以前單一計算的裝置變革成為計算機網絡、并行分布式計算機系統和多計算機系統等多種高性能的系統。
1人工智能技術理論研究
人工智能是用人工的方法和技術模仿、延伸和擴展人的智能,實現某些“機器思維”。具體來說,就是研究如何使機器具有能聽、會說、能看、會寫、能思維、會學習、能適應環境變化、能解決各種實際問題的一門學科。
1.1人工智能的應用和發展現狀
人工智能技術包含自動定理證明、問題求解、自然語言處理、人工智能方法、程序語言和智能數據檢索系統及自動程序設計等等。目前,人工智能的應用領域主要有以下幾個方面:一是問題求解。就是人工智能程序自主地知道如何思考解決的問題,會像人類一樣進行獨立地思考。二是邏輯推理與定理證明。這是人工智能研究時間最久的領域之一,也是一個極其重要的論題。邏輯推理與定理證明不僅需要有根據假設進行演繹的能力,而且許多非形式的工作。三是自然語言處理。自然語言的處理是人工智能技術應用與實際領域的典范,當前的主要課題是:如何使計算機系統以主題和對話情景為基礎,生成和理解自然的語言,應用到人們的日常生活中,例如:汽車的語音導航系統,手機的語音輸入系統等。四是智能信息檢索技術。信息獲取和檢索技術已成為當代計算機科學與技術研究中迫切需要破解的命題,將人工智能技術應用于這一領域是人工智能走向廣泛實際應用的契機與突破口。
1.2目前人工智能發展的瓶頸
人工智能學科的發展曲折,面臨不少難題,主要有以下幾個方面:一是研究方法不足。由于目前人類對人本身腦部結構和大腦工作模式認識的不完全,導致無法真正實現對人腦運行的模擬。二是機器翻譯存在困難。機器翻譯所面臨的主要問題是構成句子的單詞和歧義性問題。要消除歧義性就需要結合原文的上下文來對句子進行分析,從而尋找該語句在上下文中的準確意義。
1.3人工智能未來發展的展望
人工智能具有十分巨大的發展潛力,在各種新科技的出現層出不窮,人工智能將來的發展將不可限量。一是構建智能計算機,代替人類從事腦力勞動。將人類從繁雜的腦力勞動中解放出來,從而極大的提高運算速度和效率。二是計算機的自然語言處理。它是未來計算機科學領域與人工智能領域中的重要研究方向和發展趨勢。隨科研人員的艱苦努力,在自然語言處理領域已取得了令人矚目應用成果,不久將會有許多產品出現在眾多領域。三是計算機的自主繼續學習。目前科學家正在研究如何使計算機模擬或實現人類的學習行為,自主的增長新知識或技能。這是一個新的發展趨勢,雖然目前還沒取得顯著的實質性成果,但隨著研究的深入,許多新的學習方法出現在人們的視野中。
2云計算與數據庫技術理論研究
云計算與數據庫是源于計算機科技所誕生一種信息儲存模式。云計算與數據庫是通過將信息資料進行抽象虛擬化的一個過程,主要通過將網絡上存在的資源進行虛擬化處理,供被服務方作統計研究使用,經過云計算與數據庫技術處理后的網絡資料就會產生商業價值,有利于企業和個人對所其所需的材料進行有償或無償的使用。
2.1云計算與數據庫國內外發展現狀
隨著經濟社會的迅猛進步,我國越來越重視云計算的應用,政府部門也結合中國實際,為云計算的基礎建設提供了資金投入與環境保障,并且在國家重點科研技術部門設立了直接負責云計算的發展與開發活動的專業部門。據報道,2016年我國在云計算與數據庫建設方面投入資金10億美元左右。由此可見,云計算與數據庫的應用為人們的生活與工作帶來了更為高效、更為優質的服務。而聚焦國外的發展顯示,云計算與數據庫技術所儲存的相關信息資料已經達到了全世界數據資源的20%,能夠充分的為人們提供高效優質的資料信息。而云計算自身的安全應用也為更多的企業和個人提供了更優質的服務類型,有利于全球經濟的持續健康穩定發展。
2.2云計算與數據庫發展存在的問題
實現云計算與數據庫系統面臨著諸多挑戰,系統的標準化工作還需要更進一步的研究,還有一系列有待解決的問題。最重要的就是數據的安全和隱私問題。用戶數據存儲在云端,如何保證用戶的數據不被非法訪問和泄露。同時系統本身的可擴展性、可用性、可靠性、可管理性等都是要重點解決的問題。云計算在縮短單機密集數據處理任務時,對于傳輸到云端上的信息處理是否安全抱有質疑,若處理不當,將會對云計算的發展產生一定負面影響。當今,計算機和移動網絡的發展,使計算機技術理論應用到社會生活的各個方面,對當今最新的人工智能技術、云計算與數據庫技術等方面的發展現狀進行研究,對于整個世界的科技與經濟發展都有著決定性的作用,計算機技術的發展也必將更好地改善人們的生活方式和生產模式,更好地為人類服務。
參考文獻:
[1]楊焱.人工智能技術的發展趨勢研究[J].信息與電腦(理論版),2012(8).
