軟件制造一切 期待中國“定義”未來

陳碩

違法鳴笛“老大難”問題，如今有了新對策。

一款名為“INV2052型機動車亂鳴喇叭自動記錄系統(tǒng)”（鳴笛抓拍系統(tǒng)）的產(chǎn)品已通過公安部檢測中心的檢驗認證測試，并在福州悄然上路。

它由北京東方振動和噪聲技術(shù)研究所（以下簡稱“東方所”）創(chuàng)新研制，是全國第一個研發(fā)成功試運行、第一個取得公安部認證和第一個正式運行的機動車亂鳴喇叭抓拍系統(tǒng)。

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

“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)當時的監(jiān)測，還是事后處理追責(zé)，都因為聲音的復(fù)雜性和不可見性等造成取證困難。哪怕交警就在現(xiàn)場，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鳴喇叭違章行為進行監(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型機動車亂鳴喇叭自動記錄系統(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)楊橋東路達明路口投入試運行。

該系統(tǒng)基于國際先進的聲納陣列定位技術(shù)研發(fā)，不僅能夠?qū)崟r偵測鳴笛聲，準確定位鳴笛車輛，自動進行抓拍和車牌識別，而且會實時生成圖像、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)過了國家安全防范報警系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（北京）、公安部安全與警用電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心電磁兼容、氣候環(huán)境適應(yīng)性等一系列考驗，證明其在室外風(fēng)雨雷電等環(huán)境下均可正常運行，并且系統(tǒng)亂鳴喇叭捕獲率、記錄有效率和號牌識別準確率高達99%，遠超相關(guān)技術(shù)要求，成為國內(nèi)首款取得公安部權(quán)威認證的機動車亂鳴喇叭自動記錄系統(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)域進行了拓展。

自1985年創(chuàng)立以來，東方所一直專注于振動、沖擊、噪聲、動態(tài)測試、信號處理、模態(tài)分析、試驗技術(shù)、教學(xué)實驗、虛擬儀器和測控技術(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、如今的名譽所長應(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—我國著名的振動噪聲與信號處理專家，中國虛擬儀器領(lǐng)域的時代拓荒者；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（計算機采集測試分析儀），將“試驗室拎著走”的理念變?yōu)楝F(xiàn)實，創(chuàng)新并滾動推出DASP大型軟件包；2009年提出云智慧儀器和云智慧時代的概念，并成為現(xiàn)實，實現(xiàn)“實驗室云上走”；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)完成及實現(xiàn)虛擬儀器庫和移動試驗室的強大功能……

但卻很少有人清楚，他在30多年的探索實踐中，已經(jīng)帶領(lǐng)團隊將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移動實驗室和100多項自主創(chuàng)新的信號處理與測試技術(shù)，集數(shù)據(jù)采集、信號處理、振動分析、模態(tài)測試、樁基檢測、聲學(xué)測量、噪聲控制、動力學(xué)修改和響應(yīng)計算等多種功能于一體。

如今的東方所能夠為客戶提供測量分析、模態(tài)、聲學(xué)、旋轉(zhuǎn)機械四大類近20小類細分領(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驗設(shè)備，小到精巧的便攜式儀器，無論實驗教學(xué)還是野外測試，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、航空航天、國防軍工、計量、機電、石化等諸多行業(yè)領(lǐng)域。

而其客戶，更是遍及全中國，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)的科研對象，更是包括神舟飛船發(fā)射平臺、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價。

具體到成功案例，更是為數(shù)眾多，比如曾服務(wù)于奧運場館鳥巢振動測試的Analyzer動態(tài)測試和信號分析系統(tǒng)，曾經(jīng)服務(wù)于時速350公里高速鐵路測試的LAN-DAQ分布式測量分析系統(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橋隧動靜態(tài)測試系統(tǒng)……數(shù)不勝數(shù)。

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

“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。而也正是因為東方所和應(yīng)懷樵不斷堅持創(chuàng)新，我國才沒有在爭奪和攀登人工智能AI這一新的科學(xué)高峰過程中掉隊。

發(fā)揮先天優(yōu)勢：助力建設(shè)創(chuàng)新中國

在應(yīng)懷樵牽頭撰寫的《“軟件制造一切”與“人工智能”及對振動噪聲的應(yīng)用》一文中，他清晰論述了自己的觀點。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算機或機器人像人那樣思考，并使機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‘超級軟件工程。軟件是計算機和機器人的大腦，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)革命的兩個核心驅(qū)動力，而在這一點上，中國與世界各國站在同一起跑線上，甚至中國科學(xué)家還享有先天優(yōu)勢。

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，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，讓國產(chǎn)科學(xué)儀器更加智能、實用。機遇與挑戰(zhàn)并存，值得業(yè)界同仁共同努力！