基于数字孪生技术的政务管理范式重构

党的二十大报告指出,要加快推进“数字中国”战略。随着数字政府建设不断深化,进一步推进数字技术与政务管理改革深度结合逐渐成为行政管理学界的研究热点。作为国家治理体系和治理能力现代化建设的关键环节,现代信息技术驱动下的政务管理理论范式和运行模式面临着“数字化”的重要影响。在此背景下,作为能够有效衔接数据对象、工具模型、应用场景的数字孪生技术,不仅能够科学解释政务管理“数字化”范式体系转型的基本特征,同时也为相关制度建设和实践探索提供了有力技术支撑。文章通过探讨将数字孪生技术引入行政管理活动的理论可行性,探索性地提出以数字孪生实现行政活动政务流程数字化改造具体路径,并对实践中如何进一步提升行政机关“数字化”治理能力提出了建议。     

数字孪生技术在图书馆借阅服务中的应用

为了完善读者借阅服务、实现精准知识服务、提高馆藏资源的利用效率以及优化馆藏资源,运用数字孪生技术建设虚拟文献资源系统,对图书馆每天产生的大量借阅数据进行可视化分析。读者的所有借阅行为都可以形成交互信息,通过数据采集、存储、融合、计算和交互等数据处理过程进行模拟输出。对虚拟文献库数据统计与可视化分析的结果可以为改进图书馆借阅服务,实现精准知识服务及优化纸质文献资源库提供决策辅助。     

数字孪生技术的实例应用

数字孪生技术一直侧重于应用在制造、产品设计等重资产行业,随着物联网、云计算和AI等支持技术的发展,目前数字孪生也应用在其他新领域当中.本论述数字孪生发展历程,梳理数字孪生概念架构和技术流程,并基于数字孪生技术的特点,分析其在各个领域中的案例应用,为虚拟复杂场景中应用数字孪生技术提供理论依据.     

基于数字孪生的教育效用分析

基于数字孪生的教育效用分析是教育对象(如教育者、学习者、学习素材、学习过程、价值模型、能力评估等)大数据的因果链、价值链的数字分析模型,通过接收来自教育对象的数据而实时演化.可对人的培养过程进行分析、预测、诊断、训练等(即仿真),并将仿真结果反馈给教育对象,从而帮助对教育对象进行培养过程优化和干预决策.     

基于数字孪生的碰撞预测系统

工厂内人、车、设备交叉作业频繁,工作环境复杂,驾驶员视距受限,容易因疲劳、视角盲区等影响,造成误操作,从而导致碰撞事故的发生。该文提出了一种基于数字孪生的碰撞预测系统,分析了系统的技术架构,在此基础上给出碰撞预测模型的开发方法,将预测结果反馈至实际物理世界中,调整物理世界中的碰撞预测对象的运行状态,同时用物理世界中数据实时迭代更新碰撞预测结果,实现了工厂内的碰撞预测。以焊接成品车间碰撞预测场景为例,验证了所提方法的有效性与适用性。     

两种驾驶方式构成的异质交通流稳定性研究

对由两种驾驶方式组成的单车道异质交通流的稳定性进行分析和研究. 利用实际数据对两种驾驶方式对应的最优行驶速度车辆跟驰模型及智能驾驶员车辆跟驰模型进行参数标定,使用线性稳定性分析方法获得了异质交通流的稳定性条件,并定义了异质交通流的稳定性函数和驾驶方式的稳定性函数,在此基础上进行了仿真实验. 研究结果表明异质交通流的稳定性受两个关键因素的影响:驾驶方式在交通流中的比例和驾驶方式的稳定性函数. 仿真发现智能驾驶员的驾驶方式比最优行驶速度的驾驶方式具有更好的稳定性. 此外,还获得了在不同的速度下,有关不同驾驶方式比例的稳定性变化曲线.      