篇7
關鍵詞:化學工程技術;研究熱點;發展趨勢
中圖分類號:TQ021.8 文獻標識碼: A 文章編號: 1674-0432(2014)-15-96-1
化學工程是一門將一系列化學有關的知識進行深研究的化學或物理過程的知識學科,它還包括對原有化學設備進行改革,以化學思想為基礎將理論和實際工程知識糅合。具體工作可包括研發新產品、設計、模擬、操作實驗來強化裝備等硬件設施?;瘜W工程領域包括范圍廣泛,其中有機化學、無機化學、石油化工等領域,因此化學工程是國民經濟建設從而推動社會進步重要的工程領域。目前化學工程技術的發展方向是逐漸趨向連續化、集約化、自動化、高效化和自動化、精密化。由于化學工程技術被廣泛運用到生活領域所以對其的研究是十分有必要的。
1 化學工程技術的新熱點
1.1化學超臨界反應技術
超臨界的化學反應技術是指反應過程中的溫度和壓力都在臨界點之上,這樣的狀態往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運用到生物化工、食品、醫藥等領域,已經顯示出很好的效益,發展前景很好,但近年來的探究和發展階段仍處于初級,待進一步深入研究。
1.2綠色化學研究技術
綠色化學由于能夠有效避免對環境的污染,近年來備受推崇。綠色化學就是指利用化學反應技術來充分利用資源、減少污染物的產生來起到對環境的保護。比如,它可以對產生污染物的相關溶劑和廢料進行處理,利用原子技術或高選擇性的化學反應生產處對環境有利的產品,這不僅能夠增加經濟效益而且帶來可觀的社會效益。
1.3分離技術的新研究
首先,分離技術強調對生產設備的強化,其次是生產技術??偨Y來說就是將設備更新,將生產率提高的技術都屬于化學分離技術的結果。古老的分離技術方法是利用各種材料沸點不同將其分離然后做研究。隨著科學技術的發展和各領域研究合作分工改變為分離技術新發展提供了廣闊的前景。比如近年來,在力學的傳遞以及多相流方面,采用信息技術發生分離,還有分子的模擬就很大的提高了預測熱力學平衡的水平,對分子的人為設計加速了分離等等。因此進一步研究高效的分離技術有著深遠的意義。
2 傳熱過程新的研究發展方向
2.1傳熱學中細微尺度的研究進展
細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇,如今它在熱學中已經形成了一個分支,具有廣闊的發展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時,這樣的情況會存在,但是由于尺寸的更加細微,原來的假設影響因素也會發生相應變化。目前納米技術已經取得顯著的成績,很多領域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術進行研究的,近年來取得了高集成電路、多空介質流等新成果,產生了巨大的經濟效益。
2.2傳熱設備的研究進展
近些年來,利用翹片來強化傳熱,管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數和場地模擬相結合,來優化傳熱裝置結構的參數,實現管翹式的傳熱針設計。
2.3與計算機技術的相結合
計算機技術的不斷進步是化學中大量的技術問題能夠得到有效的解決。同時節約了大量的人力物力財力,也增加了數據和相關機械的精密度。計算機的主要貢獻表現在計算流體力學、數值傳熱力學、采用計算機技術進行統計、計算有利于將數據更直觀的表現出來,表現形式更加多樣,能夠有效分析大量實驗數據。
2.4與材料科學和信息工程相結合
科學的進步和新技術的研究涌現就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優質的服務體系和完整地理論作為研發支撐成為化學工程面臨的問題。所以它必將進入一個新的發展階段,在發展中應注重與多學科的交叉,更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環境與化學相結合的學科,這都為化學工程的發展提供了新的研究方向。由于信息技術不斷深入各個行業,為此通過信息技術可以將大量的信息收集、整理進行數據統計分析,得出的結論可以為化學工程發展研究提供新的方向。
