智能问题求解方法在经济管理中的应用

第一篇：智能问题求解方法在经济管理中的应用

智能方法在管理中的应用

【摘要】 在信息化的社会，智能方法在管理中应用越来越广泛，主要表现为商务智能技术和智能管理系统。它们的应用使生产生活更加有效率、便捷，使人们享受更好的服务。【关键词】

智能

管理

商务智能技术

信息社会

随着信息社会的到来与迅猛发展，智能逐渐被除计算机的众多领域所使用，而与人们关系密切的经济管理也在积极的改进自身，这其中就运用了很多的智能方法。

智能问题求解方法在管理中的主要应用有商务智能技术和智能管理系统，商务智能是指将储存于各种商业信息系统中的数据转换成有用信息的技术。商务智能系统是一种能从不同的数据源搜集的数据中提取有用的数据，并对这些数据进行清洗与整理，以确保数据的正确性然后对数据进行转换、重构等操作，并将其存入数据仓库或数据集市中;同时运用适合的查询、分析工具、数据挖掘工具、OLAP工具等管理分析工具对信息进行处理使信息变为辅助决策的知识并将知识以适当的方式展示在决策者面前供决策者运筹帷握。他的应用主要体现在电子商务中的使用以及在商家在仓库管理中的使用。

我将商务智能应用分为导购技术，仓库管理技术，系统分析技术。导购技术即如何在浩如烟海的商品中找到合适的商品，有效保留用户防止用户流失提高电子商务系统的销售。其主要有智能搜索引擎技术、智能代理技术两种：

（1）智能搜索引擎技术：智能搜索引擎技术利用人工智能技术使搜索引擎智能化从而达到优化搜索的目的。从发展看，智能搜索引擎技术受限于人工智能技术的瓶颈。（2）智能代理技术：智能代理技术是商务智能导购技术的重要发展方向作用于价值链的每个环节具有很强的潜力.但整体看尚未成熟需要进一步发展„才能满足商务活动的需要。

仓库管理技术主要分为数据仓库、数据挖掘、联机分析处理技术：

（1）数据仓库技术。数据仓库的供应商较多产品较丰富。较为著名的是Sybase公司研发的行业数据仓库架构。数据仓库是实现商业智能的数据基础是企业长期事务数据的汇总.是面向主题的、集成、稳定的数据集主要用于决策支持。它为商务智能存储大量原始信息用提供相关行业的数据分析模型可识别客户群、分析用户访问路径、进行相应的检测与预测等应用。数据仓库提供了海量的数据是商务智能的核心技术的重要技术基础。

(2)数据挖掘。数据挖掘是从数据库或数据仓库等信息库的海量数据中挖掘特定知识与信息的过程。数据挖掘技术用于商务活动中的研究方向主要集中在分类、关联、聚簇、规则发现、神经网络、顺序模式等几个方面。这些基于商务智能应用的理论基础是来自商务活动的基本假定:如能够找到客户基础特征的变化趋势，就可因势利导.掌握待机在商业竞争中立于不败之地。

(3)联机分析处理。联机分析处理可对基于数据仓库的多维数据进行在线分析处理生成新的信息的同时，监测商务运作的成效，架起管理人员与商务数据联系的桥梁。联机分析处理技术是数据仓库基础之上的在线应用主要在市场利润、经济预测等方面有较成熟的应用。

商务智能系统分析，又可分为企业需求分析、信息来源分析、逻辑信息模型设计、商务智能系统结构设计等步骤。

企业需求分析可包含CRM分析、经营分析、产品组合分析、产品促销推广分析、财务风险分析与电子商务分析等等。

信息来源分析要对可能的信息来源进行调查，包括从顾客服务、商品销售、存货采购、会计财务、人力资源、推广促销、市场调查与电子商务等相关系统中考察可以收集的信息源。

逻辑信息模型设计主要的工作是从已经联机的信息系统中找寻可用于信息分析的相关资料档案，并且与企业各项业务分析中的系统需求功能相比照，设计与汇集可符合企业需要的逻辑信息模型。

商务智能系统结构设计包括确定硬件与软件组成，设计信息从来源系统到商务智能系统数据仓库的处理流程。通常采用OLAP与数据挖掘工具进行分析预测，使终端用户存取数据更有效率。

这些商务智能的应用直接使得人们的生产生活变得更加具有效率，更加便捷，而企业之间的竞争在信息化的时代背景下逐渐走向技术水平的较量，人才的比拼。

智能管理系统则更深入我们生活的方方面面，建筑的智能化、学校的一卡通智能管理、小区的智能化管理、停车场智能管理„智能化已经在我们不知不觉中来到我们的身边。就拿我们生活中的校园一卡通智能管理系统来说。

校园一卡通管理系统是 随着网络数字化的推广和普及，很多高校在积极探索建立数字化校园，实现无纸化办公的产物，应用于学校的收费管理、教学服务、后勤服务等。校园一卡通业务是学校、银行、公司联手共建的，学校提供场地，银行提供资金支持，公司提供技术等，这也将之与社会联系起来。校园一卡通具有身份识别、消费支付、系统挂接等多项功能，可广泛应用于餐饮收费、洗浴收费、超市购物、游泳健身、图书管理、电子阅览、学费交纳、上机收费、学生选课、学籍管理、学生补助等等，在高校规范管理中发挥着积极的作用：

