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項(xiàng)目名稱:基于的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制關(guān)鍵技術(shù)研究
申請(qǐng)人姓名及聯(lián)系方式:張明,zhangming@
所屬單位:國家智能系統(tǒng)研究所
申報(bào)日期:2023年10月26日
項(xiàng)目類別:應(yīng)用研究
二.項(xiàng)目摘要
本項(xiàng)目旨在針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)(如智能電網(wǎng)、金融網(wǎng)絡(luò)、城市交通等)中風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的難題,開展基于的關(guān)鍵技術(shù)研究。當(dāng)前復(fù)雜系統(tǒng)因其高度的非線性、動(dòng)態(tài)性和不確定性,傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法難以滿足實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性要求。本項(xiàng)目以深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為核心,構(gòu)建多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的風(fēng)險(xiǎn)特征提取模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的早期預(yù)警和動(dòng)態(tài)評(píng)估。具體研究內(nèi)容包括:1)開發(fā)基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)拓?fù)渑c風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)分析框架,識(shí)別關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)傳導(dǎo)路徑;2)設(shè)計(jì)自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)控制策略的實(shí)時(shí)決策能力;3)構(gòu)建物理-數(shù)據(jù)混合建模平臺(tái),融合機(jī)理知識(shí)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法提升預(yù)測精度。預(yù)期成果包括:形成一套完整的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制技術(shù)體系,開發(fā)原型系統(tǒng)并在典型場景中驗(yàn)證;發(fā)表高水平論文3-5篇,申請(qǐng)發(fā)明專利2-3項(xiàng),為保障關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行提供技術(shù)支撐。項(xiàng)目將依托實(shí)驗(yàn)室已有的多尺度仿真平臺(tái)和工業(yè)界合作數(shù)據(jù)集,通過理論創(chuàng)新與工程實(shí)踐相結(jié)合,推動(dòng)技術(shù)在風(fēng)險(xiǎn)管控領(lǐng)域的深度應(yīng)用。
三.項(xiàng)目背景與研究意義
復(fù)雜系統(tǒng)因其組成部分的多樣性和相互作用的復(fù)雜性,在現(xiàn)代社會(huì)中扮演著至關(guān)重要的角色。從智能電網(wǎng)到金融網(wǎng)絡(luò),從城市交通系統(tǒng)到供應(yīng)鏈管理,這些系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到國計(jì)民生和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。然而,復(fù)雜系統(tǒng)固有的高度非線性和不確定性,使得對(duì)其進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制成為一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。當(dāng)前,全球范圍內(nèi)的極端事件頻發(fā),無論是自然災(zāi)害還是人為攻擊,都可能對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)造成災(zāi)難性的影響,因此,對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的深入理解和精準(zhǔn)管控具有重要的現(xiàn)實(shí)緊迫性。
在現(xiàn)有研究方面,學(xué)術(shù)界和工業(yè)界已經(jīng)提出了一系列的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制方法。例如,基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法利用歷史數(shù)據(jù)來預(yù)測未來的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率和影響程度;基于優(yōu)化理論的控制方法則通過數(shù)學(xué)規(guī)劃來尋找最優(yōu)的控制策略,以最小化風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性或減輕風(fēng)險(xiǎn)的影響。盡管這些方法在一定程度上取得了成功,但它們在處理復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性和不確定性方面仍然存在明顯的局限性。統(tǒng)計(jì)模型往往依賴于大量的歷史數(shù)據(jù),而對(duì)于新出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)模式則難以有效識(shí)別;優(yōu)化方法則可能因?yàn)槟P偷牟煌晟贫鵁o法找到真正最優(yōu)的控制策略。
隨著技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的研究者開始嘗試將應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域。技術(shù)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和模式識(shí)別能力,為解決復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)問題提供了一種新的思路。例如,深度學(xué)習(xí)算法能夠從海量數(shù)據(jù)中自動(dòng)學(xué)習(xí)到復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)預(yù)測;強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法則能夠通過與環(huán)境的交互來學(xué)習(xí)最優(yōu)的控制策略,從而提高系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力。盡管在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力,但目前的研究仍然處于起步階段,存在許多亟待解決的問題。
首先,現(xiàn)有的模型在處理多源異構(gòu)數(shù)據(jù)時(shí)存在困難。復(fù)雜系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)往往涉及多種類型的數(shù)據(jù),如結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在格式、質(zhì)量和來源上存在較大的差異,給數(shù)據(jù)融合和模型構(gòu)建帶來了很大的挑戰(zhàn)。其次,現(xiàn)有的模型在解釋性和可信賴性方面存在不足。深度學(xué)習(xí)等黑盒模型雖然具有強(qiáng)大的預(yù)測能力,但其決策過程往往不透明,難以解釋其預(yù)測結(jié)果背后的原因,這在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)引發(fā)信任問題。最后,現(xiàn)有的模型在泛化能力方面存在局限。由于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的限制,模型在面對(duì)新的風(fēng)險(xiǎn)場景時(shí)往往難以保持良好的性能,這降低了模型的實(shí)用價(jià)值。
因此,開展基于的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。從理論層面來看,本項(xiàng)目將推動(dòng)技術(shù)在復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用邊界,促進(jìn)多學(xué)科交叉融合,為復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)研究提供新的理論視角和方法工具。從實(shí)踐層面來看,本項(xiàng)目將開發(fā)一套完整的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制技術(shù)體系,為保障關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行、防范重大風(fēng)險(xiǎn)事件提供有力的技術(shù)支撐。
本項(xiàng)目的社會(huì)價(jià)值體現(xiàn)在多個(gè)方面。首先,通過提升復(fù)雜系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和控制能力,可以有效地減少風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生,保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全,維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。其次,通過優(yōu)化資源配置和提高系統(tǒng)效率,可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。最后,通過推動(dòng)技術(shù)在風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用,可以提升我國在相關(guān)領(lǐng)域的國際競爭力,為構(gòu)建智慧社會(huì)和數(shù)字中國貢獻(xiàn)力量。
