【金猿技術(shù)展】維智ST-AI ——全棧時(shí)空擴(kuò)展智能決策技術(shù)
原創(chuàng) 數(shù)據(jù)猿 | 2021-12-16 21:23
【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】 本項(xiàng)目由維智科技投遞并參與“數(shù)據(jù)猿年度金猿策劃活動(dòng)——2021大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新技術(shù)突破榜榜單及獎(jiǎng)項(xiàng)”評(píng)選。
維智全棧時(shí)空AI（Spatio-Temporal AI，以下簡(jiǎn)稱ST-AI）技術(shù)體系基于已獲多項(xiàng)時(shí)空專利技術(shù)，支撐構(gòu)建從感知、認(rèn)知到?jīng)Q策的企業(yè)級(jí)可拓展的智能決策數(shù)字孿生應(yīng)用。ST-AI旨在以時(shí)空為“索引“對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空化治理與融合，基于知識(shí)工程和深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行圖分析計(jì)算，以數(shù)據(jù)時(shí)空管理、時(shí)空知識(shí)圖譜與時(shí)空AI算法為核心，圍繞時(shí)空動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)管理與時(shí)空數(shù)據(jù)資產(chǎn)模型建設(shè)，構(gòu)建全場(chǎng)景知識(shí)圖譜和城市數(shù)據(jù)模型資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)萬億級(jí)時(shí)空動(dòng)態(tài)信息和空間語(yǔ)義關(guān)系的挖掘和分析。維智全棧時(shí)空AI技術(shù)在業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了千億級(jí)多模態(tài)時(shí)空知識(shí)圖譜體系，并持續(xù)積累和沉淀數(shù)據(jù)資以應(yīng)用于上層場(chǎng)景，提供上層場(chǎng)景開箱即用的預(yù)置模型服務(wù)。
技術(shù)說明
數(shù)據(jù)時(shí)空拓展
對(duì)匯聚獲取的各類數(shù)據(jù)等添加時(shí)空標(biāo)識(shí)，即時(shí)間、空間和屬性“三域”標(biāo)識(shí)。時(shí)間標(biāo)識(shí)注記該數(shù)據(jù)的時(shí)效性，空間標(biāo)識(shí)注記空間特性，屬性標(biāo)識(shí)注記隸屬的領(lǐng)域、行業(yè)、主題等內(nèi)容，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)整理。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)類型，采用不同的時(shí)間標(biāo)注方式。分別為按幅標(biāo)注、按類型/比例尺和批次標(biāo)注。數(shù)據(jù)的時(shí)空標(biāo)注對(duì)海量、不同來源、不同分辨率空間數(shù)據(jù)的高效融合和關(guān)聯(lián)，對(duì)充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值、降低時(shí)空大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)成本、提高空間數(shù)據(jù)的使用效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，經(jīng)數(shù)據(jù)時(shí)空化處理后的數(shù)據(jù)具有如下特性：
對(duì)象、過程、事件等要素?cái)?shù)據(jù)在空間、時(shí)間、語(yǔ)義等方面具備有關(guān)聯(lián)約束關(guān)系；
數(shù)據(jù)要素在空間和時(shí)間上具備動(dòng)態(tài)演化特性且其時(shí)空變化可被度量；
數(shù)據(jù)要素具備尺度特性，支持根據(jù)比例尺大小、采樣粒度以及數(shù)據(jù)單元?jiǎng)澐值脑敿?xì)程度可以建立時(shí)空大數(shù)據(jù)的多尺度表達(dá)與分析模型。
基于地理空間球面網(wǎng)格可進(jìn)行時(shí)空剖分，使用支持動(dòng)態(tài)調(diào)整的平衡樹索引或基于靜態(tài)空間劃分的哈希索引對(duì)海量時(shí)空數(shù)據(jù)建立索引，并結(jié)合索引與數(shù)據(jù)特性和管理平臺(tái)特性設(shè)計(jì)時(shí)空數(shù)據(jù)編碼，進(jìn)而構(gòu)建結(jié)構(gòu)化時(shí)空數(shù)據(jù)陣列，支持基于時(shí)空鄰近性的數(shù)據(jù)分區(qū)與負(fù)載均衡和分布式兩級(jí)時(shí)空索引的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)高效空間關(guān)系計(jì)算庫(kù)。