(一)校园一卡通消费简单、方便、高效、安全

校园一卡通的每一张卡片，都有一个唯一的物理卡号，在读卡器上能显示持卡人的所有信息，必须在学校内部使用。即使不慎丢失，只要及时到指定地点挂失，补办新卡，就能保证卡内资金安全，照常使用。校园一卡通操作简单，携带方便，使用高效，资金安全。高等学校存在一个固定而庞大的消费群体，那就是几万名学生和教工。提高工作效率，将优质便捷的服务贯穿整个教学、科研、后勤之中，使学生和教工在紧张的学习和工作之余，享受校园一卡通消费带来的便捷、安全、舒适和愉悦，体现出校园一卡通超乎寻常的优越性。

(二)加强财务管理，促进财务信息化建设，规范学校的经济秩序

校园一卡通结算系统设在学校财务处，财务处是唯一的资金结算部门，校园一卡通覆盖的收费网点，杜绝人工收费，有效遏制资金外流现象。通过校园一卡通可查询个人的消费支出情况、学生收费情况等，提高了财务管理水平和服务质量，对促进财务信息化的建设起到积极的作用。由于这部分资金循环稳定，学校可以集中管理，有利于增强学校对资金的调控能力。

(三)加强教学管理，丰富学生体育、文化、精神生活

通过校园一卡通管理系统，建立学生学籍档案，方便教务授课，学生选课、上机、电子阅览，教学管理得到进一步加强。同时，学生还可以利用闲暇时间，参加丰富多彩的活动，游泳、洗浴、健身、上网、购物、图书阅览等，使学子们在紧张学习之余，快乐的放松心情，体现出学校以人为本，构建和谐校园的科学理念。

当然，这个系统也存在些许不便，如我们必须先将钱存进银行再转入校园卡，而这中间必然存在着一定的时间耗费。但不可否认的是，校园一卡通管理系统确实给我们，包括所有校园一卡通的使用者带来了很多方便之处，真可谓“一卡在手，行遍校园”，大大提高了工作和生活效率。

总之，在这个日新月异的社会中,智能在管理中的地位越来越高，应用也越来越广泛。智能在管理中的应用，让我们的社会更加高效，让我们的生活更加便捷，让我们更加享受社会发展的成果，更加享受生活。智能让我们的生活更“智能”。

第二篇：微积分学中的函数构造法在求解不等式问题的应用

函数构造法在证明不等式方面的应用

杨利辉

(成都纺织高等专科学校人文社科与基础部，成都 611731)

作者：杨利辉（1970-），女，助教，主要从事大学数学教学及研究。

摘要：关于不等式的证明方法有很多种，而运用函数构造法证明不等式使得问题简单化，本文阐述了数学中构造法的含义及其应用所产生的影响，用实例介绍了函数构造方法的几种应用情形。关键词：函数构造法；不等式；证明

Abstract： There are various methods can be applied to prove the inequalities.Especially, the method of construction can make the problems of inequalitybe simplified.We first state the meaning of the method of construction which applies effectively to resolve the problems of inequality in advanced mathematics.Then, construction of function, graphic solution, inequality equation and so on will be introduced.And a soundly explanation of various method of construction will be given by illustration.Keywords：The method of structure；Inequality；Constructing function;continuous1、构造法及其意义

学习数学在于善于寻求解题方法，发现一条摆脱疑难、绕过障碍的途径，实现从已知到未知的转化，在解题过程中，由于某种需要，要把题设条件中的关系构造出来，将关系设想在某个模型之上得以实现，将已知条件经过适当的逻辑组合而创造出一种新的形式，从而使问题得到解决.构造法是根据问题的有关信息确定特定的映射关系构造出数学模型，将问题转化为对数学模型的数理机制的研究，从而达到解题的一种化归方法。化归是一种间接解决问题的方法，它在解决数学问题中的作用在于转化，就是把待解决或未解决的问题进行变形，分割，映射，或者简单化，或熟悉化，或具体化，直到归纳到一类已经能够解决或者比较容易解决的问题中去.运用构造法解题的巧妙之处在于不是直接去解问题A，而是构造一个与问题A有关 的辅助问题B，通过解答问题B 而达到解决问题A的目的.构造法是数学中最具有挑战 性的解题思路，它的合理使用使复杂问题简单化.特别是对于解决不等式问题，因为不 第1页

等式是两个数值或两个代数式或两个函数大小的比较，不等式的证明方法有很多种，而采取构造法证明不等式不仅可以提高解题速度，同时也拓宽了解题思维.构造法作为一种创造性的思维活动，对思维能力的培养和提高也有很大的益处，它作为一种重要的数学思想和常用数学方法，具有广泛的应用，在证明过程中，既能逢难化易，又能活跃思维，是培养创造性思维的一个极好的切入点.本文通过几个实例，阐述如何运用函数构造法来证明不等式的问题.2、几种常见的函数构造方法

在证明不等式时，先认真观察不等式的结构特征，或者作适当的变形后再观察，然后构造出一个与该不等式有关的辅助函数，利用辅助函数的有关性质去证明不等式，这种证明不等式的方法就叫做函数构造法。

