潮從創(chuàng)新涌，千帆向“新”行。
弱光環(huán)境下綜采工作面感知、關鍵設備狀態(tài)實時監(jiān)測、云邊端一體化三維實景融合……中北大學計算機科學與技術學院大數(shù)據(jù)與視覺計算研究所堅持面向學術前沿、面向重大戰(zhàn)略需求、面向區(qū)域經濟社會需求，以科技創(chuàng)新賦能產業(yè)發(fā)展，以產業(yè)需求牽引技術突破，積極探索產教融合新路徑，增強科技創(chuàng)新和社會服務能力，在新質生產力賽道上不斷展現(xiàn)新作為。
堅持原創(chuàng)性研發(fā)，突破關鍵技術瓶頸，智能礦山云平臺形成引領示范
“24小時對井下綜采面監(jiān)測和告警、運輸皮帶智能分析、井下作業(yè)人員違規(guī)行為分析與識別……煤礦安全生產面臨的關鍵問題，如今在云平臺上刃迎縷解?！?月29日，華晉焦煤有限責任公司技術處處長、項目負責人姚晉國通過電子顯示屏模擬畫面邊演示邊講解。
姚晉國所說的云平臺是運用大數(shù)據(jù)和人工智能技術，對煤機裝備運行數(shù)據(jù)進行實時采集和分析，從而實現(xiàn)對設備狀態(tài)實時監(jiān)控和故障預警的智能礦山云平臺。他解釋，該關鍵技術研究項目應用后，可達成遠程監(jiān)控看得全、遠程操控看得準、預警聯(lián)動看得懂，真正實現(xiàn)以“智”增安、降本。
煤礦智能化代表著煤炭先進生產力的發(fā)展方向，是煤炭工業(yè)高質量發(fā)展的核心技術支撐。2021年10月，山西省科技廳聚焦國家重大戰(zhàn)略和山西高質量發(fā)展需求，凝練形成山西省科技重大專項計劃“揭榜掛帥”項目，中北大學牽頭揭榜“智能礦山云平臺關鍵技術研究”項目，該校計算機科學與技術學院執(zhí)行院長、國家級信創(chuàng)現(xiàn)代產業(yè)學院執(zhí)行院長秦品樂成為技術掛帥人。
“井下綜采工作面存在環(huán)境光線照度低、實時感知能力差、關鍵設備監(jiān)控手段單一等問題，如果采用國外相應解決方案，不僅成本高，還存在數(shù)據(jù)安全隱患?！贬槍@些行業(yè)堵點、難點，秦品樂帶領團隊軟硬件齊發(fā)力，研發(fā)基于國產成像芯片和圖像處理芯片，研制微光相機和紅外相機，實現(xiàn)環(huán)境三維點云、微光和紅外圖像的融合算法，為基于信創(chuàng)技術的智能綜采面數(shù)字孿生系統(tǒng)提供有力數(shù)據(jù)支撐。
“立項之后，我們目標明確，聚焦關鍵技術瓶頸開展科研攻關。”秦品樂介紹，兩年多來，團隊堅持原創(chuàng)性研發(fā)，圍繞生產數(shù)據(jù)“采、傳、存、算”等環(huán)節(jié)，構建基于國產設備和技術的環(huán)境感知、實時互聯(lián)、分布存儲、分析決策、動態(tài)預測、自主可信的云邊端一體化智能礦山云平臺，研究成果應用于華晉焦煤有限責任公司沙曲二礦，以實現(xiàn)綜采和掘進環(huán)境的實時動態(tài)感知及工作設備的智能監(jiān)測、基于國產實時/時序數(shù)據(jù)庫的生產實時監(jiān)測數(shù)據(jù)實時存儲，以及基于智能礦山云平臺數(shù)字底座的綜采裝備智能故障診斷等，為礦山智能開采及產業(yè)集群提供核心技術支撐，形成完整的國產自主智能礦山云平臺示范體系。
“現(xiàn)在智能礦山云平臺采用微光、紅外攝像頭等多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術，有效提升了礦井復雜環(huán)境下的安全作業(yè)能力?！鼻仄窐犯嬖V記者，關鍵技術可在粉塵、水霧彌漫等幾乎沒有光的情況下捕捉到清晰影像，可及時發(fā)現(xiàn)礦井中潛在危險，為礦井安全管理工作提供強有力支持?！艾F(xiàn)已實現(xiàn)在極低照度，比如光照度僅為10-3lux環(huán)境下，攝像頭依然能清晰成像。可謂‘沒有陽光也燦爛’！”
