人工智能仿真技术范文篇1

关键词：智能建筑弱电系统；实践教学；案例教学；模拟仿真；项目教学

中图分类号：G642.4文献标志码：A文章编号：1674-9324（2012）07-0025-02

一、引言

建筑智能化弱电系统工程课程是集现代通讯技术、现代计算机技术、电子技术、控制技术于一体的综合性专业技术课程。课程包括综合布线系统、计算机网络、有线电话电视系统、建筑设备自动化系统、消防报警控制系统、照明监控系统、安全防范系统、广播音响系统、信息显示查询系统、防雷与接地、系统集成等内容，理论知识丰富，动手操作的要求高。在教学过程中，学生缺乏感性认识，加上电子方面的基础知识水平也各不相同，假如不结合具体项目或实训操作平台讲授，学生理解起来会有一定的难度，而且实践动手能力也比较差，理论讲授面临很大的困难，学生听不懂或者不理解老师教授的知识，针对这种情况，我们在部分课程中建议实施实践教学、案例教学、模拟仿真、项目教学等方法，提高建筑智能化弱电系统工程课程教学效果。

二、几种提高建筑智能化弱电系统工程课程教学效果的方法

1.实践教学法。实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要保障。我们学院建成的楼宇职能弱电系统综合实训室提供了很好的实训环境，包含了综合布线、安防系统、广播系统、可视对讲系统、门禁系统等实训平台。学生反映效果很好，这样的实训环境学生很喜欢，通过实训操作大大提高学生实践动手能力并加深理解理论知识。实训教学具有其他的几个作用：①以竞赛带动实践教学，在高职教学中，经常组织参加技能竞赛活动，可以培养学生主动探索、主动学习、动手操作的能力。通过参加各种专业竞赛给学生提供了较大的自主学习时间和空间，易于调动学生学习的主观能动性，培养其学习兴趣和创造性思维能力。我院学生多次参加高职楼宇职能化工程技术相关竞赛，取得了较好的成绩。②实践教学与岗位技能培训相结合，借鉴社会培训机构的成功经验，创造条件推进学生、教师、工程技术人员相结合，教学、科研、工程项目相结合。以岗位技能要求，指导实践教学，努力摸索出符合我院实践教学的方法。与企业如西安开元、TCL、威康VCOM等公司合作，完成一些施工企业技术人员的培训认证工作。

2.案例教学法。案例教学法是一种以案例为基础的教学法，案例本质上是提出一种教育的两难情境，没有特定的解决之道，而教师于教学中扮演着设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论，不像是传统的教学方法，教师是一位很有学问的人，扮演着传授知识者的角色。在本课程中本人经常挑选一些经典的案例给学生教授某个系统的知识，例如：综合布线系统，理论讲完后，以某栋办公楼为例子，让学生学分成几个小组，进行研究讨论如何规划、设计、计算材料工程造价、施工注意事项等事宜，将学生划分为由3～6人组成的几个小组，这样他们在准备和讨论时，表达不同意见的机会就多些，让每组派代表上来发表本组的意见，这样学生对案例的理解也就更深刻。

3.模拟仿真教学法。模拟仿真教学法是一种全新的教学方法，是一种将理论与实践相结合的新教学手段，更是未来智能化教学的发展方向。使用计算机技术来模拟实验环境，从而替代或补充了传统的实验教学手段，学生像玩游戏一样就可以学习。我们学院的建筑智能化弱电系统建设应用了一些课程的模拟仿真教学平台。比如：闭路电视监控系统，模拟仿真教学，学生要把摄像枪、监视器、硬盘录像机、显示器等设备放到相应的位置，如果放错地方系统会报错误提示，正确则会显示配置正确，放置正确后才能进行下一步操作。模拟仿真教学还可以调动学生的学习主动性，开拓想象空间，增强学生的自信心和成就感以及增强学生的安全意识。

