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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇專家系統(tǒng)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
Abstract:ThispaperanalyzedtheapplicationsandopenquestionsofagriculturalexpertsysteminthenewcenturyinChina,finally,hadallexpectationofthedevelopmentprospectforthefutureagriculturalexpertsystem.
Keywords:expertsystem;computerapplication
我國加入了WTO,傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn),因而必須依靠先進的科學技術,向信息化、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)邁進。而信息技術的廣泛應用,為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了技術支持。[4]農(nóng)業(yè)信息技術是21世紀高新技術應用于農(nóng)業(yè)的關鍵技術之一,近二十年來在世界各國得以迅速發(fā)展。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)信息技術的一個重要組成部分,它是我國農(nóng)業(yè)信息技術發(fā)展的突破口,對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展有著深遠的影響。[5]
農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)也可叫農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng),是一個具有大量農(nóng)業(yè)專門知識與經(jīng)驗的計算機系統(tǒng)它應用人工智能技術,依據(jù)一個或多個農(nóng)業(yè)專家提供的特殊領域知識、經(jīng)驗進行推理和判斷,模擬農(nóng)業(yè)專家就某一復雜農(nóng)業(yè)問題進行決策。目前國際上有近百個農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng).廣泛應用于作物生產(chǎn)管理、灌溉、施肥、品種選擇、病蟲害控制、溫室管理、畜禽飼料配方、水土保持、食品加工、財務分析、農(nóng)業(yè)機械選擇等方面,有些系統(tǒng)已成為商品進入市場。[4]
1.農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的演變
國際上對農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研究是從70年代末期開始的,當時僅用于診斷作物病蟲害。如1978年美國伊利諾斯大學開發(fā)的大豆病蟲害診斷專家系統(tǒng)Plant/DS。進入80年代以后,開發(fā)出了許多農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),如1982年美國伊利諾斯大學開發(fā)的玉米螟蟲害預測專家系統(tǒng)Plant/OD,1983年日本千葉大學開發(fā)的MICCS-西紅柿病蟲害診斷專家系統(tǒng),1986年美國農(nóng)業(yè)部開發(fā)的COMAX/GOSSYM,Plant等開發(fā)的農(nóng)業(yè)管理專家決策支持系統(tǒng)CALEX,Lemmon等開發(fā)了棉花生產(chǎn)管理專家系統(tǒng),Zhu,XinX等開發(fā)的作物生產(chǎn)過程中的水分處理專家系統(tǒng)等。
國內(nèi)于80年代初期開始研究農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。1980年浙江大學與中國農(nóng)科院蠶桑所合作開始研究蠶育種專家系統(tǒng),1983年中科院合肥智能研究所與安徽農(nóng)科院合作開發(fā)的砂
礓黑土小麥施肥專家系統(tǒng)。近幾年來,我國農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研究更是蓬勃發(fā)展,
趙林峰,碩士研究生,湖南農(nóng)業(yè)大學園藝園林學院.410128。
*熊興耀,博士,教授,博士生導師,湖南農(nóng)業(yè)大學園藝園林學院,410128,E-mail:xiongxingyao@
如基于規(guī)則和圖形的蘋果、梨病蟲害及防治專家系統(tǒng),多媒體玉米病蟲害診斷專家系統(tǒng),基于生長模型的小麥管理專家系統(tǒng),水土保持專家系統(tǒng)的探索與試驗等。[6]
2存在的問題
2.1農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)自身存在的問題
2.1.1至今為止,在農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)中,由專家整理出來的知識大多屬于這個領域的淺層知識,形式上也主要是條件規(guī)則型知識。因為知識種類、數(shù)量可能很多,難于詳細檢驗,待到專家系統(tǒng)具體使用這些知識時,機械死板的計算機程序就有可能推導出一些錯誤的結論。另外,由于專家系統(tǒng)并不具有真正的學習能力,結果導致系統(tǒng)的表現(xiàn)只能處理人類專家見過的各種情況,不能“隨機應變”,人工智能面臨嚴峻的考驗。
2.1.2開發(fā)工具不完善,國外目前出現(xiàn)了許多專用的專家系統(tǒng)工具,開發(fā)某領域系統(tǒng)基本上是運用開發(fā)工具來實現(xiàn)的。我國農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具在應用國外較成熟的開發(fā)工具的同時,也自主研制了一些開發(fā)工具。但利用開發(fā)工具開發(fā)的專家系統(tǒng)已形成系列化,商品化水平很低。而且,目前國內(nèi)開發(fā)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)生成工具太都在處理文字描述的定性知識方面功能較強,而在處理用數(shù)學模型描述的定量知識方面很少涉及。[7]
2.1.3信息(知識)獲取困難、存儲方式落后。我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)信息資源極其豐富,但農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫的建設嚴重滯后,缺乏有序管理,使專家系統(tǒng)的知識來源比較單一。另外,我國已完成了農(nóng)業(yè)普查、土壤普查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查等基礎性工作,取得了大量的屬性數(shù)據(jù)圖和形數(shù)據(jù),這是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)太多以紙為存儲介質(zhì),不但信息的精度和數(shù)量受到限制,信息的更新也不方便,影響其時效性。[78]
2.2農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應用的外部環(huán)境中存在的問題
2.2.1農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的應用與開發(fā)脫節(jié)、適用對象狹窄。我國的一些農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)只強調(diào)應用,缺乏進行二次開發(fā)所需的專家系統(tǒng)開發(fā)工具,使用者無法根據(jù)當?shù)貙嶋H情況創(chuàng)建知識庫和模型庫,限制了專家系統(tǒng)的進一步應用。有些農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)雖提供了開發(fā)工具,但缺少通用的模板和模型,要求使用者具有一定的計算機基礎技術,縮小了專家系統(tǒng)的應用范圍。而且一些農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)追求所謂先進性,要求高檔次的軟硬件,也要求使用者有一定的計算機技術基礎,很難在農(nóng)業(yè)基層普及;另一些農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與領域知識結合不夠,停留于科普性知識介紹,其先進性和實用性不高[9]。
2.2.2動態(tài)服務能力低,時效性差。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的多變因素復雜,受很多外界條件的影響,有許多結果事先是無法預測的,這就要求專家系統(tǒng)有適應動態(tài)變化的能力,而我國目前的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)多數(shù)是靜態(tài)的,因此在農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)過程中必須注意動態(tài)性建設[4,9]。
2.2.3缺少進一步延續(xù)開發(fā)的能力。一些農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)只是為了一時的應用,而忽視了搭建好功能強、靈活性高的平臺,缺少二次開發(fā)的接口。目前雖然有許多的開發(fā)工具,但通用性差,很難在農(nóng)業(yè)基層普及,使那些具有普通計算機水平而又想開發(fā)所研究領域專家系統(tǒng)的人員無計可施,從而限制了專家系統(tǒng)的進一步開發(fā)與應用,因此,開發(fā)與應用并進,增強系統(tǒng)的實用性是非常必要的。
2.2.4網(wǎng)絡化農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)數(shù)量不多。多數(shù)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)僅局限于某一區(qū)域,應用面窄,若要擴大應用范圍,就得大力開發(fā)網(wǎng)絡版專家系統(tǒng),充分利用好網(wǎng)絡,實現(xiàn)專家系統(tǒng)的網(wǎng)絡化遠程服務,這也是今后專家系統(tǒng)研制和應用的大勢所趨[10]。
2.2.5推廣問題。目前研制出的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)較多,但真正用于生產(chǎn)實際的不多,這說明我們重開發(fā),輕系統(tǒng)推廣,在推廣上下的功夫不夠。在目前情況下,每戶的種、養(yǎng)殖的規(guī)模都很小.投資電腦、購買專家系統(tǒng)軟件費用很高,投入產(chǎn)出比很低,要推廣就得換思路。充分利用互聯(lián)網(wǎng),在各地網(wǎng)站設立專家系統(tǒng)咨詢推廣點,或許是不錯的選擇。同時,加強農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的實用培訓,提高使用者的對專家系統(tǒng)的認識、計算機使用水平和科學生產(chǎn)的水平,也是推廣中需要加強的措施之一。
2.2.6知識產(chǎn)權問題
在開發(fā)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)時,需要大量領域專家的智慧或者說采納了許多領域專家的經(jīng)驗,如果專家系統(tǒng)作為產(chǎn)品要銷售時,就存在商業(yè)盈利目的,就必然會產(chǎn)生知識產(chǎn)權的糾紛。現(xiàn)在農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的使用還不普遍,但是隨著網(wǎng)絡信息服務業(yè)的發(fā)展,各國都在重視網(wǎng)絡環(huán)境下的知識產(chǎn)權立法問題。對此,農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的設計者在建造時,所采用的各種圖文資料最好是具有自主知識產(chǎn)權的,或者購買別人的圖文資料。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)中,無論是知識庫中知識的抽取、規(guī)則的確定,還是推理機的設計,每一個環(huán)節(jié)都要符合科學的原則,相關數(shù)據(jù)、公式都要經(jīng)實踐檢驗,經(jīng)試運行完善后才可正式使用。因此,在研制農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)時,要有法律意識,研制者要對專家系統(tǒng)使用的后果負責[11]。
3農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究的前景展望
3.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)動態(tài)化。農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)是由生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和技術系統(tǒng)在持定的空間和時間上(四維特性)組合而成的復雜大系統(tǒng),它是一個多因素、多層次、多目標、關系縱橫交叉的復合系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的復雜性、動態(tài)性、模糊性和不可確定性是其它專家系統(tǒng)無法比擬的。由于農(nóng)作物生產(chǎn)的這一特性就要求專家系統(tǒng)中的基礎數(shù)據(jù)不但是海量的,而且必須是動態(tài)的。如知識庫、數(shù)據(jù)庫、模型庫必須要不斷有新的知識、新數(shù)據(jù)、新技術來更新擴充支撐,盡快解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際問題。“3S”技術即地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem)、全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)以及遙感技術(RemoteSeniing)、為核心的包括多媒體技術、計算機技術和計算機網(wǎng)絡技術,為專家系統(tǒng)的構建提供了巨大的技術支撐。因為“3S”技術的集成首先緩解了專家系統(tǒng)知識源和數(shù)據(jù)庫的缺乏問題,提供了海量的基礎數(shù)據(jù),為專家系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)庫、知識庫和模型庫的建立提供了數(shù)據(jù)支持,使農(nóng)作物生產(chǎn)管理立體化、空間化和實時化。其次,提供的數(shù)據(jù)不僅量大、全面、而且動態(tài)、可更新的,因而使知識庫、數(shù)據(jù)庫和模型庫具有強大的生命力,這極大地豐富了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)有功能和使價值。
3.2系統(tǒng)功能集成化。農(nóng)作物生產(chǎn)是一個多方面的綜合體,影響因素繁多,時空差異和變異性大,生產(chǎn)穩(wěn)定性和可控性差,隨時可能遭受氣候、氣象、病蟲害的侵襲,因此需要不同的相關的多個領域專家系統(tǒng)共同合作。將系統(tǒng)模擬、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等技術相結合,這些集成技術可以更有效地研究氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響、土地評價以及農(nóng)業(yè)環(huán)境保護等問題。
3.3系統(tǒng)技術綜合化。現(xiàn)有的專家系統(tǒng)在建模中多利用簡單的數(shù)學回歸模型,這種模型一般只考慮部分因素,而作物生產(chǎn)過程中需要解決的問題往往是多個因素的共同作用,因此建模時應考慮多因素的影響。目前,人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊數(shù)學、隨機模擬等多種技術的研究日趨成熟,將這些技術用于專家系統(tǒng)必然會增加其處理功能。尤其是在解決一些復雜問題時,人類專家有時很難準確表達自己的想法,或者很難找出其規(guī)律,利用這些技術可以幫助知識工程師解決問題。
3.4系統(tǒng)應用網(wǎng)絡化。進一步提高農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的智能化和本土化程度,通過網(wǎng)絡傳送走向田間將成為一種趨勢。網(wǎng)絡技術無疑可以彌補我國農(nóng)業(yè)的分散與閉塞弱勢。光纖化和寬帶化的國家網(wǎng)絡建設,為農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應用網(wǎng)絡化提供了良好的硬件條件。因此,未來農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在設計階段首先要考慮網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)共享問題。能夠成功地在網(wǎng)上運行的系統(tǒng)才真正具有強大的生命力和實用性,符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理的要求[12,13]。
3.5系統(tǒng)面向多層次設計。專家系統(tǒng)服務的對象并不都在同一個層次上,文化程度存在較大的差異,不同對象要求獲取信息的復雜程度不同,所操作的專家系統(tǒng)和輸出的內(nèi)容復雜程度也不相同,因此開發(fā)不同層次的專家系統(tǒng)(如面向灌溉管理專業(yè)人員、農(nóng)村技術人員、農(nóng)戶的灌溉專家系統(tǒng))也是需要考慮的一個問題[14]。
3.6系統(tǒng)開發(fā)市場化。我國已經(jīng)成功加入WTO,因此農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的建造不應忽視國際市場的需求,開發(fā)既能滿足我國需求也能適宜國際需求的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是必要的[12,13]。