3結語
綜上所述,伴隨科學技術的發展,專業人員對化學工程研究已經從單一走向研究領域與多學科相結合的多元化方向發展,隨著時代的需要,科學技術的發展,新的發展熱點的出現,化學工程的發展方向也是多元化的。化學工程技術多元的發展給社會帶來的也將是全新的面貌,推動整個社會向前的步伐。
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篇8
關鍵詞:電廠;集控系統;設計;運行
隨著我國對電力能源需求的不斷增加,電力能源企業建設與管理技術的不斷發展,成為了當前電力企業技術研究者的重要內容。在這一研究中,信息化控制管理技術研究與實踐,為電廠控制管理能力的提升起到了良好的支持作用。特別是在計算機技術支持下,集控技術的應用極大的提高了電廠各項控制管理工作質量。為此電廠控制技術研究者,結合專業化集控技術設備發展,以及電廠集控實踐內容,開展了集控系統設計與運行研究,為電廠集控技術發展提供理論支持。
一、集控系統基本理論簡介
在開展電廠集控系統技術設計與運行實踐研究前,我們首先需要了解集控系統的基本理論。這里所指的基本理論包括了集控系統原理、組成與運行方式,三個主要內容。
(一)集控系統原理
電廠集控系統主要指利用計算機技術、信息技術、通訊技術等多種控制技術手段,對電廠運行中的各項控制工作進行統一管理的集中控制系統。在實際運行中,這一系統具有控制信息化、自動化與高效化特點,在實際應用中,這一技術結合了數控技術、無線與有線通信技術、信息管理技術等多項控制技術,保證了電廠控制管理信息化、數字化發展目標的完成。
(二)集控系統主要組分部分
在集控系統運行中,其主要按照功能與管理作用分為以下三個主要組成部分。一是爐膛監控控制系統。這一系統主要作用電廠發電鍋爐爐膛安全進行監控,進而開展自動控制管理。在實際運行中,其主要監控內容包括了以下部分:鍋爐油(或煤)燃燒器運行;鍋爐燃燒中
火焰變化情況等內容。并對鍋爐跳閘問題進行控制管理。二是電廠模擬量控制系統。這一系統的主要作用是對鍋爐燃燒率、汽溫、汽壓等指標進行有效控制;根據載荷情況,對機組進行調整控制;以及對機組故障數據進行記錄,三項主要工作內容。三是電廠運行順序控制系統。這一系統的主要作用包括了對發電鋪機控制以及做好設備聯鎖保護控制兩個主要內容。
(三)集控系統運行方式
在電廠機組與整體系統中,設備間的運行方式可以分為基本運行方式、機跟爐運行方式、爐跟機運行方式、機爐互相協調運行方式以及自動發電運行控制方式,五種主要的運行方式。
集控系統在電廠控制管理中的采用,可以保證電廠機組在互動協調與自動控制,兩種運行方式控制的完成,進而提高機組控制質量。
(四)集控系統運行保障內容
在集控系統運行中,為了確保系統與機組運行安全穩定,技術人員必須做好以下設備的運行穩定。一是控制系統,如計算機控制系統、應急控制系統等;二是電源系統,主要指U P S電源設備;三是監控系統,如檢測探頭、監控儀表儀器等;四是機組能源設備,如點火裝置、氣源等設備。為了確保集控系統運行穩定,技術人員需要在設計、管理控制、維護等各項工作中,做好這些設備穩定保障工作,使集控系統在電廠控制管理中發揮出應有作用,進而提高電廠控制管理質量。
二、集控室設計與管理要點
集控室設計與管理工作,是集控系統運行管理的基礎工作。在研究中技術人員發現,這一工作的要點包括了以下內容。
1、集控室設計要點。集控室設計過程中,一般采用的便于統一指揮管理、布局合理、建筑美觀的設計原則,結合電廠控制實際情況開展設計。其主要的設計理念包括了以下三點。一是以改造設計為主。在集控室設計過程中,技術人員一般會結合電廠機組原有的控制設備,進行合理化改造設計。這一設計理念既可以保證集控室正常運行,同時解決了設計與建設成本。二是采用四機一控模式。在集控室設計中,技術人員將傳統的兩機一控或一機一控模式,改變為四機一控模式。這種控制模式的確立具有建設成本低、控制設備使用效率高、控制室占地面積小、控制人員工作效率高等諸多優點,進而使四機一控模式成為了當前集控室設計的主要理念。三是做好應急控制系統設計。在電廠集控系統設計中,為了避免因計算機、電力系統等因素故障問題,造成的電廠運行失控問題。在集控室設計中,設計者必須做好應急控制設計。如在設計中為控制系統設計應急電源、手動控制系統以及備用計算機系統等,都是集控室設計中的重點內容。