4.项目教学法。在智能建筑弱电系统专业教学中，实施项目教学法是提高教学质量的重要途径。项目教学法是指在教师的指导下学生自己处理一个项目的全过程，在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的能力及团队精神和合作能力等，是典型的以学生为中心的教学方法。对于建筑智能化弱电系统这类工程实践性较强的专业课程教学采用项目教学法教学，符合高职教学要求。我们在建筑智能化弱电系统专业教学中，核心课程按系统采用项目教学法组织教学，如综合布线系统、闭路电视监控系统、一卡通门禁系统、停车场管理系统、公共广播系统、防盗报警系统、可视对讲系统等，这样可以有让学生融入有意义的系统项目实践学习，让学生自主积极地学习，进行知识的建构梳理，并以提高实践动手和系统项目管理能力为最终目标。例如：现代智能社区的建筑智能化弱电系统项目中的可视对讲系统和视频监控系统两个子系统项目，分成两个项目来组织教学。通过实施项目教学法，学生了解可视对讲系统的结构和功能，可视楼宇对讲系统是由门口主机、室内彩色可视分机、不间断电源UPS、电锁、闭门器出门按钮等基本部件构成；住户在门口机可以通过感应卡、密码、钥匙、对讲分机、出门按钮开锁；可视楼宇对讲系统能对进出人员进行监视和录像；同时系统还可以实现：物业管理信息、可视对讲、烟感报警、防盗报警、开锁等功能。通过项目教学法可以让学生了解视频监控系统项目构成：前端设备、传输设备、监控中心设备，学生通过自己动手掌握电视监控设备的安装技巧：彩色一体化摄像机安装调试实训、枪式摄像机安装调试实训、红外摄像机安装调试实训、监控系统管理主机安装调试实训等。采用项目教学法实施现代智能社区的建筑智能化弱电系统项目的教学，学生的学习气氛更浓，动手实践的机会不容错过，学生对该系统的结构掌握更清楚，学会系统的设计、安装、调试和操作，理论与实际操作相结合，实践动手能力大大提高，教学效果更好。

建筑智能化弱电系统工程技术专业人才的培养，是建筑智能化行业振兴与发展的关键，如何传授好知识给学生，教会学生动手操作，让学生通过学习能在企业独当一面，完成相应的技术工作，教师根据实际情况可采用实践教学、案例教学、模拟仿真教学、项目教学等方法提高建筑智能化弱电系统工程课程教学效果。

参考文献：

[1]秦培林.以项目教学法促进高职楼宇智能化工程技术专业的教学改革[J].科技咨询导报，2007，（24）.

[2]曾骆亚，许锦标，万频.楼宇智能化技术教学改革的探索[J].高等建筑教育，2008，17（5）：94-96.

人工智能仿真技术范文

（北京理工大学软件学院，北京100081）

摘要：在信息时代，网络交流无论在深度还是在广度上都颠覆了传统意义上的交流，成为人们生活的重要组成部分，它不但满足了人们的内在需要，扩大了人们的社交范围，而且改变了人们的生活方式。计算机仿真技术作为一门专门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，为促进网络社会的交流提供了较好的技术基础。本文通过对计算机仿真技术和网络虚拟交流平台的研究，对仿真技术在促进网络交流方面的技术突破点进行了详细的介绍。

关键词：仿真技术；网络交流；虚拟；关键突破

DOI：10.16083/j.cnki.-1296/G4.2015.02.066

中图分类号：O245文献标识码：A文章编号：1671—1580（2015）02—0151—02

本文受国家科技支撑计划项目（2012BAH38F01-05）资助。

收稿日期：2014—09—12

作者简介：张福泉（1975—），男，福建福州人。北京理工大学软件学院在读博士，闽江学院计算机科学系，副教授，研究方向：流媒体智能存取技术，智能化数字表演与仿真技术。

一、虚拟网络交流的重要平台及其发展趋势

随着网络技术的发展，人们的交流方式发生了巨大的变化，低效率的传统交流方式逐渐被网络交流方式所取代。网络交流以网络作为信息的载体，将互联网作为交流分享的平台，极大地提升了交流的即时性和效率。

当前，网络交流平台主要包括即时通信交流平台、信息互动平台、网络商品交易平台和在线交流平台。无论人们在哪一个平台进行网络交流，对交流过程的快速、真实、便利的追求都永无止境，这极大地推动了仿真技术等计算机网络技术的进一步发展，也为仿真技术的发展指明了方向。首先，虽然网络交流平台的种类越来越多，网络交流的方式越来越繁杂，但是，单一的网络交流平台无法满足人们的需要，未来网络交流平台不仅能实现“现实人”与“虚拟人”的交流，还将实现“现实人”、“虚拟人”以及“虚拟物”之间的交流。其次，网络交流平台毕竟都是虚拟环境下的交流，无法满足人们相互之间真实的精神情感交流的需要。随着计算机网络技术的发展，网络交流的可视化、智慧化以及无障碍交流必将成为新的发展趋势，追求虚拟现实世界成为计算机仿真技术的发展方向。

二、可视化仿真技术在虚拟网络交流中的技术突破

可视化仿真技术指的是将仿真中的数字信息变为直观的、以图形图像形式表示的、随时间和空间变化的仿真过程呈现的技术手段。可视化仿真技术是仿真领域的重要研究分支，包括了可视化算法、实时绘制、图像生成、多通道及多视点显示、人机交互、分布式与并行计算、软件工程学、效果评估等理论技术以及各行业相关的建模技术，等等。