3.7創(chuàng)造良好的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應用的外部環(huán)境。目前,我國農(nóng)村計算機的普及(包括上網(wǎng))雖然初顯端倪,但由于資金、條件和培訓對象文化程度等諸多因素的限制,推廣和普及計算機依然存在著許多實際困難,與經(jīng)濟和社會發(fā)展的要求相差甚遠,遠遠滯后于其他行業(yè),與發(fā)達國家相比更顯不足,從而也影響了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的更進一步推廣應用。為此,必須從計算機技術培訓人手,傳播和普及計算機技術,并進一步在現(xiàn)有的有線通信技術體系中,減少農(nóng)村缺乏網(wǎng)絡服務商的服務及農(nóng)民文化素質(zhì)低等重大障礙,改善農(nóng)民的上網(wǎng)條件。另外,農(nóng)業(yè)企業(yè)是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主力軍之一,只有農(nóng)業(yè)企業(yè)積極使用農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),大力推進電子商務,才能提供全球服務、提升企業(yè)形象、開拓潛在市場、增加企業(yè)利潤,才能使企業(yè)信息化走向實務。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有生產(chǎn)周期長、成本高、風險大、收益低等特點,我國大部分企業(yè)分散經(jīng)營,環(huán)境閉塞,信息不靈,傳遞不便,難以形成競爭優(yōu)勢。而在市場經(jīng)濟下,隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展和我國加入WTO進程的加快,企業(yè)信息化能使人力、物力、財力以及內(nèi)外部信息資源得以充分開發(fā)和利用,從而降低成本,提高經(jīng)濟效益,在激烈的競爭中找到自己生存與發(fā)展的空間,并最終使農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)更好地為農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民服務創(chuàng)造一個良好的外部環(huán)境[15]。
4結束語
農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在生產(chǎn)中有著廣闊的應用前景。可以說,在農(nóng)作物生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中都可以用到專家系統(tǒng)。隨著計算機應用的日益普及和各地建設信息高速公路設想的提出,建設農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)將成為加快農(nóng)業(yè)科技知識和農(nóng)業(yè)信息傳播的重要手段,成為促進農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的積極動力。鑒于農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的重大意義。可以預料,一個以農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)為重要手段的智能化農(nóng)業(yè)信息技術將在我國迅速發(fā)展,并將成為我國2l世紀農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容。
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專家系統(tǒng)(ES)是人工智能(AI)的一個分支,產(chǎn)生于60年代中期。專家系統(tǒng)是一個(或一組)能在某特定領域內(nèi),以專家水平去解決領域中困難問題的計算機程序(黃可鳴1988,陳世福等1988,Waterman1986).國外環(huán)境專家系統(tǒng)的研究起步較晚,但發(fā)展較快。就美國環(huán)境專家系統(tǒng)的發(fā)展狀況而言(白乃彬1993),1985年前尚無環(huán)境專家系統(tǒng),然而最近幾年發(fā)展很快,環(huán)境各個領域都出現(xiàn)了專家系統(tǒng),實用性強是它們的共同特點。從應用功能來分,有以下類型:評價、預測、診斷、設計、管理、教育和生產(chǎn)控制等,其中大部分是環(huán)境評價專家系統(tǒng)。國內(nèi)環(huán)境專家系統(tǒng)的研究從1987年開始,目前已有城市環(huán)境噪聲防治、城市污水處理、水資源保護、區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量評價等方面的專家系統(tǒng)。本文首次報道廢物最少化專家系統(tǒng)的研究成果。
1問題界定
廢物最少化最早由美國提出,并已在很多國家得到實施。美國國家環(huán)境局對廢物最少化的定義是:在可行的范圍內(nèi),減少產(chǎn)生的或隨之貯存、處理、處置的有害廢物量。廢物最少化制度將環(huán)保部門通常使用的逆向反饋控制模式與生產(chǎn)部門通常采用的正向控制模式結合起來:它不僅能減少廢物的數(shù)量和毒性,進而減少其處理與處置成本,而且希望能減少生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,增加企業(yè)收入。廢物最少化以系統(tǒng)眼光分析解決問題,不僅僅著眼于生產(chǎn)過程或廢物的處理過程,而從產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過程入手。因此,廢物最少化所處理的問題應是如何在企業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的生產(chǎn)全過程中減少廢物的數(shù)量、降低廢物的毒性。
2廢物最少化專家系統(tǒng)的設計原則
2.1實用性
建立廢物最少化專家系統(tǒng)是為企業(yè)的生產(chǎn)管理、環(huán)境管理提供技術咨詢服務的,系統(tǒng)是否實用是系統(tǒng)成敗的一個重要標志。因此設計人員要緊密結合行業(yè)生產(chǎn)特點來設計系統(tǒng)的功能,系統(tǒng)設計的每一個階段都應與該行業(yè)緊密結合,并取得行業(yè)專家的配合。
2.2系統(tǒng)性
用系統(tǒng)工程方法,對廢物最少化專家系統(tǒng)進行全面的系統(tǒng)分析。廢物最少化強調(diào)的是企業(yè)生產(chǎn)的全過程,應系統(tǒng)分析企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),明確削減廢物的可能性及可行性,確定系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)的功能目標和作用界面。
2.3領域專家與知識工程師相結合
對于一般的計算機應用系統(tǒng)來說,系統(tǒng)處理問題所使用的知識比較簡單、數(shù)量也較少。程序設計人員同時扮演著領域專家及知識工程師的角色。對于專家系統(tǒng)來說,情況則大不相同。一方面專家系統(tǒng)要達到領域專家的水平,就必須掌握領域專家處理問題時所使用的大量專門知識,特別是經(jīng)驗知識,另一方面專家系統(tǒng)是一種很復雜的計算機程序,開發(fā)一個專家系統(tǒng)需要大量的計算機科學、特別是人工智能和知識工程方面的知識。這就決定了廢物最少化專家系統(tǒng)的開發(fā)必須是知識工程師、行業(yè)專家與環(huán)境管理專家密切合作、共同努力的過程。
2.4面向用戶
系統(tǒng)的開發(fā)應貫穿為用戶服務的宗旨,針對企業(yè)現(xiàn)有條件及存在的問題,提出切實可行的廢物最少化方案。系統(tǒng)應有較好的用戶界面,為增強用戶對系統(tǒng)信心,系統(tǒng)應具有良好的解釋功能,以增加系統(tǒng)的透明度,提高系統(tǒng)的可接受性。
2.5知識庫與推理機相分離
這是一般專家系統(tǒng)設計的基本原則,只有知識庫與推理機相分離,才能實現(xiàn)解釋功能和知識獲取功能。
2.6盡量使用統(tǒng)一的知識表示方法
這就便于對系統(tǒng)中的知識統(tǒng)一處理、解釋和管理,從而使專家系統(tǒng)的實現(xiàn)工作相對簡化。
3廢物最少化專家系統(tǒng)的結構設計
廢物最少化專家系統(tǒng)是全國范圍內(nèi)推廣廢物最少化技術的有效手段,將為企業(yè)提供涉及廢物最少化技術的遠程、即時咨詢服務。系統(tǒng)開發(fā)堅持貫穿廢物最少化的綜合設計思想。從企業(yè)診斷及技術經(jīng)濟分析著手,建立廢物最少化專家系統(tǒng)
3.1知識庫
用以存放廢物最少化技術的專門知識,由規(guī)則集及事實組成。因為專家系統(tǒng)的問題求解是運用專家提供的專門知識來模擬專家的思維方式進行的,所以知識是決定一個專家系統(tǒng)性能是否優(yōu)越的關鍵因素。知識工程師一方面要頻繁地采訪專家,從同專家的對話和專家以往處理問題的實例中提取專家知識(稱為知識獲取),另一方面.耍選擇合適的數(shù)據(jù)結構把獲取的專家知識進行形式化存入知識庫中(稱為知識表示)。
3.2數(shù)據(jù)庫
反映具體問題在當前水解狀態(tài)下的符號或事實的集合,它由問題的有關初始數(shù)據(jù)和系統(tǒng)求解期間所產(chǎn)生的所有中間信息組成。
3.3推理機
在一定的控制策略下針對數(shù)據(jù)庫中的當前問題信息,識別和選取知識庫中對當前問題的可用知識進行推理,以修改數(shù)據(jù)庫直至最終得出問題的求解結果。推理的控制策略常用的有數(shù)據(jù)驅動的正向推理方式、目標驅動的逆向推理方式和正向與逆向結合的混合推理方式3種。本設計采用目標驅動的逆向推理方式。由于實際問題的證據(jù)和知識庫中的知識常常含有不精確成份,因此推理應具有不精確推理功能。
3.4解釋器
回答用戶對系統(tǒng)的提問,對系統(tǒng)得出結論的求解過程或系統(tǒng)的當前求解狀態(tài)提供說明。
3.5人機接口
將專家和用戶的輸入信息翻譯成系統(tǒng)可接受的內(nèi)部形式,同時把系統(tǒng)向專家或用戶的輸出信息轉換為人類易于理解的形式。
4知識獲取及形式化表示
獲取知識并把知識表達成專家系統(tǒng)可用的形式,是專家系統(tǒng)開發(fā)中的主要瓶頸之一。專家系統(tǒng)的主要知識源是領域專家。由于領域專家的知識絕大部分是啟發(fā)性知識,這些知識多來源于經(jīng)驗,沒有正確性保障,一般不會寫入教科書或其它專業(yè)書籍中。另一方面,對于行業(yè)專家和環(huán)境管理專家來說,專家系統(tǒng)是一種新鮮事物,他們并不真正了解構造專家系統(tǒng)需要什么知識、不需要什么知識,所以由他們整理出來的知識往往就能滿足構造專家系統(tǒng)的要求。因此,在知識獲取過程中,必須長時間同領域專家一起工作,通常要與領域專家進行一系列深入的系統(tǒng)的面談,從專家對大量實例的分析中獲取專家解決問題的思路、知識、經(jīng)驗及規(guī)則。例如,對于鍍鉻行業(yè)廢物最少化專家系統(tǒng)而言,廢物最少化技術涉及到配方工藝、操作工藝、漂洗工藝、鉻霧回收工藝、廢水處理及無害化工藝等方面,這些方面知識的獲取就要與電鍍專家、環(huán)境管理專家進行深入、細致的面談,確定各個環(huán)節(jié)所需要的概念及各種概念之間的關系,同時還需確定問題的控制流程、求解問題的約束條件等。
建立知識庫的下一步工作是對獲取的知識進行形式化表示。知識表示模式有多種,臺規(guī)則表示、框架表示和語義網(wǎng)絡表示等。當用于表示在某領域中多年解決問題積累的經(jīng)驗知識時,用規(guī)則表示方式是很合適的。規(guī)則用IF桾HEN語句表示。對于鍍鉻行業(yè)廢物最少化專家系統(tǒng)。我們整理了21條規(guī)則,該知識庫是一個多目標知識庫。
5系統(tǒng)的建立
由于專家系統(tǒng)開發(fā)工具具有縮短系統(tǒng)開發(fā)周期、提高工作效率等優(yōu)點,我們以系統(tǒng)性能及人機接口較好的M.1專家系統(tǒng)開發(fā)工具建立鍍鉻行業(yè)廢物最少化專家系統(tǒng)。
6結語
a廢物最少化專家系統(tǒng)的開發(fā)具有明顯的現(xiàn)實意義:能及時有效地利用專家知識和經(jīng)驗,避免了專家個人原因無法提供咨詢服務的困難;易于普及專家知識,可以在更大范圍內(nèi)推廣廢物最少化技術和經(jīng)驗;避免讓專家進行雷同的咨詢,使專家能夠集中精力從事新的創(chuàng)新研究;為用戶提供靈活的建議,用戶可以根據(jù)該建議所基于的系統(tǒng)推理過程自行決定接受建議與否。
b專家系統(tǒng)開發(fā)工具能縮短系統(tǒng)開發(fā)周期、提高工作效率。由于每種人工智能基本技術都有一定的局限性,所以用這些技術實現(xiàn)的各種專家系統(tǒng)開發(fā)工具也不可避免地具有一定的局限性。因此能否選擇一個合適的工具是一項重要的工作。M.1是一種適合于小型專家系統(tǒng)開發(fā)的專家系統(tǒng)開發(fā)工具,實踐證明,用M.1建立廢物最少化專家系統(tǒng)是合適的。
c廢物最少化專家系統(tǒng)的開發(fā)是一個長期的過程,是系統(tǒng)不斷修改、不斷完善的進化過程。一方面由于廢物最少化本身是一個相對、動態(tài)的概念,廢物最少化技術處于不斷完善之中;一個方面知識獲取是一項長期而艱苦的工作,需用大量實例測試系統(tǒng)的運行結果,不斷修改、完善知識庫。
d環(huán)境專家系統(tǒng)是繼環(huán)境數(shù)據(jù)庫、環(huán)境管理信息系統(tǒng)之后出現(xiàn)的解決環(huán)境問題有用工具之一。是環(huán)境決策支持系統(tǒng)的重要組成部分,值得做深入的研究。
參考文獻
2 、鑒識專家系統(tǒng)的框架
設計人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法其本質(zhì)是基于歷史經(jīng)驗模擬人腦的經(jīng)驗性判斷,應用人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法來模擬大型橋梁建設項目的鑒識反問題,其實質(zhì)就是建立人工模擬的專家鑒識反應. 但是,如果每次鑒識都需要重新建立和訓練合適的網(wǎng)絡,無疑將每次鑒識都孤立化,不利于鑒識工作的傳承發(fā)展,并且不便于維護和發(fā)展該網(wǎng)絡. 為了提供更智能、更友好的鑒識平臺,以神經(jīng)網(wǎng)絡作為分析推理的核心模塊,將解決鑒識工程反問題的所有過程集成為一個可完善、可補充、可檢驗、可查閱、可訓練、可計算分析的系統(tǒng),這就是可用于解決鑒識反問題的專家系統(tǒng).由于專家鑒識系統(tǒng)需要長期地收集和管理數(shù)據(jù)庫和訓練更加成熟的網(wǎng)絡,為了便于長期的管理和維護,選用具有高效的數(shù)據(jù)庫管理功能的 VFP ( Visual FoxPro) 語言來建立可視化的專家系統(tǒng)界面,協(xié)助工程師在鑒識過程中收集橋梁建設項目的鑒識樣本和輸入鑒識數(shù)據(jù),并與神經(jīng)網(wǎng)絡工具 MATLAB軟件進行嵌套,實現(xiàn)分析過程的可視化,使得專家系統(tǒng)的界面更加友好和直觀.橋梁建設項目的專家鑒識系統(tǒng)主要由3 個模塊構成:1) 基礎數(shù)據(jù)模塊,提供了進行橋梁鑒識信息的輸入、維護.2) 神經(jīng)網(wǎng)絡模塊,調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡程序,利用樣本庫進行網(wǎng)絡訓練和鑒識分析.3) 系統(tǒng)維護和系統(tǒng)幫助模塊,為用戶提供系統(tǒng)基本維護工具,提供軟件使用說明和用戶幫助.其中,基礎數(shù)據(jù)模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡模塊是核心部分. 基礎數(shù)據(jù)模塊包括橋梁常見破壞數(shù)據(jù)庫、橋梁破壞登記數(shù)據(jù)庫、工程階段風險數(shù)據(jù)庫、專家責任意見數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫的綜合查閱 5 個窗口.神經(jīng)網(wǎng)絡模塊包括神經(jīng)網(wǎng)絡訓練、錄入待算數(shù)據(jù),計算源碼管理以及神經(jīng)網(wǎng)絡計算 4 個窗口. 該模塊是專家鑒識系統(tǒng)的推理分析的核心模塊,用于實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡方法對專家鑒識過程的模擬.專家鑒識系統(tǒng)的核心是基礎數(shù)據(jù)模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡模塊,而這兩個模塊分別基于 VFP 和 MATLAB語言而實現(xiàn)的,要建立完善友好的專家鑒識系統(tǒng),需要實現(xiàn)這兩個語言程序之間函數(shù)的相互調(diào)用.VFP 語言用于實現(xiàn)可視化的專家系統(tǒng)界面,便于用戶進行樣本的收集、完善和登記,以及輸入鑒識初始資料所需,并最終將 MATLAB 神經(jīng)網(wǎng)絡訓練、檢驗及鑒識的結果在可視化界面上進行直觀的指示,方便操作用戶的查詢、檢索. 而 MATLAB 則用于神經(jīng)網(wǎng)絡的計算和模擬,可調(diào)用 VFP 建立的數(shù)據(jù)庫,使用專家系統(tǒng)所收集到的樣本,進行訓練和檢驗,以及進行所指定的鑒識工作. VFP 和 MATLAB 的程序關系如圖 1 所示.。
3、 系統(tǒng)知識數(shù)據(jù)庫模塊的構建
本專家鑒識系統(tǒng)是基于 VFP 平臺開發(fā)的,因此系統(tǒng)中的基本信息資料以基礎數(shù)據(jù)庫的形式存在,并可在系統(tǒng)中實現(xiàn)實時保存和更新,程序流程如圖 2 所示.本系統(tǒng)的專家知識庫在基礎數(shù)據(jù)模塊中建立,包括橋梁常見破壞、橋梁破壞登記、階段風險和專家意見 4 個分項數(shù)據(jù)庫.
1) 橋梁常見破壞數(shù)據(jù)庫,主要用于對橋梁各主要構件的常見破壞現(xiàn)象進行歸類管理,便于在鑒識過程中對破壞進行識別. 每一條破壞現(xiàn)象信息均包括橋梁型式、結構位置、破壞構件、構件的重要性系數(shù)、破壞形式、破壞形式對事故的貢獻度、構件型式、破壞現(xiàn)象、該破壞現(xiàn)象對構件健康的影響度,以及造成該破壞的原因和機理. 該數(shù)據(jù)庫的構建將作為橋梁破壞判斷和評價的依據(jù). 因此,該數(shù)據(jù)庫的完善有助于提高專家評價的可靠性,需要在長期的鑒識實踐中進行不斷地補充和維護.
2) 橋梁破壞登記數(shù)據(jù)庫用于橋梁破壞事故發(fā)生后,專業(yè)鑒識人員對事故現(xiàn)象進行調(diào)查的結果登記,以及專家對破壞的實際情況依據(jù)破壞的等級、破壞的影響度、破壞的貢獻度、破壞構件的重要性進行分項評價,并給出考慮權重之后的量化的評價意見,即破壞分值. 橋梁破壞登記數(shù)據(jù)庫是最為重要的橋梁破壞信息集成,在長期的鑒識實踐中,應不斷地進行更新和補充,以增加神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練樣本,提高網(wǎng)絡精度.
3) 階段風險數(shù)據(jù)庫是對橋梁全壽命期內(nèi)立項、設計、概預算招投標、施工、運營維護、報廢拆除 6 個典型階段可能發(fā)生的風險類型,以及風險源注冊,作為專家責任意見的評價依據(jù).
4) 專家意見數(shù)據(jù)庫是根據(jù)橋梁破壞登記數(shù)據(jù)庫中,鑒識工程師對橋梁破壞現(xiàn)象調(diào)查的登記項目,依據(jù)階段風險責任數(shù)據(jù)庫中事故發(fā)生階段的可能風險構成及風險貢獻程度,并考慮各破壞項目的機理和成因,而對橋梁個案的破壞相關責任做出的評價. 該數(shù)據(jù)庫包括橋梁的破壞信息、破壞的責任方、責任說明、貢獻程度、個案的貢獻權重以及最后的責任比例. 責任比例 Pi遵循式 ( 4) .Pi= αixi/ ∑αixi. ( 4)式 ( 4) 中: xi為參與方貢獻程度,依據(jù)各工程參與方對該階段事故風險的貢獻能力進行定義; αi為貢獻權重,依據(jù)橋梁破壞個案實際,對各工程參與方的風險貢獻進行評價.
4 、系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡仿真模塊構建
專家知識數(shù)據(jù)模塊中所構建的專家知識庫,還需要專門的智能網(wǎng)絡對其進行仿真,將所模擬得到的經(jīng)驗知識用于未來的專家判斷. 為此,本系統(tǒng)開發(fā)了第 2 個核心模塊即神經(jīng)網(wǎng)絡模塊,該模塊包括4 個管理窗口.
