本書主要內(nèi)容包括概論、人工智能技術(shù)現(xiàn)狀及政策環(huán)境分析、人工智能算法、人工智能應(yīng)用技術(shù)、人工智能在火電領(lǐng)域的應(yīng)用、人工智能在核電領(lǐng)域的應(yīng)用、人工智能在水電領(lǐng)域的應(yīng)用等。
前 言
人工智能是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力量，加快發(fā)展新一代人工智能是事關(guān)我國能否抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇的戰(zhàn)略問題。發(fā)電行業(yè)在幾十年快速增長后，增速放緩，為適應(yīng)新時(shí)代對(duì)科學(xué)生產(chǎn)、精細(xì)管理的需要，發(fā)電行業(yè)面臨戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，人工智能是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、精細(xì)管理，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的重要手段。
新一代人工智能產(chǎn)業(yè)已在全球范圍進(jìn)入快速發(fā)展軌道，各國針對(duì)人工智能領(lǐng)域均制定了推動(dòng)人工智能相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綱要與規(guī)劃。美國重點(diǎn)關(guān)注國防軍事、國土安全和醫(yī)療影像等領(lǐng)域，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局于2018年9月宣布將投入20億美元開展一項(xiàng)名為AI Next的計(jì)劃，旨在加速人工智能研究；麻省理工學(xué)院計(jì)劃斥資10億美元，建設(shè)新的計(jì)算機(jī)學(xué)院，致力于將人工智能技術(shù)用于該校的所有研究領(lǐng)域。歐洲國家更加關(guān)注于人工智能倫理、數(shù)據(jù)安全、電子政務(wù)、數(shù)字技術(shù)等方面，包括法國、英國、德國等國家，均制定了防范人工智能給人類帶來潛在威脅等安全問題的政策，例如德國相繼發(fā)布了《新高科技戰(zhàn)略》《將科技帶給人類-人機(jī)交互的研究項(xiàng)目》《聯(lián)邦教育研發(fā)部關(guān)于創(chuàng)建“學(xué)習(xí)系統(tǒng)”平臺(tái)的決定》等政策，其研究重點(diǎn)在于人工智能技術(shù)與“工業(yè)4.0”計(jì)劃的結(jié)合。日本發(fā)布的人工智能政策有《日本復(fù)興戰(zhàn)略2016》《人工智能科技戰(zhàn)略》兩項(xiàng)，在能源清潔和能源高效利用等領(lǐng)域重點(diǎn)部署。自2017年起，我國人工智能進(jìn)入國家戰(zhàn)略規(guī)劃，從國家頂層設(shè)計(jì)方面，越來越重視到人工智能作為一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，能夠滲透至各行各業(yè)，并助力傳統(tǒng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式升級(jí)，提升行業(yè)效率，正在逐步成為掀起互聯(lián)網(wǎng)顛覆性浪潮的新引擎。
本書共分為12章。第1章從人工智能的概念、發(fā)展歷程和主要學(xué)派入手，使讀者對(duì)人工智能廣闊的研究內(nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域有個(gè)總體了解。第2章圍繞全球主要國家的人工智能技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)各國人工智能市場(chǎng)規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)和政策環(huán)境進(jìn)行全面解析。第3章全面闡述有監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)、弱監(jiān)督學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、知識(shí)表示與推理、群體智能算法等人工智能典型算法的原理、實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。第4章詳細(xì)介紹人工智能應(yīng)用技術(shù)路線的方法原理、表現(xiàn)形式和典型應(yīng)用領(lǐng)域，涵蓋大數(shù)據(jù)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能測(cè)量、智能控制和智能機(jī)器人等。第5～11章以場(chǎng)景應(yīng)用需求為導(dǎo)向，總結(jié)典型應(yīng)用案例的成功經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)探討人工智能在火電、核電、水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、綜合智慧能源和供熱等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施效果。第12章總結(jié)人工智能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析方法，以此評(píng)估人工智能技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益，分析人工智能總體市場(chǎng)規(guī)模。