（一）可视化仿真软件的智能化、自动化。随着网络交流的不断深化和发展，实体动态、智能视点选取成为可视化软件的发展潮流。1.实体动态生成。在仿真开始前先在想定仿真节点编制好态势变化的想定文件，在仿真过程中通过节点的仿真软件对想定文件进行动态解析，从而实现对不同仿真节点的动态匹配。实体动态生成技术的优点在于将网络交流的不同需求进行分散化建模，简化了仿真建模的复杂性。2.视点智能选取。Vega是可视化视点选取使用较为广泛的工具，带有静止、运动模式等多种视点方式，但是，Vega等工具的固定观看模式无法充分体现复杂系统仿真过程中各个实体、事件、环境、场景、系统的实时运动变化情况，要实现对虚拟环境的实时、动态的视点管理，就需要全局漫游、俯视以及智能眼视点等模式。

（二）可视化仿真建模的三维实体柔性技术。智能视点实现了对具有固定实体的动态实时仿真，对于没有固定形状，并且随着时间和过程不断变化的实体，例如云、风、烟雾弹等柔性体，则需要采用柔性仿真技术，通过对物体的运动特性、机理以及作用建立起这些柔性体特殊的动力学和运动学模型，进行可视化绘制，实现对柔性体的三维仿真。

（三）可视化仿真实时性和逼真度的技术实现。实时和逼真是虚拟网络交流追求的两个重点，在技术进步的基础上实现两者的最大突破成为可视化仿真技术不断进步的动力。在硬件方面，通过提升计算机运行芯片的计算性能和处理模式来实现快速绘制；在软件方面，借助网络技术以及网格技术的并行计算、分布式计算，可以逐步优化软件结构和代码，减少计算量，从而提升绘制速度。

（四）非视觉物理量的可视化技术。在现实社会中不仅存在看得见、摸得到的实体，还存在不可见的非视觉物理量

（例如磁场、温度场、水声场、电场等）

。要实现虚拟社会交流的真实性，非视觉物理量的可视化技术也是非常重要的突破。非视觉物理量可视化仿真的关键技术是三维数据场仿真，一般通过两个途径来实现：1.对三维数据生成的等值面进行绘制，这是基于面的可视化，主要方法有切片技术、几何变形曲面法以及网格划分法等。2.将三维数据投影到计算机，再通过体绘制技术进行绘制，这是基于投影的可视化。

三、虚拟现实技术在促进虚拟网络交流中的关键突破

虚拟现实（VR）技术通过虚拟的“现实人”体验来表达、获取信息，集合了多种计算机技术，例如人工智能、控制论、数据库、计算机图形学、实时计算技术、人机接口技术、电子传感技术、机器人、多媒体以及遥现技术，等等，是一种最有效模拟“现实人”在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术。通过VR技术，创造出一个“现实人”可以与虚拟世界进行对话、虚拟世界对“现实人”的行为作出反应的人机交互环境，同时，表现出虚拟世界的自律、临场感，使得“现实人”具有身临其境的感觉，这也正是人们在进行虚拟网络社会交流时所极力追求的体验。

（一）VR的视觉表现技术。真实感以及图形图像实时绘制是实现VR视觉感知的重要手段之一，也是构造虚拟环境的核心，更高、更强的真实感和实时性不但保证了VR系统的沉浸感和交互性，而且也是VR视觉表现技术所追逐的重要目标。图形图像绘制是VR视觉表现的基础，一般可以分为：1.图形绘制技术，主要研究真实感光照计算、自然景物绘制以及纹理映射等；2.场景绘制技术，包括全光函数、光场计算、同心拼图、全景拼图等研究内容；3.图像与图像相结合的绘制技术，包括几何一致性以及光照一致性等方面的内容。

（二）VR的听觉表现技术。听觉是人类感知世界的重要信息来源，虚拟社会中的每一个发声体都是“现实人”感知虚拟社会信息的一个重要来源。事实上，我们在网络上感知的声音素材大部分都是数字化音频，由于不具有空间信息，无法体现虚拟社会听觉空间的真实感和立体感，而通过描述人的听觉系统对不同方位声音的不同频谱特性（头部相关传输函数：HRTF），例如双耳时间差、声级差等，可以建立起虚拟听觉空间（VAS），其中的声音定位技术是实现三维逼真音效的关键技术。

（三）VR的力/触觉表现技术。VR通过力/触觉设备对力/触觉信息（主要包括碰撞检测和碰撞响应）进行高效处理，在客户操作力/触觉设备时，碰撞检测算法对“现实人”与虚拟对象的碰撞情况进行检测，并在发生碰撞后运行碰撞响应策略。