2.1 利用函数的单调性构造辅助函数：

若fx在[a,b]上连续，在a,b内可导，且对于任何x∈(a,b)有fx0 则fx 在[a,b]上单调增加；若fx0，则fx在[a,b]上单调减小.例1已知m、n、都为正整数,且1mn，证明：(1m)n(1n)m.分析利用不等式左右两端形成一致构造函数，并结合单调性来解决问题.证设fxln1x(x2)，x

1xln(1x)

则fx，因为x2，2x

x1,ln(1x)lne1，所以1x

所以fx0，故f(x)在(2,+∞)时是减函数, 即ln(1m)ln(1n)，mn

所以ln(1m)nln(1n)m,故原不等式成立.例2设实数a,b,c，满足|a|1,|b|1,|c|1，求证：abc2abc.证构造函数faabc2abcbc1acb2，因为|b|1,|c|1,所以bc10，故f(a)为关于变数a的一次函数，且f(a)在（-1，1）上为单调函数，而f1bc1cb2b1c1，由|b|1,|c|1知f(1)0故f(a)为减函数，当1a1时，有f(a)f(1)0.从而题设条件下有abc2abc.2.2利用函数的局部保号性

例3已知|a|1,|b|1,|c|1,求证：abbcac1.证原不等式形为bcabc10，构造函数f(a)bcabc1，若bc0，不等式成立，若bc0，则fa是a的一次函数,又－1＜a＜1，而f1bcbc11b1c0，f1bcbc11b1c0,由单调函数的局部保号性有 fa0，从而得到abbcac1.2.3利用整函数多项式的性质

20062006

例

4是整数.分析:分子中两个幂底数的第二项与分母都相同，联想到函数值的求法。

证明：构造函数 fx1x

因fxfx，故f(x)是一个只含有 x 奇次项且不含常数项的整系数多项式函数，因此f(x)是一个只含有偶次项的整系数多项式函数，x20061x2006，又因为x

故原式是整数.2.4利用函数的凹凸性

设函数yfx在[a，b]上连续，若对[a，b]中任意两个值x1和x2（x1x2），恒有f(x1x2f(x1)f(x2))，则称yf(x)在[a，b]上是上凸的；若恒有2

2xxf(x1)f(x2)f(12)则称yf(x)在[a，b]上是上凹的.22

b]上是上凸的，若yf(x)在[a，则对该区间内任意n个自变量的值x1,x2,x3,,xn

有不等式

f(x1x2xnf(x1)f(x2)f(xn))成立 nn

而且仅当x1x2x3xn 时等号成立.例

5、在ABC中，求证：sinAsinBsinC

证明：设x1x2且x1、x2(0,)，令f(x)sinx，因为f(x1)f(x2)sinx1sinx2xxxxxxxxsin12cos12sin12f(12)，22222233.2所以ysinx在[0，]上是上凸的，因为A，B，C(0,)根据定理有

故sinAsinBsinC

3.2sinAsinBsinCABCsinsin，3333、小结

本文介绍了运用函数构造法证明不等式的一些方法。利用函数构造法证明不等式需要认真分析要证明的不等式所具有的特点，引用不同的构造法，然后运用其特性对不等式加以证明。

构造法在数学中的应用非常的广泛，运用构造法解决不等式问题培养了学生具有创

造性的数学能力和解决实际问题的能力，而创造性的能力的体现是创造性思维。

对于数学思维的培养及数学方法的培养也有一定的加强作用，有利于提高学生运用数学知识解决实际问题的能力，有利于激发学生学习兴趣，有利于提高学生学习的自觉性，把学生和教师从题海中解放出来，从而减轻教与学的过重负担。

参考文献

[1]陈传璋,朱学炎,金福临,欧阳光中.数学分析[M].北京:高等教育出版社,1983.[2]李忠,周建莹.高等数学[M].北京:北京大学出版社，2002.[3] 陶兴模.中学数学问题研究与教学探讨[M].重庆:重庆出版社，2006.[4] 王仲春,李元中.数学思维与数学方法论[M].北京:高等教育出版社，1989.[5] 袁拥军.从一道竞赛题谈构造法解题[J].中等数学,2004（10）：20—22.

第三篇：泰勒公式在极限求解中的应用

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泰勒公式在极限求解中的应用

作者：刘靖 江飞

来源：《考试周刊》2013年第08期

摘 要： 泰勒公式是高等数学中的一个非常重要的内容，我们可以借助它解决很多问题.本文简述了泰勒公式在求解函数的极限中的应用.关键词： 泰勒公式 极限 应用

1.泰勒公式

2.泰勒公式在求极限中的应用

用泰勒公式计算函数极限的实质是计算极限时忽略较高阶的无穷小，当在求函极限的过程中发现用其他方法较难时，可以考虑利用泰勒公式进行求解，尤其是■型极限的求解，此时只需把分子、分母展开到同阶的无穷小即可.通过上面的几个例子，可以看出利用泰勒公式求解某些函数的极限很简洁、方便，从而能准确、高效地解决一些数学问题.参考文献：

[1]同济大学数学系.高等数学（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2001：139-145.[2]华东师范大学数学系.数学分析（上册）[M].北京：高等教育出版社，2002.[3]南京大学数学系.数学分析习题全解[M].合肥：安徽人民出版社，1999.