2、集控室運行管理要點
集控室運行管理是確保集控系統正常運行與電力機組安全穩定的關鍵工作。在實際的控制管理中,集控室運行管理包括了以下工作內容。
一是計算機系統管理。計算機系統是集控室控制管理的核心系統。在系統運行過程中,計算機系統起到了發電機組運行控制;監控設備數據收集、分析、預警、應急處理;電廠信息數據處理等多項工作。為了確實提高計算機系統工作質量,在計算機運行管理中技術人員需要做好以下工作。(1)控制程序編制。計算機技術人員需要根據電力機組與電廠整體運行實際情況與技術指標,編制計算機運行控制程序,進而使計算機系統完成對電廠集中控制過程。如四機一控過程中,良好的控制程序可以保證計算機系統對四臺發電機組的有效控制,在保證機組獨立溫度運行的基礎上,實現電廠整體化穩定運行控制目標的實現。(2)計算機系統維護管理。集控計算機系統維護對于集控系統穩定運行,起著重要的支持作用。技術人員計算機維護工作包括了日常維護、定期維護以及應急維護三個組成部分。日常維護主要是對計算機系統軟硬件系統進行定期更新、安全檢測等維護工作,一般情況下日常維護不需要進行停機維護。定期維護主要是指以季度、年為單位,定期對計算機硬件系統進行大規模檢測,避免因硬件故障造成的機組控制事故。在定期維護中,可以根據實際情況確定是否進行停機維護。應急維護主要是在集控運行中,計算機系統出現故障問題時,技術人員對系統進行的應急處理維護過程。根據系統故障問題,技術人員可以選擇停機或不停機處理,但是以不停機維護首選方式。
二是監控系統運行管理。監控系統在集控室運行中,既起到了對機組設備的監控作用,同時對于集控室運行也有著監控作用。在實際工作中,集控室監控系統的運行管理主要集中在監控數據收集、分析、預警以及自動控制過程中。在集控系統運行過程中,各類監控設備會將所獲取到數據信息匯總到監控計算機系統中。集控室監控監控計算機的作用就是對這些數據信息進行收集與分析,發現其中非正常值數據,進行預警與自動控制工作。為此技術人員需要對預警數據以及自動控制過程進行發現,并開展相關設備維護,充分發揮監控系統管理作用。
三、電廠集控運行重點部位運行管理要點
電廠集控運行中,集控室與穩定電源系統、接地保護等部位,都是其在運行管理是其重點部位。對于這些重點控制部位,技術人員應在外部環境與內部控制管理并行的方式,做好集控運行保障工作。如在接地保護控制中,技術人員應做好設備環境控制,避免因空氣濕度多大、人為損壞等外部因素,破壞集控系統接地保護系統。而在穩定電源系統中,技術人員需要對電源設備進行定期維護,避免因電源設備故障造成集控系統出現故障問題。在重點部位控制管理中,技術人員除了做好日常監測維護外,還應對重點部位故障集中點進行分析,以其為維護管理核心內容,做好控制管理工作。如接地設備暴露在墻體外部的易受損部位、監控系統敏感部位、計算機系統安全軟件系統等都是這類重點保障的部位。
四、結束語
電廠整體化控制管理,對于電力機組運行穩定與電廠整體安全控制,都起到了重要的保障作用。在新型電廠設計改造中,集控系統技術的應用受到了廣泛好評。為此電力工程技術人員,針對集控系統技術主要特點,以集控室設計未要點,開展了相關的技術研究工作,為集控室設計與運行管理的開展提供幫助。
參考文獻:
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篇9
【關鍵詞】計算機;人工智能技術;研究進展;應用
1 計算機人工智能技術概念
計算機人工智能技術主要是指建立在計算機技術基礎之上,研究人類智能活動的規律,構造具有一定智能化的人工系統,指引計算機完成需要人類智力才能夠完成的工作(如:推理、判斷及證明等)的基本理論、方法和技術[1]。其涉及多個學科,例如:心理學、哲學、社會科學等,與基因工程、納米科學并成為世界三大尖端技術,在許多學科領域得到了廣泛推廣,并取得了顯著的成效。
