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智能化時代,一體化指揮調度的演進變革
來源: | 作者:xiaoxiaokeji | 發布時間: 2019-06-13 | 480 次瀏覽 | 分享到:
對話一體化指揮調度實驗室劉玉超主任】 
        劉玉超,高級工程師,一體化指揮調度技術國家工程實驗室主任,中國指揮與控制學會副秘書長、青工委主任、智能指揮調度專委會主任、全聯科技裝備業商會人工智能專委會主任,李德毅院士猛獅智能車聯合團隊總領隊,研究方向指揮與控制、智能駕駛,創新提出基于云變換的變粒度計算方法,獲得清華大學人工智能專業博士學位。先后承擔和參與重大科研和型號項目10余項,組織“中國指揮控制大會”、“CICC青年科學家論壇”、“不確定性人工智能教學培訓”等學術活動10余次,組織編寫《智能網絡與指揮控制》、《智能駕駛一百問》等圖書4部,獲得部級科技進步獎7項,申請發明專利6項,發表學術論文40余篇。
      在智能化的時代下,一體化指揮調度隨著技術演進變革,也正呈現出新的趨勢,以下為采訪實錄,從專家的言論中一起了解目前國內一體化指揮調度的現狀及未來。
 
       Q:能為我們解釋下什么是一體化指揮調度,一體化指揮調度與指揮控制是什么關系嗎?   
       A:我們先說“指揮調度”,指揮調度從學科劃分上屬于指揮與控制系統工程學科,是指揮與控制科學在行業應用中的術語,軍事中常用“指揮控制”,公共安全、社會管理等領域多用“指揮調度”。
       指揮與控制科學是管理與技術的融合,其理念源頭可追溯到“賽博”,核心體現的是“交互”——人與人、人與物、物與物之間的交互?!吨笓]與控制學報》主編王飛躍教授在《機器崛起》一書的譯者序中詳細介紹了“賽博”的前世今生。1845年法國物理學家安培提出“Cybernetique”,其本意就是國務管理,屬于社會科學范疇;1948年諾伯特?維納寫了著名的《Cybernetics: Control and communication in the animal and the machine》,把賽博從社會科學擴展到生物學和機器智能,成為今天許多學科的精神開端;1955年錢學森的《工程控制論》將“Cybernetics”落到機械和電機控制,是現在控制科學奠基之作。錢學森晚年也認為社會控制論——“Cybernetics”的真正內涵一定會崛起!
       我現在所在的實驗室叫“一體化指揮調度技術國家工程實驗室”,這是“一體化指揮調度”在公安領域正式官方命名。 2016年2月22日國家發展改革委辦公廳、公安部辦公廳聯合發布的《關于請組織申報社會治安防控領域創新能力建設專項的通知》,要求在提升警務指揮救援能力方面,設立一體化指揮調度技術國家工程實驗室,主要針對當前通信指揮系統響應速度慢、調度智能化不足等問題,建設一體化指揮調度技術創新平臺,支撐開展數字集群無線通信、衛星通信、地理信息系統與位置服務、移動警務安全接入、通信指揮系統等技術、設備的研發和工程化,提高指揮調度的快速反應和科學決策能力。中國通信學會常務理事、原公安部科技信息化局牛晉副局長給出了“一體化指揮調度”的定義:使用信息化手段以及與信息化相適應的工作機制,將互不相同、相互補充、互不隸屬、相對獨立的指揮要素、執行力量以及相關資源有機地融合為一個整體,以實現組織策劃的目標??v向實現上下信息對稱,橫向實現跨部門信息共享。
  2017年,一體化指揮調度技術國家工程實驗室牽頭發起成立了中國指揮與控制學會智能指揮調度專業委員會,這也標志著指揮調度技術已經向智能化時代邁進,尤其是交互認知驅動的社會創新變革,社會交互指數級增長,各種不確定性生產關系不斷涌現,傳統指揮調度的要素和手段都在發生改變:從通信網絡走向泛在網絡,從業務功能驅動走向數據智能驅動,從指揮中心系統走向以人為中心的“端+云”指揮模式,從通信終端走向各類智能應用,從軟件信息系統走向“信息—物理—社會”系統。
  Q:在一體化指揮調度中都涉及到哪些關鍵技術?現在常提到的公安大數據、警務云等這些都屬于一體化指揮調度技術范疇嗎?