一屏觀全局，三維實景呈現(xiàn)，城市“會思考”更智慧
“這么大場景不需要切換，在一面屏上就可以看全景，而且是三維立體實景呈現(xiàn)？”“對，這是通過多路攝像頭實現(xiàn)的3D化一屏顯示。”
一問一答之間，鼠標輕輕滑動，秦品樂通過大顯示屏將云邊端協(xié)同框架下“AI+視頻”應用于智慧城市的應用場景一一展示，鼠標移動到哪個區(qū)域，其地理數(shù)據(jù)立刻可視化為三維立體實景地圖，盡收眼底，還可實時查看監(jiān)控視頻及數(shù)據(jù)。
這就是中北大學全國產化智能視覺云邊端協(xié)同處理解決方案，是利用云計算、邊緣計算、物聯(lián)網等技術，實現(xiàn)對三維實景數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、分析、展示和管理的一體化平臺。該方案不僅能應用于智能礦山，還不斷向縱深發(fā)展，輻射、溢出到其他行業(yè)，為不同場景提供高效、穩(wěn)定、安全的三維實景服務，如智慧城市、智慧交通、智慧校園、智慧工廠等。
“利用電子技術構建起虛擬防護網，通過在特定區(qū)域部署傳感器和監(jiān)控設備，當有人或物體進入預設警戒區(qū)域時，系統(tǒng)會立即觸發(fā)報警，并通過多種方式將警情傳遞給管理人員?！痹谡故局腔鄢鞘腥S實景應用時，秦品樂詳細介紹了電子圍欄報警功能。他表示，云邊端協(xié)同處理解決方案還可應用于視頻監(jiān)控—投影融合、車流量分析可視化等場景。
如今，很多人開車上班前，習慣查看手機避開擁堵路線；坐公交前，先查詢公交車路線、站點距離、實時路況等信息。云邊端協(xié)同處理解決方案助力智慧交通，不僅能為群眾提供詳細出行信息，還能提供流暢的停車體驗，緩解“出行焦慮”。
“以前的停車場對網絡條件依賴較大，一些偏遠的山區(qū)景區(qū)或地理位置特殊的河岸景區(qū)，客流處于高峰期時，現(xiàn)場信號就會變差?！鄙轿鹘ㄍ鹅o態(tài)交通公司數(shù)字事業(yè)部市場部經理王亞峰說，公司積極探尋解決方案，中北大學計算機科學與技術學院為其量身打造，形成“端+云+大數(shù)據(jù)”業(yè)務體系和新管理模式，解決了此類場景下停車難題，同時為停車行業(yè)未來發(fā)展提供了嶄新思路。
目前，包括太原市學府智能停車樓、汾河景區(qū)停車場、呂梁市汾陽醫(yī)院停車樓在內的全省約280個停車場已應用此項新技術，實現(xiàn)了無人值守自助繳費功能。
王亞峰表示，公司將持續(xù)深化與中北大學“產學研用”合作，推動前沿創(chuàng)新成果在省內落地，聚焦數(shù)字化轉型，以新質生產力為牽引，搶抓智慧停車及新能源等產業(yè)發(fā)展新機遇，構建全省停車資源“一張網”，為助力全省數(shù)字經濟和產業(yè)轉型作出新貢獻。
產教融合新模式，追趕變領跑，深耕研發(fā)謀“新”求“質”
窗明幾凈的辦公室，鍵盤敲擊聲此起彼伏，處處洋溢著創(chuàng)新活力，創(chuàng)業(yè)氛圍撲面而來。今年4月，中北大學大數(shù)據(jù)與視覺計算研究所科研團隊入駐“晉創(chuàng)谷·太原”，推動成果加速孵化轉化，運用新技術、新方法、新模式孕育新質生產力，為科研創(chuàng)新帶來更多研究方向和目標，提供更多前沿技術需求和應用場景。