第四篇：自然辩证法在智能交通中的应用

自然辩证法在智能交通中的应用

摘要：采用智能交通手段来管理城市交通，无疑是最人性化也是能有显著成效的方式。信息化技术在交通领域的应用，不仅体现在利用高新技术降耗增效，同时也全面提升了交通运输产业技术水平。当道路不畅时驾驶者需要频繁地踩油门踩刹车，而每次减速的燃油消耗是平常耗油的3倍。因此，治理拥堵已经成为治理城市大气污染的重要方面。完善智能道路出行信息服务是治堵的关键。而自然辩证法是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法。

本文以自然辩证法的观点认识和分析智能交通的发展历程，将更加全面地推动交通智能化的发展，为最终节能减排的国家大计做出贡献。

关键字：自然辩证法；智能交通；信息采集

第一章 自然辩证法在自然科学研究中的地位

当代自然辩证法是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法[1]。

马克思和恩格斯全面地、系统地概括了他们所处时代的科学技术成功，批判吸取了前人的合理成分，系统地论述了辩证唯物主义自然观、自然科学发展过程及其规律性，以及科学认识方法的辩证法，以恩格斯的光辉著作《自然辩证法》为标志，创立了自然辩证法继续发展的广阔道路。自然辩证法是马克思主义哲学的一个重要组成部分。

自然辩证法科学地解决了人与自然的关系问题，从而可以为人类自身的健康发展奠定坚实的思想基础，自然辩证法以现代全新的自然观作为思想基础内在地蕴涵了一种新的科学的发展观，它一方面要求科学、技术、经济与社会之间横向的协调发展，另一方面则要求当代人与其子孙后代之间纵向的可持续性发展，从而为我们当代社会的健康发展提供了一条新的具体的思路，自然辩证法客观地阐明了科学技术的性质及其社会地位与作用，对我们正确认识当代反科技浪潮，制定积极稳妥的科技发展政策提供了重要的理论依据和行动指南。

在辩证唯物主义哲学体系中，自然辩证法与历史唯物论相并列。它集中研究自然界和科学技术的辩证法，是唯物主义在自然界和科学技术领域中的应用，它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术领域。学习和运用自然辩证法将有助于我们搞清科学和哲学的关系，从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律，更加全面的观察思考问题，只有加深了认识，我们才能更好地发挥主观能动性，迎接新的科学技术的挑战。

世界上诸多国家之所以纷纷提出自己的信息化战略，争先恐后地建设本国信息高速公路，不遗余力地发展和推广应用计算机信息技术，根本原因在于信息化可以对本国经济与社会的发展产生巨大的功效，可有助于提高国民的生活质量。信息技术离不开计算机，计算机是自然界的一个事物，它的计算过程是类似人脑的，计算机能不能思维，是不是会有意识，未来会是什么样子？这个问题就是哲学层次的问题。而自然科学的计算机科学与技术专业，主要研究就是在科学层次和技术层次，主要是在比如图灵机原理这些问题。可以看出，自然辩证法研究的问题比自然科学层次更高一些，研究一些比较宏观的问题；自然科学研究一些理论、比较精确的定理，以及设计实际的机器设备。但是，两者研究的问题显然有着紧密的联系，是一般和特殊的关系。计算机从本质上讲是人的思维规律和机器相结合的产物，那么对思维规律的研究和对机器的研究是不可分割的。

第二章 智能交通的定义及发展背景

2.1 智能交通的定义

智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统[2]。

2.2 智能交通的发展背景

2.2.1汽车社会化

工业化国家在市场经济的指导下，大都经历了经济的发展促进汽车的发展，而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程，从而这些国家超前实现了汽车化的时代。汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消费和环境污染等社会问题日趋恶化，交通阻塞造成的经济损失巨大，使道路设施十分发达的美国、日本等也不得不从以往只靠供给来满足需求的思维模式转向采取供、需两方面共同管理的技术和方法来改善日益尖锐的交通问题，这些建立在汽车轮子上的工业国家在探索既维护汽车化社会，又要缓解交通拥挤问题的办法中，旨在借助现代化科技改善交通状况达到“保障安全，提高效率、改善环境、节约能源”的目的的ITS概念便逐步形成。2.2.2环境可续化 工业化国家在工业化、城市化发展的进程中面临着日益严重的资源短缺与环境恶化问题，这一问题在发展中国家同样存在，20世纪50年代以来，生存与发展问题成为人类社会面临的最紧迫的任务，1972年联合国人类环境会议上通过了《人类环境宣言》。城市化生产力发展的一个必然结果，按世界经济发展的规律，城市化水平达到30%以上，将出现经济的飞速发展阶段，美国、日本、英国等发达国家，在1990年城市化水平达到了75%、77%、89%，这些国家针对交通发展对资源和环境的影响，逐步调整交通运输体系与结构。这些国家都经历了为满足车辆发展的需求，而大力开发建设交通基础设施（如美国1944年规划的7万km高速公路规划，经过50年基本完成，但仍产生拥挤和阻塞），在大量土地、燃油等资源占用和消耗的同时，不但交通需求没有完全满足，而且还造成汽车尾气由于道路拥挤排放量剧增，不仅经济造成巨大损失，而且给环境带来恶劣影响。60、70年代以来，由于石油危机及环境恶化，工业化国家开始采取以提高效益和节约能源为目的的交通系统管理（TSM）和交通需求管理（TDM）同时大力发展大运量轨道及实施工交优先政策，在社会可持续化发展的目标下调整运输结构，建立对能源均衡利用和环境保护最优化的交通运输体系。ITS作为综合解决交通问题，保护社会经济可持续发展和与环境相协调的新一代交通运输系统，随着信息技术的迅速发展在发达国家孕育发展，90年代以后，成为世界范围内的重要发展趋势。2.2.3信息技术智能化