（四）VR的嗅/味觉表现技术。在现实社会，人的嗅觉是由化学刺激产生的，而且气味间细微的差别都会引发不同人的不同反应，显然，要对虚拟社会的嗅/味觉进行高仿真，现在还存在一定的困难，这也将成为未来VR技术研究的重要方向，现阶段有许多科学家进行了有益的探索。例如：AmooreJ.E就曾想用基本的七种气味来进行合成，但真实度不高。

虽然仿真技术为促进虚拟网络交流进行了各种关键技术的突破，实现了虚拟社会的可视化和可交流，但离现实社会中人与人的真实交往还存在一定的差距，而且虚拟社会中“现实人”、“虚拟人”以及“虚拟物”的相互交流还存在一定的障碍，需要进行进一步的仿真技术研究才能更好地实现。

［

参考文献］

［1］穆雪.可视化交互性虚拟电梯的设计与实现［J］.黑龙江科技信息，2013（18）.

［2］王平，陈智刚，郭光全，孙玉振，李益强.基于Vega的爆炸毁伤视景仿真技术研究［J］.爆破器材，2013（4）.

［3］王涛.基于UDK的数字校园虚拟现实引擎关键技术的研究［J］.软件工程师，2014（4）.

人工智能仿真技术范文

作为智慧城市的重要推动力量，企业的信息化和智慧化也就变得尤为重要。赛迪设计在多年的业务实践中，倡导把智慧企业放到智慧城市的大局中思考，让企业、产业和城市融合得更为密切，从而使智慧城市这一概念变成有源之水，为城市智慧化愿景的实现提供更多动力。

建筑工程业信息化应用

建筑行业，作为智慧城市的重要载体，对城市形态和功能的影响可谓重大。建筑企业的信息化、智慧化也就直接关系着智慧城市的整体推进。

赛迪设计把基于新一代信息技术的建筑工程行业信息化总体上分为四层架构：管理决策层、应用层、信息集成层和基础设施层。其中，新一代信息技术在建筑工程业的典型应用主要有三种：施工现场远程监控、建筑施工虚拟仿真和BIM。

■施工现场远程监控

施工现场远程监控可分为三个步骤：前端采集、信号传输及终端控制。鉴于物联网的基本原理以及施工现场安全管理的特点，首先进行前端采集，采用标签等对施工现场内的人员、设备、材料等进行标识，再应用射频识别技术（RFID）以及无线感应网络（WSN）对物体属性进行捕捉和获取，并将信息转换为网络传输的数据格式，采用网络通信技术传输到终端信息系统。最后，由相关软件对接收信息进行处理和计算，并通过终端显示设备实现直观的界面展示，还可通过视频云，融合云计算、人工智能及自动控制等诸多相关领域的知识，利用计算机视觉和视频分析的方法自动分析摄像机拍录的图像序列，实现对建设工程施工现场进行远程实时图像监控管理。

■建筑施工虚拟仿真

通过建筑施工的虚拟仿真应用可以直观、科学地展现不同施工方案的真实效果，定量地完成方案的对比，有助于施工方案的选择和优化，提前发现和解决问题，真正实现最优施工。为实现建筑施工的虚拟仿真，需要借助虚拟现实技术、计算机仿真技术、优化与建模技术等，建立复杂的数据分析模型，针对广域分布的数据资源和计算资源进行研究、分析、实验或修正，并提供直接真实的人机交互对话三维界面，计算规模庞大。云计算平台的集成计算引擎赋予支持系统强大的计算处理能力，能够满足建筑施工虚拟仿真应用中的海量数据存储与分析处理，是新一代信息技术在建筑工程行业的典型应用。

■BIM（建筑信息模型）

BIM是一个概念（或理念），可以理解为工程项目信息化集成管理系统。通过BIM，可以实现建筑描述通俗化、三维直观化，使设计师和业主等非专业人员对项目判断更为明确、高效，决策更准确；实现专业内多成员间、多专业多系统间的三维协同设计，避免不必要的设计错误，提高设计质量和效率；将建造过程与结果，在数字虚拟世界中预先实现，可以最大限度地减少未来真实世界的遗憾，使设计优化成为可能，保障工程设计企业最终产品的准确、高质量、富于创新。

智慧矿山的应用

环保问题和能源问题同样也是影响智慧城市落地的重要因素。在帮助相关企业实施信息化、智慧化的应用实践中，赛迪设计构建起了自己的研究体系，其对智慧矿山的探索和思考，对智慧环保和智慧能源有重要启发。

赛迪设计认为，智慧矿山是利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术将管理者最为关心的各类信息进行横向整合，使得矿山企业管理人员可以随时随地查看监测监控、超限预警、人员定位、井下视频监控、安全隐患管理等方面的信息，从而为生产、经营、管理和安全进行快速决策。智慧矿山的本质是安全矿山、高效矿山和清洁矿山。矿山的数字化和信息化是智慧矿山建设的基础。