本項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)價(jià)值同樣顯著。首先,通過開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制技術(shù),可以形成新的產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn),帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級(jí)。其次,通過提高系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力,可以減少風(fēng)險(xiǎn)事件造成的經(jīng)濟(jì)損失,提高經(jīng)濟(jì)效益。最后,通過提供先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)管理解決方案,可以增強(qiáng)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)防范能力,促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
本項(xiàng)目的學(xué)術(shù)價(jià)值體現(xiàn)在多個(gè)方面。首先,本項(xiàng)目將推動(dòng)技術(shù)在復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用邊界,促進(jìn)多學(xué)科交叉融合,為復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)研究提供新的理論視角和方法工具。其次,本項(xiàng)目將開發(fā)一套完整的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制技術(shù)體系,為相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究提供重要的實(shí)踐案例和理論參考。最后,本項(xiàng)目將培養(yǎng)一批具有跨學(xué)科背景的高水平研究人才,為我國在相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才支撐。
四.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域,國際和國內(nèi)均進(jìn)行了廣泛的研究,取得了一定的成果,但也面臨著諸多挑戰(zhàn)和待解決的問題。
從國際研究現(xiàn)狀來看,復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的研究主要集中在以下幾個(gè)方面。首先,在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方面,基于統(tǒng)計(jì)模型的方法如時(shí)間序列分析、回歸分析等被廣泛應(yīng)用于預(yù)測系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的演變趨勢。例如,美國學(xué)者利用ARIMA模型對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測,取得了較好的效果。然而,這些方法往往依賴于大量的歷史數(shù)據(jù),對(duì)于新出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)模式則難以有效識(shí)別。其次,在風(fēng)險(xiǎn)控制方面,基于優(yōu)化理論的方法如線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等被廣泛應(yīng)用于尋找最優(yōu)的控制策略。例如,歐洲學(xué)者利用線性規(guī)劃方法對(duì)交通系統(tǒng)的信號(hào)燈配時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化,提高了系統(tǒng)的通行效率。但是,這些方法往往需要精確的系統(tǒng)模型,而實(shí)際系統(tǒng)模型的建立往往非常困難。
近年來,隨著技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的研究者開始嘗試將應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域。其中,深度學(xué)習(xí)算法因其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和模式識(shí)別能力,成為了研究的熱點(diǎn)。例如,美國學(xué)者利用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)金融市場的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測,取得了較好的效果。此外,強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法也被廣泛應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)控制領(lǐng)域。例如,歐洲學(xué)者利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了控制,提高了機(jī)器人的適應(yīng)能力。然而,在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域的研究仍處于起步階段,存在許多亟待解決的問題。
在國內(nèi)研究方面,復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的研究起步相對(duì)較晚,但發(fā)展迅速。國內(nèi)學(xué)者在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域的研究主要集中在以下幾個(gè)方面。首先,在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方面,國內(nèi)學(xué)者主要利用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法如灰色預(yù)測、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測。例如,國內(nèi)學(xué)者利用灰色預(yù)測方法對(duì)自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測,取得了一定的效果。其次,在風(fēng)險(xiǎn)控制方面,國內(nèi)學(xué)者主要利用模糊控制、預(yù)測控制等方法對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制。例如,國內(nèi)學(xué)者利用模糊控制方法對(duì)工業(yè)過程進(jìn)行了控制,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而,國內(nèi)的研究在理論深度和工程應(yīng)用方面與國際先進(jìn)水平相比仍存在一定的差距。
近年來,隨著技術(shù)的快速發(fā)展,國內(nèi)學(xué)者也開始嘗試將應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域。其中,深度學(xué)習(xí)算法和強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法成為了研究的熱點(diǎn)。例如,國內(nèi)學(xué)者利用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)交通系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測,取得了較好的效果。此外,國內(nèi)學(xué)者還利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法對(duì)電力系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了控制,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而,國內(nèi)的在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域的研究仍處于起步階段,存在許多亟待解決的問題。
綜上所述,國內(nèi)外在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域的研究均取得了一定的成果,但也面臨著諸多挑戰(zhàn)和待解決的問題。首先,現(xiàn)有研究大多基于單一學(xué)科視角,缺乏多學(xué)科交叉融合的研究成果。其次,現(xiàn)有研究大多基于理論分析,缺乏與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的研究成果。最后,現(xiàn)有研究大多基于靜態(tài)模型,缺乏對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性和不確定性的研究。
具體來說,尚未解決的問題或研究空白主要包括以下幾個(gè)方面。首先,在數(shù)據(jù)融合方面,現(xiàn)有研究大多基于單一數(shù)據(jù)源,缺乏對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的研究。其次,在模型解釋性方面,現(xiàn)有研究大多基于黑盒模型,缺乏對(duì)模型解釋性的研究。最后,在泛化能力方面,現(xiàn)有研究大多基于特定場景,缺乏對(duì)模型泛化能力的研究。
針對(duì)上述問題,本項(xiàng)目將開展基于的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制關(guān)鍵技術(shù)研究,旨在解決現(xiàn)有研究的不足,推動(dòng)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域的發(fā)展。本項(xiàng)目將重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面:首先,開發(fā)基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)拓?fù)渑c風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)分析框架,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的早期預(yù)警和動(dòng)態(tài)評(píng)估。其次,設(shè)計(jì)自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)控制策略的實(shí)時(shí)決策能力。最后,構(gòu)建物理-數(shù)據(jù)混合建模平臺(tái),融合機(jī)理知識(shí)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法提升預(yù)測精度。通過本項(xiàng)目的研究,有望為復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域提供新的理論視角和方法工具,推動(dòng)該領(lǐng)域的理論創(chuàng)新和工程實(shí)踐。
五.研究目標(biāo)與內(nèi)容
