軟件制造一切 期待中國(guó)“定義”未來

陳碩

違法鳴笛“老大難”問題，如今有了新對(duì)策。

一款名為“INV2052型機(jī)動(dòng)車亂鳴喇叭自動(dòng)記錄系統(tǒng)”（鳴笛抓拍系統(tǒng)）的產(chǎn)品已通過公安部檢測(cè)中心的檢驗(yàn)認(rèn)證測(cè)試，并在福州悄然上路。

它由北京東方振動(dòng)和噪聲技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱“東方所”）創(chuàng)新研制，是全國(guó)第一個(gè)研發(fā)成功試運(yùn)行、第一個(gè)取得公安部認(rèn)證和第一個(gè)正式運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車亂鳴喇叭抓拍系統(tǒng)。

而事實(shí)上，這個(gè)集數(shù)個(gè)第一為一身的創(chuàng)新產(chǎn)品，只是東方所在復(fù)雜環(huán)境聲源識(shí)別定位研究中所做出的一個(gè)新拓展。

“聽見”+“看見”：讓違法鳴笛有“跡”可循

車輛亂鳴亂按問題由來已久，無論事發(fā)當(dāng)時(shí)的監(jiān)測(cè)，還是事后處理追責(zé)，都因?yàn)槁曇舻膹?fù)雜性和不可見性等造成取證困難。哪怕交警就在現(xiàn)場(chǎng)，人耳辨別喇叭聲來源也是十分困難的，如何通過科技手段對(duì)鳴喇叭違章行為進(jìn)行監(jiān)管和取證，是困擾交管部門多年的難題。

北京東方所于2016年4月推出的“INV2052型機(jī)動(dòng)車亂鳴喇叭自動(dòng)記錄系統(tǒng)”為這一難題的解決提供了新方法。自2016年6月16日起，這套系統(tǒng)已經(jīng)在福州市區(qū)楊橋東路達(dá)明路口投入試運(yùn)行。

該系統(tǒng)基于國(guó)際先進(jìn)的聲納陣列定位技術(shù)研發(fā)，不僅能夠?qū)崟r(shí)偵測(cè)鳴笛聲，準(zhǔn)確定位鳴笛車輛，自動(dòng)進(jìn)行抓拍和車牌識(shí)別，而且會(huì)實(shí)時(shí)生成圖像、音頻和視頻三種證據(jù)記錄，并在線完成證據(jù)上傳和推送，讓亂鳴喇叭這一違法行為不僅“聽得見”，而且“看得見”。

2017年5月，該系統(tǒng)經(jīng)過了國(guó)家安全防范報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（北京）、公安部安全與警用電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心電磁兼容、氣候環(huán)境適應(yīng)性等一系列考驗(yàn)，證明其在室外風(fēng)雨雷電等環(huán)境下均可正常運(yùn)行，并且系統(tǒng)亂鳴喇叭捕獲率、記錄有效率和號(hào)牌識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)99%，遠(yuǎn)超相關(guān)技術(shù)要求，成為國(guó)內(nèi)首款取得公安部權(quán)威認(rèn)證的機(jī)動(dòng)車亂鳴喇叭自動(dòng)記錄系統(tǒng)，讓執(zhí)法真正做到有據(jù)可依。

這是東方所近年取得的最新產(chǎn)品成果，將噪聲主動(dòng)控制應(yīng)用到了智能交通，更是將其核心技術(shù)—DASP軟件和INV智能數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)—的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了拓展。

自1985年創(chuàng)立以來，東方所一直專注于振動(dòng)、沖擊、噪聲、動(dòng)態(tài)測(cè)試、信號(hào)處理、模態(tài)分析、試驗(yàn)技術(shù)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、虛擬儀器和測(cè)控技術(shù)等領(lǐng)域的軟、硬件開發(fā)，推出了由DASP和INV系列產(chǎn)品組成的自主創(chuàng)新產(chǎn)品虛擬儀器。

提到DASP和INV，就不得不提到它們的開創(chuàng)者—東方所曾經(jīng)的創(chuàng)始人之一、如今的名譽(yù)所長(zhǎng)應(yīng)懷樵。

39載不息探索：拓展DASP“疆界”無限

不少人熟悉應(yīng)懷樵頗具“傳奇”色彩的成就—我國(guó)著名的振動(dòng)噪聲與信號(hào)處理專家，中國(guó)虛擬儀器領(lǐng)域的時(shí)代拓荒者；1973年就開始嘗試用軟件和算法解決儀器問題并取得成功；1979年提出虛擬儀器的核心概念—“軟件制造儀器”；1985年提出卡泰儀器（計(jì)算機(jī)采集測(cè)試分析儀），將“試驗(yàn)室拎著走”的理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，創(chuàng)新并滾動(dòng)推出DASP大型軟件包；2009年提出云智慧儀器和云智慧時(shí)代的概念，并成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)室云上走”；2012年提出“從軟件制造儀器”到“軟件制造一切”的新概念，全面研發(fā)完成及實(shí)現(xiàn)虛擬儀器庫和移動(dòng)試驗(yàn)室的強(qiáng)大功能……

但卻很少有人清楚，他在30多年的探索實(shí)踐中，已經(jīng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將DASP虛擬儀器庫拓展到何種“疆界”—

