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Cyber-physical-social System in Intelligent Transportation 被引量:14
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作者 Gang Xiong Fenghua Zhu +4 位作者 Xiwei Liu Xisong Dong Wuling Huang Songhang Chen Kai Zhao 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI 2015年第3期320-333,共14页
A cyber-physical system (CPS) is composed of a physical system and its corresponding cyber systems that are tightly fused at all scales and levels. CPS is helpful to improve the controllability, efficiency and reliabi... A cyber-physical system (CPS) is composed of a physical system and its corresponding cyber systems that are tightly fused at all scales and levels. CPS is helpful to improve the controllability, efficiency and reliability of a physical system, such as vehicle collision avoidance and zero-net energy buildings systems. It has become a hot R&D and practical area from US to EU and other countries. In fact, most of physical systems and their cyber systems are designed, built and used by human beings in the social and natural environments. So, social systems must be of the same importance as their CPSs. The indivisible cyber, physical and social parts constitute the cyber-physical-social system (CPSS), a typical complex system and it's a challengeable problem to control and manage it under traditional theories and methods. An artificial systems, computational experiments and parallel execution (ACP) methodology is introduced based on which data-driven models are applied to social system. Artificial systems, i.e., cyber systems, are applied for the equivalent description of physical-social system (PSS). Computational experiments are applied for control plan validation. And parallel execution finally realizes the stepwise control and management of CPSS. Finally, a CPSS-based intelligent transportation system (ITS) is discussed as a case study, and its architecture, three parts, and application are described in detail. © 2014 Chinese Association of Automation. 展开更多
关键词 Amphibious vehicles Complex networks Embedded systems Intelligent systems TRANSPORTATION
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Parallel Factories for Smart Industrial Operations:From Big AI Models to Field Foundational Models and Scenarios Engineering 被引量:12
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作者 Jingwei Lu Xingxia Wang +3 位作者 Xiang Cheng Jing Yang Oliver Kwan Xiao Wang 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI CSCD 2022年第12期2079-2086,共8页
The rapid advancement of fundamental theories and computing capacity has brought artificial intelligence,internet of things, extended reality, and many other new intelligent technologies into our daily lives. Due to t... The rapid advancement of fundamental theories and computing capacity has brought artificial intelligence,internet of things, extended reality, and many other new intelligent technologies into our daily lives. Due to the lack of interpretability and reliability guarantees, it is extremely challenging to apply these technologies directly to real-world industrial systems. Here we present a new paradigm for establishing parallel factories in metaverses to accelerate the deployment of intelligent technologies