《物联网 群智感知 技术架构编制说明》

国家标准《物联网群智感知技术架构》（征求意见稿）编

制说明

一、工作简况

(一)任务来源

根据国家标准化管理委员会2023年标准制修订计划，《物联网

群智感知技术架构》（项目计划编号：20230709-T-469）由西北工

业大学主办，该标准由全国信息技术标准化技术委员会（以下简称“全

国信标委”）归口。

(二)起草单位和起草人分工

(三)编制过程

本文件编制过程如下：

1）草案阶段

2023年8月国家标准委下达标准计划后，公开征集标准参编单

位，由西北工业大学牵头成立标准编制组。

2023年9月，召开标准启动会及标准编辑会，组建了标准编制

组，明确了标准制定原则，就标准立项背景、范围内容、技术架构以

及进度要求，组织与会人员进行了充分研讨，并提出技术建议。此次

会议主要就草案稿范围、大纲和技术架构进行了交流研讨，组建了国

家标准编制组，确定了标准编制工作计划，后续将参考会议讨论结果

对草案稿开展进一步修改工作。

2023年11月，召开第二次标准编辑会，介绍了标准的前期研制

工作情况，经过第一次编辑会讨论，针对标准术语和技术架构部分形

成了多条修改意见，此次会议主要对相关修改意见的处理情况进行了

讨论，并对“群智感知”这一术语的定义边界以及更新后的技术架构

图进行进一步讨论。

2023年12月，召开第三次标准编辑会，对“群智感知”的定义

及技术架构图进行进一步讨论，就修改方向达成了初步共识。

2024年1月，编制组就焦点问题组织召开了一次专题讨论会，

确定了“群智感知”术语的定义以及技术架构图的修改方式。后续按

照会议确定方案对标准草案进行了修改，形成标准内审稿。

2024年4月，按照2月内审会议的修改意见修改处理后形成更

新版标准内审稿，提交参加归口单位中国电子技术标准化研究院内审

会议，通过专家评审，得到通过内审的会议结论并收集到相关修改建

议，完成内审意见处理后形成标准征求意见稿。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

(一)标准编制原则

具体的编制原则如下：

1、与国家现行法律法规及有关政策相一致；

2、按照GB/T1.1—2020给出的规则起草。

(二)确定主要内容的论据

在确定标准主要内容时，主要参考了群智感知领域在最新的学术

论文和学术专著，通过总结凝练，提出群智感知系统的共享要求，保

证了标准内容的基础通用性。

其中群智感知的相关概念部分主要参考《Crowdsensing2.0》、

《ASurveyonMobileCrowdsensingSystems:Challenges,

Solutions,andOpportunities》、《群智感知计算》等；群智数据

处理与共享部分主要参考GB/T36478.1-2017《物联网信息交换与

共享第1部分：总体架构》、GB/T36478.2-2017《物联网信息交

换与共享第2部分：通用技术要求》；群智数据协同相关理论与方

法主要参考《群智感知计算》、《Informationaggregationand

collectiveintelligencebeyondthewisdomofcrowds》、《Research

oncollaborativeedgenetworkservicemigrationstrategybased

oncrowdclustering》等。

(三)解决的主要问题

随着物联网终端，尤其是可移动终端的广泛与普及，群智感知成

为了一种全新的感知与计算模型，其通过智能体之间的协同交互机

制，自动完成数据的采集、分析和决策。这种技术利用了大数据、云

计算和先进计算技术，从复杂系统中提取知识、信息，并通过智能体

间的协作，共同构建一个基于适度协作、自我调整的智能体网络。

当前，群智感知技术已被广泛应用于智慧城市、商业智能、智慧

交通、公共安全、国防装备等领域。例如，通过利用大规模无人机作

为基本感知单元，结合物联网和移动互联网，可以实现城市交通路网

的畅通和拥堵情况的感知，城市空气、水体质量的监测；无人机集群

可以通过高效的配送和监控，提高物流的效率和速度，特别是在紧急

情况下，无人机集群能够迅速进行物资的运输，满足应急需求；此外，