時(shí)空知識(shí)圖譜（超大規(guī)模）
時(shí)空知識(shí)圖譜不單單是一個(gè)“增強(qiáng)型”的開放域知識(shí)圖譜，而是需要結(jié)合業(yè)務(wù)場(chǎng)景和領(lǐng)域知識(shí)，并針對(duì)時(shí)空知識(shí)自身的特點(diǎn)，對(duì)知識(shí)的概念、實(shí)體和關(guān)系進(jìn)行語(yǔ)義化和時(shí)空化拓展。時(shí)空知識(shí)圖譜除了描述語(yǔ)義關(guān)系外，還支持考慮空間關(guān)系和時(shí)間關(guān)系的描述，既如何建立時(shí)空關(guān)系和語(yǔ)義關(guān)系的映射。時(shí)空知識(shí)圖譜的構(gòu)建遵循時(shí)空知識(shí)抽取、時(shí)空知識(shí)融合與關(guān)聯(lián)、時(shí)空知識(shí)推理與計(jì)算、時(shí)空知識(shí)場(chǎng)景應(yīng)用的基本流程。從海量結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化時(shí)空數(shù)據(jù)中進(jìn)行實(shí)體、關(guān)系和屬性的信息提取，通過實(shí)體對(duì)齊和指代消解實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的知識(shí)融合并將知識(shí)存儲(chǔ)到知識(shí)庫(kù)中，最后進(jìn)行進(jìn)一步的知識(shí)推理、計(jì)算和圖譜應(yīng)用。
時(shí)空知識(shí)抽?。?/strong>從多源異構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)中自動(dòng)抽取出實(shí)體、關(guān)系及屬性等知識(shí)要素，并將其組織成三元組形式存入知識(shí)圖譜中。維智STKG支持針對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如地圖、地名庫(kù)等）、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如網(wǎng)站的表格、列表型數(shù)據(jù)）以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如網(wǎng)頁(yè)文本或其他文本信息、微信、微博、圖片等數(shù)據(jù)）的知識(shí)抽取工作，并基于已有的知識(shí)圖譜知識(shí)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)督的方式來構(gòu)建訓(xùn)練集，并利用深度學(xué)習(xí)的方法學(xué)習(xí)出抽取器，進(jìn)而進(jìn)行知識(shí)抽取。
時(shí)空知識(shí)推理與計(jì)算：時(shí)空知識(shí)圖譜除具備知識(shí)圖譜常用的本體推理、規(guī)則推理以及常識(shí)推理能力外，還具備時(shí)態(tài)推理和空間推理能力。時(shí)態(tài)推理能夠?qū)δ繕?biāo)查詢輔以時(shí)間約束，使得推理結(jié)果符合時(shí)間需求，即可以看作是約束滿足問題，其中變量表示時(shí)態(tài)對(duì)象，變量之間的約束對(duì)應(yīng)于對(duì)象間的時(shí)態(tài)關(guān)系。與時(shí)態(tài)推理類似，空間推理過程產(chǎn)生多種空間對(duì)象及對(duì)象嵌入空間屬性的理解，空間推理包含多種空間關(guān)系的推理，如拓?fù)洹⒎较?、距離等。主要計(jì)算任務(wù)包括：節(jié)點(diǎn)分類、鏈接預(yù)測(cè)、社區(qū)計(jì)算以及相似子圖計(jì)算。
技術(shù)應(yīng)用案例：
制定合理的園區(qū)發(fā)展政策，并能對(duì)招商效果、企業(yè)流失趨勢(shì)、政策實(shí)施效果等進(jìn)行分析預(yù)判以及時(shí)調(diào)整政策，對(duì)園區(qū)持續(xù)運(yùn)營(yíng)和搶占高地有重要意義。而單憑數(shù)據(jù)分析無法實(shí)現(xiàn)對(duì)未來的評(píng)估和預(yù)測(cè)，時(shí)空人工智能技術(shù)為此提供了實(shí)現(xiàn)的契機(jī)。整體技術(shù)應(yīng)用支持園區(qū)交流分析、園區(qū)相似度查詢與關(guān)系發(fā)現(xiàn)、與標(biāo)桿園區(qū)的對(duì)比分析等交互式圖譜分析。運(yùn)用多源時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘與基于人工智能的時(shí)空?qǐng)D譜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)整個(gè)生命周期的動(dòng)態(tài)化管理。
時(shí)空知識(shí)圖譜 - 園區(qū)圖譜
張江園區(qū)圖譜可視化
目標(biāo)園區(qū)基礎(chǔ)信息查詢：對(duì)相關(guān)信息根據(jù)所在地區(qū)、產(chǎn)業(yè)類型等指標(biāo)進(jìn)行查詢；展示包括園區(qū)企業(yè)、常住人口、就業(yè)人口、客流情況、內(nèi)外交流情況、職住平衡指數(shù)、交通便利性、周邊配套設(shè)施、龍頭企業(yè)、產(chǎn)業(yè)等信息。
