理论教育 以虚拟映像为基础的智能化融合应用优化技巧

以虚拟映像为基础的智能化融合应用优化技巧

时间:2023-06-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:主体的虚拟映像将为面向主体的“面”的应用/服务提供一个数据/信息层面与系统意义上的智能化、融合化的坚实支撑,让应用与服务从信息层面开始,与主体实现无缝对接。图7-6 以城市虚拟映像为基础的智慧城市信息服务体系该体系以城市的虚拟映像为基础,以不同的服务对象为中心,以平台化、针对不同对象的“面”的服务为基本特征。图7-7是以个人虚拟映像为基础的个人信息应用系统的示意图。

以虚拟映像为基础的智能化融合应用优化技巧

在第7.2节中,在分析用平台化方式来构建“面”的应用的必要性时提到利用平台对对象主体的整体认识与理解的抽象,如果这种抽象包括主体虚拟世界的数字映像,则将导致事情发生质的变化。这种包括对象主体虚拟映像的应用模式,将超越一般的平台方式而具有进一步全新的质的变换。如在第5章中所分析的那样,从信息技术应用发展的角度来看,建立主体的虚拟映像将成为一种必然。主体的虚拟映像将为面向主体的“面”的应用/服务提供一个数据/信息层面与系统意义上的智能化、融合化的坚实支撑,让应用与服务从信息层面开始,与主体实现无缝对接。让应用服务不仅成为主体的工具,也成为主体自然的智能化延伸。

在此先看一个智慧城市中城市管理系统的例子。城市管理系统是由建立在物联网之上的各个不同的应用系统构成,不同的应用系统通过自己的物联网实现对城市状况进行实时感知(数据/信息采集),在此基础上,完成对城市运行的有效管理。一个典型的应用系统基本运作过程就是,属于本系统的物联网感知到的数据/信息被实时采集后,计算机将自动对数据/信息进行处理分析。按照事先设置好的各种条件,一旦发现某个条件被满足,则系统触发后续处理程序。系统将作出相应的反应,包括报警、启动预案等。

在这样的系统中,数据/信息与应用直接捆绑,数据/信息直接服务于应用。这属于第3章中分析过的“线”的应用模式。但是,如果仔细分析一下就不难看出,不同的城市管理系统所获取的数据/信息并不是只对自己的应用系统有意义。比如,交通路况信息不只可以用于交通管理,还可以用于追捕犯罪嫌疑人。如果把这些数据/信息整合在一起,就可以构成一个城市的(部分)虚拟映像。所以,城市管理系统可以按照一个新的思路来建设,即将各种物联网感知的信息首先集中并整合在一起,构成一个城市的(部分)虚拟映像,再在这个映像之上构建各种城市管理的应用。

从图7-5中可以清楚地看出,当以城市这个主体的虚拟映像为基础来构架城市管理系统的时候,数据/信息与应用之间成为松耦合关系,彼此相对独立。物联网获取的数据/信息首先被整合为一个城市的虚拟映像来反映城市自身的实际状况;而各种应用则建立在虚拟映像之上,并从中获取自己需要的数据/信息并加以利用。数据/信息与应用之间被适当解耦,正体现了在第3章第3.4节中所分析的未来非结构化信息技术应用的一个重要的基本特征。将数据/信息与应用适当解耦既能保证虚拟映像的稳定性,又能保证虚拟映像对应用未来发展的适应性,使得虚拟映像与应用可以相对独立地不断发展完善,数据/信息的利用更加充分,应用的开发也更加灵活。数据/信息的融合也为应用的融合提供了基本的依据与条件。

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图7-5 以城市(部分)虚拟映像为基础的城市综合管理响应系统(贾彤提供)

图7-5中的“城市虚拟映像”并不是简单地将城市的各种数据/信息集中在一起,它需要按照在第5章第5.5节中介绍的构建城市虚拟映像的基本原则来建立相应的模型,然后把相关的数据/信息放入模型,由此构成一个城市(部分)在网络空间中的虚拟映像。这个城市虚拟映像既反映了城市(部分)静态的部分,也包括城市(部分)动态的部分。