2 計算機人工智能技術發展歷程及發展方向
2.1 發展歷程
2.1.1 興起階段,在20世紀50年代,計算機人工智能概念第一次出現,許多學者針對這項新型技術展開了系統的分析和研究,且取得了一定具有參考價值的研究成果,例如:機器定理證明等,不僅如此,一些理論知識也為此做出了許多支持,例如:唐納德?海布描述的一種簡單的修改規則,為修改神經元間的強度奠定了基礎。誠然,人工智能技術在此階段取得了一定發展,但是,由于人工智能技術涉及學科范圍較廣,各學科之間發展并不是同步的,難以為該項技術進一步發展提供支撐,不僅如此,一些解法的推理能力并不高。因此,人工智能技術在興起階段,發展情況并不樂觀。
2.1.2 應用階段,20世紀70年代,知識工程概念提出后,促使商品化專家系統和智能系統應運而生,并在世界范圍內得到了推廣,在相關領域創造出更多價值,由于專家系統自身存在一定局限性,使得人工智能技術再次面臨挑戰[2]。
2.1.3 集成階段,隨著各個學科不斷發展,專家系統取得了進一步完善,并積極與其他功能相結合,例如:智能語言、多種知識表示方法等,創造出更多功能。近年來,計算機人工智能技術已經逐漸開始朝著并行推理、多專家協同系統等趨勢發展,然而,我們也不得不承認,計算機人工技術在理論、方法及技術方面并不完善,尚處于發展階段,有待深入研究。
2.2 未來發展方向
計算機人工智能技術作為一項綜合性技術,其發展潛能很大,立足于技術發展情況來看,在未來,人工智能技術將會朝著模糊處理、并行化及神經網絡等方向發展。首先,自動推理,作為最為關鍵的研究方向,其理論基礎是計算機與人工智能兩項技術的結合,主要是針對系統動態特點而進行的可行性推理;其次,智能接口,主要是實現人們與計算機之間交流而創造的應用,為人們工作、生活等方面提供了極大的支持,具有較高的應用機制,基于此,如何更好地完善的智能接口成為研究重點課題;最后,數據挖掘,作為最受矚目的課題,主要是研究在數據庫基礎之上,進行知識發現系統,并運用合理方法,從數據中得到知識,進而找到客觀世界的內在聯系及規律,從而實現知識自動獲取目標。因此,計算機人工智能技術將會為人類社會發展帶來更多驚喜。
3 計算機人工智能技術的應用
3.1 實現遠程自主規劃和控制
該項技術能夠對距離我們上百萬公里以外太空中航天器進行遠程規劃和控制,例如:美國航天局利用計算機智能程序對航天器進行操作、調整和控制,并成為國際上首例利用計算機人工智能技術遠程遙控的國家。遠程智能程序能夠結合地面系統中預先設定好的任務和目標,進行自主規劃,并在對航天器實現實時監督和控制,了解和掌握航天器運行情況,及時發現與程序相悖之處,并發出指令進行調整,實現檢測、診斷及恢復目標,從而確保航天器在遙遠的外太空穩定、可靠運行,為科學家研究提供參考。
3.2 預測步驟,提高博弈技巧
將一些技術運用于下棋過程中,能夠將下棋涉及的復雜問題分解為多個小問題,提供下棋數據信息,促使其朝著搜索和問題歸納等方向發展,從而為下棋者科學決策提供支持,近年來,這項技術發展速度及應用范圍十分廣泛。誠然,技術能夠達到國際象棋錦標賽的水平,但是,還不能夠很好的解決人類棋手的表達和洞察等能力,人們僅能夠實現具體問題具體分析,基于此,還需要進一步提高。
3.3 結合目標需求,實現自主控制
技術涉及的視覺系統能夠應用于引導汽車沿著行車道前進,結合這一應用,美國將這一技術安裝到微型汽車上,實現了自主導航前進兩千公里,其中98%以上時間是由該系統控制汽車前進,剩余部分由人類控制,通過調查發現,人類控制部分主要是公路出口尋找,也就是說,通過對技術進一步完善,能夠促使系統獲取更多應用經驗,從而計算出最佳駕駛方向,從而控制汽車前進[3]。因此,無人駕駛這一目標將會在不久的未來實現。
3.4 提高醫療水平,實現準確診斷
該項技術在醫療領域中的應用,能夠有效突破傳統醫療診斷的弊端,進一步提高診斷水平,例如:建立在概率分析基礎之上的醫療診斷程序已經得到了應用,且效果十分明顯,在一定程度上提高了專家醫師的實踐水平。誠然,一部分醫師對程序診病這一事實并不認可,但是,程序通過對病人的檢查,提出了影響判斷的原因,并闡述了并發癥狀等,最后得到了醫師的認可和肯定。技術在醫療領域的應用,不僅能夠有效提高醫療水平,還能夠更好的解決病人的疑難雜癥。