1) “神經(jīng)網(wǎng)絡訓練” 窗口用于在專家系統(tǒng)中調(diào)用 MATLAB 程序,利用基礎數(shù)據(jù)模塊不斷更新和完善的破壞登記紀錄所形成的破壞樣本數(shù)據(jù),對網(wǎng)絡進行訓練.在該窗口可對基于 MATLAB 軟件二次開發(fā)的橋梁建設項目鑒識神經(jīng)網(wǎng)絡程序進行直接的調(diào)用和運行,使得神經(jīng)網(wǎng)絡模塊可以繼承基礎數(shù)據(jù)庫模塊所建立的專家知識樣本庫,并利用樣本庫對網(wǎng)絡進行學習訓練,以形成成熟的智能網(wǎng)絡.神經(jīng)網(wǎng)絡的專家系統(tǒng),其學習訓練程序流程如圖 3 所示.
2) “錄入待算數(shù)據(jù)” 窗口用于對需要進行鑒識的案例數(shù)據(jù)進行整理和錄入,與專家數(shù)據(jù)模塊中的橋梁破壞登記窗口形式一致,最終在后臺形成可為 MATLAB 程序調(diào)用的 “data. txt”數(shù)據(jù)文件.3) “計算源碼管理” 窗口用于在 VFP 界面中直接對神經(jīng)網(wǎng)絡源程序進行調(diào)用、修改,并可以直接進行試算檢測.考慮不同的案例對分析的精度和范圍可能不同,為了方便網(wǎng)絡的源碼管理,還單獨建立了神經(jīng)網(wǎng)絡的計算源碼管理窗口.
4) “神經(jīng)網(wǎng)絡計算”窗口,用于利用訓練成熟的網(wǎng)絡,對被鑒識對象的破壞信息所形成的數(shù)據(jù)進行模擬和仿真,給出網(wǎng)絡的鑒識分析結論,主要包括各工程相關責任方的事故責任構成,責任權重,責任比例,直接經(jīng)濟損失、間接經(jīng)濟損失和非經(jīng)濟損失的責任評價. 神經(jīng)網(wǎng)絡的計算分析流程如圖4 所示.其算法通過檢驗后,可用于橋梁破壞責任和損失的評價分析.經(jīng)過破壞調(diào)查后,對橋梁的破壞情況進行錄入整理,就可以在 VFP 界面上利用訓練成熟的神經(jīng)網(wǎng)絡對其進行鑒識分析,通過智能計算,判斷其風險源的構成情況,在事故經(jīng)濟損失調(diào)查的基礎上,給出經(jīng)濟損失和非經(jīng)濟損失的責任分配意見.
采礦系統(tǒng)工程為采礦工程學與系統(tǒng)工程學相結合的所形成的一個新的學科分支。論文參考網(wǎng)。采礦系統(tǒng)工程是根據(jù)采礦工程內(nèi)在規(guī)律和基本原理,以系統(tǒng)論和現(xiàn)代數(shù)學方法研究和解決采礦工程綜合優(yōu)化問題的采礦工程學科分支[1]。采礦工程是一門由來已久的古老技術,很多問題都只能定性,而不能定量的解決,現(xiàn)場問題常常依賴經(jīng)驗判斷,容易存在很大的主觀差異性,借助采礦系統(tǒng)工程中的數(shù)字與計算技術,可以實現(xiàn)采礦技術問題的定量決策,大大提高了準確性和科學性。同時,采礦工程涉及面較廣,影響因素較多,如何從總體上合理把握,綜合協(xié)調(diào),也需要利用系統(tǒng)工程的相關知識來解決。近年來,隨著新技術,新方法不斷引入到采礦系統(tǒng)工程中,為我國的高效安全采礦帶來了新的活力和發(fā)展。
1.采礦系統(tǒng)工程的基礎理論與技術
目前,采礦系統(tǒng)工程中常用的基礎理論學科及相關技術,主要如下:
1) 應用數(shù)學或計算數(shù)學分支。如概率論與數(shù)理統(tǒng)計,隨機過程及數(shù)值方法等。
2) 運籌學及其學科分支。如線性規(guī)劃,整數(shù)規(guī)劃,非線性規(guī)劃,目標規(guī)劃,動態(tài)規(guī)劃,圖論及網(wǎng)格分析,排隊論及存儲論等。
3) 現(xiàn)代應用數(shù)學的相關學科分支。如地質(zhì)統(tǒng)計學,可靠性理論,模糊數(shù)學,灰色系統(tǒng)理論等。論文參考網(wǎng)。
4) 與計算機技術密切結合的交叉學科分支。如系統(tǒng)模擬,系統(tǒng)動態(tài)學,人工智能學,決策支持系統(tǒng),管理信息系統(tǒng)及計算機輔助設計等。
2.采礦系統(tǒng)工程發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,采礦系統(tǒng)工程得到長足發(fā)展,應用范圍相當廣泛,分述如下:
2.1 礦山地質(zhì)系統(tǒng)
在采礦系統(tǒng)工程中,主要使用數(shù)據(jù)庫來存放地測數(shù)據(jù),早期主要使用dBASE、FoxBase、Foxpro,近年來則主要使用Access、Oracle等軟件。而在處理數(shù)據(jù)方面,則主要使用統(tǒng)計學的方法,常使用Excel以及各種數(shù)據(jù)庫軟件從總體上把握礦產(chǎn)分布及其變化規(guī)律。
1) 礦產(chǎn)儲量計算與地質(zhì)作圖
采礦系統(tǒng)工程廣泛使用方塊法,同時,為了滿足礦山設計的需要,工程技術人員還常常使用為線框模型法來表達礦體,這種方法計算精度較高。然而如何由鉆孔柱狀圖推出剖(平) 面圖的地質(zhì)作圖問題,雖然專家學者使用了許多方法,但還沒有很好的解決。另外,在三維實體模型表達礦體方面,國外的礦業(yè)設計軟件都有這種功能。
2) 礦產(chǎn)資源評價
目前人們普遍采用模糊綜合評判評價礦產(chǎn)資源,先建立評價指標體系及各因素的權值 , 然后采用模糊評判、灰色關聯(lián)度分析等方法。近年來也有人探索用人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法進行評判。至于礦物資產(chǎn)的評估,基本上以收益現(xiàn)值法為主。近年來,又引入探索期權估價法,案例估價等其它方法。
2.2 礦山規(guī)劃與設計系統(tǒng)
1)地下開拓系統(tǒng)
對于煤礦開拓運輸系統(tǒng),常使用專家系統(tǒng)確定。或者從各項工程費用累積而成的數(shù)學模型中,使用解析法求極值,求解出最優(yōu)開拓方案。同時,技術人員還常采用計算機模擬法比較各方案的優(yōu)缺點。
2) 地下采礦方法
對于確定采礦方法,主要使用專家系統(tǒng)和模糊綜合評判。對于煤礦此類特定層狀礦床,采用解析法,而在具體布置采準巷道時,大多采用 CAD技術。鑒于地下工程是個空間概念,國外常采用三維立體圖表示。
3) 采掘計劃編制
人們主要使用線性規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃制定礦山采掘計劃。論文參考網(wǎng)。另外還常使用計算機模擬予以輔助。如為了適應礦山環(huán)境的復雜多變,利用CAD技術編制采掘計劃。
2.3 礦山生產(chǎn)工藝系統(tǒng)
1)開采工藝及設備選擇
開采工藝及設備的選擇主要是通過專家系統(tǒng)來確定,為了確保影響因素權值的正確確定,還可以使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法。其他的選擇方法還有解析法和計算機模擬等。
2) 開采工藝過程分析
主要是采用計算機模擬來研究開采工藝過程。近年來,現(xiàn)代控制理論也逐步引入到開采工過程分析過程中。
2.4 礦山管理系統(tǒng)
1)礦山管理信息系統(tǒng)
隨著計算機及網(wǎng)絡技術的普及,國內(nèi)外許多礦山都建立了礦山管理信息系統(tǒng),覆蓋地測、設計、計劃、設備、庫存、營銷、財會、人事等工作,內(nèi)部各子系統(tǒng)用局域網(wǎng)相連,外部聯(lián)系則通過Internet。
2)礦山生產(chǎn)過程監(jiān)控
目前礦山還不能達到全過程自動控制,對于井下電機車的調(diào)度,主要是借用鐵道運輸?shù)慕?jīng)驗。對于井下一些重要卻又危險的作業(yè),主要采用工業(yè)電視來監(jiān)控。對于少數(shù)大型的設備,都具有了自動控制的功能,但是距離自動化還有很長一段路要走。
3)通風安全
主要是使用專家系統(tǒng)來確定通風系統(tǒng),使用解析法來優(yōu)化通風井巷斷面,使用CAD技術來繪制通風網(wǎng)格圖,利用因果關系預測、時間序列預測、卡爾曼濾波預測等方法進行事故預測,以及采用故障決策樹等技術分析事故發(fā)生的原因及概率等等。
3.采礦系統(tǒng)工程發(fā)展趨勢
采礦系統(tǒng)工程是采礦工程與系統(tǒng)工程相結合的一門學科,既要遵循采礦工程的內(nèi)在規(guī)律,又必須運用系統(tǒng)工程的觀點和方法。目前情況下,采礦系統(tǒng)將有如下發(fā)展趨勢:
1)多種研究方法的綜合運用。采礦系統(tǒng)工程是一個復雜的動態(tài)過程,它的決策,如果只采用一種方法,效果難以理想,需要多種方法綜合運用,并且正在朝這個方向發(fā)展。
2)多項內(nèi)容的綜合分析決策。采礦系統(tǒng)工程在系統(tǒng)結構上關系比較復雜,再加上各個礦區(qū)條件的差異性,因此,在處理和解決某一決策時,需要涉及到的內(nèi)容較多,內(nèi)容之間又容易相互影響,故今后將朝多項內(nèi)容分析決策的方向發(fā)展。
3)計算機運算與可視化功能的密切配合。工程設計圖是采礦工程的語言,隨著計算機技術迅速發(fā)展,動畫顯示以及虛擬現(xiàn)實技術將會在采礦系統(tǒng)工程中得到廣泛應用。
4)采礦系統(tǒng)工程理論與實踐的進一步結合。隨著采礦新技術,新方法的應用,采礦工程的實踐活動也發(fā)生了巨大的變化,隨著采礦實踐的發(fā)展需要,兼收嚴格優(yōu)化方法的優(yōu)化功能與非嚴格優(yōu)化方法的靈活使用性將會形成一種趨勢。
5)嚴格優(yōu)化技術正向實用要求逼近。在采礦系統(tǒng)工程的早期階段,利用運籌學得出的采礦問題最優(yōu)解常常偏離采礦的工藝技術要求。近年來,隨著CAD 技術的出現(xiàn),人們又將傳統(tǒng)的設計方法轉用計算機實現(xiàn),卻又忽視了優(yōu)化的目標。今后,采礦系統(tǒng)工程將在人―機的交互方式下實現(xiàn)決策的優(yōu)化,并盡可能提高作業(yè)的自動化程度。
6)新學科、新技術的應用繼續(xù)發(fā)展。隨著新興學科,邊緣交叉學科理論迅速發(fā)展,它們也將逐漸與傳統(tǒng)領域結合,使采礦系統(tǒng)工程得到新的發(fā)展。
7)礦用軟件開發(fā)日益規(guī)范化、商品化。采礦系統(tǒng)工程的軟件將會一步發(fā)展,市場和價格也會逐漸規(guī)范化,價格上也會更加便宜,使用也會更加普遍,對外國軟件的使用上也會更加熟練。
8)跨學科的聯(lián)合研究。跨學科的研究工作隨著系統(tǒng)研究對象的擴展,已經(jīng)成為目前階段必然發(fā)展趨勢。
4. 結語
雖然采礦系統(tǒng)工程是一門新興學科,但是隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展,對能源需求量的急速增加,采礦工程迎來了新的發(fā)展機遇,再結合全球化的契機,以及新技術,新方法的引入,必將推動我國乃至全世界采礦系統(tǒng)工程學科發(fā)展的春天,為能源高效安全開采做出巨大的貢獻。
參考文獻
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【關鍵詞】電控發(fā)動機故障分析
電控發(fā)動機系統(tǒng)主要由電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點火裝置、怠速控制、排放控制、進氣控制、增壓控制、警告提示、自我診斷與報警系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。其中電控系統(tǒng)作為整個發(fā)動機系統(tǒng)的控制核心,用來協(xié)調(diào)各平行和上級系統(tǒng)的工作。
1發(fā)動機電控系統(tǒng)的組成
電控燃油噴射系統(tǒng)由三個系統(tǒng)組成:燃油系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。
1.1燃油系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)的功能是向汽缸或進氣管噴射燃燒時所需的燃油量。燃油從燃油箱內(nèi)由電動汽油泵吸出,經(jīng)汽油濾清器后,再由壓力調(diào)節(jié)器加壓,將壓力調(diào)節(jié)到比進氣管壓力高出約250Kpa(2.55kgf/cm2)壓力,然后經(jīng)輸油管配送給噴油器和冷起動噴油器,噴油器根據(jù)電控單元ECU發(fā)來的脈沖信號,把適量燃油噴射到氣缸內(nèi)。如圖2.1所示。
1.2進氣系統(tǒng)
進氣系統(tǒng)為發(fā)動機可燃混合氣的形成提供必須的空氣。空氣經(jīng)過空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門體、進氣總管、進氣岐管進入氣缸。節(jié)氣門全閉,發(fā)動機在怠速工況下運行時,空氣經(jīng)旁通氣道直接進入進氣岐管。
1.3電控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)是電控單元根據(jù)傳感器檢測到的發(fā)動機運行工況和汽車運行工況來確定噴油量及點火提前角,從而控制發(fā)動機在最佳工況下的運轉。
與傳統(tǒng)的化油器式發(fā)動機相比,電控發(fā)動機在結構和功能上均有了較大的改進。主要有:
(1)結構的層次性、復雜性從系統(tǒng)論的觀點,電控發(fā)動機是由有限個“元素”通過各種“聯(lián)系”構成的多層次系統(tǒng)。“聯(lián)系”可分為:結構類、功能類、傳感器測點類,各自均有一定的層次性,包括頂級即電控發(fā)動機本身,分系統(tǒng)級由電控系、冷卻系、啟動系、機械系等組成。各類與各層次間既有各自獨立的功能,又相互影響、相互牽制。整個機體通過ECU的控制來協(xié)調(diào)各子系統(tǒng),完成發(fā)動機總體功能,各子系統(tǒng)的功能又是由各自部件的功能相協(xié)調(diào)來實現(xiàn)的,各部件的功能又需要通過各元件的協(xié)調(diào)來實現(xiàn)。
(2)功能控制的集中性隨著電子技術的飛速發(fā)展,電子控制單元采用了數(shù)字電路及大規(guī)模集成電路,同時微機處理速度的不斷提高和存儲容量的增加使其控制功能大大增加,并具有備用功能。另外,與汽油噴射控制、點火控制及其它控制系統(tǒng)相關的各種控制器,由于所用的傳感器均可通用,如水溫傳感器、進氣溫度傳感器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同設置傳感器和ECU,而將多種控制功能集中到一個ECU上,不同控制功能所共同需要的傳感器也就只設一個,這就是集中控制系統(tǒng)。
汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的主要部件有:電子控制單元(ECU)、空氣流量計、節(jié)流閥體、發(fā)動機轉速傳感器等,其中節(jié)流閥體又包括:節(jié)氣門電位計、怠速節(jié)氣門電位計、怠速開關、怠速調(diào)節(jié)電機等。從控制原理來看,發(fā)動機電子控制系統(tǒng)可以簡化為傳感器、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行器三大組成部分。傳感器是感知信息的部件,功用是采集控制系統(tǒng)的信號并轉換成電信號輸送給ECU,以提供汽車運行狀況和發(fā)動機工況等相關信息。ECU接收來自傳感器的信息,進行存儲、計算和分析處理后發(fā)出響應的控制指令給執(zhí)行器。執(zhí)行器即執(zhí)行元件,其功用是執(zhí)行ECU的專項指令,從而完成控制目的。
2發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障分析
發(fā)動機電控系統(tǒng)其結構的層次性、復雜性,其控制功能的集中性,導致其故障表現(xiàn)形式的多樣性、復雜性。主要表現(xiàn)有:
(1)多維層次性對電控發(fā)動機而言,其故障可劃分為電控系、起動系、點火系、冷卻系及機械系等子系統(tǒng),子系統(tǒng)又由各部件與元件構成。同樣,其按功能也可劃分為若干個層級。因而發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障原因與故障征兆也相應與不同的結構層級、功能層級以及傳感器測點類相關聯(lián)。