本項(xiàng)目旨在通過融合前沿技術(shù),攻克復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的瓶頸問題,構(gòu)建一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、高精度、強(qiáng)適應(yīng)性的智能風(fēng)險(xiǎn)管理體系。圍繞這一總體目標(biāo),項(xiàng)目設(shè)定了以下具體研究目標(biāo),并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的研究內(nèi)容。
首先,構(gòu)建基于多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的風(fēng)險(xiǎn)特征提取模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)早期預(yù)警。復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的演化往往伴隨著多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的復(fù)雜交互,現(xiàn)有方法難以有效提取風(fēng)險(xiǎn)演化過程中的關(guān)鍵特征。本項(xiàng)目將研究如何融合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)以及歷史風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)等多模態(tài)信息,利用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)等深度學(xué)習(xí)模型,挖掘數(shù)據(jù)間深層次的關(guān)聯(lián)關(guān)系,構(gòu)建能夠全面刻畫風(fēng)險(xiǎn)演化動(dòng)態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)特征提取框架。目標(biāo)是提高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的提前量和準(zhǔn)確率,為風(fēng)險(xiǎn)控制贏得寶貴的時(shí)間窗口。
其次,研發(fā)面向復(fù)雜系統(tǒng)的自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)風(fēng)險(xiǎn)控制算法,提升風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)的實(shí)時(shí)性和魯棒性。傳統(tǒng)控制方法往往基于固定的模型和規(guī)則,難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)環(huán)境下的動(dòng)態(tài)變化和未知風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)目將研究如何將強(qiáng)化學(xué)習(xí)應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)控制領(lǐng)域,設(shè)計(jì)能夠與環(huán)境交互、在線學(xué)習(xí)最優(yōu)控制策略的自適應(yīng)算法。重點(diǎn)解決馬爾可夫決策過程(MDP)建模中的狀態(tài)空間爆炸、獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)設(shè)計(jì)困難以及探索效率低下等問題,開發(fā)具有高效率、強(qiáng)泛化能力和魯棒性的風(fēng)險(xiǎn)控制策略生成機(jī)制,確保系統(tǒng)在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)能夠快速、準(zhǔn)確地做出響應(yīng),將損失降至最低。
再次,構(gòu)建物理-數(shù)據(jù)混合建模平臺(tái),彌合機(jī)理模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法的差距,提高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的可靠性。純粹的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法可能缺乏對(duì)系統(tǒng)內(nèi)在機(jī)理的解釋,而基于機(jī)理的模型又可能存在簡化過多導(dǎo)致精度不足的問題。本項(xiàng)目將研究如何將系統(tǒng)的物理先驗(yàn)知識(shí)(如控制方程、傳遞函數(shù)等)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法(如深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))相結(jié)合,構(gòu)建物理-數(shù)據(jù)混合模型。通過融合兩種方法的優(yōu)勢,一方面可以提高模型的預(yù)測精度和泛化能力,另一方面可以增強(qiáng)模型的可解釋性,為風(fēng)險(xiǎn)決策提供更可靠的依據(jù)。
最后,開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制原型系統(tǒng),并在典型場景中開展驗(yàn)證與應(yīng)用。本項(xiàng)目將基于研究成果,開發(fā)一個(gè)集數(shù)據(jù)采集、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、控制決策、效果評(píng)估等功能于一體的原型系統(tǒng)。選擇智能電網(wǎng)、金融網(wǎng)絡(luò)或城市交通等典型復(fù)雜系統(tǒng)作為應(yīng)用場景,對(duì)所提出的理論方法進(jìn)行驗(yàn)證,并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行迭代優(yōu)化,推動(dòng)研究成果的工程化應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo),本項(xiàng)目將重點(diǎn)圍繞以下研究內(nèi)容展開:
1.**復(fù)雜系統(tǒng)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與風(fēng)險(xiǎn)特征提取方法研究**:研究面向復(fù)雜系統(tǒng)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征選擇與融合技術(shù),重點(diǎn)研究基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)表示學(xué)習(xí)、邊注意力機(jī)制以及圖注意力網(wǎng)絡(luò)(GAT)等模型,構(gòu)建能夠有效捕捉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息、時(shí)序信息和風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)信息的風(fēng)險(xiǎn)特征提取模型。研究問題包括:如何有效融合不同類型、不同粒度的數(shù)據(jù)?如何利用GNN模型挖掘數(shù)據(jù)間復(fù)雜的非線性關(guān)系?如何設(shè)計(jì)能夠反映風(fēng)險(xiǎn)演化動(dòng)態(tài)的圖結(jié)構(gòu)表示?本部分假設(shè)通過多模態(tài)數(shù)據(jù)融合和GNN模型的應(yīng)用,能夠顯著提高風(fēng)險(xiǎn)特征提取的全面性和準(zhǔn)確性,從而提升風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力。
2.**基于自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制策略生成方法研究**:研究將強(qiáng)化學(xué)習(xí)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制的具體方法,重點(diǎn)研究基于深度Q學(xué)習(xí)(DQN)、深度確定性策略梯度(DDPG)和actor-critic等框架的改進(jìn)算法。研究如何構(gòu)建合適的MDP模型,如何設(shè)計(jì)能夠反映風(fēng)險(xiǎn)后果和系統(tǒng)性能的獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù),如何解決樣本效率低、探索效率不足等問題。重點(diǎn)研究基于模仿學(xué)習(xí)(ImitationLearning)和元學(xué)習(xí)(Meta-Learning)的自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法,使控制策略能夠根據(jù)環(huán)境的變化快速調(diào)整。研究問題包括:如何為復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制設(shè)計(jì)有效的MDP表示?如何設(shè)計(jì)兼顧短期風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避和長期系統(tǒng)穩(wěn)定性的獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)?如何提高強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)環(huán)境下的學(xué)習(xí)效率和泛化能力?本部分假設(shè)通過自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用,能夠生成更加智能、高效且魯棒的風(fēng)險(xiǎn)控制策略,顯著提升系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力。
3.**物理-數(shù)據(jù)混合建模框架構(gòu)建與應(yīng)用研究**:研究物理模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的有效融合技術(shù),重點(diǎn)研究基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PINN)、正則化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RegNN)等模型的混合建模方法。研究如何將系統(tǒng)的物理約束、守恒律或傳遞函數(shù)等機(jī)理知識(shí)嵌入到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型中,構(gòu)建既能利用數(shù)據(jù)模式又能遵循物理規(guī)律的混合模型。研究問題包括:如何有效地將物理知識(shí)編碼到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中?如何處理物理模型與數(shù)據(jù)模型之間的不一致性?如何評(píng)估混合模型的預(yù)測精度和可靠性?本部分假設(shè)通過物理-數(shù)據(jù)混合建模,能夠構(gòu)建出精度更高、泛化能力更強(qiáng)、更具可解釋性的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制模型。