in real-world industrial systems: QAII-1.0. Based on cyber-physical-social systems,QAII-1.0 incorporates complex social and human factors into the design and analysis of industrial operations and is capable of handling industrial operations involving complex social and human behaviors. In QAII-1.0, a field foundational model called Eu Artisan combined with scenarios engineering is developed to improve the intelligence of industrial systems while ensuring industrial interpretability and reliability. Finally, parallel oil fields in metaverses are established to demonstrate the operating procedure of QAII-1.0. 展开更多
关键词 cyber-physical-social system(cpss) Industry5.0 Metaverses Parallel factories Parallel intelligence
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能源5.0:迈入虚实互动的平行化时代 被引量:9
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作者 孙伟卿 郑钰琦 《自动化仪表》 CAS 2020年第1期1-9,15,共10页
随着新一轮能源革命的兴起,可再生能源快速发展,能源系统的复杂程度急剧上升,如何实现能源系统与人类社会的高度互联,并获得非网多能源在智能化协同发展中的最优化策略,已成为热点问题。在此背景下,"能源5.0"概念应运而生。... 随着新一轮能源革命的兴起,可再生能源快速发展,能源系统的复杂程度急剧上升,如何实现能源系统与人类社会的高度互联,并获得非网多能源在智能化协同发展中的最优化策略,已成为热点问题。在此背景下,"能源5.0"概念应运而生。梳理了"能源5.0"的提出背景、内涵及核心理论技术,结合平行电网及泛在电力物联网,分析其核心技术在电网中的应用。"能源5.0"致力于进一步加深信息和物理系统的融合,并使工业与人类社会充分融合,形成社会物理信息系统。其核心是构建与实际能源系统同构的虚拟人工能源系统,借助平行系统理论实现虚实系统平行执行、共同演化,解决能源智能化所产生的智能网联的可靠、协同及优化运行问题,引领工业进入平行化时代。 展开更多
关键词 能源革命 能源5.0 社会物理信息系统 平行系统理论 平行电网 泛在电力物联网
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城市轨道交通CPSS平台构建研究 被引量:8
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作者 董西松 沈震 +2 位作者 熊刚 朱凤华 胡斌 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期682-692,共11页
城市轨道交通系统同时涉及工程复杂性和社会复杂性,呈现动态性、开放性、交互性、自主性等特征,是社会物理信息系统(Cyber-physical-social system, CPSS)的典型代表,传统的仿真技术难以对其进行全面的研究和分析.本文研究并构建了城市... 城市轨道交通系统同时涉及工程复杂性和社会复杂性,呈现动态性、开放性、交互性、自主性等特征,是社会物理信息系统(Cyber-physical-social system, CPSS)的典型代表,传统的仿真技术难以对其进行全面的研究和分析.本文研究并构建了城市轨道交通CPSS平台(包括物理系统模型、社会系统模型、Cyber系统模型),建立相应的计算实验平台和综合评估系统,描述其详细功能.通过CPSS平台可进行各种极限和常规实验,对城市轨道交通在正常情况下的评估优化和在突发事故下的应急管理进行研究,提高对城市轨道交通的建模、评估、分析和优化能力,还可为运行方案评估与规划、城市轨道交通设计、应急预案评价与优化、人员培训等方面提供技术支持. 展开更多
关键词 城市轨道交通系统 社会物理信息系统 计算实验 交通仿真 应急管理
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CPSS视角下城市建筑与配电网高韧性协调运行:研究述评与展望 被引量:3
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作者 宋梦 周佳妮 +2 位作者 高赐威 晏鸣宇 李懋 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期105-121,共17页
“韧性”是城市应对自然灾害、提高风险防控能力的重要属性。频发的大停电事故会造成严重的经济和民生损失,阻碍城市发展甚至威胁国家能源安全“,韧性配电网”是“韧性城市”的必然要求与基本保障。高比例建筑负荷是城市配电网的主要特... “韧性”是城市应对自然灾害、提高风险防控能力的重要属性。频发的大停电事故会造成严重的经济和民生损失,阻碍城市发展甚至威胁国家能源安全“,韧性配电网”是“韧性城市”的必然要求与基本保障。高比例建筑负荷是城市配电网的主要特征,恢复供电后的建筑负荷行为异于常态,不仅对电力供应提出了更高的要求,而且给予配电网韧性以提升潜力。城市建筑作为用户与电力系统、电力市场、大数据等深度交互的主要场所之一,其与配电网的协调运行是一个复杂的信息-物理-社会系统(CPSS)。首先,文中重点关注城市配电网负荷恢复阶段,总结了当前城市建筑与配电网高韧性协调运行在物理、社会、信息维度面临的问题;然后,分别对极端条件下城市建筑与配电网的耦合机理和建模(物理维度)、城市建筑产消者行为刻画与激励机制设计(社会维度)、配电网灾后态势感知与数据共享(信息维度)三方面的研究现状进行了述评;最后,总结了CPSS视角下城市建筑与配电网高韧性耦合运行研究所面临的四重挑战,并对未来的研究路径进行了展望。 展开更多
关键词 信息-物理-社会系统(cpss) 城市建筑 配电网 韧性
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融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法 被引量:1
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作者 卢俞帆 刘念 高舜安 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期51-61,共11页