  A:一體化指揮調度涵蓋感知域、認知域、行動域、保障域,所以技術產業生態鏈很長,諸如融合通信、地理信息(系統)、數據融合分析、智能輔助決策、移動應用、多媒體、人機交互等都是一體化指揮調度中的關鍵技術,而大數據和云計算正是當前一體化指揮調度邁向敏捷性、智能化的關鍵支撐。感知域的大數據獲取是指揮調度業務流程的源頭,是戰斗力生成的第一鏈條,當前解決傳統各行業信息化建設過程中所產生的系統相對獨立、數據信息孤島現象,構建統一大數據平臺是關鍵。認知域的決策云和服務云將成為大腦中樞,傳承學習的行業經驗加上自主學習的數據智能,為數據警務智慧公安提供強大計算能力、高度信息共享和深度智能應用。
  Q:我們看到當前很多人工智能創業公司都開始進入公共安全行業,從您的角度怎么看這件事?
  A:一方面,本輪人工智能的崛起主要是深度學習的貢獻,而深度學習需要大量的數據進行學習訓練,目前在公共安全領域已經積累了海量的視頻數據;另一方面,我們知道技術轉化為產品需要場景驅動,當前社會交互指數級增長、安全因素的不確定性加劇,傳統技術已經無法滿足公共安全領域的新需求,在這里應用場景和買方市場相對明確。
   人工智能企業的進入無疑會打破傳統系統集成企業的行業布局,但并不是說就會直接顛覆整個行業。對行業場景的把握和理解往往跟行業經驗積累緊密相關,一位老警察和一位新警察看待一個案件的角度和維度,思考的方式可能完全不同。對于人工智能技術的場景應用問題,如何學習人類傳承的行業經驗是關鍵,而當前最大的障礙就是這些場景知識沒有標準化、沒有形式化,不是標準的學習樣本。所以,我們實驗室當前一個重要研究方向就是行業場景的標準化建模和共性語義標注問題。
  Q:您前面提到社會交互指數級增長,給指揮調度技術帶來新的挑戰,您如何看待指揮調度的發展趨勢?
  A:好的,這也是當前我們實驗室的使命任務。在我們不斷利用信息和信息技術感知、重構和認知現實世界的過程中,逐步形成了一個“信息——物理——社會”系統,交互認知驅動帶來了創新發展的新模式,擺脫了時間和空間的束縛,跨越了人類、機器之間的交互屏障,社會交互指數級增長,涌現出多樣化的交互生產關系,公共安全領域需求側和供給側的矛盾問題愈加突出。面對社會需求側日益增長的多樣化社會交互安全需求,供給側的指揮調度能力體系明顯不足。我們實驗室提出從業務、技術、標準和模式等方面打造協同創新平臺,支撐指揮調度和社會安全兩個生態圈建設。一方面指揮調度力量到邊,促進警務機制改革,充分發揮數據警務智慧公安的資源優勢,向一線實戰賦能;另一方面融合各類社會面資源,構建安全信任體系,強化社會力量對指揮調度的正反饋效果,群體智能力量無邊;進而匯聚一體化指揮調度感知域、認知域、行動域、保障域產業鏈生態,真正打通供給側的指揮中心到需求側的雪亮工程。
  Q:請您簡要談一談實驗室到目前為止已取得哪些建設成果? 
