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电子决策剧场的技术功能特点,主要体现在如下的6个方面:
一是8通道立体投影系统。
决策剧场采用国际领先的高清立体图影系统,高达6000流明亮度、2000:
1的高对比度、220MHZ的宽带比、120HZ的高清数字信号输出,同时结合内置边缘融合技术,完成弧形幕投影成像,实现240度大视角场景的三维立体展现,使决策者以身临其境的方式回顾过去,预视未来。
二是SGIVN200和SGIVS100图形工作站集群。
决策剧场拥有8个SGIVN200图形刀片作为实时图形渲染节点(辅节点),一个SGIVS100作为控制节点(主节点),节点之间通过一台24端口INFINIBAND交换机和一台24端口千兆以太网交换机互联,构成双网集群结构。
图形集群各渲染节点之间通过同步子卡、以太网与INFINIBAND网络实现画面的软同步和硬同步。
三是虚拟场景资源的配置管理。
决策剧场采用多通道宽屏幕(边缘)视频融合技术,既支持32个独立窗口与16个混频器,又支持原始高分辨率信道、缩放画中画、缩放背景等信道的信号输入和自由切换输入,可依据决策需要实现虚拟场景资源的灵活配置管理。
四是交互式仿真模拟。
决策剧场通过位置跟踪、多媒体技术与计算机图像集成与处理等技术手段,收集决策者的各种决策信息;
利用仿真系统、控制系统、信号处理与通信等系统实现决策的分析、建模、仿真;
通过三维立体的虚拟现实方式就决策方案、决策效果与决策者进行互动。
决策剧场能同时容纳32人进行决策沟通与互动。
五是远程决策信息传输与交换。
决策剧场通过专用服务器与协作软件,实现数据信息、文档信息和多媒体信息的远程连接与互动,提供多个具有广阔音频和视频功能的会议室,使本地和远程的决策参与者充分利用决策支持环境共享信息,交换意见,为群决策和分布式决策提供一流的技术平台。
六是超强的集成能力与计算能力。
电子决策剧场采用网格技术与云技术来对海量决策信息进行存储、加工与运算。
网格技术与云技术的作用是将分散在网络上的信息及信息存储、处理能力以合理的方式“粘合”集成起来,形成有机的整体,以提供比任何单台高性能计算机都强大得多的处理能力,实现信息的高度融合和共享。
通过网格技术与云技术能够将整个教育网集成为一台巨大的虚拟超级计算机,用来实现整个教育网范围的计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源和设备资源的全面共享,用网络把地理上广泛分布的各种计算资源,包括云计算平台,超级计算机和可视化系统等互连在一起,形成巨大的超级计算能力,满足复杂决策模型的实时运算需要,大大提高决策的速度。
即使与世界上最先进的美国亚利桑那州立大学决策剧场进行比较,华中科技大学电子决策剧场仍处于领先地位(下表为华中科技大学与美国亚利桑那州立大学决策剧场间的硬件比较),美国亚利桑那州立大学常务副校长Rick.Shangraw教授评价到:
“华中科技大学电子决策剧场拥有更优秀的系统架构、更先进的软硬件设施、更生动的虚拟现实效果,足以应对世界范围内的各种复杂决策问题的分析与求解工作。
”具体而言,华中科技大学电子决策剧场具有以下的先进性:
华中科技大学与美国亚利桑那州立大学决策剧场的硬件比较
内
容
亚利桑那州立大学
华中科技大学
投影机台数
7
8
投影机分辨率
800×
600
1920×
1080(高清)
屏幕
折幕,软幕,180度
弧幕,硬幕,240度
图像生成器
普通服务器
SGI(专业级别)
视频会议
无
有
计算能力
普通计算机
高性能计算机
一是视觉效果更逼真。
亚利桑那州立大学电子决策剧场使用的是由7个单屏幕装配而成的折幕。
它的弊端主要表现在:
第一,7个屏的颜色和亮度不一致,尤其是两个屏的拼接处亮度明显暗于屏幕中心;
第二,观看角度的约束性很强,不同的角度视觉效果差异很大,甚至出现视角范围内的盲区。
这两个问题降低了剧场整体的视觉效果,使得沉浸式的目标难以真正实现。
华中科技大学电子决策剧场采用无缝连接的240度弧幕,不仅能有效解决上述问题,而且可以大大提高视觉效果,增强立体沉浸感和现场感。
240度的视角可以覆盖人眼及头部转动的全部视觉范围,最大限度地提高沉浸感。
此外,1920×
1080的高分辨率,进一步增加了画面的清晰效果,120HZ的刷新频率使立体图像无闪烁感,满足决策者长时间舒适观看的要求。
二是图像处理功能更优。
亚利桑那州立大学决策剧场采用普通服务器作图像生成器,无论是在图像生成的及时性还是立体图像的刷新率方面都有明显局限。
华中科技大学电子决策剧场采用SGI顶级的图像服务器集群,可以实时生产大场景、高分辨率的图像。