(2)傳播性發(fā)動機電控系統(tǒng)故障傳播方式有兩種:橫向傳播,例如電控系系統(tǒng)內(nèi)某一傳感器故障可引起電控系內(nèi)其它傳感器功能失常或失效;縱向傳播,即由元件的故障相繼引起部件故障—子系統(tǒng)故障—系統(tǒng)故障。因此微小的故障如不及時發(fā)現(xiàn)和排除會造成嚴重的后果。
(3)相關性某一故障可能對應若干征兆;某一征兆也可能對應若干故障。它們之間存在著錯綜復雜的關系。
(4)時間性發(fā)動機電控系統(tǒng)故障產(chǎn)生與表現(xiàn)常常與時間有關,這是由于發(fā)動機運轉的動態(tài)性所決定的,如間歇性故障。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)16-0116-02
一、引言
隨著我國高校大規(guī)模的擴招,高等教育已由精英型教育過渡到大眾型教育,教學對象的階梯層次也發(fā)生了較大的變化。在擴招量較大的本科第二批招生院校中,學生理論知識基礎和學習能力等方面的素質(zhì)相對下降,而社會又迫切需求大量應用型人才。為了適應新形式的教學要求,各高校都在尋求提高培養(yǎng)人才質(zhì)量的教學管理方法,廣泛進行教學制度的改革。智能控制是高校本科自動化及其相關專業(yè)的重要專業(yè)課,智能控制是當今國內(nèi)外自動化學科中十分活躍和具有挑戰(zhàn)性的領域,代表著當今世界控制理論和技術的發(fā)展方向之一,是一門集理論研究和工程實踐于一體的綜合性課程[1],因此在教學改革中如何提高該課程的教學質(zhì)量是非常重要的。為了適應當今社會對人才素質(zhì)教育培養(yǎng)的要求,注重對學生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng),近年來,結合課堂教學,我們對智能控制的教學改革做了一些探索。
二、“智能控制”課程的特點和目標
智能控制是自動控制發(fā)展的高級階段,是人工智能、控制論、系統(tǒng)論和信息論等多種學科的高度綜合與集成,是一門新的交叉前沿學科[2]。由于智能控制在社會生產(chǎn)中所體現(xiàn)出的巨大研究價值和廣闊應用前景,使得這門原先只在研究生階段才開設的課程,現(xiàn)在已經(jīng)在眾多高校自動化相關專業(yè)的高年級本科生中開設。其目的是使學生在學習自動控制原理和現(xiàn)代控制理論等基礎理論課程之后,對控制理論前沿發(fā)展方向有所了解和學習。智能控制屬于偏理論的專業(yè)課程,具有多學科交叉性。其理論分支較多,內(nèi)容豐富,涵蓋了模糊數(shù)學與模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法和專家系統(tǒng)等前沿學科理論。該課程內(nèi)容抽象、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等涉及的內(nèi)容理論性都比較強,對于本科生相對抽象、枯燥、難懂,他們往往不易理解。
智能控制本身所具有的特點決定了本科教學過程中該課程的教學目標。通過該課程的學習,使學生了解學科發(fā)展前沿,掌握智能控制研究的一般方法,幫助學生獲得智能控制的基本知識,使學生掌握智能控制分支及其特點,包括模糊控制理論基礎、模糊控制系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型及其神經(jīng)網(wǎng)絡控制,使學生理解并掌握用智能控制方法分析和設計系統(tǒng)的基本工具、原理和實現(xiàn)方法,能夠設計簡單的智能控制系統(tǒng)。
針對課程特點和教學目標,在教學過程中應從教學內(nèi)容和教學方法等方面進行改進,以吸引學生的學習興趣,激發(fā)學生的學習積極性和主動性,達到預期的教學目標。
三、教學改革措施與途徑
1.優(yōu)化教學內(nèi)容,增強新穎性和實用性。智能控制課程具有前沿性、抽象性和理論性強等特點,相關內(nèi)容極其廣泛。然而,作為本科生的一門專業(yè)課,教師在教學內(nèi)容的選取方面應盡可能做到:注重控制思想的融會貫通,減少煩瑣公式的推導,多采取簡易示例演示,從而提高學生的學習興趣。在實際教學中,可以采用具體的簡單示例來展示智能控制器的設計,如模糊PID控制器的設計思想為自適應調(diào)節(jié)控制參數(shù),BP神經(jīng)網(wǎng)絡的設計思想為逆向迭代算法,等等。
本科高年級學生在掌握了專業(yè)基礎知識之后,主要關心學科前沿知識的應用領域和使用方法,學生希望能學到很多較新和較實用的智能控制算法,不愿花太多時間在復雜的理論理解上,因此在教學過程中要注重知識的應用性。此外,大學高年級學生即將走出校門,走向工作崗位,關于一些新的和正在研究的智能控制方法和技術的概況對于他們也非常重要。特別是近期發(fā)展起來的方法和技術,如模糊神經(jīng)控制、遺傳算法、蟻群算法等。這些內(nèi)容的理論部分可以不必過分深究,教學重點主要放在介紹每種技術的產(chǎn)生背景、發(fā)展狀況、應用領域和具體實現(xiàn)上。
2.培養(yǎng)學生設計思想,注重工程應用。為了鞏固學生對智能控制理論的理解和增強學生的學習興趣,教師應該更注重從工程應用角度來引出智能控制概念,并通過具體實例來說明智能控制如何應用,如模糊控制在家用電器中的應用,這樣更能激發(fā)學生的學習積極性。智能控制在航空航天控制、交通運輸系統(tǒng)、家用電器等方面有著廣泛的應用。自動化及相關專業(yè)畢業(yè)的學生,畢業(yè)后大部分從事工程或產(chǎn)品設計方面的工作,因此工程設計能力的培養(yǎng)是非常重要的,設計能力是通過設計人員的設計思想、設計原則和設計方法體現(xiàn)出來的。學生通過較典型的具有代表性的基本模糊控制器、模糊PID控制、BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制的實際應用,應用MATLAB語言編出簡單程序并進行最基本的仿真實驗,了解和掌握智能控制系統(tǒng)的設計方法,使學生在校學習期間既能掌握設計要領,又具有一定的設計能力,從而為今后工作或研究生學習打下良好基礎。
3.引入仿真軟件,改善教學效果。智能控制中的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等內(nèi)容理論性較強,相對抽象、枯燥難懂。如果引入更加專業(yè)、有效的工具,采用更加生動、明了、有新意的教學方法,就能吸引學生的學習興趣,激發(fā)他們的學習積極性。目前應用較為廣泛的仿真軟件是MATLAB[3],在教學中借助于MATLAB平臺,對智能控制中難以采用解析方法的復雜系統(tǒng)進行模塊化、可視化分析與設計,有助于學生理解和掌握課堂教學內(nèi)容。如運用MATLAB軟件中的模糊控制工具箱,可以輕松設計模糊控制器,并將其應用到系統(tǒng)控制中,使學生直觀感受模糊控制的優(yōu)越控制效果。同時,為了讓學生更深入地了解智能控制算法的實質(zhì),鼓勵學生運用MATLAB軟件的M語言自行編寫各種智能控制算法程序,這樣學生不但進一步加深了對理論的理解,而且產(chǎn)生了一定的成就感,從而激發(fā)了學生學習的主動性和創(chuàng)新性,培養(yǎng)了學好這門課的自信心。
4.創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)。應用型人才培養(yǎng)的主要目標之一是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、訓練創(chuàng)新思維、傳授創(chuàng)新方法、提高創(chuàng)新能力。智能控制與自動控制理論(古典控制)和現(xiàn)代控制理論不同,智能控制理論和技術還遠未成熟,是一個充滿生機活力和不斷發(fā)展的學科[4],這就要求教師要善于引導和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和獨立思考、分析問題的能力。課堂教學中要正確引導學生看待學科的發(fā)展,同時也提供了一個培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和能力的機會。因此在課堂教學中要充分展示創(chuàng)新給一門學科帶來的無窮生命力,多創(chuàng)造機會來培養(yǎng)和激發(fā)學生的創(chuàng)新能力,如實驗教學、課程小論文和綜合設計等。
5.突出以學生為中心的教學理念。學生是教學過程的核心,所有的教學環(huán)節(jié)都要以有利于調(diào)動學生自主學習能力為原則。課堂教學將講授法、討論法、實驗法、自學指導法、實例教學法等優(yōu)化組合,充分利用板書、投影、錄像、計算機等媒體,調(diào)動學生的積極性,啟發(fā)學生的思維,培養(yǎng)學生正確分析問題、解決問題和自主學習的能力,注重學生的個性發(fā)展,由以傳授知識為主變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學生能力為主。如采用質(zhì)疑導入法提出問題從而激發(fā)學生的思考并抓住學生的注意力;精心設計適當數(shù)量的問題讓學生討論和回答,通過這種互動的教學形式活躍課堂氣氛,使學生真正成為課堂教學的主體,教師更多的時候作為一個組織者和引導者。
6.考核方式的改革。智能控制是一門理論性較強的課程。限于考試時間,期末考試只能出比較簡單的題目,僅憑期末考試成績很難判斷學生分析問題、解決問題及創(chuàng)新的能力。針對這種狀況,在教學過程中,應將平時作業(yè)、課堂提問、小測驗、實驗、出勤結合起來作為平時成績,并將此成績按照一定比例記入總平成績。這有利于促進學生平時只有多努力,才能取得好成績,明了靠最后期末突擊取得高分是非常困難的。對平時作業(yè)按照A、B、C、D四個等級來評分,對作業(yè)中存在的問題及時糾正,對課堂上互動表現(xiàn)好、實驗取得好成績的學生予以表揚鼓勵,有利于調(diào)動學生的積極性。這樣的考核,給出的成績,既公平又合理,也促進了學生學風的轉變。
四、結論
本文根據(jù)智能控制課程的特點,給出了在智能控制教學過程中教學內(nèi)容和教學方法上改革采取的一些措施,在教學實踐過程中取得了較好的教學效果,但也難免存在一些問題和不足,希望在進一步的教學研究和教學實踐中,不斷地更新和完善教學內(nèi)容,改進教學方法,將控制理論課的教學改革推向一個新的臺階。
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中圖分類號:F293.30 文獻標識碼:A
我國房地產(chǎn)業(yè)始于20世紀90年代初,但在其短暫的20多年的運行中卻一直在不斷的波動,特別是近幾年出現(xiàn)了地區(qū)性的房地產(chǎn)發(fā)展過快、房價過高等現(xiàn)象,對經(jīng)濟和社會造成巨大的沖擊,這就需要我們對中國的房地產(chǎn)預警系統(tǒng)進行深入研究。我國對房地產(chǎn)預警的研究始于上世紀九十年代末,其基本的研究方法和思路還是參照經(jīng)濟預警方法并結合自身特點形成的。我國對房地產(chǎn)預警的研究主要集中在房地產(chǎn)預警指標體系的設計、房地產(chǎn)預警方法的選擇和房地產(chǎn)預警系統(tǒng)設計三方面。
一、 房地產(chǎn)預警指標研究評述
房地產(chǎn)預警指標及指標體系是房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的基礎,科學、合理地設置指標體系能有效地實現(xiàn)房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的功能和目標,因此,對房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的指標體系進行深入研究,無疑是房地產(chǎn)預警系統(tǒng)研究的一項重要內(nèi)容。我國早期對房地產(chǎn)預警指標體系進行構建多采用定性方法,而采用定性方法構建的指標體系,因為主觀性強,各指標之間不可避免存在較強的相關性,也不能準確判斷各指標對房地產(chǎn)業(yè)的影響,指標選取依據(jù)不充分,可信度不高,因此后來的學者主要采用各種定量方法對此問題進行了研究。
郭磊、王鋒等認為,房地產(chǎn)周期波動的主要原因是宏觀經(jīng)濟因素的外部沖擊在房地產(chǎn)經(jīng)濟中產(chǎn)生了內(nèi)部傳導。他們在進行預警指標體系設計時,根據(jù)先行、同步和滯后的數(shù)量特征關系初選了全國消費者物價指數(shù)等18個指標,然后以深圳市為例通過時差相關分析法選擇了9個能相對獨立地反映城市房地產(chǎn)經(jīng)濟周期波動的指標作為房地產(chǎn)預警的指標體系,并利用統(tǒng)計預警法進行了單一警兆指標預警和綜合預警分析。
郭峰認為房地產(chǎn)預警指標的選取應遵循全面性、簡潔性、可操作性等七項原則,在此基礎上應采用定性和定量相結合的方法來選擇房地產(chǎn)預警指標。其具體做法是參照各地已有的預警指標體系,取其交集,然后利用專家評分法和相關分析法選出了12個指標,并進行了實證分析,結果證明該指標體系可以滿足預警的要求。
葉艷兵、丁烈云利用多元統(tǒng)計中的主成分分析法來確定各單項指標的權重及反映市場景氣狀況的“第一主成分”,采用相關性分析來確定各單項指標同“第一主成分”的相關性大小,并按照相關性的大小來決定指標的取舍, 同時結合專家經(jīng)驗等定性分析方法,利用武漢市的歷史數(shù)據(jù),建立了包括房地產(chǎn)價格、從業(yè)人數(shù)等在內(nèi)的武漢市房地產(chǎn)預警指標體系。但利用該指標體系進行預警,具體效果如何,限于篇幅,作者沒有結合數(shù)據(jù)進行檢驗。
周忠學、李永江以青島市為例,用聚類分析法把影響房地產(chǎn)的20個因素指標分為5類指標,然后分別對每類指標進行主成分分析,最后把原來的20個指標合成為7個綜合指標,大大簡化了分析工作。
李崇明提出了一種新的房地產(chǎn)預警指標選擇方法。他認為房地產(chǎn)系統(tǒng)作為一個復雜的大系統(tǒng),其影響因素眾多,必須采用一種適合復雜大系統(tǒng)的定量分析方法,并由此提出了系統(tǒng)核及核度方法。該方法的基本原理是采用灰色關聯(lián)分析法對樣本數(shù)據(jù)進行分析,得出指標間的關聯(lián)度,然后根據(jù)指標關聯(lián)度的大小建立指標體系的拓撲圖,最后求取拓撲圖的核,其構成要素就是要選擇的房地產(chǎn)預警指標。
楊佃輝,陳軼等把初選的22個房地產(chǎn)預警指標按照指標的性質(zhì)分為總量指標、購買力指標、生產(chǎn)類指標、價格類指標和交易類指標五大類,分別對每類指標進行聚類分析和非參數(shù)檢驗并結合定性方法建立了預警指標體系,然后利用上海市房地產(chǎn)相關的數(shù)據(jù)進行了實證分析。
綜上所述,我國對房地產(chǎn)預警指標體系的研究正在逐漸從單純的定量分析向定量分析和定性分析相結合的思路轉移。定量分析方法主要通過一些統(tǒng)計分析方法消除指標間的相互干擾和影響,使不同指標與房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關系描述得更為準確,但它不可避免也存在缺陷,如多數(shù)統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)要求較高,通常需要樣本數(shù)據(jù)夠多,且不具備容錯能力,而且對某些不能量化的因素指標也無能為力,而這正好可通過定性分析來彌補。因此,把定量、定性分析方法相結合來構建房地產(chǎn)預警指標體系將是未來的發(fā)展趨勢。
二、房地產(chǎn)預警方法研究評述
預警方法是預警系統(tǒng)的核心,預警方法是否合適是房地產(chǎn)預警系統(tǒng)能否發(fā)揮其預測、防范和調(diào)控功能的關鍵。在預警方法的選擇上,我國有關學者的研究大致可以劃分為三個階段,房地產(chǎn)發(fā)展初期,即上世紀90年代的研究以景氣指數(shù)預警為主;90年代末到本世紀初以統(tǒng)計預警為主;近期的研究則轉向以人工神經(jīng)網(wǎng)絡等為主的人工智能、模式識別方法方向發(fā)展,逐漸與計算機軟件融合。
(一)景氣指數(shù)法。
如上所述,我國早期的房地產(chǎn)預警研究主要借鑒了宏觀經(jīng)濟監(jiān)測與預警常用的方法,即景氣指數(shù)預警法。這種方法以經(jīng)濟周期循環(huán)理論為基礎,從影響房地產(chǎn)經(jīng)濟的諸多要素中選出一組對景氣變動敏感,有代表性的經(jīng)濟指標,把它們分為先行、同步和滯后三類指標,然后分別對這三類指標編制擴散指數(shù)(DI)和合成指數(shù)(CI),以預測房地產(chǎn)景氣的轉折點和長期趨勢,達到房地產(chǎn)預警的目的。