3.5 深度理解語言,解決問題
建立在該項技術基礎之上的程序,在解答縱橫字謎問題中得到了重視,其解答效果優于人類,在具體應用過程中,該項程序通過利用填充詞限制及相關字謎數據庫等多項資源解決問題。
3.6 提高專業化水平,完善專家系統
專家系統主要是建立在專家已具備知識基礎之上的系統,具有特定知識、經驗的系統,與人類專家水平基本一致。專家系統是計算機人工智能技術研究較早、且成果最為顯著的領域,在地質勘探等方面得到了廣泛的推廣和普及。[4]
3.7 深化推理證明,提高推理準確性
邏輯推理作為技術研究最為持續的課題,主要是通過對事件進行深度挖掘和分析,計算其可行性數據,最終確定科學、合理的解決方案,這主要是歸功于計算機技術中的數據庫,沒有數據庫作為基礎,很難提出解決方案。因此,此技術在相關領域的應用能夠有效提高工作效率和質量,從而指導具體工作。
3.8 利用社交軟件,實現溝通和交流
技術中的智能AGENT十分重要,該項程序在機器人系統中的應用,能夠通過了解人類的動機和情感狀態,實現與人類的良好的溝通和交流,基礎的禮貌性打招呼等都能夠實現,具備正常情緒的機器人,在實現人機互動,完成高難度工作等方面發揮著積極的作用[5]。不僅如此,計算機人工智能技術還能夠在多個領域發揮有效性,由于技術自身具有哲學及心理學等方面內容,使得其具備與人類相似的想象力和創造力,在具體工作中,能夠像人類一樣發揮潛能,創造更多價值。
基于上述介紹,該項技術的出現和發展,不僅為社會各個領域發展助力,而且在一定程度上改變了人類文化生活模式,是人類進步的有效手段和方法。
【參考文獻】
篇10
關鍵詞:獸醫信息學;信息;數據;決策;建模
獸醫信息學(VeterinaryInformatics)是一門應用信息科學、工程學和計算機技術來支持獸醫學教學、研究和實踐的學科。獸醫信息學是伴隨著信息學和計算機技術的進步而發展起來的[1]。信息和計算機技術在獸醫領域的應用開始于上世紀60-70年代,經過幾十年的發展,在信息技術比較發達的國家其研究已經相當深入,應用范圍也已經相當廣泛。而在一些信息技術和計算機技術普及比較晚的國家,獸醫信息學的發展尚處于起始階段。我國到目前為止,還沒將獸醫信息學作為一門專門的獸醫專業的學科來普及,其發展還處于一個比較低的水平,從應用到相關技術研究還有待于步入一個更高的層次。
信息技術和計算機技術在獸醫領域的應用雖然起步較早,但是,在其發展的初期則是經歷了一個緩慢的過程,直到最近十多年,才呈現出了蓬勃的勢頭[2]。在獸醫信息學發展過程中,其研究和應用主要集中在以下方面:電子病例記錄;疾病診斷專家系統及決策支持系統;圖像數據獲取和生物統計與建模等。
1.電子病歷
在計算機沒有引入獸醫領域之前,動物病歷主要是以人工的方式記錄在以紙為主要載體的媒體上。由于載體本身的特性所限,采用這種記錄方式進行病例記錄,當積累到一定數量后,由于記錄載體體積龐大給應用和管理造成很大的困難。電子病例(electronicmedicalrecords,EMRs)[3]的出現有效地解決了這個問題,使獸醫能夠為用戶提供計算機化的標準化的病例記錄,實現了對動物的健康狀況進行長期跟蹤,并提供長期的健康咨詢服務和制定保健計劃。對于用戶,可以在家通過網絡隨時查看自己寵物的病例記錄,從而清楚地了解它們的健康狀況。另外,一個養殖場動物電子病例為疾病控制職能部門提供了流行病學分析的原始資料,通過對其進行統計分析,制定科學的疾病控制和撲滅計劃,同時電子病例記錄也是發現新出現疾病的重要途徑。在獸醫信息學發展比較早的國家,電子病例記錄系統已經相當成熟,已經形成了一系列的行業規范和標準。這種標準的形成,使得在整個國家或者大部分地區均采用同樣的標準進行病例采集、管理、交流和分析等,有利于流行病學分析、疫病控制和相關疾病控制措施的制定。目前,信息技術在獸醫實踐中的應用已經相當普遍。由于采用電子病例記錄系統,獸醫臨床實踐在向無紙化方向發展。
2.決策支持系統
