数据中国“百校工程”进行时

  西南大学聚焦农业大数据,基于语义决策支持柑橘的施肥、生理病害以及水分管理功能,太原理工大学在工业大数据分析领域“巧做文章”,助力太原钢铁集团解决技术难题,北华航天工业学院让航天遥感数据“进城下乡接地气”,湖北大学探索出大数据复合应用型人才培养模式……数据中国“百校工程”进行时,以点带面,以小见大,看产教协同如何落地大数据应用。

  大数据成为塑造国家竞争力的战略制高点之一。掌控和利用大数据资源的能力成为一个国家提升综合竞争力的关键。高校作为大数据产业发展重要的推动力量,从科研攻关到技术创新,从产教协同到应用实践,创造性地落实大数据发展战略,高校扮演着不可替代的角色。大数据等新一代互联网技术深刻改变了世界,也让各国站在科技革命的同一起跑线上。中国曾屡次与世界科技革命失之交臂,今天要把握这一历史机遇,中国的企业有责任,中国的高校有责任。

  “当前,国家正在大力推动创新驱动发展战略,要探索一种通过校企深度合作,加快推进大数据人才培养、科技进步和产业发展的模式。我们深信,这个符合人才培养规律和产业发展规律的创新,必将为中国大数据产业发展注入强大动力。”教育部学校规划建设发展中心主任陈锋如是说。

  为服务国家创新驱动战略,落实《促进大数据发展行动纲要》,探索校企合作新模式和新机制,加快培养大数据产业人才,教育部学校规划建设发展中心于2016年5月启动实施数据中国“百校工程”项目,计划通过2~3年时间在全国范围内遴选百所高校,部署集人才培养、科研支撑、行业应用及社会服务于一体的“大数据应用创新中心”,与项目院校共同设立“大数据学院”。在此基础上,构建“大数据应用协同创新网络”,聚焦大数据关键技术和若干国家重点行业的大数据应用开展协同创新。利用协同创新网络倍增器特征建立百校、百城、百行、百企的大数据网络体系,实现跨地域、跨行业、跨层级的协同服务。

  目前,数据中国“百校工程”已确立了41所试点院校和20所培育院校。中心与企业合作围绕战略资源导入、核心节点建设、协同创新机制构建等重点工作全力推进项目建设。

  教育部学校规划建设发展中心创新发展处处长刘志敏提到,高校在推动大数据产业发展时可以以如下四方面为切入点。一是以校企合作为基础,面向应用推动大数据产业发展。二是以大数据应用创新中心和大数据学院为载体,形成集人才培养、科研支撑、行业应用及社会服务于一体的超级学科专业集群平台和协同创新中心。三是根据大数据产业人才需求结构和科技创新链形成功能明确的布局结构。四是充分发挥网络效应作为倍增器的作用。“百校工程”的创新之处在于将百校和企业联结成网,构架网络化、生态化、开放化的大数据人才培养和技术创新应用网络。

  数据中国“百校工程”启动一年,西南大学、北华航天工业学院、湖北大学和太原理工大学在建设大数据创新基地或助力打造大数据创新生态,构建创新创业平台等方面做出了有益探索。西南大学聚焦农业大数据,成功研发一个基于语义技术的决策支持系统,实现了柑橘的施肥、生理病害以及水分管理功能。太原理工大学在工业大数据分析领域“巧做文章”,助力太原钢铁集团解决技术难题。北华航天工业学院,潜心研究航天遥感技术,使其“进城下乡接地气”。湖北大学坚持体制机制创新,探索出大数据复合应用型人才培养模式。

  西南大学

  构建农业大数据创新网络体系

  西南大学是教育部直属“211工程”和“985工程优势学科创新平台”建设高校,已有植物与动物科学、农业科学等学科领域进入ESI全球排名前1%。其中,农业科学是特色领域,其在精准农业大数据领域做出深入研究。不仅仅直接针对精准农业实时生产的数据,还利用西南大学已有全国一流的农业数据资源对我国尤其是西南地区的各类农作物、土壤、畜牧、食品、园艺植物等数据进行分析研究,以更好地指导农业生产。

  西南大学计算机与信息科学学院副院长肖国强在接受《中国信息化周报》记者采访时表示,西南大学与重庆市各级部门密切合作,在推进农村信息化协同创新方面进行了大量探索,通过“一带一路”倡议与西部地区特别是重庆市产业发展紧密结合,加强农村信息化可持续发展机制改革与建设,从而为培育特色学科形成重庆优势农业产业产生智能支撑能力,围绕农业农村信息化服务平台集成与资源整合关键技术、农业数据资源的开发利用方法与技术、农业物联网关键技术、农业智能装备关键技术开展跨学科交叉研究,着力推动涉农信息资源的有效整合,开展农业大数据智能化应用。