產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)分析：提供細(xì)分產(chǎn)業(yè)標(biāo)簽的上下游關(guān)系分析服務(wù)，為產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)鏈、補(bǔ)鏈、增鏈、延鏈提供依據(jù)。
企業(yè)畫像：融合政府?dāng)?shù)據(jù)，幫助政府構(gòu)建企業(yè)法人庫(kù)及企業(yè)關(guān)系圖譜，為各職能部門對(duì)企業(yè)及法人的監(jiān)管提供信息支撐。
園區(qū)招商引資：根據(jù)園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)鏈全景，及企業(yè)自身發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)情況，提供多種場(chǎng)景、組合條件的企業(yè)篩選，對(duì)接園區(qū)發(fā)展需求，選取最適合園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和趨勢(shì)的企業(yè)。
園區(qū)定位規(guī)劃：對(duì)尚無產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的園區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)規(guī)劃推薦，對(duì)已有產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的園區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)補(bǔ)全建議。
園區(qū)動(dòng)態(tài)評(píng)估：依據(jù)產(chǎn)城一體、產(chǎn)業(yè)聚集、合作共贏等第四代產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展方向建立可測(cè)度、動(dòng)態(tài)可更新的園區(qū)評(píng)價(jià)體系。對(duì)園區(qū)從創(chuàng)新力、健康力、競(jìng)爭(zhēng)力、影響力和發(fā)展力等各種維度進(jìn)行綜合評(píng)估，幫助園區(qū)運(yùn)營(yíng)者和政府管理者清晰了解園區(qū)整體企業(yè)現(xiàn)狀。
園區(qū)對(duì)比歸因：園區(qū)在發(fā)展過程中需不斷提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，標(biāo)桿管理是通過對(duì)標(biāo)優(yōu)秀園區(qū)來提升園區(qū)競(jìng)爭(zhēng)地位有效管理方法。找出與標(biāo)桿園區(qū)的差距，學(xué)習(xí)其成功經(jīng)驗(yàn)，可以有效避免發(fā)展中的一些陷阱。如何收集標(biāo)桿園區(qū)數(shù)據(jù)，快速建模與自身園區(qū)進(jìn)行對(duì)比，找到兩者的關(guān)鍵差異形成可操作方案，仍是難題。基于知識(shí)圖譜，利用圖表示學(xué)習(xí)算法和相似子圖計(jì)算，計(jì)算自身園區(qū)與頭部園區(qū)間的圖譜相似度，自動(dòng)高亮最大差異點(diǎn)，即潛在優(yōu)化點(diǎn)。
園區(qū)優(yōu)化建議：針對(duì)最大差異點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化建議的智能推薦，并實(shí)時(shí)計(jì)算采納該優(yōu)化建議后的園區(qū)綜合得分。
部分曾獲獎(jiǎng)項(xiàng)：2021 AIWIN 世界人工智能創(chuàng)新大賽“AI數(shù)字底座”大獎(jiǎng)、2021世界人工智能大會(huì)BPAA公共算法賽道銀獎(jiǎng)。
專家背書
中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院院士李德仁院士對(duì)維智科技的時(shí)空AI技術(shù)體系非常認(rèn)可，并在2021 WAIC大會(huì)的報(bào)告中向與會(huì)嘉賓介紹了時(shí)空AI的概念體系及應(yīng)用。
維智于2021年WAIC大會(huì)在國(guó)內(nèi)首發(fā)《時(shí)空AI賦能數(shù)字孿生城市白皮書》，白皮書由陶闖博士主編，由李德仁院士、周成虎院士、Michael Batty院士等共同指導(dǎo)編寫。第29屆ACM SIGSPATIAL 2021國(guó)際會(huì)議中，陶闖博士在主旨研究報(bào)告中向全球?qū)I(yè)觀眾講解了時(shí)空AI技術(shù)在數(shù)字孿生城市中的核心應(yīng)用。
開發(fā)團(tuán)隊(duì)
●帶隊(duì)負(fù)責(zé)人：陶闖、王昊奮
