信息物理融合系统

【摘 要】随着当前我国科学技术的不断发展和完善，在进行信息物理融合系统的发展过程中，取得了较大的成就以及进步，通过信息物理融合系统的发展，将计算机、通信以及控制学科的知识进行有机的结合，使得我国的科学技术得到了巨大的突破。本文笔者主要从物信息物理融合系统的概念、主要的特点以及相关的构造出发来进行问题的分析和研究。

【关键词】信息物理；融合系统；信息抽象

随着当前阶段我国计算机技术、网络通信技术的不断进步以及发展，在现代工业发展的过程中对于传统的物理设备提出了新的要求。传统的嵌入式系统的封闭式特点对于工业化的发展起到了一定的负面的影响，无法满足现代物理的设备可控性以及相关功能的延展性。因此在计算机技术的发展过程中，信息物理融合技术逐渐成为了当前社会发展的主流。

信息物理融合技术区别于传统的传感器嵌入式系统，在进行功能的设定过程中，其主要依靠全新的设计理念，利用现代信息世界以及物理世界之间的关系来实现高效的网络化管理，能够从根本上改变人们工程物理系统的模式，实现各个行业的有效发展。

一、信息物理融合系统的概述

（一）定义

信息物理融合系统的概念主要是指利用计算机资源以及物理资源的协调作用，将二者紧密的结合起来，使其能够在未来的工业生产、信息发展以及经济发展过程中具备一定的适应性、自主性、可靠性以及安全性等，通过信息物理融合系统的发展其自身的作用将远远的超过当前各个系统的发展模式，信息物理融合系统能够通过响应速度更快、精度更高、规模更大的功能系统来实现智能化的控制和管理。

从广义上来看，信息物理融合系统是一种安全可靠的检测、控制体系，能够实现深度的信息交互功能。因此信息物理融合系统就是一个综合于计算、网络以及物理环境的复杂系统，在未来的计算机发展过程中具有V大的应用前景。

（二）信息物理融合系统的特征

首先，信息物理融合系统自身具备复杂性的特点，在进行系统应用的过程中，其是一个多维度、开放式的网络体系，具有高度的复杂性，而且在功能上具有通信、计算以及决策控制等功能，能够使物理设备具备一定的计算、控制以及远程协调等能力。

其次，信息物理融合系统具备异构性的特点，其自身的构成由通信网络技术、计算机系统、控制系统以及异构物理特性等组成，在数据的处理等方面需要结合多种技术体系来完成。

第三，深度融合特点，在进行信息交互以及信息交流的过程中，信息物理融合系统需要通过实时交互来扩展自身的功能，使得每一个物理设备均能够通过嵌入式系统实现计算、通信以及控制功能。

第四，实时性特点，信息物理融合系统在进行物理设备的控制以及交互的过程中，往往需要设备的状态是随时变化的，这也要求信息物理融合系统自身的特点是实时性的，因此在计算机控制的过程中信息物理融合系统确定性以及并行性的要求较高。

最后，海量性的特点，信息物理融合系统自身是由大量的网络以及设备相连接构成的，在进行数据采集、数据处理的过程中需要结合庞大的设备来进行处理，因此其所产生的巨大数据量会使得信息物理系统呈现海量性的特点。

二、信息物理融合系统框架分析

前述从信息物理融合系统自身的特点能够看出，其主要是由大量的物理设备以及相关网络连接所构成的，因此在实际运行过程中复杂性、海量性以及实时性是其主要的特点。下面笔者主要来阐述信息物理融合系统的框架。

（一）物理世界

包括信息物理系统模式下的所有物理设备、物理实体，在工业生产过程中一切基于信息物理融合系统之下的相关工业生产设备都属于物理世界，其所处的环境也称之为物理世界。

（二）分布式传感器网络

分布式传感器网络主要是由大量的传感器节点以及相关的汇集节点构成，在传感器的工作过程中其能够感知物理世界的相关物理特点，然后根据物理世界的参数以及性能来发送相关数据信息进行分析处理。

（三）分布式计算平台

信息物理融合系统的发展需要基于分布式计算机平台来运转。因此在进行海量数据的分析和交互过程中，需要通过平台来进行数据信息的存储和计算。分布式计算平台在信息物理融合系统当中主要发挥云计算、云存储等功能，保证物理信息融合系统能够对大量的数据进行有效的整合。

（四）分布式控制节点以及控制中心

在进行信息物理融合系统发展的过程中，需要对相关集中控制数据信息以及分散数据控制信息结合起来。例如在进行事件驱动的分布式控制单元运行过程中，主要接收传感单元的相关数据信息，然后根据有关的控制标准以及控制原则进行数据信息的处理，进而对整个物理世界的物理设备进行全面的控制。而控制中心在其中主要发挥系统性以及科学性的原理出发，保证在线控制调节系统的参数最优化，同时在必要的时候对相关的控制节点发出调节指令等。[1]

（五）分布式执行器网络

执行器网络主要由相关的控制单元以及节点构成，在信息物理融合系统的发展过程中分布式执行器网络充当了桥梁的作用，能够实现对控制中心所发出指令的运输，将具体的控制指令发送到相关的控制单元当中，为控制中心更好的控制整个信息物理融合系统奠定坚实的基础。

（六）信息中心

信息中心是信息物理融合系统的核心，主要是对事件数据的产生时间进行分布式的记录，同时事件发生的相关信息通过控制网络进行传输，会自动的转换为服务器的格式，将其存储为历史数据集。信息中心在一定程度上还起到用户识别的功能，在用户使用相关系统的过程中，信息中心能够自动的相应合法用户的相关数据查询以及相关的分析请求，在一定程度上能够对物理信息系统的发展起到一定的保护作用。[2]

三、总结

综合上文所述，本文笔者主要从当前阶段我国信息物理融合系统的发展概念、特点以及相关的框架入手进行分析和探究，能够看出在当前科学技术发展的基础之上，信息物理融合系统逐渐成为了当前社会发展的主流，信息物理融合技术是综合计算、网络以及物理环境的多维复杂系统，在进行计算、通信以及控制的过程中能够有效的对大型工程设备进行控制、感知以及动态化的调节等，在未来的社会、科学等行业发展过程中具有广阔的发展前景，是值得进行推广和普及的。[3]

参考文献：

[1]郭庆来，辛蜀骏，孙宏斌，王剑辉.电力系统信息物理融合建模与综合安全评估：驱动力与研究构想[J].中国电机工程学报，2016，06：1481-1489.