  据了解,西南大学农业大数据研究以柑橘施肥智能辅助决策支持系统为突破口,建立基于语义技术的本体映射模型。在柑橘施肥知识的提炼与标准化、柑橘施肥知识本体的构建、柑橘施肥语义系统架构等方面取得了重要进展。“结合农业物联网综合服务平台,以上成果为各类涉农信息资源整合提供了重要的技术验证、参考和指南,并针对重庆生猪信息化发展需求,在母猪繁殖性能及生化指标与气候条件关系方面开展大数据研究与应用。”肖国强补充说。

  其农业大数据研究包括三方面,三者之间又相辅相承。基于WMMP-T协议的柑橘物联网终端设备方面了数据采集,而数据汇聚到农业物联网综合信息服务平台可以便利数据处理和分析;基于语义技术的柑橘生产管理技术可以节约能源,让柑橘生产管理在基于数据的基础上更加智能。

  第一,农业物联网综合信息服务平台。在确定基于物联网云计算平台顶层设计,确定接口规范和研究完善各相关子系统基础上,研发子系统间数据存储、交互和共享技术、系统内部集成技术、异构平台间资源整合与集成技术和多模式信息发布系统研发等,并将采用以上技术综合集成12316、12396、农业农村信息网、农业科技信息服务系统、农信通、农村党员干部现代远程教育平台等已有平台资源,构建农业农村物联网综合信息云服务平台。平台可适合于各种不同类型的网络环境,基于网络搭建基础平台,构建各种业务应用,整合各类应用。通过云综合门户,用户可通过各种不同终端访问。

  第二,基于语义技术的柑橘生产管理技术。针对重庆市柑橘产业的精准生产管理难题,成功研发一个基于语义技术的决策支持系统,实现了柑橘的施肥、生理病害以及水分管理功能。柑橘语义本体是决策支持系统的关键部分,它以三元组的形式整合了施肥、生理病害、灌溉这三方面的专家知识,使得以文档形式的知识能够为计算机系统所理解和应用。“该决策支持系统能够根据用户的输入,自动生成个性化的柑橘生产指导信息。我们所开发的柑橘决策支持系统提供了实现精准农业和个性化农业信息服务的有效方法,并且该方法能够被直接应用于其他农业产业。”

  第三,基于WMMP-T协议的柑橘物联网终端设备。对基于不同终端标准的各类传感器进行柑橘物联网接入设计与开发,以使其支持从数据采集终端到M2M平台的标准通信接口协议WMMP-T,实现传感器网络与M2M平台的通信,完成柑橘生产环境信息的采集、传输和共享。同时,优化集成终端使其凸显节能、稳定、安全特性。通过TD-SCDMA/GPRS通道,利用中国移动的接入资源、专网专号以及物联网应用M2M技术,实现柑橘生产多源信息远程传输。

  太原理工大学

  做好煤炭、钢铁工业大数据文章

  太原理工大学于2017年初揭牌成立了大数据学院和大数据研究院。两院致力于服务大数据相关领域的科学研究、人才培养和产业创新,紧密结合国家战略及山西新兴产业需求,建立和形成优势学科群和特色专业群,努力培养具有大数据思维和创新能力的复合型人才;开展应用基础研究和共性关键技术研究,打造具有区域影响力的数据科学研发策源地、数据人才培养新高原、数据汇聚共享平台和数据政策新型智库;孵化具有重大市场应用价值的科技成果,促进技术转移与成果产业化,助推山西大数据全产业链贯通发展。

  学院坚持开放共享原则,在人才培养、科技创新和产业发展等的模式方面先行先试、探索创新,形成校地、校企、校校多元合作模式。“以培养应用型大数据工程师为目标,注重培养学生在大数据技术上的应用能力及针对具体行业的数据应用研究、开发和实施能力,”太原理工大学副校长李明在接受采访时说,“具体从三方面切入制定培养标准,包括提高学生的专业核心技术与能力,即对大数据技术体系的理解和掌握;提升学生深度理解行业应用的实践能力,即参与行业项目工作的开发应用与成果验证;强化学生跨行业迁徙和学习能力,即能理解并适应不同行业间大数据应用的同质性和差异性。”

  在李明看来,建立大数据人才梯队是当务之急,“大数据产业既需要大量高端人才,又需要基础人才,只有借力外来精英培育本地人才,才能更好地服务山西大数据产业发展。”

  目前,结合学校优势专业和发展导向,太原理工大学大数据学院以计算数学、统计学、数据科学与技术等学科为支撑,展开与高分辨率卫星遥感数据、机械制造、能源、管理学、环境学等学科的深度交叉研究,并通过北京大数据研究院这个大数据产学研协同创新的新平台,在交通大数据、金融大数据、移动互联网大数据、医疗大数据等方面展开学术交流、技术借鉴融合。