獸醫決策支持系統(Decisionsupportsystem)是指在動物疾病控制中用于輔助決策者進行疾病控制策略制定的計算機程序系統。獸醫領域的決策支持系統主要分為兩類:一是疾病診斷系統;另一個是疾病控制決策支持系統。專家系統是疾病診斷決策支持系統最為常見的形式。疾病控制決策支持系統主要是一些流行病學分析系統、疾病控制經濟學分析系統、疫情監測系統和疫情預警預報系統等[4]。
專家系統是利用知識和推理解決領域中只有專家才能解決的難題的計算機程序系統。在世界范圍已經有大量的動物疾病診斷專家系統投入應用,如牛病診斷系統CaDDiS、禽寄生蟲病專家系統PPES、家畜寄生蟲專家系統LPES、牛福利信息/專家系統OxWISE等。我國也開發出一些動物疾病診斷專家系統,如北京佑格公司的系列動物疾病診斷專家系統、江蘇農科院的雞病診斷專家系統和東北農業大學的牛、豬和犬病診斷專家系統等。雖然已經有大量的專家系統投入到動物疾病診斷實踐中,這并不意味著動物疾病診斷專家系統已經完全成熟,相反,隨著專家系統本身的發展和應用的深入,用戶對動物疾病診斷專家系統的要求也在不斷提高,專家系統將向著診斷過程更加高效、準確、智能程度更高和操作更加方便的方向發展。
疾病控制決策系統因其涉及到疾病控制決策的各個環節,因而有大量的不同類別的決策系統出現,同時也有多種信息技術應用于這些系統中。CareEngine是一個通過對不同用戶的當前狀況和已有的資料進行比較,分析用戶當前的狀態,然后根據該分析結果對用戶進行分類,對不同類型的用戶提出不同的處理措施,以降低疾病診斷過程中的錯誤和減少用戶的費用。疾病流行趨勢和模式分析是流行病學研究的主要內容,在這個過程中,往往需要處理和分析大量的疫情數據,這些數據一般均具有空間屬性,如患病動物的分布、運動趨勢,疾病的發生范圍和危險因素的分布等,而疾病控制策略往往需要在最快的時間內做出,因此,以數據分析和處理為主要功能的決策支持系統應運而生。除了傳統的決策支持系統外,地理信息系統當前已經被廣泛地應用于疾病控制決策。EpiMAN-TB是一個基于地理信息系統的決策支持系統,通過對空間數據分析結果,制定新西蘭牛和鹿中結核的控制措施。
3.獸醫圖像數據和信息的獲取及分析
在獸醫臨床實踐中,由儀器和設備獲得的圖像、數據和信息在疾病診斷中起著非常重要的作用。隨著相關技術的進步,臨床上這種數據的需求將大大增加,人們在診斷決策中對這些數據的依賴程度也在增加。由此伴隨著對這些數據的獲取、分析、存貯和解釋需求也在巨增。在動物疾病診斷中,經常用到的圖像有顯微鏡圖片、電子顯微鏡圖片、熒光顯微圖片、B超圖片、X光圖片和CT圖片等,對這些圖片的獲取和分析幾乎均通過計算機來完成。另外,隨著計算機圖像處理功能的日益強大和處理技術的日益成熟,通過計算機不但可以處理2D圖像,而且3D圖像分析技術已經在獸醫實踐中得到廣泛地應用。
最近在圖像處理技術上的進展不但可以顯示機體的解剖結構,而且可以在活體上對生物學過程和事件進行評價。例如,利用磁共振技術和放射性同位素成像技術可以顯示機體的功能。這些技術可以對血流和各個器官的功能狀態進行顯示,對疾病的診斷具有非常重要的作用。當前一些在臨床上常用的基于計算機的成像技術包括:X線計算機體層成像(X-raycomputedtomography,X-rayCT或CT)、磁共振成像(magneticresonanceimage,MRI)和發射體層成像(emissioncomputedtomography,ECT),如單光子發射體層成像(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT)與正電子發射體層成像(positronemissiontomography,PET)、計算機放射攝影(computedradiography,CR)或直接數字化攝影(directradiography,DR)等新的成像技術。
4.生物統計、分析及建模