这种做法在具体的技术层面带来的好处还有:数据/信息汇集在“城市虚拟映像”层次,减少了数据/信息的冗余,并能够有效降低数据/信息的不一致;彻底解除了孤岛式/烟囱式应用对于数据/信息的锁定,使每个应用能够获得更加完整的数据/信息支撑,避免因数据/信息集成的需求导致应用的频繁升级;每个应用的处理结果能够反映到“城市虚拟映像”中,简化了应用集成及应用间的通信。

从图7-5中可以看到,各种“大数据”与“人工智能”的方法与工具,在这个框架中能够被充分地利用起来,或者说这种应用模式为“大数据”与“人工智能”的方法与工具提供了一个前所未有的舞台。事实上,城市虚拟映像的模型本身就反映了主体智能的许多要素,这样构建出来的系统在综合性智能化程度上远远超越了仅仅在智能算法层面做的简单组合性应用。

应用/服务的“智能化”不仅是具体的算法问题,更是系统设计问题。

如果把智慧城市中与信息相关的应用综合地考虑进来,以虚拟映像为基础构建一个更加完整的体系,则该体系的基本结构如图7-6所示。

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图7-6 以城市虚拟映像为基础的智慧城市信息服务体系

该体系以城市的虚拟映像为基础,以不同的服务对象为中心,以平台化、针对不同对象的“面”的服务为基本特征。图7-6中左下侧是本节前面介绍过的“城市综合管理响应系统”;左上侧则是第7.2节中介绍过的“市民融合服务平台”。

整个系统的核心是一个城市比较完整的虚拟映像,包括组成城市的不同实体和物理及虚拟环境的描述与它们之间的关系。在这个映像之上,是基于这个映像的基础共性服务,如基本的数据/信息共享交换,基础性的数据/信息分析等,构成了各个应用平台所谓“人工智能”或“大数据”应用的基础。

这样构造出来的体系将从根本上改变原来信息技术应用孤岛式的建设方式,使系统成为一个以主体为基础、以服务对象为核心的有机整体。今天的信息技术已经让这样的系统建设成为了可能。

对于个人这个基本主体而言,同样可以用个人的虚拟映像构造类似的系统来更好地满足个人对信息应用的需求,实现用信息技术对人在智能意义上的延展。目前,针对个人的应用基本上都是“点”与“线”的应用,而且应用的架构也都非常简单,基本没有采用平台的方式。个人应用一直处于信息技术应用技术的低端,虽然种类繁多,但是缺少系统化的研究、分析与设计。这种状况显然不能适应今天个人数字产品不断且持续丰富发展的局面。

图7-7是以个人虚拟映像为基础的个人信息应用系统的示意图。它不是不同应用的简单集合,而是系统化分析设计的产物。

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图7-7 基于虚拟映像的个人信息应用系统示意图

这个系统将从根本上改变个人应用中信息处于分散、无有效管理的状态,它通过个人虚拟映像将不同的应用有机地连接在一起,实现了“面”的覆盖,同时,信息可以被不同的应用充分利用。通过多维虚拟映像,信息的管理更加符合人的思维习惯;通过信息使能化设计,以及智能化服务主动获取等,系统不再是被动的工具,而是具有了一定的能动性。由此,个人信息技术应用不仅从“点”与“线”进化为“面”,而且系统与人之间的“缝隙”将进一步缩小,人与系统融为一个复合体。

对于以人或城市的虚拟映像为核心建立的服务系统,其服务对象就是主体本身或主体的一部分。而对于以企业虚拟映像为核心建立的服务系统,其服务的对象既有企业自身,也有企业的客户。不过,一个主体的虚拟世界包括其自身以及其存在的相关环境,所以企业的客户也是其虚拟世界的一部分。因此可以认为客户是广义的企业主体的一部分。在这个意义上,以企业虚拟映像的服务系统也是服务于主体自身的。(www.daowen.com)