黃繼鴻、雷戰(zhàn)波、凌超為了描述房地產(chǎn)景氣的動向,通過構建合成和擴散指數(shù)來達到對房地產(chǎn)運行情況進行監(jiān)測、預警的目的。他們認為擴散指數(shù)能綜合各個指標變量的波動,反映宏觀經(jīng)濟波動過程,還能夠有效地預測經(jīng)濟循環(huán)的轉折點,但是不能明確表示經(jīng)濟循環(huán)變化的強弱;合成指數(shù)不僅能預測經(jīng)濟循環(huán)的轉折點,還能在某種意義上反映經(jīng)濟循環(huán)變動的振幅。因此,他們認為擴散指數(shù)(DI)和合成指數(shù)(CI)適用于房地產(chǎn)預警等宏觀經(jīng)濟領域。
李斌、丁烈云、葉艷兵對景氣指數(shù)預警法進行了大量研究后,發(fā)現(xiàn)由于計算方法和側重點不同,利用擴散指數(shù)DI和合成指數(shù)CI對相同的數(shù)據(jù)分別計算得出的房地產(chǎn)警度不一致,他們分析了兩種指數(shù)的計算特點,提出了兩種改進方法.第一,對傳統(tǒng)DI計算方法進行合理改進,引入精度比較的概念,選擇精度更高的指數(shù)來進行景氣評價,有效地消除了兩指數(shù)間的矛盾沖突;第二,利用DI值與CI值及其精度設計了一個能完整反映市場景氣狀況的綜合指數(shù),即對DI與CI指數(shù)向量進行數(shù)據(jù)處理并建立整合基礎以后,依據(jù)DI值與CI值的精度分析,摒棄主觀判斷的處理方法,按照各自誤差的高低和權值計算理論,確定各整合基礎數(shù)據(jù)所載信息量的權重,最后對其進行加權平均求出房地產(chǎn)市場的綜合景氣指數(shù),并利用武漢市實際數(shù)據(jù)進行了分析,結果表明,改進后的綜合指數(shù)能更好地反映武漢市房地產(chǎn)的實際警度。
景氣指數(shù)法經(jīng)過多年的發(fā)展運用也比較成熟,計算方法有了許多改進,但是用該方法來對我房地產(chǎn)進行預警,存在著許多先天的缺陷.首先,景氣指數(shù)法應用的前提條件是經(jīng)濟波動的周期性,而我國的房地產(chǎn)經(jīng)濟發(fā)展剛剛起步,其周期性更是無從談起;其次景氣指數(shù)用合成指數(shù)和擴散指數(shù)這些綜合指數(shù)來反映總體的發(fā)展趨勢,而這些綜合指數(shù)對具體指標的信息抽象化了,不利于具體分析,也容易掩蓋個別指標的異常波動,因此,用景氣指數(shù)法來進行房地產(chǎn)預警不是最佳方法。
(二)綜合模擬法。
綜合模擬法也叫統(tǒng)計預警法,是我國房地產(chǎn)預警采用最廣泛的方法。它主要從系統(tǒng)論角度對指標進行分析處理,實現(xiàn)房地產(chǎn)預警的目的。其基本思路是先對警兆與警素指標進行時差相關分析,確定其先導長度和強度;接著根據(jù)警兆指標變動的情況確定警兆指標的警級,然后根據(jù)各警兆指標的重要性對警級進行綜合,得到總體的綜合警度。使用此方法進行房地產(chǎn)預警,不僅能反映房地產(chǎn)的綜合警度,還能反映單個指標的警度,比較適合用來進行房地產(chǎn)預警。因此,有不少學者對此進行了嘗試,取得了不少成果。
1995年,建設部就組織過房地產(chǎn)監(jiān)測、預警體系的研究,所采用的方法即為統(tǒng)計預警法,但鑒于行業(yè)發(fā)展的初期性及其資料積累的有限性,無法在定量上有所突破。
趙黎明、賈永飛最早對用統(tǒng)計預警法進行房地產(chǎn)預警作了較系統(tǒng)的研究,現(xiàn)在很多研究都是在他們研究的基礎上進行的。他們首先對經(jīng)濟預警的各種方法進行了分析、比較,指出統(tǒng)計預警方法適合用來房地產(chǎn)預警;接著運用時差相關分析方法篩選出警兆指標,并確定了預警界限;最后使用模糊評價方法來進行警級綜合,使房地產(chǎn)預警走向定量化和系統(tǒng)化,明確了警情發(fā)生時的控制目標和方向,實現(xiàn)了房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的計算機處理。
郭磊、王鋒等采用統(tǒng)計預警法,結合深圳市實際數(shù)據(jù),對深圳房地產(chǎn)運行的軌跡進行監(jiān)測,并對未來的走勢進行了預測。他們首先根據(jù)房地產(chǎn)經(jīng)濟的相關理論和深圳房地產(chǎn)自身的實際,選擇房地產(chǎn)銷售量作為警情指標,然后通過對其它指標和房地產(chǎn)銷售量的時差相關分析,選出警兆指標,然后通過各警兆指標警界的確定,對深圳房地產(chǎn)進行了單指標預警和綜合預警。張泓銘對各種預警方法的特點和使用條件進行比較之后,指出綜合模擬法比較適合我國當時的房地產(chǎn)預警,他詳細介紹了綜合模擬法的思路、步驟并以某城市為代表進行了實證分析。
陳峰、丁烈云對利用綜合預警法進行房地產(chǎn)預警容易出現(xiàn)的失真現(xiàn)象進行研究后,提出用數(shù)學方法對用3 預警準則確定的預警區(qū)間進行調(diào)整,并以武漢市相關數(shù)據(jù)為基礎進行了實證分析,結果顯示對預警區(qū)間修正后,能夠提高房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的精度。
綜合模擬法既能對房地產(chǎn)整體警度進行綜合判斷,也能夠對各個指標進行監(jiān)控,便于找出警源,比較符合預警的目的。但運用該方法對我國房地產(chǎn)預警也存在一些難以克服的問題,如統(tǒng)計預警法要求它的參數(shù)必須滿足多元常態(tài)分配的假設,而實際資料常常不能滿足要求,因此目前以3 預警準則獲得的預警域與現(xiàn)實并不符合,使得預警精度不高或失效;另外統(tǒng)計預警法是靜態(tài)的,不具有容錯性,而目前我國房地產(chǎn)數(shù)據(jù)參差不齊,房地產(chǎn)發(fā)展迅速,因此采用該方法結果往往系統(tǒng)精度不高,于是更多人又轉向了基于模式識別的預警方法研究。
(三)基于模式識別的預警方法。
房地產(chǎn)預警研究要取得進一步的進展,就必須廣泛借鑒其它學科,特別是人工智能、模式識別和非線性系統(tǒng)學科的研究成果,避免或盡量減少預警過程中的人為因素,使預警過程更客觀、可靠。近年來不少學者對此進行了研究,盡管剛剛起步,但其發(fā)展前景已引起人們關注。
王建成在其博士論文里構建了基于概率模式分類的經(jīng)濟預警系統(tǒng)。所謂模式識別是泛指一類用于對所研究對象根據(jù)其特征和屬性,分辨其所屬模式類別的識別和分類方法。模式識別突破了傳統(tǒng)的指標處理思路,不再從簡單的統(tǒng)計規(guī)律出發(fā)探求發(fā)展趨勢,而應用模式分類和比較來對未來狀況進行預測。概率模式分類法可以滿足最小的誤警概率和最小的預警風險等要求,其有關分類錯判概率等理論,很適合研究預警系統(tǒng)的預警可靠性,另外它還可以和附加信息檢驗、模式特征提取等方法結合起來,進行預警指標選擇,構造出一個實用、完整的經(jīng)濟預警系統(tǒng)。但是基于概率模式分類的預警系統(tǒng)的設計需要已知經(jīng)驗概率、條件概率、和后驗概率,實際上這些是很難得到的。另外,貝葉斯最小風險分類過程還建立在樣本擬合最好這樣的基礎之上的,這顯然是不能滿足的,因此該方法沒能得到廣泛地使用。
虞曉芬通過建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型對杭州市歷年的指標數(shù)據(jù)進行擬合,分析預測有關指標2004-2005年的值,并結合統(tǒng)計預警法對杭州市房地產(chǎn)市場現(xiàn)在和未來兩年的綜合警度進行判斷和預報。陳彥等利用模糊模式識別方法,以南京市為例,建立了房地產(chǎn)預警系統(tǒng),并進行了實證分析。
BP神經(jīng)網(wǎng)絡在經(jīng)濟預警中的應用是對傳統(tǒng)預警方法(景氣指數(shù)法和綜合模擬法)的一種拓寬和突破,解決了傳統(tǒng)預警方法存在的難以處理高度非線性模型、偏重定量指標、難以處理定性指標的問題。從而為預警走向實用化奠定了基礎。但是BP神經(jīng)網(wǎng)絡也存在一些難以克服的缺陷,如其過分強調(diào)克服學習錯誤而泛化性能不強,同時還易出現(xiàn)隱層單元的數(shù)目難以確定,網(wǎng)絡學習的收斂和最終權值受初始值影響大,網(wǎng)絡容易陷入局部最優(yōu)等問題,這也是不少學者正在研究的課題,但尚未取得實質(zhì)性的進展。
房地產(chǎn)系統(tǒng)是一個復雜的非線性大系統(tǒng),由上可知,不管采用哪種方法進行預警,都有各自的缺陷,因此不少學者嘗試著采用多種方法相結合來進行房地產(chǎn)預警,取得了較好的效果。
丁烈云在他的名為房地產(chǎn)周期波動與預警研究的博士論文中,把景氣指數(shù)法、基于系統(tǒng)核與核度理論的綜合模擬法和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡預警法三種方法和相應的模型結合起來預警,經(jīng)過實證分析,表明預警效果相當不錯。
南京房管局在建立南京市房地產(chǎn)市場預警系時也結合了景氣指數(shù)法、警兆信號法和專家經(jīng)驗法三種方法共同預警。采用多種預警方法對房地產(chǎn)進行預警,以便相互驗證,這也是今后房地產(chǎn)預警的發(fā)展趨勢。
三、房地產(chǎn)預警系統(tǒng)設計研究評述
房地產(chǎn)預警系統(tǒng)是一個非常復雜的大系統(tǒng),預警指標體系的選擇是房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的基礎,而房地產(chǎn)預警方法是房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的核心,而除此之外有關數(shù)據(jù)的收集、整理,警度的預報,以及排警對策等都是需要考慮的問題,因此有必要對房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的各個功能模塊設置以及如何利用計算機技術進行科學調(diào)控進行研究,國內(nèi)不少學者進行了許多嘗試。
梁運斌對建立房地產(chǎn)預警監(jiān)測系統(tǒng)進行了探索,提出了房地產(chǎn)預警預報系統(tǒng)應該由景氣分析、預警信號、行業(yè)監(jiān)測和景氣調(diào)查四個子系統(tǒng)構成的基本構想,研究雖然粗略,卻為后來研究者提供了思路。
彭詡也對房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的框架進行了構建,他認為房地產(chǎn)預警系統(tǒng)可以細分為信息采集系統(tǒng)、預警信號系統(tǒng)和景氣分析系統(tǒng)三個子系統(tǒng),各個系統(tǒng)相互獨立,其功能如下.景氣分析系統(tǒng)主要進行要用來建立預警預報指標體系和預警預報制度,房地產(chǎn)信息采集系統(tǒng)主要收集房地產(chǎn)基礎數(shù)據(jù)及相關信息數(shù)據(jù);預警信號系統(tǒng)主要進行數(shù)據(jù)的整合分析和。
鄭淑琴認為房地產(chǎn)預警系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)處理分析子系統(tǒng)、監(jiān)測預警子系統(tǒng)以及排警子系統(tǒng),在文中對這三個系統(tǒng)分別加以研究。
以上研究雖然側重點不一樣,但其基本思路大致相同,都是從數(shù)據(jù)的收集、預警方法的確定和出現(xiàn)警情時的預報和對策來構建的。韓立達在總結前人研究成果的基礎上,對房地產(chǎn)預警系統(tǒng)框架的構建提出了較系統(tǒng)的構想。他認為房地產(chǎn)預警系統(tǒng)可分為橫向和縱向兩方面。縱向是指由下至上即由各地市匯總到各個省,層層預警最后到全國綜合預警,而橫向預警是指對每個具體城市的預警框架可分為統(tǒng)計信息系統(tǒng)、預警預報系統(tǒng)和動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)三個模塊,每個模塊下面還可細分為更小的模塊。其中預警預報系統(tǒng)是核心,統(tǒng)計信息系統(tǒng)與動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)都是為其服務的,前者為其提供基本資料和數(shù)據(jù),而后者則起著輔助預警及決策的功能。
郭峰在他的博士論文里以大系統(tǒng)控制理論為基礎構建了房地產(chǎn)“遞階控制”預警系統(tǒng),把它分為上、中、下三級,上級是輸入部分,也稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),包括警兆數(shù)據(jù)庫、預警界限數(shù)據(jù)庫、預測指標數(shù)據(jù)庫和警情分析指示數(shù)據(jù)庫等;而中級為控制處理大型專家系統(tǒng),是整個系統(tǒng)的核心處理器,具體包括指標篩選、界限確定、預測判斷和警情分析指示模型庫;下級指的是輸出部分,即生成子系統(tǒng),通過銜接器和中級相連,具有圖表、數(shù)據(jù)結果輸出等功能。
李斌、丁烈云認為從計算機軟件開發(fā)角度來看,房地產(chǎn)預警系統(tǒng)應該是以MIS為基礎,兼有DSS功能的計算機預警信息系統(tǒng)。它可以通過自動處理、分析、判斷輸入和存貯在計算機中的各種信息,對城市房地產(chǎn)經(jīng)濟發(fā)展過程中可能出現(xiàn)的各種異常態(tài)勢發(fā)出預先警告。他們將其分成兩個相對獨立的子系統(tǒng),模型管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng),兩個系統(tǒng)之間、操作人員與計算機之間的信息的傳遞由人機交互總控系統(tǒng)來調(diào)度。
總的看來,我國房地產(chǎn)預警系統(tǒng)的設計研究才剛剛起步,需要進一步研究和發(fā)展,但與計算機緊密結合,友好的人機交互模式和動態(tài)的建模技術將是房地產(chǎn)預警系統(tǒng)設計未來的發(fā)展趨勢。
此文系湖北省教育廳青年項目(239269)
(作者:武漢工程大學管理學院工商管理教研室,講師,中南財經(jīng)政法大學統(tǒng)計學專業(yè)博士)
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鐘義信:簡要地說,信息科學就是研究信息及其運動規(guī)律的科學。具體地說,信息科學是“以信息為研究對象、以信息運動規(guī)律為研究內(nèi)容、以信息科學方法為研究指南、以擴展人的智力能力(它是信息能力的有機整體)為研究目標”的一門新興橫斷科學。
武健:從概念、定義來看,信息科學與計算機科學并不完全一樣。因為信息科學是以信息運動規(guī)律為研究內(nèi)容的,研究內(nèi)容既不專指計算,也不是專指計算機。從這個角度思考,信息科技課程與計算機課程的內(nèi)容將有很大的區(qū)別。這對于一線信息技術教師來說,了解信息科學就更加重要了。您能否給我們講一講信息科學的核心內(nèi)容是什么?它對于整個社會能發(fā)揮什么作用?
鐘義信:信息科學的概念(定義)也可以通過它的基本模型來表現(xiàn)(見下頁圖1)。
這個模型也可以簡化為以下更直觀一些的模型(見下頁圖2)。
考察信息科學的定義和它的基本模型(以及簡化模型)可以知道:
信息科學最大的特點是研究“信息”(而不是物質(zhì)和能量)。
它的核心內(nèi)容就是研究“信息運動規(guī)律,即信息-知識-智能轉換的規(guī)律”。
世間一切物質(zhì)的運動都會產(chǎn)生信息。人類正是通過研究信息,才能認識世界(包括自然和社會)。因此,信息科學的研究目標,就是“擴展人類的智力能力,也就是擴展人類認識世界和改造世界的能力”。這就是信息科學對于整個社會的作用所在。
武健:我記得您曾經(jīng)講過信息分成主客體關系,那么我們理解基本模型與簡化模型也是一步步地發(fā)展出來的。從簡到繁是否可以這樣理解?(如下頁圖3)
從信息定義的基本模型中,還可以看到信息科學在特別關注著策略,尤其是人的策略。從這個角度來看,信息科技課程中會有著一批以前沒有的教學內(nèi)容。技術課中的學習計算機操作的教學目標是學會操作。而信息科技框架下的課程則需要以應用技術,挖掘其中的問題解決策略,了解信息科學概念與原理為主要目標了。
每個學科都會有一批本學科的科學家,像牛頓對于物理,哈勃對于天文,歐姆對于電學……信息科學是一門新興的橫斷科學,那么您認為這門學科中有代表性的信息科學家有哪些人?