在汽车制造领域，单个智能体通过视觉识别系统，能够准确识别零件

的位置和方向，集群间采用了群智感知技术来实现零件的自动化组

装。这种集群协作的方式能够更灵活地适应变化的生产要求，提高生

产效率和质量。

虽然群智感知技术被广泛地应用在各类行业中，但是国内尚缺乏

对群智感知系统的研制、设计、开发具有指导性、整体性的国家标准，

同时，对于群智感知的实现技术途径和评测方式尚存在分歧。具备表

现为以下问题：

数据质量和准确性问题：由于群智感知依赖于大量个体或设备的

感知数据，数据的质量和准确性成为一大挑战。不同设备、不同环境、

不同个体的感知能力存在差异，可能导致数据的不一致性和误差。因

此，在标准建设中需要充分考虑如何提升数据的质量和准确性，例如

通过数据清洗、融合和校验等手段。

通信和协作机制：群智感知需要实现设备之间的有效通信和协

作，以完成感知任务。然而，不同设备之间的通信协议和协作机制可

能存在差异，导致通信不畅或协作失败。因此，在标准建设中需要统

一通信协议和协作机制，确保设备之间的互联互通和协同工作。

技术兼容性和互操作性：由于群智感知涉及多种技术和设备，不

同技术和设备之间的兼容性和互操作性成为一个重要问题。在标准建

设中需要充分考虑不同技术和设备之间的接口、协议和规范，确保它

们能够无缝对接和协同工作。

理论框架与实践应用的兼容性：尽管群智协同理论已经构建了一

个相对完整的理论框架，但在实际应用中，特别是在标准建设领域，

这一理论框架往往难以直接套用。理论与实践之间存在一定的差距，

导致理论难以有效指导实践，或实践结果难以完全符合理论预期。

缺乏统一的评价标准：在群智协同的标准建设过程中，由于缺乏

统一、明确的评价标准，导致难以对标准的质量和效果进行客观评估。

这不仅影响了标准的制定效率，也可能导致标准的质量参差不齐，难

以满足实际需求。

技术更新迭代的挑战：随着技术的快速发展，新的群智协同技术

和方法不断涌现。这使得标准建设需要不断跟进技术更新，及时修订

和完善现有标准。然而，由于标准制定过程的复杂性和耗时性，往往

难以跟上技术更新的步伐，导致标准滞后于技术发展。

因此，为推动群智感知技术在各行业的深入应用，亟需研究统一

的标准规范。本文件在编制过程中，在广泛调研物联网和边缘计算相

关标准的基础上，广泛总结和凝练最新学术文献，并积极听取产学研

用相关单位的意见和建议，结合群智感知的产业现状，对群智感知的

核心概念、系统架构、功能体系和实现途径等进行统一确定。本文正

式发布后，将为群智感知系统的设计与研发提供有效指导，从而促进

群智感知相关业务领域的规范统筹发展。

三、主要试验（或验证）情况分析

(一)分析综述

为了对本标准规范内容进行验证，面向城市精准化治理开展验证

分析工作，重点围绕绿色低成本泛在感知、移动全时空自主感知、群

智多维度协同感知三个科学问题，从“群能量、群信号、群智体”三

个核心要素出发，从环境获能机理、泛在信号感知机理和群智体协作

机理三个维度，构建新型群智感知的理论体系，形成绿色低功耗泛在

的“感传算”一体化的群智感知新范式。具体如下

1）针对智能体的建模和管理，实现多源环境获能和能量的动态

按需分配，充分利用城市已经铺设的通信、电力和安防等设施和现有

感知设备实现对城市空间的持续感知，构建融合移动终端和固定基础

设施的异构智能体自主协作方法，实现异构智能体的自主协作。针对

开放环境下能量获取问题，构建适应性强的泛能量采集统一模型，研

究低功耗数据传算与高精度感知技术，研发一体化感知终端，为群智

多维协同感知提供可靠的高精度数据。

2）针对异构智能的动态协作，研究基于城市基础设施的非传感

器泛在感知技术，包括感知对象变化与物理设施特性致效模型、频率

-时间制约条件下的三维空间感知模型、构建异质物体共存条件下的

毫米波高分辨率感知技术，利用多元信号的耦合增强效应，实现环境

增强感知与理解。

3）针对感知的时空局限性，研究高时效全域移动自主感知技术，

包括群智能体自主控制与协作机理、多约束巡检策略在线调度规划和

动态负载均衡方法、边端融合多智能机器人高效协作方法等，全面提

升智能机器人终端的全域感知和高时效自动响应能力，通过分布式多

机器人的高效自主响应实现广域感知。

4）多源数据汇聚与智能协同处理技术：针对城市空间中多维数