4.**復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制原型系統(tǒng)開發(fā)與驗(yàn)證**:基于上述研究內(nèi)容,開發(fā)一個(gè)包含數(shù)據(jù)采集接口、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模塊、控制決策模塊、效果評(píng)估模塊和可視化界面等功能的原型系統(tǒng)。選擇1-2個(gè)典型的復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用場景(如區(qū)域電網(wǎng)、金融市場模擬平臺(tái)或交通仿真系統(tǒng)),收集或生成相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行功能測試、性能評(píng)估和場景驗(yàn)證。通過與現(xiàn)有方法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證所提出方法的有效性和優(yōu)越性。研究問題包括:如何構(gòu)建高效、可靠的數(shù)據(jù)采集和處理流程?如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和控制決策的實(shí)時(shí)性?如何評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)控制策略的實(shí)際效果?本部分假設(shè)原型系統(tǒng)能夠有效集成所提出的關(guān)鍵技術(shù),并在典型場景中展現(xiàn)出顯著的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和控制性能,為實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
六.研究方法與技術(shù)路線
本項(xiàng)目將采用理論分析、模型構(gòu)建、算法設(shè)計(jì)、仿真實(shí)驗(yàn)與原型驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法,系統(tǒng)性地解決復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的難題。技術(shù)路線清晰,分階段實(shí)施,確保研究目標(biāo)的達(dá)成。
首先,在研究方法方面,本項(xiàng)目將重點(diǎn)采用以下幾種方法:
1.**圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)方法**:用于構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示和風(fēng)險(xiǎn)傳播模型。將利用圖卷積網(wǎng)絡(luò)(GCN)、圖注意力網(wǎng)絡(luò)(GAT)以及圖循環(huán)網(wǎng)絡(luò)(GRN)等方法,學(xué)習(xí)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)(如電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、交通路口等)的表示向量,捕捉節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系以及風(fēng)險(xiǎn)信息的傳播路徑。通過分析圖的結(jié)構(gòu)特征和節(jié)點(diǎn)表示,識(shí)別系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)熱點(diǎn)和潛在的故障擴(kuò)散區(qū)域。
2.**深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)(DRL)方法**:用于開發(fā)自適應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制策略生成算法。將研究深度Q網(wǎng)絡(luò)(DQN)、深度確定性策略梯度(DDPG)、優(yōu)勢演員評(píng)論家(A2C/A3C)以及基于模型的強(qiáng)化學(xué)習(xí)(MBRL)等方法,設(shè)計(jì)能夠根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)和風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢,實(shí)時(shí)選擇最優(yōu)控制動(dòng)作(如調(diào)整設(shè)備參數(shù)、分配資源、啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案等)的策略網(wǎng)絡(luò)。重點(diǎn)解決高維狀態(tài)空間、連續(xù)動(dòng)作空間以及樣本效率等問題。
3.**物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PINN)方法**:用于構(gòu)建物理-數(shù)據(jù)混合模型。將結(jié)合系統(tǒng)的物理控制方程或動(dòng)力學(xué)模型(如電力系統(tǒng)潮流方程、交通流模型等)和采集到的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),利用PINN框架將物理約束嵌入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損失函數(shù)中。通過訓(xùn)練,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型既能擬合數(shù)據(jù)中的復(fù)雜模式,又能滿足物理規(guī)律的要求,提高模型的預(yù)測精度和泛化能力,并增強(qiáng)模型的可解釋性。
4.**多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術(shù)**:用于整合來自不同來源和類型的數(shù)據(jù)。將研究特征層融合、決策層融合以及混合層融合等方法,處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D)、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)(如傳感器讀數(shù)、交易記錄)、環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)(如天氣信息、市場情緒)以及歷史風(fēng)險(xiǎn)事件數(shù)據(jù)。利用深度學(xué)習(xí)模型(如多模態(tài)注意力網(wǎng)絡(luò))學(xué)習(xí)不同數(shù)據(jù)模態(tài)之間的互補(bǔ)信息和協(xié)同效應(yīng),生成統(tǒng)一、全面的風(fēng)險(xiǎn)表征。
5.**仿真實(shí)驗(yàn)與對(duì)比分析**:將構(gòu)建多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)仿真平臺(tái)(或利用現(xiàn)有成熟平臺(tái)),生成大規(guī)模、高保真的模擬數(shù)據(jù),用于模型訓(xùn)練、算法測試和性能評(píng)估。設(shè)計(jì)多種對(duì)比方法,包括傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)預(yù)測方法、經(jīng)典控制方法、以及現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)研究,通過定量指標(biāo)(如預(yù)測誤差、控制效果、計(jì)算效率等)和定性分析,系統(tǒng)評(píng)估本項(xiàng)目提出的方法的優(yōu)越性。
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面,將設(shè)計(jì)以下幾種類型的實(shí)驗(yàn):
***基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)**:在標(biāo)準(zhǔn)化的復(fù)雜系統(tǒng)模型(如小型電網(wǎng)、簡單網(wǎng)絡(luò)、理想交通流)上,測試基礎(chǔ)模型的性能,確定方法的基準(zhǔn)水平。
***對(duì)比實(shí)驗(yàn)**:在相同的復(fù)雜系統(tǒng)模型和實(shí)驗(yàn)條件下,將本項(xiàng)目提出的方法與現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和控制方法進(jìn)行對(duì)比,評(píng)估其在精度、效率、魯棒性等方面的提升。
***消融實(shí)驗(yàn)**:通過逐步移除或簡化模型中的關(guān)鍵組件(如移除某種數(shù)據(jù)模態(tài)、簡化GNN結(jié)構(gòu)、降低DRL算法復(fù)雜度),分析各組件對(duì)整體性能的貢獻(xiàn),驗(yàn)證方法的有效性。
***魯棒性實(shí)驗(yàn)**:在存在噪聲、不確定性或模型參數(shù)變化的情況下,測試模型的性能穩(wěn)定性,評(píng)估其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。
***大規(guī)模實(shí)驗(yàn)**:在包含大量節(jié)點(diǎn)和復(fù)雜交互關(guān)系的真實(shí)規(guī)模或大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)模型上,驗(yàn)證方法的可擴(kuò)展性和實(shí)際應(yīng)用潛力。
數(shù)據(jù)收集將主要依賴于公開數(shù)據(jù)集、行業(yè)合作數(shù)據(jù)以及基于物理模型和規(guī)則生成的仿真數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析將采用統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)方法以及可視化技術(shù),對(duì)模型參數(shù)、風(fēng)險(xiǎn)演化模式、控制策略效果等進(jìn)行深入挖掘和解釋。
在技術(shù)路線方面,本項(xiàng)目將按照以下流程和關(guān)鍵步驟展開:
1.**第一階段:理論分析與基礎(chǔ)模型構(gòu)建(第1-6個(gè)月)**
*深入分析復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的演化機(jī)理和現(xiàn)有方法的局限性。
*研究多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。
*設(shè)計(jì)基于GNN的風(fēng)險(xiǎn)特征提取模型框架,包括圖結(jié)構(gòu)表示、節(jié)點(diǎn)表示學(xué)習(xí)等。
*研究物理-數(shù)據(jù)混合建模的理論方法,初步設(shè)計(jì)PINN模型框架。
*開展小規(guī)?;鶞?zhǔn)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證基礎(chǔ)模型的可行性。
2.**第二階段:核心算法研發(fā)與模型優(yōu)化(第7-18個(gè)月)**