鐘義信:橫斷科學,是在概括和綜合多門學科的基礎上形成的一類學科。它不是以客觀世界的某種物質(zhì)結構及其運動形式為研究對象,而是從許多物質(zhì)結構及其運動形式中抽出某一特定的共同方面作為研究對象,其研究對象橫貫多個領域甚至一切領域。所以,信息科學家、信息技術專家會有自己的領域,但會在共同的信息方向有突出貢獻。
如香農(nóng)(Shannon)在1948年發(fā)表了論文“通信的數(shù)學理論”,奠定了“通信信息論”;維納(Wiener)在1948年出版了著作《控制論》,奠定了隨機控制理論,貝塔朗菲(Bertalanffy)在20世紀60年代出版了《一般系統(tǒng)論》,建立了系統(tǒng)論。西蒙(Simon)對功能模擬的人工智能理論做出了奠基性的貢獻,費根鮑姆(Feigenbaum)是人工智能專家系統(tǒng)的開拓者,閔斯基(Minsky)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡和認知理論有突出的貢獻,查德(Zadeh)創(chuàng)建了支持信息科學研究的模糊集合和模糊邏輯, 柯爾莫戈洛夫(Kolmogorov)對信息理論和控制理論都有杰出貢獻,等等。這些人都在信息科學領域有過不同方面的重要建樹,都可以稱之為信息科學家。
由于我國只有各種信息技術的學術機構而沒有專門的信息科學的學術機構,很少純粹信息科學方面的交流機會,因此很難確定誰是信息科學家。不過,由于我國信息化建設的迅猛發(fā)展,確實出現(xiàn)了不少在信息科學技術方面做出重要貢獻的人員。
武健:信息科學是一門新興的學科。既然是“新興”,那么它一定在發(fā)展,甚至是快速發(fā)展。您認為信息科學主要研究的方向與進展如何?現(xiàn)階段出現(xiàn)了什么樣的困難?
鐘義信:相對而言,信息科學是一門非常年輕的學科。因此,它的主要研究方向應當是信息科學的基礎理論,研究信息的基本運動規(guī)律。其中包括信息理論、知識理論、智能理論,特別是信息、知識、智能之間的轉換理論(一體化理論)。
經(jīng)過半個多世紀的研究和探索,我們在這些基礎研究方面取得了可喜的進展,具體表現(xiàn)在:建立了超越與拓展傳統(tǒng)信息論的“全信息理論”,發(fā)現(xiàn)了“知識的生態(tài)學規(guī)律”,創(chuàng)建了“機制模擬的人工智能理論”,實現(xiàn)了“結構主義、功能主義、行為主義人工智能理論”的統(tǒng)一,還創(chuàng)建了“基礎意識―情感―理智三位一體的高等人工智能”,特別值得提到的是,發(fā)現(xiàn)了意義重大的“信息轉換與智能創(chuàng)生定律”。
在取得這些進展的過程中,發(fā)現(xiàn)物質(zhì)科學(代表性科學是物理科學)的科學觀(還原論)和方法論(分而治之)不適用于信息科學(和智能科學)研究,總結并提出了適用于信息科學研究的新的科學觀和方法論。
面臨的主要困難是:由于信息科學和智能理論的研究對象多數(shù)是非常復雜的問題,因此現(xiàn)有的數(shù)學工具不敷應用,特別是其中的邏輯理論還相當單薄,不足以支持這些復雜問題的創(chuàng)新研究。這是當前信息科學發(fā)展中的“瓶頸”。
武健:信息科學關系到的方法論可以分成信息科學研究的方法論和信息技術應用的方法論。根據(jù)這樣的觀點,在信息科技課程中,需要以完整的信息綜合活動展開教學,而不適合片面地學習信息獲取、信息處理某一個片段。因為信息科學方法論更強調(diào)從整體到局部,不建議從信息運動中的某一細節(jié)去理解典型的信息過程。
信息科技的方法論分成理論研究層級和技術應用層級。您認為在信息科學研究中,常用的方法與手段有哪些?
鐘義信:與物理科學研究方法最大的不同,是不再采用“分而治之,各個擊破”這種流行了數(shù)百年之久而且一直行之有效的傳統(tǒng)科學研究方法論,而是改為運用全新的“信息轉換與智能創(chuàng)生”方法論。
原因是:“分而治之”方法論在把系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)的時候,必定會丟失各個子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系相互作用的信息,而這些信息正是復雜信息系統(tǒng)的生命線。就像研究人腦思維奧秘的時候,如果采用“分而治之”的方法把人腦分解為若干部分進行研究,即使把每個部分都研究好了,也無法揭示人腦思維的奧秘,因為分解之后的這些人腦部分根本無法復原為活的人腦。
“信息轉換與智能創(chuàng)生”方法認為,信息系統(tǒng)是一個生態(tài)系統(tǒng):由信息生成知識進而生成智能(策略),從而按照策略解決問題。它強調(diào)信息、知識、智能(策略)之間的相互聯(lián)系和相互作用,強調(diào)信息、知識、智能(策略)之間的生態(tài)聯(lián)系,根據(jù)外部世界客體的信息和認識主體的目的,可以通過學習創(chuàng)生解決問題的智能策略。
至于具體的研究工具,基本也是硬件試驗和軟件仿真(包括虛擬現(xiàn)實)。
武健:在信息科學體系中,您認為這個領域中最基本的概念和原理是什么?
鐘義信:信息科學最基本的概念包括信息、知識、智能。人們往往把信息科學技術僅僅局限在“信息”范疇,這其實是對信息科學技術嚴重的。經(jīng)過這樣的信息科學技術的作用,就大大被削弱了。
信息科學最基本的原理則是:信息―知識―智能轉換原理。正確運用這個基本原理,人們就可以在具體的環(huán)境中求出解決問題、而且保證實現(xiàn)“主客雙贏”的智能策略,從而滿意地解決問題。
武健:一般人都知道,現(xiàn)代科學與技術有著不可分割的密切關系。一方面,很多人還不知道什么是信息科學,另一方面,還不能想象信息科學與信息技術之間有什么關系。您認為兩者有什么樣的區(qū)別與聯(lián)系?
鐘義信:信息科學與信息技術是一對孿生的概念,信息科學是信息技術的理論基礎,信息技術是信息科學理論的具體實現(xiàn)。兩者相互聯(lián)系,相互促進。
武健:很多人認為信息技術就是計算機技術加上網(wǎng)絡技術,信息技術就是能夠用計算機上網(wǎng)。這部分人覺得,信息技術就是信息技術,不是什么“關于信息的技術”。關于這些觀點您是怎么看的?從信息科學的角度來看信息技術應當包含什么內(nèi)容?
鐘義信:只要對照信息科學的簡化模型,就可以很明確地回答:信息技術不等于計算機技術和網(wǎng)絡技術,因為這個說法很不全面,忽略了傳感技術,忽略了控制技術,特別是忽略了人工智能技術。
實際上,在以往,關于“信息技術”的概念,確實曾經(jīng)流行過很多各不相同的說法。其中比較出名的包括:
1C說――認為“信息技術就是Communication技術”,理由是:信息論就是通信論;也有一些人認為“信息技術就是Computer技術”,理由是:計算機就是用來處理信息的技術。
2C說――認為“信息技術就是Computer+ Communication技術”。
3C說――認為“信息技術就是Computer+ Communication + Control技術”。
但是,對照信息科學的簡化模型就可以明白,這些說法都屬于“以偏概全”的認識,都是不全面的認識。
從信息科學的簡化模型可以非常清晰地了解到具體的信息技術內(nèi)容,包括實現(xiàn)信息獲取功能的“傳感技術”,實現(xiàn)信息傳遞和策略傳遞功能的“通信技術”,實現(xiàn)信息預處理功能的“計算機技術和存儲技術”,實現(xiàn)信息認知功能和智能決策功能的“人工智能技術”,實現(xiàn)策略執(zhí)行功能的“控制技術”,以及實現(xiàn)反饋學習和策略優(yōu)化的“信息系統(tǒng)自組織技術”等。
武健:您認為未來20~30年,信息科技最有意思的發(fā)展可能是什么?
鐘義信:根據(jù)“科學技術擬人律”,未來20~30年,信息科學技術最有意義的發(fā)展將是人工智能技術。
對照信息科學簡化模型就知道,擴展感覺器官功能的傳感技術、擴展傳導神經(jīng)系統(tǒng)的通信技術、擴展思維器官預處理功能的計算機技術以及擴展效應器官功能的控制技術都是相對而言的技術,擴展思維器官認知功能和決策功能的人工智能技術才是核心技術。目前信息技術已經(jīng)得到長足的發(fā)展(未來當然還會繼續(xù)發(fā)展),這就為核心信息技術的發(fā)展打好了基礎,也產(chǎn)生了需求。因此,未來20~30年間,人工智能科學技術必然成為發(fā)展的主導潮流。
武健:您認為學習信息科技的知識對于中小學生來說有何意義?有沒有哪一部分內(nèi)容需要在現(xiàn)階段特別強調(diào)的?
鐘義信:中小學生絕對應當學習基本的信息科學知識,掌握信息技術的基本能力。當今的時代是信息時代,不學習信息科學技術,就會成為落伍的一代,被淘汰的一代。這是非常危險的。
當然,中小學生學習信息科學技術應當遵循“循序漸進”的認知規(guī)律和“興趣引導”的教學方法。事實上,信息科學技術本身的發(fā)展就是循序漸進的,如圖4所示。
武健:您對中小學的信息科學與技術課程(不等同于計算機課程)有何期望與要求?
鐘義信:根據(jù)“信息科學技術”的定義,“計算機科學技術”只是“信息科學技術”的一個組成部分。部分不等于全體,部分不能代替全體。所以,不能用“計算機”課程代替“信息科學技術”課程。
中小學的信息科學技術教育是一個極其重要的問題,又是一個十分復雜的問題。我們不能就事論事孤立地討論中小學的信息科學技術課程,而應當把它作為“國家信息科學技術教育系統(tǒng)工程”來統(tǒng)籌考慮:小學階段學什么?中學階段學什么?大學階段學什么?碩士研究生階段學什么?博士研究生階段學什么?等等。
按照“信息科學技術教育系統(tǒng)工程”的思路,中小學生應當通過“學習最為基礎的信息科學概念”和“掌握最為基本的信息技術能力”形成“最淺層(然而又是準確的)的信息科學技術觀念和濃厚的興趣”。其中,“觀念和興趣”是最重要的,而“概念和能力”則是支撐這種“觀念和興趣”的支柱。
武健:鐘老師,感謝您的指導。您認為2010年后,學科基本研究才逐步成熟起來。一門學科從成熟到走進基礎教育往往需要十多年的工作,而信息科技課程的發(fā)展將是長期的。希望您以后能夠經(jīng)常關注基礎教育中的信息科技課程發(fā)展,給我們更多指導。
[關鍵詞]網(wǎng)絡經(jīng)濟會計時空觀會計假設缺陷會計系統(tǒng)變化
在我們跨入21世紀之際,由現(xiàn)代信息技術,特別是網(wǎng)絡技術引發(fā)的全球信息化浪潮沖擊著傳統(tǒng)社會生活的每一個角落,網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)化、知識化已成為時代的主旋律。網(wǎng)絡時代改變了整個社會經(jīng)濟的生產(chǎn)結構和勞動結構,打破了傳統(tǒng)的企業(yè)管理模式和會計模式,由此,也動搖了傳統(tǒng)會計理論的框架,其中,首當其沖的是改變了會計的時空觀。
一、網(wǎng)絡經(jīng)濟與會計
現(xiàn)代社會經(jīng)歷的信息革命是人類歷史上文明發(fā)展的嶄新階段。隨著20世紀40年代末信息論、系統(tǒng)論、控制論的產(chǎn)生,經(jīng)典理論中關于宇宙\"實體\"和能量要素的觀念被物質(zhì)、能、信息三要素理論所取代。從信息角度對事物客體加以新的描述,已成為現(xiàn)代人的認識和思維方式。[1]目前,微電子技術、現(xiàn)代通訊技術、生物工程、人工智能、CI設計等知識密集型產(chǎn)業(yè)的迅速倔起,形成了繼第一產(chǎn)業(yè)(農(nóng)業(yè))、第二產(chǎn)業(yè)(工業(yè))、第三產(chǎn)業(yè)(商業(yè))之后的第四產(chǎn)業(yè),從而將人類社會從\"工業(yè)文明\"推進到\"信息文明\"。在現(xiàn)代信息技術的催化下,全球的網(wǎng)絡經(jīng)濟已具雛形,網(wǎng)絡己不僅僅是信息傳遞的媒介,更為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動提供了新的場所,開創(chuàng)出一些全新的經(jīng)濟組織(如虛擬企業(yè))和經(jīng)營方式(如電子商務)。因特網(wǎng)給世界經(jīng)濟上足了發(fā)條:以往建立一個公司直到其上市,通常需要幾年甚至十幾年時間,可是今天的網(wǎng)絡公司,從幾個人的小作坊搖身一變成為幾億美元的上市公司,只需十個月;電子計算機從50年代開始發(fā)展,40多年間,從286到386……到奔騰,芯片的發(fā)展速度呈現(xiàn)出每18個月翻一番,同時保持成本基本不變的趨勢,這就是著名的\"摩爾定律\"。因特網(wǎng)驅趕著IT業(yè)一路狂奔,加緊工作,不斷創(chuàng)新,因為18個月后\"不成功便成仁\"。可以說,因特網(wǎng)己滲透到整個世界的每一角落,正深刻改變著經(jīng)濟社會的\"游戲規(guī)則\"。[2]
會計是社會生產(chǎn)力發(fā)展的產(chǎn)物,\"經(jīng)濟越發(fā)展,會計越重要\"。會計作為社會經(jīng)濟計量的支柱,從內(nèi)容到形式總是體現(xiàn)著各個時代經(jīng)濟發(fā)展的主要風貌,它的不斷發(fā)展標志著社會文明和經(jīng)濟管理的進步。就信息文明對會計學科的影響而言,它便會計發(fā)展史經(jīng)歷了由會計電算化到會計信息化兩次重大變革。
會計電算化是以電子計算機替代人工記賬、算賬、報賬的過程,它的出現(xiàn)是會計技術手段上的一次\"革命\"。會計電算化的到來,把廣大會計工作人員從那種日夜埋頭于抄寫、計算、整理、匯總、核對等繁重的手工作業(yè)中解放出來,使他們得以騰出精力,逐漸由\"核算型\"轉向\"管理型\",從而提高了會計工作的效率,促進了會計工作的規(guī)范化,為整個管理規(guī)則的信息化和現(xiàn)代化奠定了基礎。值得注意的是,盡管手工會計系統(tǒng)的紙張、筆墨、算盤己被電子計算機所替代,但會計規(guī)則(如會計假設、會計原則)并沒有因使用計算機而改變。因此,有人將此時的電算化會計系統(tǒng)稱之為\"手工會計系統(tǒng)的仿真\"。[3]
近期來,現(xiàn)代信息技術、尤其是網(wǎng)絡技術在會計領域的應用和發(fā)展,預示著會計技術手段由會計電算化進一步跨越到會計信息化階段。會計信息化的目標是通過將會計與現(xiàn)代信息技術(主要是網(wǎng)絡技術)的有機結合,對會計基本理論與方法、會計實務工作、會計教育等多方面均進行全面發(fā)展,進而據(jù)以建立滿足現(xiàn)代企業(yè)管理要求的會計信息系統(tǒng)。因此,會計信息化的本質(zhì)是會計與現(xiàn)代信息技術相融合的一個發(fā)展過程。作為會計發(fā)展史上的又一個里程碑,會計信息化是一次\"質(zhì)\"的飛躍,其意義在于:它不再是會計技術手段的簡單替代,或電子計算機的延伸,而是由此引發(fā)的對現(xiàn)行會計規(guī)則的挑戰(zhàn),以及對傳統(tǒng)會計理論與方法的整合。對此,一些有識之士,適時提出\"網(wǎng)絡財務\"[4]或《網(wǎng)絡會計\"的全新概念。
二、從網(wǎng)絡經(jīng)濟角度重新審視會計的時空觀
康德哲學認為,宇宙本體之下,最基本的范疇是時間和空間。經(jīng)濟學意義上的時空觀意味著滿足人類需求的衡量:農(nóng)業(yè)文明,產(chǎn)品生產(chǎn)者就是自身產(chǎn)品的需求者,沒有商品交換,沒有產(chǎn)品的社會性,不需要也不可能跨越時間和空間去滿足他人需要;工業(yè)文明,產(chǎn)品變成商品,擴大了人們的經(jīng)濟交往范圍。商品生產(chǎn)者投人資本進行商品生產(chǎn),資本是一種時間的等待,就是犧牲當前的消費,投資于長遠的利益。此外,為實現(xiàn)商品價值,需要通過動力型的生產(chǎn)力,也就是蒸汽機來跨越商品生產(chǎn)者與商品消費者之間的空間距離;信息文明,由于因特網(wǎng),世界變成了一個地球村,此刻,時間和空間的距離又變小了。只要在線,發(fā)個E@M隊IL,瞬間即可溝通信息,與地球另一邊的企業(yè)距離變得很近。如不上網(wǎng),與隔壁企業(yè)的距離卻很遠,這完全是另外一種意義上的時空概念。因特網(wǎng)的本質(zhì)就在于使時間和空間的距離為零,或近似于零,也就是便距離帶來的磨擦系數(shù)降低,減少科斯所說的交易成本,加速度地實現(xiàn)商品流通。[5]目前,隨著信息文明的到來,會計所面臨的社會環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境與工業(yè)時代相比,發(fā)生了巨大變化。但現(xiàn)行的會計理論與方法仍局限于工業(yè)文明的層次,這種過時的思維模式如同機器上的固定齒輪,僵化呆板而又缺乏大局觀。如果從網(wǎng)絡經(jīng)濟的角度重新審視,展示在我們面前的將是一片會計時空的新視野。