生物統計是獸醫實踐及研究中非常重要的組成部分,通過生物統計,人們可以發現從臨床實踐中得到的數據中所隱含的意義、發現疾病和致病因素之間的關系,以及疾病發生的規律等,為解釋疾病的發生、發展、轉歸以及科學治療方案的制定提供依據。生物統計又是獸醫研究中必不可少的環節,幾乎所有的試驗數據都必須通過統計分析來發現試驗現象和事物本質之間的關系,并且只有經過科學的統計分析之后所得到的結果才能被廣大同行所認可,對其所揭示的現象才有科學、客觀的認識?;谟嬎銠C的統計分析軟件已經成為獸醫實踐和應用中的必備工具,如MS-EXEL、SAS、S-PLUS、MATLAB和SPSS等。除常規的數據統計之外,在流行病學研究中,基于地理信息系統的空間統計分析為挖掘疾病流行和擴散的時空特征和模式開創了一個新的視角,通過對分析結果在電子地圖上的實時顯示,使人們能更直觀地了解疾病的流行狀況及未來的流行趨勢。
建模以其嚴謹、抽象的特點作為交叉學科在醫學領域廣泛應用,同時也為其在獸醫領域的應用提供契機。近年來,在重大疫病的控制中,數學模型已經被廣泛地應用于流行病學分析與研究。
OmairaCeciliaLizarazoHerrera等[5]采用動力學模型仿真模擬口蹄疫的發病過程,為疫病管理提供參考策略;EricP.M.Grist[6]用控制優化模型評估瘋牛病可能造成的損失;Trapman,P[7]采用隨機過程研究的動物傳染病分支模型可分析疾病的發病數量和時間,并評估不同的管理措施的效果,該模型可適用于典型豬瘟、禽流感和口蹄疫等流行病。英國數學家利用模型解決的重大問題是瘋牛病。在初期沒有有效的抗菌藥物,只能檢查并殺死所有的病牛,但在最初的15個月,這些方法沒有避免疾病的傳播。因此,數學家設計了一個針對瘋牛病的傳染模型,并且發現問題的關鍵是時間的控制問題。原先檢查并屠宰病牛往往是在疾病發現的4-5天——在這段時間疾病已經很大范圍地傳播開了。這就是不能控制疾病的原因,于是疾病的檢查采取了更為果斷和迅速的措施,來檢查可能被感染的牛并屠宰。兩個月后,疾病得到了控制。
另外,基于環境因素和空間因素的疫病傳播時空動力學模型的建立也為疫病控制決策提供了科學依據。動物疫病的發生、發展、分布與地理環境關系密切,流行病地理信息系統在疾病控制中起到了重要作用。
DavidL.Smith等[8]人調查了康涅狄格州169個鎮的浣熊狂犬病的傳播情況,同時,還調查了地理、人與動物接觸情況等因素。對狂犬病在不同的地形傳播的環境危險因素進行定量,建立了狂犬病傳播的隨機空間模型,結果表明環境因素對該病的空間分布存在顯著的影響,河流起著重要的屏障作用,將擴散速度減少7倍。DavisonS等[9]利用GIS對美國賓夕法尼亞州1996~1998年發生的H7N2亞型禽流感進行空間分析與研究,為防疫措施提供參考,EhlersM[10]等利用GIS對意大利1999~2001年發生的禽流感建立以家禽飼養密度為基礎的空間分析模型。
5.小結
信息學、計算機和獸醫學等學科的高速發展,給獸醫信息學的發展帶來前所未有的契機。從國外這些年的發展和應用歷程來看,重點的研究方向包括電子病歷、決策支持系統、數據和圖像的獲取、存儲和分析以及對疾病和生理等過程的建模等。我國獸醫信息學的發展中所研究的主要內容也不外乎這些方面,但是在發展過程中,應根據我國獸醫學和信息技術的發展現狀,走一條適合我國實際情況的道路。分析我國當前的研究現狀,本人認為應該從以下方面逐步開展工作,以促使獸醫信息學的快速發展:(1)以建立獸醫臨床及實驗室數據標準為前提,逐步在全國建立和推廣電子病歷系統,以實現全國動物疾病數據的共享、無縫集成與交流,有利于疾病流行狀況分析和疾病控制決策;(2)搜集整理國外的研究資料和相關書籍,編寫我國獸醫信息學教材,將獸醫信息學作為一門單獨學科提出,作為研究生和本科生的選修課進行推廣,培養后備人才;(3)整合現有資源(人力、物力和資金),提出重點突破方向,逐步展開獸醫信息學相關研究;(4)大力宣傳信息技術在日常實踐中的應用價值,提高養殖單位及用戶對信息學的認知程度,同時加快已有的信息技術相關產品在獸醫領域應用的推廣工作,讓用戶從效益中認識這些產品的價值,以促進獸醫信息學在實踐中的推廣;(5)以生物信息學的高速發展勢頭為契機,進行動物病原生物信息學相關研究,為動物疾病的控制提供科學依據。
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