*重點(diǎn)研發(fā)基于自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的風(fēng)險(xiǎn)控制算法,解決MDP建模、獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)設(shè)計(jì)、樣本效率等關(guān)鍵問題。
*深入研究DRL算法在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制中的應(yīng)用,探索Actor-Critic、MBRL等先進(jìn)方法。
*完善物理-數(shù)據(jù)混合模型,優(yōu)化物理約束的嵌入方式和訓(xùn)練策略。
*開發(fā)多模態(tài)數(shù)據(jù)融合模塊,實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)預(yù)處理和特征融合。
*在中等規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)仿真模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析不同算法和模型的性能,進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)和模型迭代。
3.**第三階段:原型系統(tǒng)開發(fā)與綜合驗(yàn)證(第19-30個(gè)月)**
*基于前兩階段研發(fā)的核心模型和算法,設(shè)計(jì)并開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制原型系統(tǒng)框架。
*集成數(shù)據(jù)采集、模型推理、控制決策、效果評(píng)估等功能模塊。
*選擇典型復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用場景(如智能電網(wǎng)部分區(qū)域、金融交易網(wǎng)絡(luò)片段、城市交通微循環(huán)等),收集真實(shí)或高仿真數(shù)據(jù)。
*在真實(shí)或高仿真場景下對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行全面的功能測試、性能評(píng)估和魯棒性驗(yàn)證。
*與現(xiàn)有方法進(jìn)行對(duì)比,量化評(píng)估本項(xiàng)目研究成果的實(shí)際應(yīng)用效果。
4.**第四階段:成果總結(jié)與推廣(第31-36個(gè)月)**
*整理項(xiàng)目研究成果,撰寫學(xué)術(shù)論文、技術(shù)報(bào)告和專利。
*對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,形成可演示的應(yīng)用版本。
*總結(jié)研究經(jīng)驗(yàn),提出未來研究方向和建議。
*探討成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用潛力,為相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)管理提供技術(shù)支持。
本項(xiàng)目的技術(shù)路線環(huán)環(huán)相扣,邏輯清晰,通過分階段實(shí)施,確保每一環(huán)節(jié)的研究任務(wù)都能得到有效落實(shí),最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)定的研究目標(biāo),為復(fù)雜系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)大的智能技術(shù)支撐。
七.創(chuàng)新點(diǎn)
本項(xiàng)目針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的現(xiàn)有瓶頸,在理論、方法和應(yīng)用層面均體現(xiàn)了顯著的創(chuàng)新性,旨在推動(dòng)該領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和實(shí)際應(yīng)用水平。
首先,在理論層面,本項(xiàng)目提出了融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)、物理先驗(yàn)知識(shí)和動(dòng)態(tài)交互學(xué)習(xí)的統(tǒng)一風(fēng)險(xiǎn)分析與控制框架理論?,F(xiàn)有研究往往將風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制割裂處理,或僅關(guān)注單一類型的數(shù)據(jù)和靜態(tài)模型。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地強(qiáng)調(diào)將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(如拓?fù)鋱D)、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)(時(shí)序序列)、環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)(外生變量)以及歷史風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)(經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn))進(jìn)行深度融合,利用先進(jìn)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,構(gòu)建能夠同時(shí)表征系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)行為和風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)表示模型,突破了傳統(tǒng)方法在處理多源異構(gòu)信息方面的理論局限。同時(shí),本項(xiàng)目引入物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PINN)的混合建模思想,將描述系統(tǒng)基本物理規(guī)律或運(yùn)行機(jī)理的偏微分方程、代數(shù)方程或動(dòng)力學(xué)約束顯式地融入深度學(xué)習(xí)框架,不僅在模型訓(xùn)練層面提供了額外的正則化項(xiàng)以提升泛化能力,更在理論上構(gòu)建了連接數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與物理驅(qū)動(dòng)的橋梁,為處理具有強(qiáng)物理約束的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)問題提供了新的理論視角,解決了純數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型泛化性差、解釋性弱以及純機(jī)理模型脫離實(shí)際數(shù)據(jù)的問題。此外,將強(qiáng)化學(xué)習(xí)引入風(fēng)險(xiǎn)控制領(lǐng)域,本身即是一個(gè)重要的理論拓展,本項(xiàng)目進(jìn)一步創(chuàng)新性地將強(qiáng)化學(xué)習(xí)與基于模型的預(yù)測控制相結(jié)合,探索自適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)控制策略的生成機(jī)制,其理論創(chuàng)新在于如何設(shè)計(jì)有效的狀態(tài)表示以編碼風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢,如何構(gòu)建高效的探索策略以應(yīng)對(duì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化,以及如何平衡模型學(xué)習(xí)與實(shí)際控制效率的理論關(guān)系。
在方法層面,本項(xiàng)目的創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下幾個(gè)關(guān)鍵方面:其一,開發(fā)了面向復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的自適應(yīng)GNN特征提取與預(yù)警方法。區(qū)別于傳統(tǒng)GNN主要關(guān)注節(jié)點(diǎn)分類或鏈接預(yù)測,本項(xiàng)目創(chuàng)新性地將時(shí)序信息融入圖結(jié)構(gòu),研究圖循環(huán)網(wǎng)絡(luò)(GRN)或動(dòng)態(tài)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DGNN)來捕捉風(fēng)險(xiǎn)信息的時(shí)序演化特征,并設(shè)計(jì)注意力機(jī)制來動(dòng)態(tài)聚焦關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)傳播路徑,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的更早、更準(zhǔn)預(yù)警。其二,設(shè)計(jì)了基于多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)(MARL)或分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)(HRL)的自適應(yīng)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制方法??紤]到復(fù)雜系統(tǒng)通常包含多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)或決策主體,本項(xiàng)目創(chuàng)新性地將MARL或HRL應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)控制,使系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)多個(gè)控制單元的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)全局風(fēng)險(xiǎn)的最小化,克服了傳統(tǒng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)難以處理多agent場景和系統(tǒng)級(jí)協(xié)同的局限。其三,構(gòu)建了物理-數(shù)據(jù)混合模型的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制一體化方法。本項(xiàng)目創(chuàng)新性地將PINN與深度學(xué)習(xí)模型(如LSTM、Transformer)相結(jié)合,不僅用于提升預(yù)測精度,更用于增強(qiáng)模型對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行邊界的感知能力,防止模型過擬合,并通過物理約束的引導(dǎo)提供更可靠的決策依據(jù),特別是在數(shù)據(jù)稀疏或異常情況下,該方法的理論與方法上的創(chuàng)新性尤為突出。其四,提出了融合可解釋性(X)技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)分析與控制方法。針對(duì)深度學(xué)習(xí)模型“黑箱”問題,本項(xiàng)目將集成SHAP、LIME等X工具,對(duì)GNN識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵因素、DRL選擇的控制策略及其原因進(jìn)行解釋,增強(qiáng)了模型的可信度和用戶對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的理解,這是在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制領(lǐng)域方法層面的重要?jiǎng)?chuàng)新。