此外,华中科技大学电子决策剧场还装有视频会议系统,能满足远程决策者参与互动的需求,延伸决策剧场的使用领域。
三是运算能力更强、速度更快。
亚利桑那州立大学决策剧场采用的是普通计算机来进行数据的分析与计算,计算能力有限。
华中科技大学电子决策剧场采用先进的网格技术与近年来才出现的云技术来实现超大规模的仿真模拟与分析计算。
在云计算平台上,成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云,可以提供每秒超过10万亿次的运算能力,可以仿真模拟智慧城市、危机应急等复杂的决策模型。
一是科学的决策方法。
电子决策剧场聚集来自公共管理、计算机、电信、经济、社会、法律、系统工程等各科学的研究人才,组建了一支高素质的研究队伍,搭建了以系统工程理论方法为支撑的、定性与定量相结合的、融自然科学与社会科学方法为一体的决策分析环境,采用的决策分析方法包括:
问卷调研、专家访谈、因果关联分析、模型研究、仿真实验、数据挖掘、信息融合等等。
在此基础上,电子决策剧场集成了群体决策支持系统、分布式决策支持系统等决策支持系统的特点,拥有一套综合的、灵活的决策方法体系,能够依据决策者、决策问题、决策目标、决策约束的特点帮助决策者做出满意的决策。
二是各类决策者的民主参与。
电子决策剧场利用信息资料库、信息挖掘技术等科学的方法,有理有据地保证了各类决策者的民主参与。
电子决策剧场依据所关注决策问题的领域与方向,对决策问题的各类利益相关者进行研究与分类,在此基础上建立了决策成员的信息资料库,包括:
政府参事资料库、行业专家资料库、企业信息资料库、公众信息资料库等。
在决策成员信息资料库的支持下,电子决策剧场可依据决策问题的具体特点,利用数据挖掘与知识发现等技术手段,设计、搜索并建立决策问题的决策团成员。
目前,电子决策剧场服务的决策团成员包括:
公民个人、群众团体、领域专家、决策专家、新闻媒体、企业领导、政府参事、政策顾问、政府职能部门与政策决策者等。
三是科学、民主的决策过程。
首先,在充分考虑与研究决策人知识结构、专业背景、理解能力差异的基础上,从科技、农业、交通、教育等行业与领域的角度,从政府、公众、企业、社会团体等各利益相关人的角度,从国内外学术研究和应用案例的角度,从历史、现状与趋势的角度,利用文字、数字、图片、三维影像、虚拟现实等方式与技术,全方位地对决策问题进行展示与分析,突破各种认识局限,在决策者之间构建科学、高效、民主的沟通桥梁。
随后,在政府公共数据中心、模型库、数据库、知识库等信息资料的支持下,运用各学科的、定性、定量相结合的各种技术方法,结合仿真预测等手段,生成多个备选方案。
电子决策剧场利用8通道、立体背投、240度弧幕既可提供单套方案虚拟现实的沉浸式交互展示,又可同时提供多套方案的立体式比照展示,充分实现决策者、研究人员与决策方案之间的无障碍交互。
最后,利用决策方案的多元评估系统对决策方案进行评估,并将评估的结果以多维可视化的形式,生动、全面地展示出来。
决策方案的多元评估系统由三部分组成,分别为方案技术指标的多元评估、方案利益相关人的多元评估、方案与历史案例的比较评估。
其中决策方案技术指标的多元评估是指,从方案的社会效应、经济效应、环境效应等角度,利用技术指标体系来衡量方案在这些方面的表现。
决策方案利益相关人的多元评估是指,由方案的利益相关人从各自的角度出发,对方案进行评价。
这里参与评价的利益相关人狭义上可以是参加决策研讨的成员,广义上也可以是全社会的公众、社会团体和各类机构。
当从较广的范围去搜集群众意见时,采用的方法包括:
移动电子政务技术、网络舆情的语义识别与数据挖掘等。
决策方案与历史案例的比较评估,是指在案例库与案例分析系统的支持下,将决策方案与历史同类或相近案例进行比较来对方案进行评估。
四是决策分析环境的特点。
身临其境的感知。
8通道、立体背投、无缝连接的240度弧幕包围了所有参与者的整个观看视野,配合环绕立体声响系统,可使决策者充分体验一种高度身临其境的三维立体视听感受,获得一个具有高度沉浸感的虚拟现实决策环境。
便捷、立体、多维的交互。
电子决策剧场实现了人与决策环境之间、人与人之间的充分交互,包括信息的交互,思想的交互,感受的交互,利益关切点的交流沟通。
通过科学而充分的交互,既实现了决策过程的民主,也利于促成决策方案的达成。
系统的集成。
电子决策剧场采用集成式和开放式的设计理念,有机地集成了多学科的人才、知识与技术,多行业的经验,多类型的数据源,多种信息加工、处理与展示的技术。
整个系统内容开放、应用整合,最大限度地方便决策者进行决策活动。
电子决策剧场当前的主要应用包括:
一是中央和地方政府公共决策。