陶闖博士，維智科技創(chuàng)始人&CEO。前微軟虛擬地球部全球負(fù)責(zé)人；前加拿大空間信息國(guó)家首席研究教授；PPTV聚力傳媒集團(tuán)創(chuàng)始人兼前CEO；加拿大國(guó)家首席研究教授；新加坡總理辦公室智慧城市國(guó)際專家顧問；上海市人工智能行業(yè)協(xié)會(huì)時(shí)空AI專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)。
王昊奮博士，維智科技CTO。中文知識(shí)圖譜聯(lián)盟OPENKG創(chuàng)始人；CCF SIGKG創(chuàng)始人；中國(guó)計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)工委主任；知識(shí)圖譜SIG主席，同濟(jì)大學(xué)特聘研究員、博導(dǎo)；曾負(fù)責(zé)10余項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金等AI相關(guān)項(xiàng)目；發(fā)表100+知識(shí)圖譜領(lǐng)域論文，其中包括37余篇CCF A和B級(jí)，被引次數(shù)超過2300次；出版了《自然語(yǔ)言處理實(shí)踐》《知識(shí)圖譜方法、實(shí)踐與應(yīng)用》等著作。
●其他重要成員：丁健博士
●隸屬機(jī)構(gòu)：維智科技
維智科技（WAYZ）是領(lǐng)先的時(shí)空人工智能產(chǎn)業(yè)賦能平臺(tái)，致力于數(shù)字孿生時(shí)代的線上線下場(chǎng)景融合，通過時(shí)空感知、時(shí)空認(rèn)知與時(shí)空決策技術(shù)打造城市和商業(yè)數(shù)字孿生體，賦能產(chǎn)業(yè)、企業(yè)和城市的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。面向智能城市、交通、應(yīng)急、金融、品牌、零售和地產(chǎn)等領(lǐng)域提供“洞察、決策、運(yùn)營(yíng)、優(yōu)化“全鏈路的智能運(yùn)營(yíng)和營(yíng)銷服務(wù)。
維智首創(chuàng)全棧“時(shí)空AI”技術(shù)體系，自主研發(fā)“Phy-gitalTM飛吉特時(shí)空智能平臺(tái)”，推出了數(shù)據(jù)時(shí)空化、時(shí)空?qǐng)D譜化與圖譜智能化三大核心引擎，以及高精建圖、泛在定位和AR/XR時(shí)空交互等系列化創(chuàng)新技術(shù)。維智在業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了千億級(jí)多模態(tài)時(shí)空知識(shí)圖譜系統(tǒng)，不斷沉淀行業(yè)知識(shí)資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)更通用、更高效、更精細(xì)的企業(yè)級(jí)時(shí)空智能服務(wù)。
相關(guān)評(píng)價(jià)
在一個(gè)數(shù)據(jù)過載的時(shí)代，維智科技時(shí)空AI技術(shù)的出現(xiàn)讓我們眼前一亮。通過時(shí)空AI打造的智能平臺(tái)，將數(shù)據(jù)時(shí)空化，時(shí)空?qǐng)D譜化，圖譜智能化的時(shí)空人工智能賦能之后，有效的完成“洞察”，“決策”，“運(yùn)營(yíng)”，“優(yōu)化”。希望接下來，我們能夠和維智科技一起，共同推進(jìn)數(shù)字化經(jīng)濟(jì)賦能的新生態(tài)。
——廣東美宜佳副總經(jīng)理李芳
數(shù)字孿生城市建設(shè)不僅要涵蓋城市靜態(tài)數(shù)據(jù)，還要將動(dòng)態(tài)的城市要素如能源、交通、醫(yī)療、消防等的調(diào)配，人、車、物的流動(dòng)都涵蓋進(jìn)去，城市全狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化、系統(tǒng)化、智能化形成物理密度上的實(shí)體空間和虛擬空間虛實(shí)交融。時(shí)空AI依托要素?cái)?shù)據(jù)通過洞察分析、預(yù)知研判、科學(xué)決策，輔助推動(dòng)城市科學(xué)智能化發(fā)展。（2021 WAIC世界人工智能大會(huì)）
——中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院院士李德仁
我們?nèi)绾巫寯?shù)據(jù)變得可用，毫無疑問是知識(shí)，即對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算能力。以前是以數(shù)據(jù)為核心，今天可以說知識(shí)和數(shù)據(jù)將融為一體，未來則是數(shù)據(jù)+知識(shí)+模型構(gòu)成城市時(shí)空信息基本組成以人為中心的城市建設(shè)，毫無疑問需要技術(shù)、應(yīng)用的持續(xù)化演進(jìn)。一切都在時(shí)間里，所以有了歷史學(xué)，一切都在空間中存在，所以有了地理學(xué)。而歷史學(xué)和地理學(xué)是人的核心科學(xué)，毫無疑問，在人工智能里面，時(shí)空智能也是人工智能的核心所在！ （2021 WAIC世界人工智能大會(huì)）
——中國(guó)科學(xué)院院士周成虎
來源：維智科技
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