(一)網(wǎng)絡會計的空間觀對會計主體假設的影響
空間,是指運動著的物質(zhì)的伸張性和廣延性,一定的空間范圍對物質(zhì)運動的發(fā)展有制約和影響作用。傳統(tǒng)會計的主體假設從空間上限定了會計工作的具體范圍,在這一假設基礎上,資產(chǎn)、負債、所有者權益、收入、費用、利潤等基本要素才有空間的歸屬。[6]在網(wǎng)絡經(jīng)濟時代,企業(yè)作為會計主體,其外延不斷變化,至少表現(xiàn)在兩個方面:
1.模糊性。例如,已構成母、子公司關系的企業(yè)集團出現(xiàn)后,會計為之服務的主體已具有雙重性;再如,基于網(wǎng)絡的一種臨時性結盟組織(VIRTUALFIRMS虛擬公司)已不同于傳統(tǒng)意義上的企業(yè)組織,它借助于計算機網(wǎng)絡根據(jù)工作任務或市場變化的需要,可以迅速地進行分合、重組,即其\"主體\"可能時而膨脹、時而縮小、甚至解散;[7]以及近期出現(xiàn)并快速發(fā)展的基金項目。如此,便會計核算的空間范圍處于一種模糊狀況。對于會計主體的這種模糊性,需要重新認識和拓展會計主體假設的空間界限。
2.整合性。隨著全球經(jīng)濟一體化和國際資木流動的加劇,企業(yè)間不斷進行分化、重組、兼并,跨地區(qū)、跨行業(yè)、強弱聯(lián)合、強強聯(lián)合,成立企業(yè)集團,乃至跨國集團公司,會計主體呈不斷整合之勢。以往由于受傳統(tǒng)方式的空間局限,集團型企業(yè)(總公司)對異地機構(子公司、分公司)的會計核算和財務管理,在技術難度和管理成本上都是高昂的。因而,在一定程度上,制約了資本的流動和企業(yè)的整合。基于互聯(lián)網(wǎng)的會計系統(tǒng)突破了這一空間局限,無需遠行,通過遠程報表、遠程監(jiān)控,使物理距離變成鼠標距離,使其管理能力能夠輕易地延伸到全球的任何一個結點。從而,也使得\"大企業(yè)變小\"、\"復雜機構變得簡單明了\"。從這個意義上來說,又縮小了會計為之服務的空間范圍。
(二)網(wǎng)絡會計的時間觀對持續(xù)經(jīng)營、會計分期假設的影響
時間,是指事物運動的持續(xù)性和順序性,是運動著的物質(zhì)存在的形式。時間是無限的,但具體事物運動的時間是有限的,它是一種不可再生的資源。持續(xù)經(jīng)營假設和會計分期假設確立了會計工作的時間范疇,前者設定會計主體是一個\"健康肌體\",后者的設定是為了便于對會計主體\"健康狀況\"的定期診斷。網(wǎng)絡會計對持續(xù)經(jīng)營、會計分期假設的突破表現(xiàn)在:
1.即時性。持續(xù)經(jīng)營假設設定了企業(yè)在未來的一定期間內(nèi)不會發(fā)生解體清算的前提條件,這是進行資產(chǎn)計價和收入配比、費用分配的基礎。但現(xiàn)代經(jīng)濟中的不確定因素不斷增加,隨時都可能導致企業(yè)解體,比如,按照\"摩爾定律\"IT業(yè)企業(yè)的生命周朔只有18個月;而短期的基金項目、網(wǎng)絡會計的虛擬公司是一種臨時性組織,從事的多是一次易,完成后即告解散,生命周期極短,顯示出即合即分的\"即時性\"特征。因此而引發(fā)對持續(xù)經(jīng)營假設的否定,縮短了會計的時間界限。
2.實時性。會計分期假設為定期報告企業(yè)財務狀況,確定經(jīng)營損益提供了前提,同時,它也是權責發(fā)生制、會計要素確認與計量的依據(jù)。在網(wǎng)絡環(huán)境下,計算機強大的運算和傳輸功能,使手工處理信息高成本的障礙被掃除。如果說PC時代的會計系統(tǒng)主要解決工作量問題,那么網(wǎng)絡會計將在此基礎上重點突破速度問題。時間上便會計核算從事后達到實時,財務管理從靜態(tài)走向動態(tài),只要需要,無需顧及和等待會計期末,擊點鼠標即可生成所需的會計信息,豐富了會計信息的內(nèi)容,提高了信息的質(zhì)量和價值。由此,可以滿足期貨業(yè)務、衍生金融工具的特殊需求,滿足廣大投資者(股民)的投資需求,去年11月,國際會計準則委員會就了\"因特網(wǎng)上的會計報告\"的文件。網(wǎng)絡會計的實時性便會計分期假設消除了時間的斷點。
三、穿越網(wǎng)絡時空隧道的會計反思
會計的時空觀是構架會計理論與方法的哲學。網(wǎng)絡環(huán)境下,它的重大改變必將引起會計系統(tǒng)的一系列變化:
l.集成化。會計信息是對企業(yè)經(jīng)濟活動的反映,其數(shù)據(jù)源于業(yè)務部門(如,人、財、物、供、產(chǎn)、銷)。基于互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)管理信息系統(tǒng),將企業(yè)整個生產(chǎn)經(jīng)營活動的每個信息采集點都納入企業(yè)信息網(wǎng)之中,大量的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡從企業(yè)各個管理子系統(tǒng)(如生產(chǎn)管理系統(tǒng)、庫存管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng))直接采集,并通過公共接口,與有關外部系統(tǒng)(如銀行、稅務、經(jīng)銷商等)相聯(lián)結,便會計系統(tǒng)不再是信息的\"孤島\",絕大部分的業(yè)務信息能夠實時轉化,直接生成會計信息,會計數(shù)據(jù)處理呈集成化之勢。
2.簡捷化。由于電子計算機具有強大的運算功能,系統(tǒng)由計算機來執(zhí)行從會計憑證到財務報告全過程的信息處理,人工干預大大減少,客觀上消除了手工方式下信息處理過程的諸多技術環(huán)節(jié),如平行登記、錯帳更正、過帳、結帳、對帳、試算平衡等。[8]再者,計算機又承擔起存貨計價、成本計算和計提折舊等繁雜的核算工作。因此,相對于手工會計而言,會計電算化的技術性及其復雜程度也大幅度降低,傳統(tǒng)的手工會計處理將逐漸退出歷史舞臺。
3.多元化。即:(1)收集與提供信息多元化。在經(jīng)濟社會一體化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的基礎上,會計系統(tǒng)通過對企業(yè)內(nèi)外各個機構、部門的信息接口轉換、接收貨幣形態(tài)的信息,同時亦可接收非貨幣形態(tài)的相關信息,其信息渠道更加寬敞;隨著多媒體技術的采用,電算系統(tǒng)除了提供數(shù)字化信息,也可提供圖形化信息(如財務分析、預測的直方圖、折線圖)以及語音化信息(如有聲財務分析報告);(2)處理信息方法多元化。電算化條件下,會計系統(tǒng)在主體認定的計算方法(如固定資產(chǎn)折舊的直線法)的同時,如果需要亦可選用其他備選方法(如雙倍余額遞減法、年數(shù)總和法)進行計算,比較差異。為加強管理與考核,甚至可以啟用手工方式下所不得不放棄的核算方法,例如,零售企業(yè)的\"售價數(shù)量金額核算法\"、工業(yè)企業(yè)的\"作業(yè)成本法\"等全新的核算方法;此外,由于系統(tǒng)可以接收(或調(diào)用)大量非貨幣形態(tài)的相關信息,便于系統(tǒng)運用有關數(shù)學模型,進行財務分析、預測和決策;(3)提供信息空間多元化。借助于信息處理方法多元化的結果,會計系統(tǒng)提供信息的空間非常廣闊,根據(jù)需要,有貨幣形態(tài)的信息,亦有非貨幣形態(tài)的相關信息(如職工的招聘與下崗、社會公益事項),既有歷史信息(歷史成本),也有現(xiàn)在信息(重置成本、公允價值)和未來信息(預定成本、目標利潤),最終的會計信息將擺脫現(xiàn)有模式,能夠滿足不同用戶的個性需要,用戶可以通過\"菜單\"或\"會計頻道\",[9]選擇搭配會計信息的\"套餐\"或\"節(jié)目\"。
4.電子化。我國會計電算化的初級階段便會計手段由算盤到鍵盤,從賬本到磁盤。而網(wǎng)絡會計將便會計介質(zhì)繼續(xù)變化,迅速走向電子化,如各種發(fā)票、結算單據(jù)均以電子化的形式出現(xiàn),會計數(shù)據(jù)流動過程中的簽字蓋章等傳統(tǒng)確認手段失去意義。此外,隨著電子商務的興起,貨幣的\"質(zhì)地\"也將變化,不再是原來的紙幣或硬幣。網(wǎng)絡會計環(huán)境是一個集供應商、生產(chǎn)商、經(jīng)銷商、用戶、銀行等機構為一體的網(wǎng)絡體系,巴不存在貨款的直接交易,而代之以電子貨幣進行網(wǎng)上結算。計算機信息處理的集中性、自動性,使傳統(tǒng)職權分割的控制作用近于消失,信息載體的改變及其共享程度的提高,又使手工系統(tǒng)以記賬規(guī)則為核心的控制體系失效。[10]對此,現(xiàn)代信息技術給企業(yè)的內(nèi)部控制賦予了新的內(nèi)涵:如口令控制、數(shù)據(jù)加密、職能權限管理、訪問時間權限管理、操作日志管理等。
5.開放化。基于互聯(lián)網(wǎng)的會計系統(tǒng),大量的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡是從企業(yè)內(nèi)外有關系統(tǒng)(如證監(jiān)會、銀行、企業(yè)的生產(chǎn)部廣]、人事部門等)直接采集。特別是企業(yè)外部的各個機構、部門(如會計師事務所、財政、審計、稅務、銀行、證券監(jiān)管、保險監(jiān)管等)可根據(jù)授權,在線訪問,通過Intemet進入企業(yè)內(nèi)部,直接調(diào)閱會計信息。瞬間溝通便會計信息系統(tǒng)由封閉走向開放,由數(shù)據(jù)的微觀處理逐步登上宏觀數(shù)據(jù)運作的殿堂。對此,企業(yè)會計信息系統(tǒng)必須注意系統(tǒng)的安全性,加強回叫設備(C/L「一BM旺DEVIC磅)以及防火墻(FI旺WML)等技術,防止網(wǎng)上泄密和惡意攻擊。[11]會計信息透明度的增強,有效地避免會計處理的\"黑箱\"操作,有利于對企業(yè)會計信息系統(tǒng)的社會監(jiān)督和政府監(jiān)督。
6.智能化。電算化會計系統(tǒng)可以理解為一個由人、電子計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、數(shù)據(jù)及程序等有機結合的應用系統(tǒng)。它不僅具有核算功能,而且更具控制功能和管理功能,因此,它離不開與人的相互作用,尤其是預測與輔助決策的功能必須在管理人員的參與下才能完成。所以,會計信息化不再是一個簡單的模擬手工方式的\"仿真型\"或\"傻瓜型\"系統(tǒng),而是一個人機交互作用的\"智能型\"系統(tǒng)。目前,隨著我國經(jīng)濟體制改革的深化,面對已經(jīng)來臨的全球化知識經(jīng)濟的浪潮,會計工作加快了由核算型向管理型的重心轉移。由此,要求會計系統(tǒng)必須放大功能,而網(wǎng)絡會計所表現(xiàn)出來的集成性、簡捷性、開放性、多元性、實時性等技術特征,為此提供了堅實的技術基礎。并且,在這種戰(zhàn)略性轉移的過程中又不斷推陳出新,例如,建立以會計為核心的\"企業(yè)管理信息系統(tǒng)(EIP)\"[lz]、\"智能型會計專家系統(tǒng)\"等,從而,又推動會計職能向更深的層次延伸。
綜上所述,在網(wǎng)絡經(jīng)濟環(huán)境下,會計系統(tǒng)以計算機、網(wǎng)絡技術等新型的信息處理工具置換了傳統(tǒng)的紙張、筆墨和算盤。而這種置換不僅僅是簡單的工具改變,也不再是手工會計的簡單模擬,更重要的是它所帶來的對傳統(tǒng)會計理念、理論與方法前所未有的、強烈的沖擊與反思,如果我們能夠認識到這一點,充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術的潛能,將會引發(fā)又一場會計發(fā)展史上的大革命。
主要參考文獻:
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2石子強·改變游戲規(guī)則·北京晚報,北京:北京晚報社,2000年2月15日
3薛云奎·電算化會計的局限:仿真手工·財會世界,北京:中國財經(jīng)報社,2000年2月24日
4王文京、胡迸平·網(wǎng)絡財務時代撲面而來·會計研究,1999;10:37一41
5奇平;無需遠行,無需久等·南方周末,廣東:南方周末報社,1999年11月5日
6王世定·論會計假設·見:中國會計學會,1994年會計學論文選,北京:中國財經(jīng)出版社,1996:157一169
7雷光勇、黃斌·試論網(wǎng)絡公司及其對財務會計的影響·會計研究,1999;1:24一27
8劉志濤·會計電算化對會計理論和實務發(fā)展影響的研究·見:中國會計學會,中國會計學會重點科研課題文集,北京:中國財經(jīng)出版社,1998:33一48
9薛云奎·管理集成與會計頻道·會計研究,1999;11:30一36
在我們跨入21世紀之際,由現(xiàn)代信息技術,特別是網(wǎng)絡技術引發(fā)的全球信息化浪潮沖擊著傳統(tǒng)社會生活的每一個角落,網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)化、知識化已成為時代的主旋律。網(wǎng)絡時代改變了整個社會經(jīng)濟的生產(chǎn)結構和勞動結構,打破了傳統(tǒng)的企業(yè)管理模式和會計模式,由此,也動搖了傳統(tǒng)會計理論的框架,其中,首當其沖的是改變了會計的時空觀。
一、網(wǎng)絡經(jīng)濟與會計
現(xiàn)代社會經(jīng)歷的信息革命是人類歷史上文明發(fā)展的嶄新階段。隨著20世紀40年代末信息論、系統(tǒng)論、控制論的產(chǎn)生,經(jīng)典理論中關于宇宙"實體"和能量要素的觀念被物質(zhì)、能、信息三要素理論所取代。從信息角度對事物客體加以新的描述,已成為現(xiàn)代人的認識和思維方式。[1]目前,微電子技術、現(xiàn)代通訊技術、生物工程、人工智能、CI設計等知識密集型產(chǎn)業(yè)的迅速倔起,形成了繼第一產(chǎn)業(yè)(農(nóng)業(yè))、第二產(chǎn)業(yè)(工業(yè))、第三產(chǎn)業(yè)(商業(yè))之后的第四產(chǎn)業(yè),從而將人類社會從"工業(yè)文明"推進到"信息文明"。在現(xiàn)代信息技術的催化下,全球的網(wǎng)絡經(jīng)濟已具雛形,網(wǎng)絡己不僅僅是信息傳遞的媒介,更為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動提供了新的場所,開創(chuàng)出一些全新的經(jīng)濟組織(如虛擬企業(yè))和經(jīng)營方式(如電子商務)。因特網(wǎng)給世界經(jīng)濟上足了發(fā)條:以往建立一個公司直到其上市,通常需要幾年甚至十幾年時間,可是今天的網(wǎng)絡公司,從幾個人的小作坊搖身一變成為幾億美元的上市公司,只需十個月;電子計算機從50年代開始發(fā)展,40多年間,從286到386……到奔騰,芯片的發(fā)展速度呈現(xiàn)出每18個月翻一番,同時保持成本基本不變的趨勢,這就是著名的"摩爾定律"。因特網(wǎng)驅趕著IT業(yè)一路狂奔,加緊工作,不斷創(chuàng)新,因為18個月后"不成功便成仁"。可以說,因特網(wǎng)己滲透到整個世界的每一角落,正深刻改變著經(jīng)濟社會的"游戲規(guī)則"。