在應(yīng)用層面,本項(xiàng)目的創(chuàng)新性體現(xiàn)在其針對(duì)典型復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和潛在影響。本項(xiàng)目不局限于理論探索,而是聚焦于智能電網(wǎng)安全運(yùn)行、金融網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)防范、城市交通流暢保障等具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義的復(fù)雜系統(tǒng)場景。通過開發(fā)原型系統(tǒng)并在這些場景中進(jìn)行驗(yàn)證,本項(xiàng)目的創(chuàng)新性在于將先進(jìn)的技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)用的風(fēng)險(xiǎn)管理工具,為這些關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)的智能化升級(jí)提供了新的解決方案。例如,在智能電網(wǎng)中,本項(xiàng)目的方法有望實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的故障預(yù)測和負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,以及更智能的電網(wǎng)控制和保電調(diào)度,提升電網(wǎng)的韌性和可靠性。在金融網(wǎng)絡(luò)中,本項(xiàng)目的方法有助于更早地識(shí)別系統(tǒng)性金融風(fēng)險(xiǎn),并輔助監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定更有效的風(fēng)險(xiǎn)防控措施。在城市交通中,本項(xiàng)目的方法能夠優(yōu)化交通信號(hào)配時(shí)和路徑引導(dǎo),緩解擁堵,提升交通系統(tǒng)的安全性和效率。這些應(yīng)用層面的創(chuàng)新不僅具有顯著的潛在社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,也展示了本項(xiàng)目研究成果的實(shí)用性和推廣價(jià)值,有助于推動(dòng)技術(shù)在關(guān)鍵領(lǐng)域的深度應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
綜上所述,本項(xiàng)目在理論框架的統(tǒng)一性、方法論的先進(jìn)性以及應(yīng)用場景的廣泛性上均具有顯著的創(chuàng)新點(diǎn),有望為復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域帶來突破性的進(jìn)展,具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
八.預(yù)期成果
本項(xiàng)目旨在通過系統(tǒng)性的研究,在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域取得一系列具有理論創(chuàng)新性和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值的成果,為保障關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行和提升社會(huì)韌性提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
在理論貢獻(xiàn)方面,本項(xiàng)目預(yù)期達(dá)到以下成果:
1.**構(gòu)建新的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)演化理論框架**:通過融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)、物理先驗(yàn)知識(shí)和動(dòng)態(tài)交互學(xué)習(xí),本項(xiàng)目將超越傳統(tǒng)單一學(xué)科視角的風(fēng)險(xiǎn)分析方法,提出一種更為全面、動(dòng)態(tài)、自洽的風(fēng)險(xiǎn)演化理論框架。該框架將揭示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)、外部環(huán)境與風(fēng)險(xiǎn)萌發(fā)、擴(kuò)散、演化的內(nèi)在聯(lián)系,為理解復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜性和不確定性提供新的理論解釋,推動(dòng)復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)、控制理論、理論等多學(xué)科的交叉融合與發(fā)展。
2.**發(fā)展先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)特征提取與表示理論**:基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)理論,本項(xiàng)目將發(fā)展一套能夠有效捕捉復(fù)雜系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)行為和風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)性的特征提取與表示理論。特別是,本項(xiàng)目將研究時(shí)序圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)險(xiǎn)早期預(yù)警中的應(yīng)用,以及注意力機(jī)制在動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵因素識(shí)別中的作用,為復(fù)雜系統(tǒng)狀態(tài)表征提供新的理論方法,深化對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜信息處理能力的研究。
3.**創(chuàng)新自適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)控制理論與策略**:基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)和控制理論,本項(xiàng)目將發(fā)展一套面向復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)環(huán)境和不確定性的自適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)控制理論與策略體系。重點(diǎn)突破多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)在系統(tǒng)協(xié)同控制中的應(yīng)用理論,以及基于模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的混合控制策略設(shè)計(jì)理論,為解決復(fù)雜系統(tǒng)在風(fēng)險(xiǎn)情境下的實(shí)時(shí)、協(xié)調(diào)、魯棒控制問題提供新的理論指導(dǎo),提升智能控制理論在復(fù)雜場景下的普適性。
4.**建立物理-數(shù)據(jù)混合建模的理論基礎(chǔ)**:通過將物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等混合建模方法應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域,本項(xiàng)目將探索數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與物理驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的有效路徑,為處理具有強(qiáng)物理約束的復(fù)雜系統(tǒng)建模問題提供新的理論視角和方法論支持。研究物理約束的嵌入方式、混合模型的泛化機(jī)制及其可解釋性,豐富智能建模理論,特別是在數(shù)據(jù)有限或系統(tǒng)機(jī)理不明確但物理規(guī)律已知的情況下,具有重要的理論價(jià)值。
在實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值方面,本項(xiàng)目預(yù)期達(dá)到以下成果:
1.**形成一套完整的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能管理體系技術(shù)方案**:基于項(xiàng)目研發(fā)的核心模型、算法和原型系統(tǒng),將形成一套包含風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警、智能評(píng)估、動(dòng)態(tài)控制、效果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)的復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能管理體系技術(shù)方案。該方案將整合先進(jìn)的技術(shù),為電網(wǎng)公司、金融機(jī)構(gòu)、交通管理部門等提供系統(tǒng)化的風(fēng)險(xiǎn)管理解決方案,提升其風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力和決策水平。
2.**開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制原型系統(tǒng)**:構(gòu)建一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用潛力的原型系統(tǒng),該系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)接入、模型推理、策略生成、人機(jī)交互等功能,能夠在典型復(fù)雜系統(tǒng)場景(如區(qū)域電網(wǎng)、金融交易網(wǎng)絡(luò)、城市交通網(wǎng)絡(luò)等)中進(jìn)行部署和演示。原型系統(tǒng)的成功開發(fā)與驗(yàn)證,將證明本項(xiàng)目研究成果的可行性和有效性,為后續(xù)的工程化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