“這里提供了優(yōu)越的資源和環(huán)境，加速了科研成果產出，拉近了科研與企業(yè)需求的距離。”中北大學復雜系統(tǒng)建模與仿真專業(yè)博士陳作鈞在課題組參與“智能礦山云平臺關鍵技術研究”項目的研發(fā)。同專業(yè)的趙鵬程博士負責端側技術，亦是市場主體對接負責人。在創(chuàng)業(yè)過程中，他們感受頗深：“我們不僅學會了如何將抽象的科研成果轉化為具體的產品或服務，還在團隊管理和項目推進中鍛煉了領導力和項目管理能力，為職業(yè)發(fā)展拓寬了渠道。”
“之前學校側重于理論研究，學生真正參與產品研發(fā)的機會不多。培養(yǎng)方式的改變，為他們的發(fā)展找準了‘發(fā)力點’?！比腭v“晉創(chuàng)谷·太原”、擔任深眸遠見（山西）技術有限公司總經理的中北大學教師于一介紹，自主研發(fā)的全國產化智能視覺云邊端協(xié)同處理解決方案系統(tǒng)平臺的全線產品，在第九屆上交會、第二十五屆高交會等展會相繼亮相，超微光成像產品和AI邊緣計算產品的應用場景引人關注。歸來后，項目考察接待、業(yè)務洽談對接幾乎成了他的“主業(yè)”。
“晉創(chuàng)谷還將為我們提供1000平方米的生產車間，年底投入使用，用于邊、端側硬件產品組裝?！蓖巴饷β档氖┕がF(xiàn)場，有過創(chuàng)業(yè)經歷的秦品樂說，“全力打通從實驗室到市場‘最后一公里’，讓專業(yè)的人干專業(yè)的事，市場能解決的就用市場解決。此次與深圳一家科技公司合作后，以最迅速的方式形成生產力，極大鼓舞了研發(fā)團隊的信心?！?/p>
超微光成像產品和AI邊緣計算產品進入小批量應用階段，現(xiàn)已應用于某軍工企業(yè)和某煤礦企業(yè)；高靈敏度伺服驅動器完成核心芯片設計及工程樣片，可針對工業(yè)場景試用……近年來，秦品樂帶領企業(yè)（團隊），先后獲得專利28項、軟件著作權41項，山西省科技進步二等獎1項、山西省“五小六化”科技競賽二等獎1項，參加了工信部等單位組織的特種機器人產業(yè)鏈“揭榜”，在“微型伺服驅動”榜單中獲評優(yōu)秀方案。秦品樂表示，新興領域沒有先例可循，沒有模板參照，必須把握機遇、敢于作為，不遺余力育“新”提“智”興產業(yè)，贏得發(fā)展主動權。
記者手記
作為基礎研究主力軍和重大科技突破策源地的高校，在推動傳統(tǒng)產業(yè)升級、新興產業(yè)壯大、未來產業(yè)培育上具有先天優(yōu)勢。
記者深入中北大學采訪，清晰感知到來自高校科研一線師生干事創(chuàng)業(yè)的洶涌激情和澎湃動力。秦品樂作為學科帶頭人，堅持原創(chuàng)性研發(fā)，聚焦重大科學問題與關鍵技術瓶頸，牽頭揭榜我省科技重大專項計劃項目，勇?lián)夹g掛帥人，針對關鍵技術難題開展聯(lián)合攻關，不斷向科學技術的廣度和深度進軍，為新質生產力的形成和發(fā)展注入原動力。
如果說科技創(chuàng)新的原始突破是“從0到1”，那么科技成果轉化則是“從1到無窮”的躍遷。在科技攻關和成果轉化的路上，秦品樂團隊注重應用牽引、突破瓶頸，圍繞超微光成像技術和AI邊緣計算技術等領域，解決行業(yè)產業(yè)發(fā)展中的重大問題，推動產業(yè)迭代升級。同時，秦品樂潛心育人，始終踐行師生共研共創(chuàng)，帶領他們在企業(yè)真實研發(fā)項目中“摸爬滾打”，旨在培養(yǎng)更多高素質應用型人才，夯實新質生產力人才“底座”。
高校是教育、科技、人才一體推進的核心。新征程上，要牢牢把握高質量發(fā)展這個首要任務，積極培育和發(fā)展新質生產力，肩負起新時代高等教育的重要使命。
本報記者周慧芳
（責任編輯：梁艷）
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