   A:經過兩年建設期,當前實驗室取得的成果分四個方面。在基礎環境建設方面,我們基于云計算架構搭建了網絡計算環境和基礎軟硬件平臺,圍繞情報、指揮、行動和保障部署了數網空間、合成作戰、一體化實戰指揮、智能裝備、仿真推演、融合通信等業務系統和平臺,具備了產品展示和集成驗證的能力。在關鍵技術研究方面,我們在基于統一通信的一體化平臺支撐技術、基于地理信息的大數據處理和可視化、基于人機交互的智能預案、多維數據融合建模等關鍵技術上展開研究攻關,開發一體化指揮調度系統裝備15套,申請軟件著作權49項、發明專利9項、實用新型專利5項。在工程化應用方面,我們研制的一體化實戰指揮平臺等產品應用在 “一帶一路”、十九大、全國兩會、重慶市兩會、中非論壇等重大活動保障中,得到了用戶的充分肯定?!爸卮缶l活動安保指揮系統”獲得2018年度公安部科學技術進步獎一等獎。在標準制定方面,我們在全國信標委下成立了“智能認知工程國家標準工作組”、在中國指揮與控制學會下成立了“智能指揮調度團體標準工作部”,發布了4項國家標準、2項行業標準、6項團體標準,加入了智慧城市國家標準總體組。
  到2018年底我們已經按發改委要求完成了實驗室的建設任務。結合智能時代的發展趨勢,一體化指揮調度在業務、技術、標準、模式等各方面都面臨著提升與挑戰,國家工程實驗室就是要圍繞行業場景、技術應用、標準體系致力于打造開放的平臺與生態,聯合生態合作伙伴共同建設共享體驗中心和聯合創新環境,努力成為一流的指揮調度技術創新基地、標準化中心、集成驗證中心和人才教育培養基地。
  Q:一體化指揮調度技術國家工程實驗室接下來如何推廣這些研究成果?
  A:推動技術成果轉化與工程化應用是實驗室的一項重要工作,目前的這些成果大部分還是實驗室相關建設單位自己團隊的積累,而且也已經在公安、應急、交通等行業推廣應用。完成兩年期的建設任務后,實驗室就是要把建設成果向行業生態團隊開放,更好地發揮平臺作用,為行業專家和技術團隊搭建好服務的橋梁。目前我們發起成立的中國指揮與控制學會智能指揮調度專委會已經有100余位行業專家,我們編寫了智能指揮調度行業發展報告,梳理了行業場景、系統裝備、專項技術和標準體系,我們的生態合作企業單位已經有30余家,涉及智能裝備、態勢感知、指揮決策、信息通信等100余項技術。接下來,我們將圍繞智能指揮調度技術沙龍、需求對接、系統測評、團體標準、教育培訓和全國性競賽等方面,加快生態平臺的建設,充分發揮專家智庫的行業場景優勢,更好地助力優秀技術成果的行業落地和產業化應用,推動智能指揮調度產業發展。
  Q:實驗室與公安用戶單位合作的主要是哪種形式,如何強化實戰中應用?
  A:“一體化指揮調度”一詞的提出本身就是來源于實戰,國家工程實驗室建設的基礎是在近二十年國家重大活動保障任務中積累的專家經驗和知識。實驗室成立前,我們的承建單位與用戶之間更多是乙方和甲方之間的關系,合作形式也都是項目系統研發和維護保障,實驗室成立后,作為一個創新平臺,實驗室的重點任務是與行業用戶一起共同開展行業場景研究,我們圍繞數據智能、合成作戰、城市交通、應急管理、視頻指揮、智力共享等方面,結合用戶的行業場景特點,共建了十個聯合實驗室,及時將技術發展的最近成果引入到行業應用中,共同制定相關標準,推動行業的轉型升級。我們與中國人民公安大學、南京市公安局一起成立了中國指揮與控制學會安全應急共享知識專委會,共同推動跨區域跨業務的模型成果分享、跨層級跨部門的數據模型協同,匯聚傳承了行業的知識和經驗,為一線和基層實戰精準賦能。
  Q:目前一體化指揮實際應用中碰到最大的困難是什么?