为分析重大社会活动中信息系统先进技术和社会系统应急保电措施对配电网可靠性的影响,文中提出融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法。首先,为分析信息物理社会系统的相互作用,构建了配电网可靠性的信息物理社会交互框架。然后,... 为分析重大社会活动中信息系统先进技术和社会系统应急保电措施对配电网可靠性的影响,文中提出融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法。首先,为分析信息物理社会系统的相互作用,构建了配电网可靠性的信息物理社会交互框架。然后,通过构建设备发展型和破坏型故障状态转移模型,量化了信息系统中缺陷诊断、风险预警技术作用周期以及社会系统中检修人员技术水平与设备故障率的关系。通过构建设备故障恢复时间模型,量化了信息系统中故障定位技术精度以及社会系统中交通路况、应急物资充裕度与设备故障恢复时间的关系。最后,为了验证框架和模型的有效性,文中建立了一个包含信息物理社会系统基本信息的测试系统。结果验证了信息、社会系统对配电物理系统可靠性的提升作用。 展开更多
关键词 配电网 可靠性评估 信息物理社会系统 缺陷诊断 应急保电
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基于CPSS的综合能源微网群参与调频辅助服务成本建模分析
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作者 李振坤 于秋阳 +1 位作者 魏砚军 田书欣 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期893-903,I0004-I0006,共14页
随着双碳战略的实施,新能源在电力系统中所占比例不断提高,系统频率调节能力逐渐下降.针对该问题,对分布式综合能源微网群参与电力系统调频辅助服务展开深入研究.首先,基于微网个体聚合后参与调频市场的理念,阐述综合能源微网参与调频... 随着双碳战略的实施,新能源在电力系统中所占比例不断提高,系统频率调节能力逐渐下降.针对该问题,对分布式综合能源微网群参与电力系统调频辅助服务展开深入研究.首先,基于微网个体聚合后参与调频市场的理念,阐述综合能源微网参与调频辅助服务市场的模式;其次,建立综合能源微网群的信息-物理-社会模型,基于该模型计算微网群体的调频成本,成本模型中考虑多种调频方式,并利用灰色定权聚类方法对微网的社会属性进行分类,用以仿真分析微网个体参与调频市场的意愿及概率值;然后,基于蒙特卡罗模拟提出微网聚合商参与调频辅助服务时的成本计算方法,为聚合商参与调频市场报价提供基础.最后,对一个拥有5个综合能源微网的聚合商进行仿真分析,得到其调频成本的变化曲线.仿真结果显示微网个体的社会属性对聚合商的调频成本影响可达到6.921%,在报价过程中需要充分计及微网社会属性所带来的不确定性风险. 展开更多
关键词 综合能源微网群 调频辅助服务 调频成本 信息-物理-社会模型 社会属性建模
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关于在决策推演中计入博弈行为的评述 被引量:2
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作者 薛禹胜 吴巨爱 +2 位作者 谢东亮 黄杰 蔡斌 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第16期1-9,共9页
有别于信息物理系统(CPS),信息物理社会系统(CPSS)必须考虑参与者理性及非理性行为的影响。单独应用理论分析、模型仿真、实验经济学或数据驱动方法,都难以支撑CPSS的研究。混合仿真方法整合上述研究范式的长处,融合统计分析、因果分析... 有别于信息物理系统(CPS),信息物理社会系统(CPSS)必须考虑参与者理性及非理性行为的影响。单独应用理论分析、模型仿真、实验经济学或数据驱动方法,都难以支撑CPSS的研究。混合仿真方法整合上述研究范式的长处,融合统计分析、因果分析与行为分析,可有效地支撑CPSS的研究。为此,除了CPS研究中涉及的数学模型外,还必须构建多代理模型来反映理性行为的高维不确定性。在反复仿真的过程中就只需要少数参与者来反映非理性行为的影响,大大降低了对合格参与者规模的需求。文中结合电动汽车用户的购置意愿、出行意愿、碳市场交易决策行为方面的研究案例,揭示了混合仿真方法的实践可行性。 展开更多
关键词 信息物理社会系统 理性行为 非理性行为 多维联合概率 多代理建模 混合仿真
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基于动态加权张量距离的多聚类算法
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作者 薛状状 李鹏 +2 位作者 樊卫北 张宏俊 孟凡朔 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第11期3449-3456,共8页
基于张量的多聚类算法(TMC)在衡量属性重要性时忽略了对象张量内部属性组合的关联性,而且在不同的特征空间选择下,固定权重策略导致所选与未选择特征空间没有完全分离。针对上述问题,提出一种基于动态加权张量距离(DWTD)的多聚类算法(DW... 基于张量的多聚类算法(TMC)在衡量属性重要性时忽略了对象张量内部属性组合的关联性,而且在不同的特征空间选择下,固定权重策略导致所选与未选择特征空间没有完全分离。针对上述问题,提出一种基于动态加权张量距离(DWTD)的多聚类算法(DWTD-MC)。首先,为提升各特征空间属性重要性衡量的准确性,建立了自-关联张量模型;其次,构建多视图权重张量模型,在不同特征空间选择下通过动态加权策略满足多聚类分析的需求;最后,使用DWTD衡量数据点的相似性,生成最终的多聚类结果。在真实数据集上的仿真实验结果表明,DWTD-MC在杰卡德指数(JI)、邓恩指数(DI)、DB指数(DB)和轮廓系数(SC)评价指标上均优于TMC等对比算法,而且可以在获得较高质量的聚类结果的同时,使各聚类结果之间保持较低的冗余度,满足多聚类分析的任务需求。 展开更多
关键词 异构数据 多聚类 张量 张量距离 动态加权 社会物理信息系统
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面向能源领域信息物理社会系统的行为仿真建模分析——以现货电力市场为例 被引量:9
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作者 柳文轩 赵俊华 +3 位作者 黄杰 文福拴 吕哲 薛禹胜 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期8-15,共8页
信息物理社会系统(CPSS)旨在描述复杂网络系统中信息网络、物理系统和社会因素的特征及其交互影响,以实现对该类系统的建模、推理和决策。CPSS研究中,如何反映社会行为是最大难点之一。依据历史和仿真数据,采用生成对抗网络(GAN)模型对... 信息物理社会系统(CPSS)旨在描述复杂网络系统中信息网络、物理系统和社会因素的特征及其交互影响,以实现对该类系统的建模、推理和决策。CPSS研究中,如何反映社会行为是最大难点之一。依据历史和仿真数据,采用生成对抗网络(GAN)模型对不确定的社会行为建模,并通过混合仿真方法推演了当前广东现货电力市场设计中的实际问题,即燃气机组补贴对市场的潜在影响。 展开更多
关键词 混合仿真 信息物理社会系统 生成对抗网络 电力市场 燃气机组成本补贴
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