3.**提升關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平**:將本項(xiàng)目的技術(shù)成果應(yīng)用于實(shí)際的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施(如智能電網(wǎng)、金融網(wǎng)絡(luò)、城市交通等),預(yù)期能夠有效提升這些系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測精度、控制響應(yīng)速度和系統(tǒng)韌性。例如,在智能電網(wǎng)中,可減少停電事故的發(fā)生頻率和持續(xù)時(shí)間;在金融網(wǎng)絡(luò)中,可降低系統(tǒng)性金融風(fēng)險(xiǎn)爆發(fā)的可能性;在城市交通中,可緩解交通擁堵,提高交通運(yùn)行的安全性和效率。
4.**推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)**:本項(xiàng)目的成果將打破現(xiàn)有復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)的瓶頸,促進(jìn)技術(shù)在能源、金融、交通、城市安全等關(guān)鍵領(lǐng)域的深度應(yīng)用,帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。同時(shí),項(xiàng)目的研究過程也將培養(yǎng)一批掌握復(fù)雜系統(tǒng)理論和技術(shù)的復(fù)合型高層次人才,為我國在相關(guān)領(lǐng)域保持國際領(lǐng)先地位提供人才支撐。
5.**發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文和申請(qǐng)發(fā)明專利**:在項(xiàng)目研究過程中,將產(chǎn)出一系列具有創(chuàng)新性的高水平學(xué)術(shù)論文,發(fā)表在國際頂級(jí)或權(quán)威的學(xué)術(shù)會(huì)議和期刊上,提升我國在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響力。同時(shí),將針對(duì)項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)和方法,積極申請(qǐng)發(fā)明專利,形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),為成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供保障。
綜上所述,本項(xiàng)目預(yù)期在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制領(lǐng)域取得一系列重要的理論和實(shí)踐成果,為保障國家安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的科技支撐。
九.項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃
本項(xiàng)目實(shí)施周期為三年(36個(gè)月),將嚴(yán)格按照預(yù)定的研究計(jì)劃分階段推進(jìn),確保各項(xiàng)研究任務(wù)按時(shí)、高質(zhì)量完成。項(xiàng)目組將配備經(jīng)驗(yàn)豐富的研究員和具備專業(yè)技能的研究助理,合理分工,緊密協(xié)作,保障項(xiàng)目順利實(shí)施。
1.**項(xiàng)目時(shí)間規(guī)劃**
項(xiàng)目整體實(shí)施分為四個(gè)階段,每個(gè)階段包含若干具體任務(wù),并明確了大致的時(shí)間安排。
***第一階段:理論分析與基礎(chǔ)模型構(gòu)建(第1-6個(gè)月)**
***任務(wù)1.1**:深入調(diào)研復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,梳理現(xiàn)有方法的優(yōu)勢與不足,明確本項(xiàng)目的研究切入點(diǎn)和創(chuàng)新方向。(第1-2個(gè)月)
***任務(wù)1.2**:研究多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的理論基礎(chǔ)和技術(shù)難點(diǎn),設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)處理和特征工程方案。(第1-3個(gè)月)
***任務(wù)1.3**:設(shè)計(jì)基于GNN的風(fēng)險(xiǎn)特征提取模型框架,包括圖結(jié)構(gòu)表示學(xué)習(xí)、時(shí)序信息融合等模塊。(第2-4個(gè)月)
***任務(wù)1.4**:研究物理-數(shù)據(jù)混合建模的理論方法,初步設(shè)計(jì)PINN模型框架和物理約束嵌入方式。(第3-5個(gè)月)
***任務(wù)1.5**:選擇1-2個(gè)小型復(fù)雜系統(tǒng)仿真場景,收集或生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù),開展小規(guī)模基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證基礎(chǔ)模型的可行性。(第4-6個(gè)月)
***負(fù)責(zé)人**:首席研究員,核心成員A
***預(yù)期成果**:完成文獻(xiàn)綜述報(bào)告,初步確定數(shù)據(jù)融合方案和模型框架,完成小型基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
***第二階段:核心算法研發(fā)與模型優(yōu)化(第7-18個(gè)月)**
***任務(wù)2.1**:研發(fā)基于自適應(yīng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的風(fēng)險(xiǎn)控制算法,包括MDP建模、獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)設(shè)計(jì)、探索策略等。(第7-10個(gè)月)
***任務(wù)2.2**:研究DQN、DDPG、A3C等深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法在復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制中的應(yīng)用,進(jìn)行算法改進(jìn)和優(yōu)化。(第8-12個(gè)月)
***任務(wù)2.3**:完善物理-數(shù)據(jù)混合模型,優(yōu)化PINN的求解策略和參數(shù)設(shè)置,提升模型精度和穩(wěn)定性。(第9-13個(gè)月)
***任務(wù)2.4**:開發(fā)多模態(tài)數(shù)據(jù)融合模塊,實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理和特征提取。(第10-14個(gè)月)
***任務(wù)2.5**:在中型復(fù)雜系統(tǒng)仿真模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析不同算法和模型的性能,進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)和模型迭代。(第12-18個(gè)月)
***負(fù)責(zé)人**:核心成員A,核心成員B
***預(yù)期成果**:形成一套完整的核心算法和模型設(shè)計(jì),完成中期評(píng)估報(bào)告,在中型仿真場景中驗(yàn)證算法的有效性。
***第三階段:原型系統(tǒng)開發(fā)與綜合驗(yàn)證(第19-30個(gè)月)**
***任務(wù)3.1**:設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)的總體架構(gòu)和功能模塊,確定開發(fā)技術(shù)路線和工具。(第19-21個(gè)月)
***任務(wù)3.2**:開發(fā)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型推理、控制決策等核心功能模塊。(第20-26個(gè)月)
***任務(wù)3.3**:集成各模塊,開發(fā)系統(tǒng)用戶界面和可視化展示功能。(第25-27個(gè)月)
***任務(wù)3.4**:選擇典型復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用場景,收集真實(shí)或高仿真數(shù)據(jù)。(第22-28個(gè)月)
***任務(wù)3.5**:在真實(shí)或高仿真場景下對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行全面的功能測試、性能評(píng)估和魯棒性驗(yàn)證。(第27-30個(gè)月)
***任務(wù)3.6**:與現(xiàn)有方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),量化評(píng)估本項(xiàng)目研究成果的實(shí)際應(yīng)用效果。(第29-30個(gè)月)
***負(fù)責(zé)人**:核心成員B,核心成員C,研究助理
***預(yù)期成果**:開發(fā)完成復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測與控制原型系統(tǒng),形成綜合驗(yàn)證報(bào)告和對(duì)比分析報(bào)告。
***第四階段:成果總結(jié)與推廣(第31-36個(gè)月)**
***任務(wù)4.1**:系統(tǒng)整理項(xiàng)目研究成果,撰寫高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文,投稿至國內(nèi)外頂級(jí)或權(quán)威期刊和會(huì)議。(第31-33個(gè)月)
***任務(wù)4.2**:撰寫項(xiàng)目總報(bào)告,總結(jié)研究經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)貢獻(xiàn)。(第34-35個(gè)月)
***任務(wù)4.3**:根據(jù)需要申請(qǐng)發(fā)明專利,保護(hù)核心技術(shù)成果。(第32-35個(gè)月)
***任務(wù)4.4**:對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和完善,形成可演示的應(yīng)用版本。(第33-36個(gè)月)
***任務(wù)4.5**:探討成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用潛力,與相關(guān)企業(yè)或機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)交流與合作。(第35-36個(gè)月)
***負(fù)責(zé)人**:首席研究員,全體項(xiàng)目成員
***預(yù)期成果**:發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文,完成項(xiàng)目總報(bào)告,申請(qǐng)獲得相關(guān)發(fā)明專利,形成可演示的原型系統(tǒng)應(yīng)用版本,完成成果總結(jié)與推廣工作。
2.**風(fēng)險(xiǎn)管理策略**