交通管理的科学化、现代化，一直是人们综合治理、解决交通问题而追寻的目标，早期的交通信号控制系统装置采用了电子、传感、传输等技术实现科学管理，随着科学技术的发展，尤其是计算机技术科学以及GPS、信息通讯的普及和应用，交通监视控制系统、交通诱导系统、信息采集系统等在交通管理中发挥了很大作用，但这些技术单纯是对车辆或道路实施科学化管理，范围单一，局限性、系统性不强。

80年代后期以来，世界范围内的冷战结束，工业化国家用于军事和国防领域的卫星导航系统，信息采集与提供系统，计算机控制与管理系统，电子与电子通讯技术等高新技术转向民用化，军事上的投入也大部分转移到民用技术的开发和应用上，与此同时，包括我国在内的广大发展中国家借助和平、稳定的国际环境加快本国的经济发展，发展中国家经济的迅速发展促进了世界范围内产业结构发生巨大的变化，工业化国家的传统工业领域由于劳动力密集型的产业向发展中国家集中而失去明显竞争优势，开始酝酿开辟高新技术含量的产业市场，在这种国际环境背景下，代表一场信息革命到来的信号，引起全球的极大关注，这就是“信息高速公路”信息技术得到飞速发展，尤其是国际信息网络“internet”建立，加快了全球经济一体化的进程，1994年开始，世界经济逐步进入信息革命阶段。

信息产业应运而生，ITS以信息技术为先导，融其它相关技术应用到交通运输智能管理上有其广大市场，工业化国家和民营企业纷纷投入到这一新兴的产业。美国政府于1991年开始投资对ITS的开发研究，仅美国高速公路安全局1993年的投资预算就达2010万美元；欧洲19个国家投资50亿美元到EUREKA项目。

第三章 智能交通的发展

3.1智能交通的发展现状

面对当今世界全球化、信息化发展趋势，传统的交通技术和手段已不适应经济社会发展的要求。智能交通系统是交通事业发展的必然选择，是交通事业的一场革命。通过先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算器技术和系统综合技术有效的集成和应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现，从而实现实时、准确、高效、安全、节能的目标。

交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今国际交通领域的三大难题，尤其以交通安全问题最为严重。采用智能交通技术提高道路管理水平后，每年仅交通事故死亡人数就可减少30%以上，并能提高交通工具的使用效率50%以上。为此，世界各发达国家竞相投入大量资金和人力，进行大规模的智能交通技术研究试验。很多发达国家已从对该系统的研究与测试转入全面部署阶段。智能交通系统将是21世纪交通发展的主流，这一系统可使现有公路使用率提高15%到30%。

美、欧、日是世界上智能交通系统开发应用的最好国家，从它们发展情况看，智能交通系统的发展，已不限于解决交通拥堵、交通事故、交通污染等问题。经30余年发展，ITS的开发应用已取得巨大成就。美、欧、日等发达国家基本上完成了ITS体系框架，在重点发展领域大规模应用。可以说，科学技术的进步极大推动了交通的发展，而ITS的提出并实施，又为高新技术发展提供了广阔的发展空间。

随着传感器技术、通信技术、GIS技术（地理信息系统）、3S技术（遥感技术、地理信息系统、全球定位系统三种技术）和计算机技术的不断发展，交通信息的采集经历了从人工采集到单一的磁性检测器交通信息采集到多源的多种采集方式组合的交通信息采集的历史发展过程，同时国内外对交通信息处理研究的逐步深入，统计分析技术、人工智能技术、数据融合技术、并行计算技术等逐步被应用于交通信息的处理中，使得交通信息的处理得到不断的发展和革新，更加满足ITS各子系统管理者、用户的需求。

3.2智能交通的发展特征

3.2.1 信息采集与处理方式的多样化

交通信息采集的方式分为人工采集方式和自动采集方式。自动采集方式包括磁性检测器（包括感应线圈检测器、磁阻传感器等）、光学检测器（包括视频检测器、激光检测器）、微波检测器（包括微波检测器和雷达测速仪）、路面情况及测重传感器（雨雾检测器，路面结冰检测器，轮、轴重仪等）。随着科学技术的发展，自动采集技术得到了不断的研究、发展和应用。各种采集技术都有各自的优点和缺点，利用多种采集方式的进行组合采集交通信息是国内外研究的热点和焦点。