縱觀國內(nèi)外人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀以及各國針對(duì)人工智能推廣應(yīng)用所制定的相關(guān)政策，新一代人工智能產(chǎn)業(yè)已在全球范圍進(jìn)入快速發(fā)展軌道，逐漸成為新一輪科技革命的突破口和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)前，發(fā)電行業(yè)已初步具備將人工智能轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，并將在智能安防、運(yùn)行優(yōu)化、狀態(tài)檢修、經(jīng)營決策、遠(yuǎn)程診斷等領(lǐng)域得到更廣闊的應(yīng)用。因此，推進(jìn)人工智能技術(shù)與發(fā)電生產(chǎn)經(jīng)營的融合創(chuàng)新，必將成為發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展和智能化升級(jí)的重要突破點(diǎn)。為更好地推動(dòng)人工智能技術(shù)在發(fā)電行業(yè)的落地應(yīng)用，編寫組先后調(diào)研瑞士蘇黎士大學(xué)、中國科學(xué)院、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力大學(xué)、瑞士ABB公司、華為、阿里云、大疆科技、商湯科技、�？低暤雀咝�、研究院所和高科技公司。在交流學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，作者結(jié)合近年來的思考和實(shí)踐，選取了主流人工智能技術(shù)進(jìn)行了粗淺的探討，對(duì)各種人工智能技術(shù)在發(fā)電行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了研究分析，與高校、研究院所、高科技公司的專業(yè)研究人員和電廠技術(shù)人員共同分享。
在此要特別感謝國家電力投資集團(tuán)有限公司江毅總經(jīng)理、中國工程院劉吉臻院士、東南大學(xué)呂劍虹教授對(duì)本書編寫給予的悉心指導(dǎo)和關(guān)心。感謝嚴(yán)宏強(qiáng)、趙蘭坤、岳喬、黃智、張晉賓、鄭慧莉、楊東超、王舉寶、李輝、呂克啟、夏杰、劉景軍、李廣博、鐘永、
孫潔等課題中期和驗(yàn)收評(píng)審專家，他們對(duì)本書內(nèi)容提供了許多寶貴建議，在此深表謝意。
感謝中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)發(fā)電自動(dòng)化專委會(huì)的侯子良、楊新民、沈炯、許繼剛、尹松、金豐、孫長生、呂劍虹、陳世和、郭為民、姚峻等各位專家委員提供的技術(shù)指導(dǎo)和幫助。
在本書編寫過程中，得到了國家電力投資集團(tuán)有限公司、國家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院、國核電站運(yùn)行服務(wù)技術(shù)有限公司、山東電力工程咨詢?cè)�、華北電力大學(xué)、中關(guān)村華電能源電力產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等單位領(lǐng)導(dǎo)、專家以及同事們的指導(dǎo)和幫助，在此表示感謝。
本書的編寫，還得到了國家能源局、發(fā)電集團(tuán)、高等院校、科研院所和高科技公司等有關(guān)單位和部門的大力支持，參考了他們的許多研究成果，在此一并表示感謝。
本書得到國家電力投資集團(tuán)有限公司2019年軟課題研究項(xiàng)目《人工智能在發(fā)電行業(yè)應(yīng)用及研究》、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61871182、61773160）、北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（4192055）和模式識(shí)別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金項(xiàng)目（201900051）等的支持。
本書的出版得益于全體編委會(huì)成員一年多的辛勤付出和努力工作。感謝陳建國、劉袁新、包偉偉、李俊峰、付雪建、林雄、李世元、安東平、王金娜、楊凱、張騰兮、王怡爽等對(duì)本書編寫組在資料提供和書稿核對(duì)方面付出的辛勞。
本書既可作為高等院校能源動(dòng)力、電氣、自動(dòng)化、人工智能專業(yè)師生的教學(xué)用書，也可作為能源領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)、發(fā)電廠、科技公司和制造企業(yè)的研發(fā)和技術(shù)支持人員的參考用書。
人工智能是范圍極廣、內(nèi)容龐雜的一門學(xué)科，新技術(shù)發(fā)展日新月異，鑒于編委會(huì)成員的水平和掌握的資料有限，本書分析還不夠全面，研究尚不夠深入，提出的觀點(diǎn)不一定正確，僅供專家和同行參考借鑒。書中存在的疏漏及論述不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正！
編 者
2020年6月于北京