經(jīng)過多年積累，如今這套虛擬儀器已經(jīng)包含了DASP虛擬儀器庫、INV移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室和100多項(xiàng)自主創(chuàng)新的信號(hào)處理與測(cè)試技術(shù)，集數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、振動(dòng)分析、模態(tài)測(cè)試、樁基檢測(cè)、聲學(xué)測(cè)量、噪聲控制、動(dòng)力學(xué)修改和響應(yīng)計(jì)算等多種功能于一體。

如今的東方所能夠?yàn)榭蛻籼峁y(cè)量分析、模態(tài)、聲學(xué)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械四大類近20小類細(xì)分領(lǐng)域的解決方案，提供采集硬件、分析軟件、教學(xué)系統(tǒng)、測(cè)試服務(wù)、智能交通五大類20小類的產(chǎn)品服務(wù)，且仍在不斷更新中。大到航天器的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，小到精巧的便攜式儀器，無論實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是野外測(cè)試，均能從DASP中獲得專業(yè)產(chǎn)品服務(wù)方案。

基于DASP龐大的軟硬件功能，東方所的產(chǎn)品應(yīng)用更是拓展到了鐵路、橋梁、建筑、交通、地震、勘測(cè)、航空航天、國(guó)防軍工、計(jì)量、機(jī)電、石化等諸多行業(yè)領(lǐng)域。

而其客戶，更是遍及全中國(guó)，數(shù)至幾千家，包括清華等近百家高等院校，以及中科院下屬十幾家科研院所；所服務(wù)的科研對(duì)象，更是包括神舟飛船發(fā)射平臺(tái)、航天器、軍械、衛(wèi)星、汽車、橋梁、樓房、電子、井架、古文物等，得到廣大用戶的高度評(píng)價(jià)。

具體到成功案例，更是為數(shù)眾多，比如曾服務(wù)于奧運(yùn)場(chǎng)館鳥巢振動(dòng)測(cè)試的Analyzer動(dòng)態(tài)測(cè)試和信號(hào)分析系統(tǒng)，曾經(jīng)服務(wù)于時(shí)速350公里高速鐵路測(cè)試的LAN-DAQ分布式測(cè)量分析系統(tǒng)，已經(jīng)成功服務(wù)于杭州灣跨海大橋、鸚鵡洲大橋等多座橋梁/隧道的Bridge Measurement橋隧動(dòng)靜態(tài)測(cè)試系統(tǒng)……數(shù)不勝數(shù)。

同時(shí)，東方所也在跟隨時(shí)代的腳步不斷更新自我。2009年，東方所首次提出“云智慧測(cè)試”和“云智慧儀器”的構(gòu)想，并于2011年研制成功，面向市場(chǎng)推廣應(yīng)用。他們將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)有機(jī)整合，把測(cè)試技術(shù)提高到了一個(gè)嶄新階段，使分散在全世界范圍內(nèi)不同功能的測(cè)試設(shè)備與測(cè)試儀器通過云計(jì)算中心有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“實(shí)驗(yàn)室云上走”。

“我們東方所是研究開發(fā)算法和軟件起家，我們的DASP軟件算法的頻率精度到現(xiàn)在為止仍是在世界上領(lǐng)先的。”這是值得應(yīng)懷樵驕傲的，也是值得中國(guó)人驕傲的。而這一切都是基于創(chuàng)新，東方所熱衷于技術(shù)的創(chuàng)新與變革，每年都有大大小小許多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新不斷融入DASP中。

這正是他們能夠始終保持領(lǐng)先的根本原因。而也正是因?yàn)闁|方所和應(yīng)懷樵不斷堅(jiān)持創(chuàng)新，我國(guó)才沒有在爭(zhēng)奪和攀登人工智能AI這一新的科學(xué)高峰過程中掉隊(duì)。

發(fā)揮先天優(yōu)勢(shì)：助力建設(shè)創(chuàng)新中國(guó)

在應(yīng)懷樵牽頭撰寫的《“軟件制造一切”與“人工智能”及對(duì)振動(dòng)噪聲的應(yīng)用》一文中，他清晰論述了自己的觀點(diǎn)。他指出，人工智能AI與“軟件制造一切”是“異曲同工，不謀而合，殊途同歸”。“AI是通過算法和軟件使計(jì)算機(jī)或機(jī)器人像人那樣思考，并使機(jī)器人能做人所做的工作和思考，他靠的是大量的程序和各種智慧的和聰明軟件的‘超級(jí)軟件工程。軟件是計(jì)算機(jī)和機(jī)器人的大腦，因此是軟件制造了AI，決定了AI。而且AI與‘軟件制造一切是十分相似的概念。AI主要靠算法和軟件來思考一切、控制一切、管理一切、制造一切、創(chuàng)造一切、定義一切，‘軟件制造一切就是AI的高級(jí)階段。”

在應(yīng)懷樵看來，人工智能和“軟件制造一切”已成為第四次工業(yè)革命的兩個(gè)核心驅(qū)動(dòng)力，而在這一點(diǎn)上，中國(guó)與世界各國(guó)站在同一起跑線上，甚至中國(guó)科學(xué)家還享有先天優(yōu)勢(shì)。

他表示，我們應(yīng)利用自身在數(shù)學(xué)和軟件開發(fā)上多年積累的先天優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮大無畏的創(chuàng)新精神，讓DASP軟件和方法不斷智能化、智慧化，讓INV云智慧系統(tǒng)不斷豐富，讓國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器更加智能、實(shí)用。機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，值得業(yè)界同仁共同努力！