开发了信息的质量控制技术、多源交通信息融合技术、信息的多时间尺度预测技术、信息集成技术、信息压缩技术和存储技术等，大大提高了信息的精度及信息提供的种类。

3.2.2 信息的内容及地理范围广

不同的交通采集方式采集的参数种类有限，例如感应线圈只能采集到交通流量、占有率、速度等固定地点的截面交通参数;视频检测器只能采集到交通流量、速度、占有率、排队长度等固定地点的交通参数；随着多种交通采集方式的组合，可以获得交通流量、速度、占有率、排队长度、行程时间、区间速度等截面和路段交通参数，丰富了交通信息的采集内容的同时也提高了采集地理范围的广度。随着交通数据获取源的增加，交通信息用户对海量交通信息实时性需求的逐步提高。近几年，国内外逐渐将分布式并行计算技术、高性能计算服务器以及高性能的数据处理算法应用于海量交通信息的处理之中，改善了信息的处理速度。3.2.3 信息采集的精度和经济性提高

随着磁性和光学传感器工艺的提高、图像处理技术和定位技术的发展，交通信息的采集精度也不断得到提高。同时，随着近几年对交通检测器配置优化技术的不断深入研究，交通信息的采集在保证信息全面性和动态性的前提下，也提高了交通信息采集的经济性。这为ITS系统的开发和应用奠定了基础。随着人工智能、统计分析、模糊逻辑、混沌理论等的逐渐成熟，逐渐开发出了一些基于这些理论及方法的交通信息处理方法，大大提高了信息处理的精度及质量。

第四章 自然辩证法对智能交通发展的指导意义

自然辨证法是研究自然界和科学技术发展的一半规律、人类认识和改造自然一般方法、以及科学技术在社会发展中的作用的科学，它是马克思主义哲学的重要组成部分，是对于人类认识和改造自然的成果与后动进行哲学概括与总结的产物。

（一）自然辨证发体系对智能交通发展的指导意义

自然辩证法的体系和主要内容是，自然观-科学观-技术观-科学技术与社会。这一规律在智能交通发展的过程中，就是我们的自然观发展到我们对科学技术发展的渴求，发展了我们的计算机科学技术观，而发展出的计算机科学技术与网路技术自然而然要在我们的社会中或者说在智能交通中有着广泛的应用。

按照自然辩证法的说法，系统式由若干项目联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能的有机整体。在智能交通管理软件开发的过程中，无论是各个模块的开发，还是整个交通规划软件的开发和设计，都要按照这样的原理进行，各个模块之间必须按照流程和规范有机，有序的结合在一起。因此在这个角度按，智能交通管理系统的开发原理和我们学习的自然辩证法有着密切的关系。

（二）自然辩证法对交通智能化发展的指导

自然辩证法作为辩证唯物主义关于自然界以及人类认识与改造自然界的根本观点和根本方法，是在科学地解决人和自然界的矛盾的过程中产生和发展起来的，也是为合理地处理人和自然界的矛盾服务的。因此、它始终以人和自然界的关系作为贯穿其研究全过程的核心线索。在人和自然界的关系中，自然界处于客体的地位，是人类所要认识和改造的客观对象，也是决定人类认识和改造这个对象的全部活动之合理性的客观依据。人则是人和自然界的关系中的主体，是积极地变革这“关系的主动的方面，是认识与改造自然的能动的实践者。主体要反映和改变客体，人类要认识和改造自然界，还必须借助于科学技术的中介。正是由于掌握了科学和技术，才使人类高于动物界、使人类与自然界的关系根本不同于动物与自然界的关系。

自然界经历这“混沌-有序-新的混沌-新的有序”的循环发展过程。这个规律也符合我们的信息软件开发，在信息管理软件实施过程中，软件和软件的需求不一定符合，难么开发的产品就要通过反馈进行重新的排序与整顿，投入应用过程中，随着时间的推移，信息系统的软件会由于外界环境的变化而不符合实际情况，又需要重新的序列整合，进行新的有序管理。

在科学理论的思维中，我们学习了四个阶段，问题的提出-问题的求解-问题的突破-检验阶段。在智能交通的开发过程中，我们得首先根据道路的现实状况以及实时道路流量状况，对整个区域的交通信息进行采集，然后对采集的信息进行分析，同时合理的规划交通的布局，在由一些先进的技术，尤其是计算机技术科学以及GPS、信息通讯的普及和应用，交通监视控制系统、交通诱导系统、信息采集系统等在交通管理中发挥了很大作用。通过这些技术对车辆或道路实施科学化管理，整体协调整个交通体系。人们将要采用的智能交通系统，是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中，车辆靠自己的智能在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，借助于这个系统，管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。智能交通：智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为交通参与者提供多样性的服务。最终实现交通智能化以节能减排，提高交通效率。

总结

智能交通的发展离不开自然辩证法的指导。自然界客观存在的规律性，通过智能交通领域的特殊性，在自然辩证法的指导下，智能交通才会更加发展。

参考文献

[1] 赵修渝.自然辩证法概论.重庆大学出版社.2002.[2] 智能交通还需专利“铺路”．合享新创.2014.[3] 吴锡军 何国平.高技术——跨世纪的战略问题.江苏科技出版社.2010.