會計是社會生產(chǎn)力發(fā)展的產(chǎn)物,"經(jīng)濟越發(fā)展,會計越重要"。會計作為社會經(jīng)濟計量的支柱,從內(nèi)容到形式總是體現(xiàn)著各個時代經(jīng)濟發(fā)展的主要風貌,它的不斷發(fā)展標志著社會文明和經(jīng)濟管理的進步。就信息文明對會計學科的影響而言,它便會計發(fā)展史經(jīng)歷了由會計電算化到會計信息化兩次重大變革。
會計電算化是以電子計算機替代人工記賬、算賬、報賬的過程,它的出現(xiàn)是會計技術手段上的一次"革命"。會計電算化的到來,把廣大會計工作人員從那種日夜埋頭于抄寫、計算、整理、匯總、核對等繁重的手工作業(yè)中解放出來,使他們得以騰出精力,逐漸由"核算型"轉向"管理型",從而提高了會計工作的效率,促進了會計工作的規(guī)范化,為整個管理規(guī)則的信息化和現(xiàn)代化奠定了基礎。值得注意的是,盡管手工會計系統(tǒng)的紙張、筆墨、算盤己被電子計算機所替代,但會計規(guī)則(如會計假設、會計原則)并沒有因使用計算機而改變。因此,有人將此時的電算化會計系統(tǒng)稱之為"手工會計系統(tǒng)的仿真"。[3]
近期來,現(xiàn)代信息技術、尤其是網(wǎng)絡技術在會計領域的應用和發(fā)展,預示著會計技術手段由會計電算化進一步跨越到會計信息化階段。會計信息化的目標是通過將會計與現(xiàn)代信息技術(主要是網(wǎng)絡技術)的有機結合,對會計基本理論與方法、會計實務工作、會計教育等多方面均進行全面發(fā)展,進而據(jù)以建立滿足現(xiàn)代企業(yè)管理要求的會計信息系統(tǒng)。因此,會計信息化的本質(zhì)是會計與現(xiàn)代信息技術相融合的一個發(fā)展過程。作為會計發(fā)展史上的又一個里程碑,會計信息化是一次"質(zhì)"的飛躍,其意義在于:它不再是會計技術手段的簡單替代,或電子計算機的延伸,而是由此引發(fā)的對現(xiàn)行會計規(guī)則的挑戰(zhàn),以及對傳統(tǒng)會計理論與方法的整合。對此,一些有識之士,適時提出"網(wǎng)絡財務"[4]或《網(wǎng)絡會計"的全新概念。
二、從網(wǎng)絡經(jīng)濟角度重新審視會計的時空觀
康德哲學認為,宇宙本體之下,最基本的范疇是時間和空間。經(jīng)濟學意義上的時空觀意味著滿足人類需求的衡量:農(nóng)業(yè)文明,產(chǎn)品生產(chǎn)者就是自身產(chǎn)品的需求者,沒有商品交換,沒有產(chǎn)品的社會性,不需要也不可能跨越時間和空間去滿足他人需要;工業(yè)文明,產(chǎn)品變成商品,擴大了人們的經(jīng)濟交往范圍。商品生產(chǎn)者投人資本進行商品生產(chǎn),資本是一種時間的等待,就是犧牲當前的消費,投資于長遠的利益。此外,為實現(xiàn)商品價值,需要通過動力型的生產(chǎn)力,也就是蒸汽機來跨越商品生產(chǎn)者與商品消費者之間的空間距離;信息文明,由于因特網(wǎng),世界變成了一個地球村,此刻,時間和空間的距離又變小了。只要在線,發(fā)個隊IL,瞬間即可溝通信息,與地球另一邊的企業(yè)距離變得很近。如不上網(wǎng),與隔壁企業(yè)的距離卻很遠,這完全是另外一種意義上的時空概念。因特網(wǎng)的本質(zhì)就在于使時間和空間的距離為零,或近似于零,也就是便距離帶來的磨擦系數(shù)降低,減少科斯所說的交易成本,加速度地實現(xiàn)商品流通。[5]
目前,隨著信息文明的到來,會計所面臨的社會環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境與工業(yè)時代相比,發(fā)生了巨大變化。但現(xiàn)行的會計理論與方法仍局限于工業(yè)文明的層次,這種過時的思維模式如同機器上的固定齒輪,僵化呆板而又缺乏大局觀。如果從網(wǎng)絡經(jīng)濟的角度重新審視,展示在我們面前的將是一片會計時空的新視野。
(一)網(wǎng)絡會計的空間觀對會計主體假設的影響
空間,是指運動著的物質(zhì)的伸張性和廣延性,一定的空間范圍對物質(zhì)運動的發(fā)展有制約和影響作用。傳統(tǒng)會計的主體假設從空間上限定了會計工作的具體范圍,在這一假設基礎上,資產(chǎn)、負債、所有者權益、收入、費用、利潤等基本要素才有空間的歸屬。[6]在網(wǎng)絡經(jīng)濟時代,企業(yè)作為會計主體,其外延不斷變化,至少表現(xiàn)在兩個方面:
1.模糊性。例如,已構成母、子公司關系的企業(yè)集團出現(xiàn)后,會計為之服務的主體已具有雙重性;再如,基于網(wǎng)絡的一種臨時性結盟組織(VIRTUALFIRMS虛擬公司)已不同于傳統(tǒng)意義上的企業(yè)組織,它借助于計算機網(wǎng)絡根據(jù)工作任務或市場變化的需要,可以迅速地進行分合、重組,即其"主體"可能時而膨脹、時而縮小、甚至解散;[7]以及近期出現(xiàn)并快速發(fā)展的基金項目。如此,便會計核算的空間范圍處于一種模糊狀況。對于會計主體的這種模糊性,需要重新認識和拓展會計主體假設的空間界限。
2.整合性。隨著全球經(jīng)濟一體化和國際資木流動的加劇,企業(yè)間不斷進行分化、重組、兼并,跨地區(qū)、跨行業(yè)、強弱聯(lián)合、強強聯(lián)合,成立企業(yè)集團,乃至跨國集團公司,會計主體呈不斷整合之勢。以往由于受傳統(tǒng)方式的空間局限,集團型企業(yè)(總公司)對異地機構(子公司、分公司)的會計核算和財務管理,在技術難度和管理成本上都是高昂的。因而,在一定程度上,制約了資本的流動和企業(yè)的整合。基于互聯(lián)網(wǎng)的會計系統(tǒng)突破了這一空間局限,無需遠行,通過遠程報表、遠程監(jiān)控,使物理距離變成鼠標距離,使其管理能力能夠輕易地延伸到全球的任何一個結點。從而,也使得"大企業(yè)變小"、"復雜機構變得簡單明了"。從這個意義上來說,又縮小了會計為之服務的空間范圍。
(二)網(wǎng)絡會計的時間觀對持續(xù)經(jīng)營、會計分期假設的影響
時間,是指事物運動的持續(xù)性和順序性,是運動著的物質(zhì)存在的形式。時間是無限的,但具體事物運動的時間是有限的,它是一種不可再生的資源。持續(xù)經(jīng)營假設和會計分期假設確立了會計工作的時間范疇,前者設定會計主體是一個"健康肌體",后者的設定是為了便于對會計主體"健康狀況"的定期診斷。網(wǎng)絡會計對持續(xù)經(jīng)營、會計分期假設的突破表現(xiàn)在:
1.即時性。持續(xù)經(jīng)營假設設定了企業(yè)在未來的一定期間內(nèi)不會發(fā)生解體清算的前提條件,這是進行資產(chǎn)計價和收入配比、費用分配的基礎。但現(xiàn)代經(jīng)濟中的不確定因素不斷增加,隨時都可能導致企業(yè)解體,比如,按照"摩爾定律"IT業(yè)企業(yè)的生命周朔只有18個月;而短期的基金項目、網(wǎng)絡會計的虛擬公司是一種臨時性組織,從事的多是一次易,完成后即告解散,生命周期極短,顯示出即合即分的"即時性"特征。因此而引發(fā)對持續(xù)經(jīng)營假設的否定,縮短了會計的時間界限。
2.實時性。會計分期假設為定期報告企業(yè)財務狀況,確定經(jīng)營損益提供了前提,同時,它也是權責發(fā)生制、會計要素確認與計量的依據(jù)。在網(wǎng)絡環(huán)境下,計算機強大的運算和傳輸功能,使手工處理信息高成本的障礙被掃除。如果說PC時代的會計系統(tǒng)主要解決工作量問題,那么網(wǎng)絡會計將在此基礎上重點突破速度問題。時間上便會計核算從事后達到實時,財務管理從靜態(tài)走向動態(tài),只要需要,無需顧及和等待會計期末,擊點鼠標即可生成所需的會計信息,豐富了會計信息的內(nèi)容,提高了信息的質(zhì)量和價值。由此,可以滿足期貨業(yè)務、衍生金融工具的特殊需求,滿足廣大投資者(股民)的投資需求,去年11月,國際會計準則委員會就了"因特網(wǎng)上的會計報告"的文件。網(wǎng)絡會計的實時性便會計分期假設消除了時間的斷點。
三、穿越網(wǎng)絡時空隧道的會計反思
會計的時空觀是構架會計理論與方法的哲學。網(wǎng)絡環(huán)境下,它的重大改變必將引起會計系統(tǒng)的一系列變化:
l.集成化。會計信息是對企業(yè)經(jīng)濟活動的反映,其數(shù)據(jù)源于業(yè)務部門(如,人、財、物、供、產(chǎn)、銷)。基于互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)管理信息系統(tǒng),將企業(yè)整個生產(chǎn)經(jīng)營活動的每個信息采集點都納入企業(yè)信息網(wǎng)之中,大量的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡從企業(yè)各個管理子系統(tǒng)(如生產(chǎn)管理系統(tǒng)、庫存管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng))直接采集,并通過公共接口,與有關外部系統(tǒng)(如銀行、稅務、經(jīng)銷商等)相聯(lián)結,便會計系統(tǒng)不再是信息的"孤島",絕大部分的業(yè)務信息能夠實時轉化,直接生成會計信息,會計數(shù)據(jù)處理呈集成化之勢。
2.簡捷化。由于電子計算機具有強大的運算功能,系統(tǒng)由計算機來執(zhí)行從會計憑證到財務報告全過程的信息處理,人工干預大大減少,客觀上消除了手工方式下信息處理過程的諸多技術環(huán)節(jié),如平行登記、錯帳更正、過帳、結帳、對帳、試算平衡等。[8]再者,計算機又承擔起存貨計價、成本計算和計提折舊等繁雜的核算工作。因此,相對于手工會計而言,會計電算化的技術性及其復雜程度也大幅度降低,傳統(tǒng)的手工會計處理將逐漸退出歷史舞臺。
3.多元化。即:(1)收集與提供信息多元化。在經(jīng)濟社會一體化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的基礎上,會計系統(tǒng)通過對企業(yè)內(nèi)外各個機構、部門的信息接口轉換、接收貨幣形態(tài)的信息,同時亦可接收非貨幣形態(tài)的相關信息,其信息渠道更加寬敞;隨著多媒體技術的采用,電算系統(tǒng)除了提供數(shù)字化信息,也可提供圖形化信息(如財務分析、預測的直方圖、折線圖)以及語音化信息(如有聲財務分析報告);(2)處理信息方法多元化。電算化條件下,會計系統(tǒng)在主體認定的計算方法(如固定資產(chǎn)折舊的直線法)的同時,如果需要亦可選用其他備選方法(如雙倍余額遞減法、年數(shù)總和法)進行計算,比較差異。為加強管理與考核,甚至可以啟用手工方式下所不得不放棄的核算方法,例如,零售企業(yè)的"售價數(shù)量金額核算法"、工業(yè)企業(yè)的"作業(yè)成本法"等全新的核算方法;此外,由于系統(tǒng)可以接收(或調(diào)用)大量非貨幣形態(tài)的相關信息,便于系統(tǒng)運用有關數(shù)學模型,進行財務分析、預測和決策;(3)提供信息空間多元化。借助于信息處理方法多元化的結果,會計系統(tǒng)提供信息的空間非常廣闊,根據(jù)需要,有貨幣形態(tài)的信息,亦有非貨幣形態(tài)的相關信息(如職工的招聘與下崗、社會公益事項),既有歷史信息(歷史成本),也有現(xiàn)在信息(重置成本、公允價值)和未來信息(預定成本、目標利潤),最終的會計信息將擺脫現(xiàn)有模式,能夠滿足不同用戶的個性需要,用戶可以通過"菜單"或"會計頻道",[9]選擇搭配會計信息的"套餐"或"節(jié)目"。
4.電子化。我國會計電算化的初級階段便會計手段由算盤到鍵盤,從賬本到磁盤。而網(wǎng)絡會計將便會計介質(zhì)繼續(xù)變化,迅速走向電子化,如各種發(fā)票、結算單據(jù)均以電子化的形式出現(xiàn),會計數(shù)據(jù)流動過程中的簽字蓋章等傳統(tǒng)確認手段失去意義。此外,隨著電子商務的興起,貨幣的"質(zhì)地"也將變化,不再是原來的紙幣或硬幣。網(wǎng)絡會計環(huán)境是一個集供應商、生產(chǎn)商、經(jīng)銷商、用戶、銀行等機構為一體的網(wǎng)絡體系,巴不存在貨款的直接交易,而代之以電子貨幣進行網(wǎng)上結算。計算機信息處理的集中性、自動性,使傳統(tǒng)職權分割的控制作用近于消失,信息載體的改變及其共享程度的提高,又使手工系統(tǒng)以記賬規(guī)則為核心的控制體系失效。[10]對此,現(xiàn)代信息技術給企業(yè)的內(nèi)部控制賦予了新的內(nèi)涵:如口令控制、數(shù)據(jù)加密、職能權限管理、訪問時間權限管理、操作日志管理等。
5.開放化。基于互聯(lián)網(wǎng)的會計系統(tǒng),大量的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡是從企業(yè)內(nèi)外有關系統(tǒng)(如證監(jiān)會、銀行、企業(yè)的生產(chǎn)部廣]、人事部門等)直接采集。特別是企業(yè)外部的各個機構、部門(如會計師事務所、財政、審計、稅務、銀行、證券監(jiān)管、保險監(jiān)管等)可根據(jù)授權,在線訪問,通過Intemet進入企業(yè)內(nèi)部,直接調(diào)閱會計信息。瞬間溝通便會計信息系統(tǒng)由封閉走向開放,由數(shù)據(jù)的微觀處理逐步登上宏觀數(shù)據(jù)運作的殿堂。對此,企業(yè)會計信息系統(tǒng)必須注意系統(tǒng)的安全性,加強回叫設備(C/L「一BM旺DEVIC磅)以及防火墻(FI旺WML)等技術,防止網(wǎng)上泄密和惡意攻擊。[11]會計信息透明度的增強,有效地避免會計處理的"黑箱"操作,有利于對企業(yè)會計信息系統(tǒng)的社會監(jiān)督和政府監(jiān)督。
6.智能化。電算化會計系統(tǒng)可以理解為一個由人、電子計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、數(shù)據(jù)及程序等有機結合的應用系統(tǒng)。它不僅具有核算功能,而且更具控制功能和管理功能,因此,它離不開與人的相互作用,尤其是預測與輔助決策的功能必須在管理人員的參與下才能完成。所以,會計信息化不再是一個簡單的模擬手工方式的"仿真型"或"傻瓜型"系統(tǒng),而是一個人機交互作用的"智能型"系統(tǒng)。目前,隨著我國經(jīng)濟體制改革的深化,面對已經(jīng)來臨的全球化知識經(jīng)濟的浪潮,會計工作加快了由核算型向管理型的重心轉移。由此,要求會計系統(tǒng)必須放大功能,而網(wǎng)絡會計所表現(xiàn)出來的集成性、簡捷性、開放性、多元性、實時性等技術特征,為此提供了堅實的技術基礎。并且,在這種戰(zhàn)略性轉移的過程中又不斷推陳出新,例如,建立以會計為核心的"企業(yè)管理信息系統(tǒng)(EIP)"[lz]、"智能型會計專家系統(tǒng)"等,從而,又推動會計職能向更深的層次延伸。
綜上所述,在網(wǎng)絡經(jīng)濟環(huán)境下,會計系統(tǒng)以計算機、網(wǎng)絡技術等新型的信息處理工具置換了傳統(tǒng)的紙張、筆墨和算盤。而這種置換不僅僅是簡單的工具改變,也不再是手工會計的簡單模擬,更重要的是它所帶來的對傳統(tǒng)會計理念、理論與方法前所未有的、強烈的沖擊與反思,如果我們能夠認識到這一點,充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術的潛能,將會引發(fā)又一場會計發(fā)展史上的大革命。
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