两个“CPS”及其对“京津冀一体化”影响概述

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[摘要]本文主要叙述了信息物理系统和信息物理空间这两个似乎相同却有着差异的新概念。我们都知道，当今社会正处于一个高速发展的阶段，而在此阶段中先后出现的两个“cps”也是处于一个至关重要的地位，它们无时无刻不在影响我们的生活。在这篇文章中，我将以对京津冀一体化的推动为例来简单阐述这两个概念，使大家更加了解它们。

[关键词]CPS；信息物理系统；信息物理空间；京津冀一体化

一、信息物理系统与京津冀一体化

1.信息物理系统（Cyber-Physical Systems）的提出和发展

2004年，美国NCF的Helen Gill女士在一个HCSS的研讨会上首次提出了这个名词。

2006年2月，美国科学院在报告《站在风暴之上》的基础上的《美国竞争力计划》将信息物理系统列为重要的研究项目。接着，2007年7月，美国总统科学技术顾问委员会（PCAST）在题为《挑战下的领先――竞争世界中的信息技术研发》的报告中列出了关键的信息技术，其中信息物理系统位列首位。如此一来，官方科学的报道将信息物理系统推到了一个人们看得见的高度上，使它逐渐进入了我们的视野。

众所周知，20世纪40年代，美国麻省理工大学发明了数控技术，使得控制技术在当时名噪一时，此时的信息物理系统则将通信放在与计算和控制同等地位上。它在对网络内部设备的能力要求，特别是网络规模上远远超过现有的工控网络，发展成了更加全面的系统。NSF的计算机与信息科学和工程总监表示“如同互联网改变了人与人的互动一样，CPS将会改变我们与物理世界的互动。”CPS将让整个世界互联起来[1]。现如今，被各种报告文献推到风口浪尖，来自各个方面的学者开始对这个词语进行了研究与解释，最终得到了一个较为准确的定义，他们将信息物理系统定义为是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务系统。它实现了计算、通信与物理系统的一体化设计，可使系统更加可靠、高效、实时、协同，具有重要而广泛的应用前景。

2.信息物理系统对“京津冀一体化”的影响

信息物理系统的承载物就是它的物理接入设备了。其接入设备的特点可以用四个字概括，即“海量运算”，这个词也就是信息物理系统的最大特点。很显然从字面意思我们就可以知道，信息物理系统有着很强大的计算能力，毕竟它还是依靠着计算机实现各种功能的，而计算机现在已经有了很厉害的云计算功能，那么物理信息系统的计算能力自然不可小觑。在京津冀一体化的进程中，信息物理系统起着非常大的推动作用。信息物理系统借由物联网这个已经提出了近10年，有着继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮地位的网络系统，使得京津冀区域之间的物物联系更为紧密。虽然在物联网中的物品之间无法协同，但通过射频识别技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，将任何物品与互联网连接起来，实现了智能化识别、定位、跟踪、监控等目的。如此一来，在京津冀物联网会让整个区域内的物品分流得到更好的平衡，它对人们生活的影响是不可忽视的。

二、信息物理空间

1.信息物理空间（Cyber-Physical Space）的概念

信息物理空间是近年来刚提出的一个新的名词，与信息物理系统不同，它被学者们定义为是一个将比特、原子交融在一起来生活、生产、管理、服务的空间，它是由物理系统、物理过程与计算机网络融合而生成的新一代工程系统。它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环，实现现实世界与信息世界的协同和实时交互，扩展传统物理系统的新功能。由于计算机设备的广泛使用和对经济的杠杆作用，信息物理空间涵盖了从微型（如起搏器）到大型（如国家电网）的物理系统[2]。很显然，此定义中提到了“生活、生产、管理、服务”这样的词语，对比之前所说的信息物理系统的定义，我们不难发现，信息物理空间多了人的参与，把人从系统外的操作者转变成为了系统的一个必不可缺的组件，强调了人在这样一个大的空间环境下的重要性。

2.信息物理空间对“京津冀一体化”的影响

信息物理空间是应该放在国家的高度上说的，所以它对“京津冀一体化”的影响也是从一个大的环境体现出来的。由于京津冀地区在自身生产要素禀赋、产业基础等方面的特点[3]，必须进行产业结构调整来实现优势互补、协调发展，从而推动我国的经济结构进一步优化。信息物理空间的智能化社会打造这一优势，可以使得京津冀地区在不同的需要补足的产业领域得到很大的改善。通过信息物理空间对工业竞争力的提升作用，在京津冀不同的工业领域进行系统化的革新，让原本的不平衡状态日渐趋于一个平衡的状态，再加上原本的地理环境优势以及经济基础，京津冀地区一定会在“一体化”的道路上发展的更加迅速，更加完善。

3.信息物理空间的自身价值

首先，信息物理空间相比信息物理系统来说多了人的参与，将人当作系统组成部分来看待；其次，我认为它还建立在一个更大的环境中，处于一个更高的高度上。信息物理空间更多的是针对国家来说的，它产生的意义都是放在产业发展、社会进步、国家繁荣的高度上来说的。其价值之一是它能够提升工业竞争力。当今社会中使用计算机和网络来实现各种功能的物理设备无处不在，这些设备的更新换代必将推动技术的发展，加速工业产品的更新。比如在汽车、航空航天、工业自动化等主要工业领域，信息物理空间起到促进它们的发展，提高竞争力的重要作用。其价值之二则是信息物理系统能够打造新一代智能化社会。它可以健全全社会的网络，将物联网、服务互联网、人类互联网高度融合在一起，实现衍生价值体系的管理，让人们在工作与生活之间达到更好的平衡，使得整个社会走向另一个高度，另一个快速发展的阶段。总而言之，信息物理空间的建设对国家来说意义重大。

参考文献

[1]信息物理系统[EB/OL].http：///wiki/%E4%BF%A1%E6%81%AF%E7%89%A9%E7%90%86%E7%B3%BB%E7%BB%9F

[2]姜斯韵.信息物理空间的意义和内涵[EB/OL].http：///plus/view.php？aid=5699/2014/09/25

[3]王元.论京津冀区域经济一体化[J].辽宁经济，2015/05

作者简介

魏馨，1996.1.8，女，汉，陕西省宝鸡市，本科，信息管理与信息系统的发展。