第五篇：智能材料在土木工程中的应用

智能材料在土木工程中的应用

[摘要]：智能材料是2l 世纪的一种新型的材料、是材料科学发展的方向，而在当代的土木工程领域内，智能材料已经得到了广泛的应用。本文对智能材料的概念、类型及其特点进行介绍，论述了智能材料在土木工程中应用和研究现状。[关键词]:智能材料;土木工程;应用现状

智能材料是一种能感知外界环境变化并自动改变自身特性以适应该变化，可实现自诊断、自调节、自适应、自修复等功能的新型复合材料，是近年来引起世界各发达国家重视的新材料高技术体系，其全新的构思源于仿生，目标是要获得类似人的各种功能的“活”的材料。智能材料的出现为土木工程材料与结构提供了新的发展方向，智能材料与结构系统在木土工程领域中有着巨大的应用潜力，目前压电、压磁、光纤、形状记忆合金等智能材料，在当代土木工程领域内也已得到了广泛应用。

1智能材料的概念，类型及其特性

1.1概念.智能材料（Intelligent material），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。

1.2组成.目前智能材料主要有形状记忆合金、电流变体和磁流变体、磁致伸缩材料、压电材料等几大类。一般情况下智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。l）基体材料基体材料担负着承载的作用，一般宜选用轻质材料.基体材料首选高分子材料，因为其重量轻、耐腐蚀，尤其具有粘弹性的非线性特征.其次也可选用金属材料，以轻质有色合金为主。

2）敏感材料敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化（包括压力、应力、温度、电磁场、PH 值等）.常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等.3）驱动材料因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力，所以它担负着响应和控制的任务.常用有效驱动材料有形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等.可以看出，这些材料既是驱动材料又是敏感材料，起到了双重作用，这也是智能材料设计时可采用的一种思路.4）信息处理器信息处理器是在敏感材料、驱动材料间传递信息的部件，是敏感材料和驱动材料二者联系的桥梁.1.3特性.因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：

1）传感功能：能够感知外界或自身所处的环境条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。

2）反馈功能：可通过传感网络，对系统输入与输出信息进行对比，并将其结果提供给控制系统。

3）信息识别与积累功能：能够识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。

4）响应功能：能够根据外界环境和内部条件变化，适时动态地作出相应的反应，并采取必要行动。

5）自诊断能力：能通过分析比较系统的状况与过去的情况，对诸如系统故障与判断失误等问题进行自诊断并予以校正。

6）自修复能力：能通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制，来修补某些局部损伤或破坏。

7）自调节能力：对不断变化的外部环境和条件，能及时地自动调整自身结构和功能，并相应地改变自己的状态和行为，从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。

2智能材料在土木工程中应用

2．1 形状记忆合金在土木工程中的应用

形状记忆合金(SMA)是一类具有形状记忆效应(Shape Memory Effect)的智能合金材料。具有形状记忆效应的合金包括Ni—Ti，Cu—Zn—Al，Cu—Al—Ni以及聚氨基甲醇乙醇等。作为一种新型的功能性材料，形状记忆合金其最显著的优点之一就是在激发材料的形状记忆效应时，材料能产生很高的回复应力(700 MPa以上)和回复应变(8％左右)，并且还具有很强的能量储存和能量传输能力。利用这一特性就可把材料埋植在各种结构中，进行结构的自增强、自增韧、自诊断和自适应控制的研究与应用，同时也可将材料制成智能型驱动器，进行结构的裂缝、损伤、变形及振动的主动隔振等方面的研究与应用。形状记忆合金的另一个显著的优点是相变伪弹性性能和相变滞后性能，其应力一应变曲线在加卸载过程中形成环状，这说明材料在此过程中可吸收和耗散大量的能量。试验结果表明，形状记忆合金的相变回复力也很高，其值可达近400 MPa。根据这一特性就可研制具有相变伪弹性性能的形状记忆合金被动耗能器或被动耗能控制系统，以便进行土木工程结构的被动耗能抗震控制。

目前，国外已将形状记忆合金耗能器用于砌体结构和钢筋混凝土结构的被动抗震控制设计，同时也有用于古建筑抗震加固的应用实例，还有将形状记忆合金制成主动阻尼控制系统的研究。用 TiNi 形状记忆合金作为隔音材料及探测地震损害控制的潜力已显示出来。已试验了桥梁和建筑物中的应用，因此作为隔音材料及探测损害控制的应用已成为一个新的应用领域。

2．2压电材料在土木工程中的应用

将压电体集成于传统的结构中，利用压电传感元件感知结构的振动模态，并根据其输出，再通过相应的控制算法确定压电作动体的输入，以实现结构振动的主动控制，是目前压电类智能结构应用研究的前沿和热点。为此，许多研究人员先后利用压电陶瓷(ZPT)作为加速度传感器和驱动体研究了任意复杂激励下压电层合结构的主动阻尼和被动阻尼以及主动振动控制等问题，还有的学者根据经典复合板理论，采用加速度反馈控制方法讨论了利用压电传感元件实现复合材料层合梁的主动阻尼控制并进行了试验研究。特别是近年来压电材料和压电堆技术的迅速发展，为压电类智能结构的研究和应用开辟了许多新领域。