如前两节所述,一般的以平台为基础的“面”的服务系统是以应用逻辑层面融合为核心的,所以整个系统与服务对象的结合的内在基点是在应用逻辑层面。而以虚拟映像为核心的平台化“面”的服务系统与服务对象结合的内在基点,则从应用逻辑层深入到数据/信息层,也就是虚拟映像层。这种底层的结合将更加有效地促进应用逻辑与界面层与服务对象的进一步结合。这就是以虚拟映像为核心的应用模式与一般的平台化模式的最本质区别。

除此之外,这种模式还具有一些其他的特点。结合第5章中的分析,把重要的特点集中总结如下。

(1)虚拟映像是在数据/信息层面以不断更真实反映主体为导向,应用则是在应用逻辑层面以完善对主体的服务为导向。

(2)数据/信息既通过应用这个中间媒介与主体发生关系,同时还将以主体虚拟映像的形式,与主体直接、持续且紧密地捆绑在了一起。

(3)数据/信息与应用之间是松耦合的。一个数据/信息在不同的情况下可以支持多种应用。

(4)不同应用之间彼此有重叠和交叉,没有严格的分界,形成“面”的覆盖。

(5)应用有多种发起方式:人工发起,场景(事件、地点、时间等)触发,信息自动发起,智能引擎发起。

(6)同一个应用因为主体的个性而可以有不同的个性化特征,这将由底层虚拟映像的差异决定。

(7)这些应用之间的内在联系体现在两个方面。一个就是它们都是建立在统一的主体虚拟映像之上,有相同的底层信息结构支撑;另一个就是它们都是在主体虚拟世界自身的逻辑基础上建立的。所以,这些应用不是孤立地设计出来的,而是有统一的基础和出发点,并且彼此之间有不同层面的内在联系,由此组合成“面”的覆盖。

(8)虚拟映像使得信息系统全方位为主体服务成为了可能。

从上面的分析可以看出,以主体虚拟映像为基础构建智能化融合应用/服务,与传统的做法有根本的不同。这种不同体现在从系统架构到用户体验的方方面面。图7-8是这种新的应用模式的基本系统架构示意图。

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图7-8 以主体虚拟映像为基础与起点的新型应用系统架构示意图

在这个系统中,右边的“主体虚拟映像”用主体描述性模型聚集了对主体做完整描述的数据/信息。这些/数据/信息只表征主体是什么(见第5章第5.3节),是整个系统的基础与起点。

数据/信息智能分析技术,一方面支撑虚拟映像的构建、发展和完善,如建立不同数据/信息之间的动态关联;同时,它会按照不同主题维度将虚拟映像中的数据/信息投影到特定的维度之上,形成左边的“主题数据/信息”;其次,它通过对虚拟映像中数据/信息的分析进行知识的抽取,不断丰富左边的“领域知识”;最后,它通过对虚拟映像在应用过程中的理解形成“主体行为机理”,它是关于本系统所服务的这个“主体”的知识。由于主体的特殊地位,因此这部分知识被从“领域知识”中独立出来。“主题信息/数据”“领域知识”与“主体行为机理”不仅会有效地支持各种应用服务,而且会从应用与服务中获取新的数据/信息,反馈到虚拟映像之中,反过来促进主体虚拟映像的不断完善。

当然,应用与服务并不是只能从上述三个地方获取自己需要的数据/信息,它也可以直接访问主体虚拟映像。

在这个系统的上层,是“全面服务于主体的智能化融合应用与服务”。如果把这层展开,能看到更多的细节,如图7-9所示。

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图7-9 融合应用与服务架构示意图

在这个架构下,不同应用/服务的彼此融合不仅通过共享底层的数据/信息,而且通过业务逻辑的相互调用,以及交互界面层的整合得以综合、全面地实现。其中,基于主体虚拟映像的底层数据/信息的共享,为应用/服务从数据/信息基础层面开始向上逐层地有机融合奠定了坚实的基础。

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