項(xiàng)目實(shí)施過程中可能面臨各種風(fēng)險(xiǎn),項(xiàng)目組將制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理策略,以應(yīng)對(duì)潛在挑戰(zhàn),確保項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
***技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)**:復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制涉及多學(xué)科交叉,技術(shù)難度大,模型和算法的研發(fā)可能遇到瓶頸。
***應(yīng)對(duì)策略**:加強(qiáng)文獻(xiàn)調(diào)研和理論學(xué)習(xí),借鑒相關(guān)領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù);采用分階段研發(fā)策略,先實(shí)現(xiàn)核心功能,再逐步完善;建立定期技術(shù)研討機(jī)制,及時(shí)解決技術(shù)難題;積極尋求與高校、研究機(jī)構(gòu)的合作,共享資源和技術(shù)。
***數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)**:獲取高質(zhì)量、大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)據(jù)可能存在困難,數(shù)據(jù)質(zhì)量也可能影響模型性能。
***應(yīng)對(duì)策略**:提前規(guī)劃數(shù)據(jù)需求,與相關(guān)單位建立合作關(guān)系,確保數(shù)據(jù)獲取途徑;開發(fā)數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理工具,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量;探索利用仿真數(shù)據(jù)補(bǔ)充真實(shí)數(shù)據(jù),或采用數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)提升模型魯棒性。
***進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)**:項(xiàng)目涉及多個(gè)子任務(wù),相互依賴性強(qiáng),可能因某個(gè)環(huán)節(jié)延期影響整體進(jìn)度。
***應(yīng)對(duì)策略**:制定詳細(xì)的工作計(jì)劃,明確各階段任務(wù)和時(shí)間節(jié)點(diǎn);建立項(xiàng)目跟蹤機(jī)制,定期檢查進(jìn)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決延期問題;預(yù)留一定的緩沖時(shí)間,應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況;采用敏捷開發(fā)方法,分模塊迭代推進(jìn),提高適應(yīng)性。
***應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)**:原型系統(tǒng)在實(shí)際場景中可能因環(huán)境差異、預(yù)期不符等原因難以落地應(yīng)用。
***應(yīng)對(duì)策略**:在原型開發(fā)初期即與潛在應(yīng)用單位溝通,充分了解實(shí)際需求;選擇具有代表性的應(yīng)用場景進(jìn)行驗(yàn)證;設(shè)計(jì)靈活的系統(tǒng)架構(gòu),便于根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整;加強(qiáng)與用戶的溝通培訓(xùn),提升用戶接受度。
***團(tuán)隊(duì)風(fēng)險(xiǎn)**:項(xiàng)目成員可能因工作安排、人員變動(dòng)等原因影響項(xiàng)目協(xié)作。
***應(yīng)對(duì)策略**:建立高效的團(tuán)隊(duì)溝通機(jī)制,定期召開項(xiàng)目會(huì)議;明確各成員職責(zé)分工,加強(qiáng)協(xié)作;建立人才備份機(jī)制,應(yīng)對(duì)人員變動(dòng);提供必要的培訓(xùn)和激勵(lì)機(jī)制,保持團(tuán)隊(duì)穩(wěn)定性。
通過上述時(shí)間規(guī)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理策略,項(xiàng)目組有信心克服困難,按計(jì)劃完成各項(xiàng)研究任務(wù),實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。
十.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)
本項(xiàng)目擁有一支結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)互補(bǔ)、經(jīng)驗(yàn)豐富的核心研究團(tuán)隊(duì),成員涵蓋復(fù)雜系統(tǒng)理論、、控制工程、數(shù)據(jù)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域,能夠確保項(xiàng)目研究的深度和廣度,有效應(yīng)對(duì)研究中的各種挑戰(zhàn)。
1.**項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員的專業(yè)背景與研究經(jīng)驗(yàn)**
***首席研究員(張明)**:教授,博士生導(dǎo)師,復(fù)雜系統(tǒng)與智能控制研究所所長。長期從事復(fù)雜系統(tǒng)建模、風(fēng)險(xiǎn)分析及智能控制研究,在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、非線性控制理論以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方面具有深厚的學(xué)術(shù)造詣。曾主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng),面上項(xiàng)目3項(xiàng),在IEEETransactions系列期刊以及頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表高水平論文50余篇,其中SCI論文30余篇,ESI高被引論文5篇。擁有多項(xiàng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)明專利,并曾獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和省部級(jí)科技一等獎(jiǎng)各1次。具備豐富的項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)管理經(jīng)驗(yàn),熟悉復(fù)雜系統(tǒng)研究前沿動(dòng)態(tài)。
***核心成員(李紅)**:研究員,博士,與數(shù)據(jù)科學(xué)研究中心副主任。專注于深度學(xué)習(xí)、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在復(fù)雜系統(tǒng)建模與預(yù)測中的應(yīng)用研究,在機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方面積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。曾在國際知名會(huì)議(如NeurIPS,ICML)發(fā)表多篇論文,并參與編寫《深度學(xué)習(xí)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用》專著。熟悉多種深度學(xué)習(xí)框架和算法,具備獨(dú)立承擔(dān)復(fù)雜算法研發(fā)任務(wù)的能力。
***核心成員(王強(qiáng))**:副教授,博士,控制理論與工程研究所青年骨干教師。研究方向?yàn)樽赃m應(yīng)控制、強(qiáng)化學(xué)習(xí)及其在智能電網(wǎng)和交通系統(tǒng)中的應(yīng)用,在模型預(yù)測控制、系統(tǒng)辨識(shí)和優(yōu)化控制方面有深入研究。作為主要完成人參與完成多項(xiàng)省部級(jí)科研項(xiàng)目,發(fā)表核心期刊論文20余篇,申請(qǐng)發(fā)明專利10余項(xiàng)。擁有扎實(shí)的控制理論基礎(chǔ)和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),能夠有效銜接理論與實(shí)際應(yīng)用。
***核心成員(趙靜)**:高級(jí)工程師,數(shù)據(jù)科學(xué)家,擁有多年大數(shù)據(jù)處理與分析經(jīng)驗(yàn)。擅長多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合、統(tǒng)計(jì)建模和機(jī)器學(xué)習(xí)算法工程化實(shí)現(xiàn),在金融風(fēng)控、工業(yè)過程監(jiān)控等領(lǐng)域有成功項(xiàng)目案例。熟悉Hadoop、Spark等大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及Python、R等數(shù)據(jù)分析工具,具備將復(fù)雜算法轉(zhuǎn)化為實(shí)用系統(tǒng)的能力。
***研究助理(劉偉)**:博士研究生,研究方向?yàn)閺?fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用。在圖數(shù)據(jù)分析、復(fù)雜系統(tǒng)仿真和風(fēng)險(xiǎn)傳播建模方面有較好基礎(chǔ),協(xié)助團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、模型測試和實(shí)驗(yàn)分析工作。具備較強(qiáng)的編程能力和文獻(xiàn)閱讀能力,能夠高效完成分配的任務(wù)。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員均具有博士或博士學(xué)位,平均研究經(jīng)驗(yàn)超過8年,覆蓋了本項(xiàng)目所需的核心技術(shù)領(lǐng)域,形成了從理論研究、算法設(shè)計(jì)到工程實(shí)現(xiàn)的全鏈條技術(shù)能力。團(tuán)隊(duì)內(nèi)部具有緊密的合作關(guān)系和良好的學(xué)術(shù)
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