基于数字孪生的高温高压容器寿命预测

为解决高温高压容器剩余寿命在线预测难题,提出一种基于数字孪生的高温高压容器剩余寿命预测模型构建方法。该方法基于实时工况条件,采用ANSYS仿真模型进行耦合仿真,获取高温高压容器一定时域物理场,通过多轴蠕变损伤模型建立高温高压容器剩余寿命预测样本数据集,利用Tent-SSA优化的BP神经网络算法进行训练预测,建立机理模型与机器学习融合驱动的数字孪生高温高压容器寿命预测模型。最后以某型钠冷快堆蒸汽发生器关键部件的管板作为对象,试验结果表明该预测模型总体均方误差由优化前的3.2197E-02降低至7.7449E-03,模型更稳定且鲁棒性强、收敛快。     

基于数字孪生的航班保障预警系统

为了提高航班和保障车辆的安全性,本文提出了一种基于数字孪生的新型航班保障预警系统架构。数字孪生系统中包括实际机场、赛博空间的仿真模型以及实时数据。系统可以根据当前作业状况,预测保障活动未来会出现的风险情况。文章中详细介绍了航班保障的规则,仿真模型的设计开发,如何实现保障车辆和航班数据的实时采集,以及潜在碰撞风险的预测。为了验证预警逻辑和算法的有效性,在Anylogic平台进行系统开发和仿真实验,实验结果表明本文提出的架构可以对车辆和航班进行提前预警,保障运营安全。     

基于数字孪生的物流配送调度优化

为了实现对物流配送过程的远程运维,达到真正的物流配送实时状态透明化,提出基于数字孪生(digital twins,DT)的物流配送调度系统.基于数字孪生基本概念,构建了物流配送数字孪生五维结构模型及数字孪生驱动下的物流配送系统整体框架.考虑到实际配送中物资常常无法按时送达,建立带有软时间窗的数学模型,并设计相应的算法内核对数学模型进行求解.最后,结合实例利用Plant Simulation仿真软件建立与现实物流配送完全映射的3D模型,借助配送过程实时数据,实现对物理空间的精确模拟和优化仿真.通过与传统物流配送优化仿真方法对比,验证了基于数字孪生的物流配送调度优化方法能够有效解决配送过程中由车况或路况出现的扰动所带来的影响,实现更优的物流配送.     

基于数字孪生技术的危化品车辆运输路径优化方法

针对危化品物流管控成本高、安全隐患检测困难、不确定因素较多等特点,基于数字孪生技术,建立孪生数据驱动下的危化品物流配送系统整体框架,实现对驾驶员疲劳状态及车辆故障预警等参数的实时监测。根据物理参数实现对危化品车辆调度物理空间的精准模拟与迭代优化。构建单一配送中心,带有时间窗约束的路径优化模型,以配送总成本最小为目标函数,结合孪生数据动态调整客户服务时间,采用遗传算法内核利用MATLAB求解数学模型。该方法有效解决了危化品物流调度过程中由于动态不安全因素对危化品运输成本带来的波动。     

考虑网联汽车信息安全的交通流短时预测方法

针对智能网联汽车因网络攻击或干扰造成的信息安全及数据缺失问题,提出一种基于数据补全的交通流状态短时预测方法。首先,基于边缘计算任务卸载模型,对智能网联汽车V2X通信过程的异常数据动态辨识;其次,提出一种具有数据补全机制的图嵌入长短期神经网络模型,实现网联汽车缺失数据补全;再次,通过补全后的完整数据集构建神经网络模型,完成短时交通流状态预测;最后,选取北京市典型路段进行实验验证。结果表明,该模型应用后交通流状态短时预测效果显著提高,与其他方法相比预测误差最大降低87.4%,预测效果与实际交通流状态相比准确率达到95％,为智能网联环境下车辆信息安全与交通资源动态优化提供理论支持和技术方案。     

网络信息安全和数字水印技术

网络信息安全是网络安全的核心,其主要技术包括监控、检测、加密、认证以及数字水印技术等等。数字水印具有不可感知性、隐蔽性与安全性以及鲁棒性。数字水印技术广泛应用于数字产品的版权保护、声像数据的隐藏标识和篡改提示以及隐蔽通信等等。     