政府所面对的决策问题越来越复杂,规模越来越庞大,已经远远超出了领导个人决策的能力,各种决策方案的制订往往由一个团队或多个组织协调完成。
为了满足政府决策的需要,华中科技大学电子决策剧场利用群体决策理论、组织决策理论、多目标决策理论,集成了群体决策支持系统、分布式决策支持系统等决策支持系统的特点,全方位地为政府的科学、民主决策提供支持。
二是智慧城市规划、建设、管理。
智慧城市的规划、建设与监管囊括了城市管理的众多领域,涉及土地、房产、交通、通信等多个行业,牵涉到政府、企业、公众等多个方面,其中出现的决策问题极为复杂。
电子决策剧场通过三维建模将城市的面貌通过虚拟现实的方式展示出来,让决策者“眼见为实”地看到决策问题,“身临其境”的体验决策方案,科学、民主的做出决策。
三是教育服务与监管。
通过采集各高校教学基本状态数据,运用数据仓库技术对数据进行时序分析、对比分析、统计分析和预测分析,对高校的运行状态作出评价,对国家宏观教育状态作出判断,并根据政府的要求向社会大众公开高校基本数据,为教育主管部门、评估专家、高等学校和社会大众提供服务。
四是应急预警管理。
决策剧场以政府为主导,以各行业、各职能部门为支撑构建了基于电子政务的开放式的预警与应急管理决策支持平台。
电子决策剧场充分整合与共享现有的公共安全信息资源,帮助政府管理者研究及制定公共安全预警信息的定义与标准体系,规范预警信息采集、存储、处理、递送、发布以及撤销的程序;
研究危机信息、社会舆情在信息技术条件下的监测与控制手段,设计信息媒体传播管理模式与控制方法,为应急预警管理工作提供全面的决策支持。
华中科技大学公共管理学院瞄准世界前沿不断进军、勇攀高峰,建成了世界领先的电子决策剧场。
作为虚拟现实的可视化决策支持平台,电子决策剧场拥有先进的虚拟现实技术,让复杂冗繁的决策问题变得清晰、可视,保障决策过程的透明、公开;
拥有完善公正的决策机制,充分体现决策制定的民主性,是政府、企业和研究机构从事科学决策的最佳平台。
电子决策剧场作为一个新兴的理念与平台,正在有力地促进着政府决策科学化、民主化建设的进程。
随着它进一步的建设和发展,必将成为我国政府决策科学研发中心、政府及企事业单位科学管理应用中心、公共参与决策实践中心、高层次人才培训中心,乃至成为全球决策剧场网络信息的重要平台。
8.2虚拟旅游展示
所谓虚拟旅游,指的是建立在现实旅游景观基础上,通过模拟或超现实景,构建一个虚拟旅游环境,网友能够身临其境般地逛逛看看。
虚拟仿真visualsimulation技术的应用范围之一。
应用计算机技术实现场景的三维模拟,借助一定的技术手段使操作者感受目的地场景。
虚拟旅游是智慧旅游公共服务平台的一项重要的功能,对于游客而言,有利于游客提前体验景区景点环境,促进游客做出旅游决策。
对于景区而言,有利于提升景区形象,吸引更多游客。
项目组将在华中科技大学电子决策剧场展示虚拟旅游功能。
8.3景区规划决策展示
在景区建设过程中,景区规划是一项基础性的工作。
而我国有些景区由于规划问题,尽管投入了大量资金,却出现各种各样的问题影响了景区的发展。
景区规划涉及的内容非常多,不仅要结合开发景区的资源特点、自然环境特点,还需要结合目标市场、消费习惯等多方面的因素。
不光要涉及到景区的游客状况,还需要研究景区建成后的运营状况,是一个非常复杂的问题。
通过华中科技大学电子决策剧场,可以将景区按照现有规划建成后的状态虚拟展示出来,通过虚拟展示,景区就可以发现规划是否完善,是否考虑到各个因素,也可以发现规划中的不足之处,对于及时改善规划,保障项目实施达到预期效果具有重要的指导意义。
项目组将通过华中科技大学电子决策剧场来展示海口市规划景区建成后的效果,为海口市景区规划决策做参考。
8.4应急管理模拟展示
智慧旅游公共服务平台指挥中心通过GPS定位系统来实现对景区资源、管理人员、游客的三维定位,从而实现对景区自然、文化资源的保护、发掘与展示;
同时实现对景区内各类管理人员/游客、车辆、监控视频等设备设施的时空分布的管理监控,另外,也可以实现现场巡查人员、数据采集设施的数据实时回传;
以及做好突发事件的紧急调度指挥。
应急管理模拟展示的内容是模拟真实的景区紧急事件场景,为景区应对紧急事件提供参考。
遇到各类紧急事件,如火警、拥堵、山洪等,一线工作人员需要及时上报事件,管理人员需要立即掌握事件发生的精确位置及现场工作人员的分布情况,并及时进行指挥调度,以避免事态范围扩大和人员伤亡。
同时,管理人员还需要将各类天气信息、景区游客情况及时告知一线工作人员,实现信息的快速上传下达,共同做好景区的安全保护。
这样可以减少事故发生率和伤亡率,保障游客安全。
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