  A:其實一體化指揮調度技術的應用可以輻射到很多領域,社會治安、交通運輸、電力控制、應急管理、軍事指揮,其理念和技術手段都是相似的,只是面對不同應用場景,其問題和困難有差異,這跟各行業的信息化建設程度、裝備的標準化程度、大數據治理和應用程度都密切相關。
  實驗室研究工作目前更多聚焦在社會治安場景。我們的平安中國戰略實施以來,社會治安防控體系建設取得明顯進展,一體化運作的情報指揮機制逐步健全,思想層面對警務保障模式由被動反應向主動預防逐漸轉變。從技術角度來說,公安領域一體化指揮調度以融合通信為先手,采用軟交換技術和信息網絡技術整合各類通信系統和終端設備,集成對接與指揮調度相關的位置信息、地理信息、關聯查詢等信息系統,實現方便靈活的指揮關系重構、全面可視的警情態勢掌控、及時動態的警情警令傳遞,滿足“扁平化、可視化”指揮調度的需要。當前我們自頂向下推動的公安大數據平臺,將對消除信息孤島最終實現業務橫縱一體化做了很好鋪墊。但在面向終端警力賦能的指揮調度場景中還有存在很多問題,主要體現在:調度終端種類多,統一通信存在不足;一線現場作戰缺乏信息協同;對戰略態勢和戰術態勢缺乏快速構建手段;專項行動缺乏針對性的指揮手段;系統繁多,數據割裂,不能為指揮調度提供及時、有價值的情報信息;終端系統應用多,難以有機協同;當前很多應用大而全、開發周期長,無法滿足新時代公安業務需求變化快的特點。
  當前我們也在積極研究應急管理中的一體化指揮調度行業場景,諸如防汛抗旱、抗震、防疫等業務領域,雖然也都研發了相應的指揮系統,但以一體化思想來統領的指揮調度感覺還是剛起步狀態,這一方面源自于業務發展和信息化是一個互相促進的過程,而業務的發展非一蹴而就,傳統業務雖從職責上有明確分工,但在數據領域以同樣的理念來處理,造成信息孤島是必然,從技術角度進行一體化首先面對的是大量同類不同質數據的標準化處理難度。另一方面,一體化指揮調度理論也在不斷發展,欲將理論應用至實際業務中,也需要革新思想,統籌看待業務和技術的一體化。
  Q:目前“云+端”體系構建的一體化指揮調度平臺是否對設備商的需求正在發生哪些變化?以您個人的角度談談目前行業中的技術短板?
  A:”云+端“可以說是移動互聯網帶來的重大變革,云提供強大的計算和存儲能力,網絡解決了通信交互的時空局限性問題,靈活定制化的移動端應用,讓我們可以隨時隨地享受到便捷的交互信息服務,隨著5G、物聯網和邊緣計算的發展,未來在移動端將呈現出更多的想象空間。
  我們前面在做一體化指揮調度行業場景研究中提到過目前有兩個生態圈——指揮調度生態圈和社會安全生態圈,可以說第一個生態圈是toG的,第二個生態圈是toC的。第一個生態圈的端就是我們的一線干警和安保力量,而匯聚各類大數據的指揮中心就是云,如何能為端賦能,美軍提出的力量到邊、戰略下士等概念也都是同樣的道理,這就需要對端場景的痛點進行深刻分析,不論是單兵裝備、通信體制,還是情報和信息系統支撐,都要從一體化指揮、合成作戰、協同行動等方面統籌考慮,從機制上打開封閉的指揮中心。第二個生態圈的端是百姓,是社會治安服務的用戶,智能手機+app應用當前已經成為標配,各種圍繞生活場景的信息服務已經涵蓋百姓生活方方面面,正是不確定性社會交互的指數級增長,帶來公共安全領域生產力和生產關系的矛盾問題。
  兩個生態圈的融合,對政府供給側而言就是數字化轉型,通過數字智能解決不確定**互帶來的挑戰,對于百姓需求側而言就是在享受到更加貼心的安全服務的同時,也在不知不覺中為社會安全貢獻了自己的力量。這些都給傳統的指揮平臺和設備廠商提出了新的要求,需要重新思考產品的場景定位。目前一體化指揮調度在感知域的智能感知、大數據治理、多維態勢融合,認知域的數字預案、輔助決策、知識共享,行動域的合成作戰、人機融合、智能裝備,保障域的信息通信服務等方面也都面臨著很多的技術問題亟待解決,需要整個行業的共同努力。
  一體化指揮調度不是純技術問題,它是管理與技術的融合,對人員的指揮管理,對資源的組織調配,對行動的全面掌控。被譽為“現代經營管理之父”的經濟學家法約爾就提出,管理活動可以分為五種:計劃、組織、指揮、協調、控制。因此,不論是企業的經營管理、社會的綜合治理,還是軍隊的指揮控制,在理念上是相通的,在方法上是可借鑒的,“一體化指揮調度”可以說是數字智能時代利用信息和信息技術解決供需生產關系矛盾的歷史必然。
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