目前压电材料和压电堆技术广泛应用于土木工程结构的静变形控制能、噪声主动控制、健康监测、安全评定和自适应修复以及抗震抗风等多个领域。

2．3光导纤维在土木工程中的应用

光导纤维是一种由外包层和内芯构成的纤维状光通信介质材料，这种先进的信息传输材料最先被用于通信传输系统，而且其研究发展速度很快。原因是作为信息载体的光子要比电子的速度容量与空间容量优越得多。光子响应速度比电子高出三个数量级。光子的高并行处理能力和高信息率等特性，使其具有远高于电子信息容量与处理速度的潜力。

目前，在传统的混凝土结构中埋人光纤作为传感元件进行结构强度、裂缝、损伤、变形、振动、钢筋锈蚀和施工质量等方面的自动诊断、监测、预报、控制和评价，同时再埋人驱动元件(如形状记忆合金等)，并将控制元件和信息处理系统与之结合，形成具有智能功能的混凝土结构，从而实现混凝土结构的自检测、自诊断、自适应和自修复等，也是智能材料结构系统在土木工程中的研究与开发应用的热点和前沿。光纤材料是土木工程结构健康诊断及其地震响应主动控制中传感器设计的理想材料。早在20世纪80年代的时候美国就已经将光纤维材料应用于桥梁的振动监测，我国也已经将光纤材料用于三峡大坝健康监测和安全评定系统中。

2．4 压磁材料在土木工程结构中的应用

磁流变液(MRF)悬浮体系，在外加磁场的作用下，它们的粘性、塑性、弹性等流变性能会发生显著的可逆变化。且当外加场强超过临界值后，磁流变液会在几毫秒内从液态变为固态。在显微镜下可以观察到，在磁场的作用下，磁流变液的分散相颗粒结成了沿磁场方向的链状结构。由于磁流变液的特性可以在介于液体和固体的属性之间进行可控(由外加磁场直接控制流体的流变特性)、快速(响应时间只有几毫秒)和可逆的转变的独特性质，而且对流体的特性实施控制时所需的能量又较低，变化动态范围大，易于大面积铺放、成本低，磁流变液成为智能结构中作动器件的主要材料。

目前，人们主要将磁流变液应用到减振器、离合器、柔性机械卡具、机器人手臂、液压阀门、直升机旋翼、油缸运动的控制桥路以及电源的高速开关等各个领域，已设计出了一些应用磁流变液的高性能参数可控的减振器、离合器、隔振器等新产品，在土木工程领域主要应用于高层建筑、电视塔、大跨网架和大跨桥梁等土木结构地震的半主动控制。

另外，磁致伸缩智能材料也在土木工程的研究中得到了广泛的重视。磁致伸缩智能材料是一类磁致伸缩效应强烈，具有高磁致伸缩系数并具有电磁能／机械能可逆转换功能的材料。磁致伸缩材料在智能材料与结构领域中光纤材料主要用于传感、监测和远距离信息传具有较好的应用前景，目前这类材料已广泛用于声纳系统、大功率超声器件、精密定位控制、各种阀门和驱动器件等。

3结语.智能材料与我们的生活息息相关，其在土木工程结构中的研究与应用更是展现出独特的优越性能和广阔的应用前景，智能材料的发展将推动结构的智能监测与诊断系统的研究与应用，为结构自修复、自愈合功能的研究和设计提供应用基础。智能材料与结构系统及其应用技术的兴起与发展不仅意味着结构功能的增强，结构使用效率的提高和结构设计形式的优化，更重要的是对传统土木工程的结构设计、建造、维护及使用控制等许多观念的更新起了重大的推进作用。

参考文献：

[1]郑智能，张永兴，董强.智能材料及其在土木工程中的应用.重庆交通学院学报.2005,06 [2]邓友生,孙宝俊.智能材料系统及其在土木工程中的应用研究.建筑技术.2005,36(2)[3]任勇生.智能材料在土木结构监测和振动控制中的应用.太原理工大学学报.2000,05 [4]谢建宏,张为公,梁大开.智能材料结构的研究现状及未来发展.材料导报.2006,11.[5]程显,文关群.智能材料在土木工程中的应用.工程与建设.2006,01

感想： 冬季学期研讨课结束了，虽然只有短短五周，却学到了不少东西。印象最深的是程老师的全英文PPT，虽然看不懂，但深深体会到材料学科的学术严谨之风，更觉高端大气上档次，让人一下子静下心来投入到课程中去。也许是氛围太严肃了吧，每节课都有打瞌睡的人，自己有时候也克制不住，听着听着就快睡了，毕竟这是充斥着一大堆陌生学术名词的理科课，兴奋点不多。所以，在此提点小小建议供老师参考：

1，可在每节课上适当放几分钟科学视频等引起我们的兴趣，让我们“兴奋”起来。2，分小组时应明确组长的责任与作用，并对组长和课堂展示的同学（两者不能为一人）以加分为奖励，鼓励同学们积极参与小组讨论与竞选。最后，衷心地希望“智能材料与科学”这门课可以越办越精彩，同时也祝老师万事如意，新春快乐啦。