据耦合强、汇聚效率低等问题，研究复杂环境中的异构数据互操作机

制，构建分层数据压缩、多源数据适配和高效数据聚合的方法；针对

协同感知弱、危害事件预测差等问题，研究人机物协同决策技术，面

向城市危害监测构建人机物协作的知识图谱，建立精准、适变的群智

协同理解预测机制，实现对城市环境危害事件的持续精准预测。

为了对核心技术能力进行测试和验证，以西安城市轨道交通集团

为依托，选择西安地铁三号线中连续的5个站点，搭建综合试验场，

线路总长度超过6公里，日均运输量超过30万人次，覆盖多种类型的

城市功能区。目前项目已在青龙寺、小寨、大雁塔、北池头、延兴门

等五个地铁站点进行了联合实地部署。面向轨道交通中环境监测和公

共安全两类应用，部署了共计1333套/个感知传感器，部署包括生化、

声—振—磁、位移—力、阻抗谱等多物理机制环境群智感应技术，实

现城市地下空间的温度、湿度、可燃气体、压力、渗水、漏气、位移、

震动、坍塌和异物入侵等不少于10种环境参数的感知，对环境参数

感知的空间分辨率不小于1米。通过采用群智感知相关的技术内容，

不仅避免了大量感知设备购置与部署的成本，而且将城市轨道交通系

统的每天电力消耗降低了8.3%，达到了节约能源、降本增效的目的。

同时，基于智能巡检技术和突发事件预测技术，实现对火灾、拥堵、

设备异常等突发事件的高效响应，响应时间延迟不超过2分钟，提升

了处理故障的效率。利用多源数据协作感知等关键技术，实现对城市

轨道交通设备状态的全面感知和实时监控，有效降低了运营成本和人

力投入，经初步测算可为地铁运营公司节省运营成本约22.48万元/

天，实现轨道交通绿色、安全、可靠、可持续发展。

(二)预期效益

通过编制群智感知标准，将预期取得如下效应：

规范化与标准化提升：通过制定群智感知国家标准，可以确保群

智感知技术的实施和应用遵循统一的标准和规范。这将有助于消除不

同系统之间的兼容性问题，促进技术的互操作性和可集成性，从而推

动群智感知技术的广泛应用。

数据质量与效率提高：国家标准将对群智感知数据的采集、处理

和应用等流程进行规范，确保数据的准确性和可靠性。同时，通过优

化群智感知技术的算法和模型，可以提高数据处理的效率，降低数据

处理的成本，为各类应用提供更优质的数据支持。

促进产业创新与发展：国家标准的制定将吸引更多的企业和研究

机构投入到群智感知技术的研发和应用中，推动相关产业的创新和发

展。这将有助于形成完整的群智感知产业链，促进相关产业的协同发

展和融合创新。

增强国家竞争力：通过制定群智感知国家标准，我国将在全球范

围内树立技术规范和标准，提升我国在该领域的国际影响力和竞争

力。同时，这也将有助于我国企业在国际市场上更好地推广和应用群

智感知技术，拓展国际市场份额。

保障信息安全与隐私：国家标准将充分考虑信息安全和隐私保护

的问题，制定严格的数据管理和使用规范。这将有助于防止数据泄露

和滥用，保障用户的合法权益，提升群智感知技术的社会接受度和信

任度。

四、知识产权情况说明

本文件不涉及专利。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果

本文件对物联网产业发展的支撑作用：本文件隶属于物联网感知

技术范畴，通过研制本文件，将丰富物联网标准体系内容，并重点为

物联网系统中群智感知的群智感知终端、群智体管理、群智数据采集

及存储、群智技术池、服务支撑等方面提供标准规范支撑，有利于推

动物联网感知接入系统建设的标准化和规范化能力提升，未来该标准

可广泛应用物联网系统建设部署实施中，尤其适用于物联网感知控制

域智慧化能力提升的建设，可实现在物联网系统典型应用场景中的感

知控制过程中群智数据协同、信息融合、智能分析与决策系统架构部

署；在该标准指导下，物联网产业向群智化方向发展成为可能，有利

于推动物联网群智感知系统建设标准化进程，将进一步扩大物联网产

业市场应用空间。

六、采用国际标准和国外先进标准情况

本文件属于自主制定标准，无采用国际标准情况。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

符合相关的现行法律、法规和规章。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

九、