数字水印技术及其在数字图书馆中的应用

介绍了数字水印技术的概念、特性、分类和基本原理以及典型算法,讨论了该技术在数字图书馆中的具体应用。     

连续油管作业的数字孪生及其下入性

连续油管是油气行业的重要工具,实际作业下入过程的存在与传动理论分析结果差异较大,倒是现场作业面临多次下入,造成连续油管的安全隐患。针对其下入性问题,提出了连续油管的数字化模型,建立了下入过程的接触状态算法、载荷分析物理模型,对下入的全过程进行同步孪生,实现了对下入连续油管实时计算的管柱承载状态与强度校核,以及对连续油管下入性的全过程分析。结果表明：连续油管下入过程中的接触状态随下入深度实时变化,管径比和摩擦系数是下入过程自锁判定的显著影响因素。本研究所提出的分析方法可有效服务于连续油管现场作业以及实时作业安全评估,并为连续油管的使用寿命分析提供重要依据。     

异构交通场景下的宏观交通流建模

提出了基于动态图混杂自动机与改进的元胞传输模型相结合的建模方法.通过对不同自动驾驶车辆混入率下路段的流量和密度进行三角基本图拟合,讨论了临界拥堵密度、通行能力、反向波速等主要参数的变化规律,并基于此改进了传统的元胞传输模型;利用动态图混杂自动机表征路网分层递阶的拓扑结构,并将改进的元胞传输模型嵌入动态图混杂自动机来建立...     

数字图书馆计算机网络的安全技术及其防护策略

文章阐述了数字图书馆计算机网络的安全技术的概念，并对其特性、内容、面临的主要威胁等进行了剖析，有针对性地提出了可综合采用的一系列的数字图书馆计算机网络安全防护技术策略．     

数字档案系统的安全保障

数字档案馆系统的安全保障是数字档案馆系统正常运行的关键环节。由于网络技术、数字化技术的快速发展与广泛应用以及病毒与黑客的泛滥,网络被视为“最不安全”的区域,对数字档案系统造成了严重安全威胁。从硬件安全、软件安全、管理制度建设、设备管理、权限管理、数据备份、病毒防护等入手,构建数字档案系统的安全保障体系。     

信息流安全技术回顾与展望

随着计算机和网络技术的迅猛发展,计算机系统和开放式的网络系统受到的攻击也日益增多。访问控制、入侵检测、加密等传统的安全机制只注重控制信息的释放,不能充分保证信息端到端的安全。信息流的方法通过分析系统中信息的流动,确保流动的信息都是合法的。介绍了信息流的基本模型、信息流分析的几种典型方法及其应用,并对它们进行了分析比较,最后给出了现有的信息流分析方法中存在的问题和未来的研究方向。结果表明采用信息流分析方法实现信息端到端的安全是可行的。     

智能网联汽车内生安全问题与对策

智能网联汽车正成为新一代典型信息物理系统,面临着传统功能安全与现实网络安全甚至严峻信息安全等二重乃至三重交织问题复合叠加影响,导致这一现象的根本原因之一是智能网联汽车的内生安全问题—软件定义汽车趋势下的软硬件代码设计缺陷、漏洞/后门等问题。在分析智能网联汽车内生安全问题和现有网络安全防御局限性的基础上,提出了“不完全交集”原理和基于动态异构冗余架构的智能网联汽车内生安全理论和方法,通过将网络攻击带来的不确定性失效与软硬件随机性失效归一化为可用概率表达的广义鲁棒控制问题,使安全性指标达到可量化设计和可验证度量的程度,为一体化解决智能网联汽车网络安全和功能安全(信息安全)交织叠加难题提供了新路径,赋能智能网联汽车及车联网基础设施构建数字安全底座。     

数字化图书馆的网络安全问题及对策

分析了数字化图书馆网络安全问题的特点及其表现形式,探讨了与其相关的信息安全技术,系统地提出了图书馆在应对网络安全问题时应采取的保障措施。