作者團(tuán)隊(duì)為國家電力投資集團(tuán)科研人員，主編華志剛，正高工程師、工學(xué)博士、經(jīng)濟(jì)管理博士后。長期從事火電生產(chǎn)管理、節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化、智慧電廠建設(shè)、儲(chǔ)能技術(shù)研究等工作。熱能動(dòng)力工程專業(yè)博士畢業(yè)。在國外EI刊物和《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》、《中國電力》、《熱力發(fā)電》等核心期刊發(fā)表文章20余篇，主編《儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)及商業(yè)運(yùn)營模式》
序Ⅰ
序Ⅱ
前言
第1章 概述
1.1 人工智能的定義
1.2 人工智能的發(fā)展歷程
1.3 人工智能的主要學(xué)派
1.4 人工智能的研究內(nèi)容
1.5 人工智能的行業(yè)應(yīng)用
第2章 人工智能技術(shù)現(xiàn)狀及政策環(huán)境分析
2.1 全球人工智能技術(shù)現(xiàn)狀
2.2 中國人工智能技術(shù)現(xiàn)狀
2.3 全球主要人工智能政策分析
2.4 中國人工智能政策分析
第3章 人工智能算法
3.1 算法概述
3.2 有監(jiān)督學(xué)習(xí)
3.3 無監(jiān)督學(xué)習(xí)
3.4 弱監(jiān)督學(xué)習(xí)
3.5 知識(shí)表示與推理
3.6 群體智能算法
第4章 人工智能應(yīng)用技術(shù)
4.1 大數(shù)據(jù)應(yīng)用
4.2 計(jì)算機(jī)視覺
4.3 自然語言處理
4.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
4.5 智能測(cè)量
4.6 智能控制
4.7 智能機(jī)器人
第5章 人工智能在火電領(lǐng)域的應(yīng)用
5.1 火電發(fā)展現(xiàn)狀
5.2 火力發(fā)電對(duì)人工智能的需求
5.3 人工智能在火電領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
5.4 典型應(yīng)用案例分析
第6章 人工智能在核電領(lǐng)域的應(yīng)用
6.1 核電發(fā)展現(xiàn)狀
6.2 核能發(fā)電對(duì)人工智能的需求
6.3 人工智能在核電領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
6.4 典型應(yīng)用案例
第7章 人工智能在水電領(lǐng)域的應(yīng)用
7.1 水電發(fā)展現(xiàn)狀
7.2 水力發(fā)電對(duì)人工智能的需求
7.3 人工智能在水電領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
7.4 典型應(yīng)用案例分析
第8章 人工智能在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用
8.1 風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀
8.2 風(fēng)力發(fā)電對(duì)人工智能的需求
8.3 人工智能在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
8.4 典型應(yīng)用案例分析
第9章 人工智能在太陽能發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用
9.1 太陽能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
9.2 太陽能發(fā)電對(duì)人工智能的需求
9.3 人工智能在太陽能發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
9.4 典型應(yīng)用案例分析
第10章 人工智能在綜合智慧能源領(lǐng)域的應(yīng)用
10.1 綜合智慧能源發(fā)展現(xiàn)狀
10.2 綜合智慧能源對(duì)人工智能的需求
10.3 人工智能在綜合智慧能源領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
10.4 人工智能在綜合智慧能源領(lǐng)域的發(fā)展方向
10.5 典型應(yīng)用案例分析
第11章 人工智能在供熱領(lǐng)域的應(yīng)用
11.1 智慧供熱發(fā)展現(xiàn)狀
11.2 供熱對(duì)人工智能的需求
11.3 人工智能在供熱領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景
11.4 智慧供熱技術(shù)路線與建設(shè)路徑
11.5 典型應(yīng)用案例分析
第12章 人工智能應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性
12.1 人工智能應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法概述
12.2 人工智能技術(shù)經(jīng)濟(jì)靜態(tài)評(píng)價(jià)方法
12.3 人工智能技術(shù)經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法
附錄A 世界人工智能發(fā)展簡史
附錄B 中國人工智能發(fā)展簡史
主要符號(hào)表
參考文獻(xiàn) 后記 編寫組寄語
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