  随着信息化与工业化的深度融合,互联网信息技术渗透到了工业企业产业链的各个环节,工业企业中生产线处于高速运转,由设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据,从数据类型看也多是非结构化数据。同时,生产线的高速运转对数据的实时性要求也更高。通过互联网、移动物联网等带来的低成本感知、高速移动连接、分布式计算和高级分析,信息技术和全球工业系统正在深入融合,工业大数据应用将引发工业企业创新和变革的新时代。

  学院围绕山西地域经济特色,依托在煤炭和非煤产业链等工业领域所积累的丰厚数据基础,联合太原钢铁集团、山西焦煤集团和山西省大数据研究院发布工业大数据协同创新方案,建立工业大数据协同创新体。

  太原钢铁集团某生产线的故障检修通常采用定期检修方式,有时会导致过修,而“故障修”损失更大。如何利用长期积累的工业现场设备监控和设备检修产生的海量历史数据,将定期检修转变为预防性检修,提高安全生产效率是目前太原理工大学与太原钢铁集团合作的课题之一。

  带钢表面质量是冷轧不锈钢板(卷)质量的重要组成部分,太钢先后引进11套进口带钢表面缺陷自动在线检测设备,但该系统存储容量有限,只能容纳3个月左右的实时数据,为后继质量异议追溯带来难度。如何搭建数据有效存储与分析的大数据平台,并将其融入机组控制系统、信息化系统,使数据信息在企业内部完全流通,实现企业各层级的质量监控也是两家单位目前合作研究的方向。

  “工业大数据协同创新体致力于为工业企业提供个性推销、定向研发、智能维保、设备远程故障诊断分析等服务,实现人员投入及控制过程的节能提效,为工业带来深刻的变革,统筹政产学研用协同发力,把大数据广泛应用到深化转型综改的主战场。”李明副校长总结道。

  北华航天工业学院

  遥感数据“进城下乡接地气”

  北华航天工业学院(以下简称“华航”)充分发挥学校在航天、遥感领域的传统资源优势,着力打造特色化建设遥感大数据应用创新基地(以下简称“基地”)。

  基地始终高度重视遥感大数据工程应用型人才的培养工作。“华航注重项目驱动,以练带学,组建了遥感预处理、农业遥感、林业遥感、生态环境遥感、国土资源遥感、智慧城市、文物保护、定量遥感、无人机航摄等10个项目团队,成员近100名。”北华航天工业学院校长郝玉龙在接受采访时表示。

  据介绍,基地先后接收过来自北华航天工业学院、东华理工大学等6所院校研究生、本科生在内的200余名学生到基地参与科研工作。另外,西南交通大学、滁州学院、淮海工学院、重庆文理学院等院校也纷纷提出派教师、学生到基地挂职、实习需求。基地已逐渐成为国家遥感大数据专业人才的研发、实习与创新基地,为国家遥感大数据产业发展提供高素质工程技术创新型人才的支撑作用日渐凸显。

  “基地还结合北华航天工业学院e创空间项目实施计划和多年人才培养经验,营造了企业化运行的科研环境,坚持应用型人才培养的定位,创新性地提出了‘四段式三层次’遥感大数据创新创业人才培养模式,注重校企合作、校地合作,积极在京津冀地区为学生团队联系校外实习基地,帮助学生团队对接项目,将基地打造成学生创新创业的孵化器,促使学生专业能力与非专业能力素养切实得到提升。”郝玉龙如是说。

  华航的科研成果绝大部分已经成功开展应用,深度服务于地方经济社会发展。据北华航天工业学院科技处副处长金永涛介绍,农林资源遥感监测与分析系统已在廊坊市政府有关部门运行3年;“作物-土壤重金属胁迫多源遥感协同反演模型”通过样地设计、数据获取与分析处理,建立了基于作物生长机理的多尺度遥感数据同化机制,构建了基于时-谱信息融合分析的作物重金属胁迫特征空间;基于最小风险的最大似然分类方法,解决了在农作物遥感影像解译过程中,将非目标地物判为目标地物致使分类后处理工作量大大增加的问题,大大提升了农业遥感专题产品的时效性;基于卫星遥感影像的数字水印嵌入和提取方法能够在对SHP、TIFF格式的卫星遥感影像进行产品质量监督、保障产品信息安全、追溯相关责任的同时,减少存储冗余信息,进而在少量空间中存放较多的水印信息;遥感产品移动巡检平台使野外核查作业实现规范化,数据精确、无偏差,防止作弊,提升了农业、林业野外核查工作效率。

  据基地赵起超博士介绍,上述科技创新成果主要面向县域农业工作者及管理者,将遥感监测的县域多尺度农业、林业资源成果数据化、信息化管理,实现了资源信息的精确交互查询及图表统计分析,通过模型、空间分析对资源的动态变化作出及时响应,从而满足县域不同管理部门资源管理、动态监测及领导决策多维性的需求。

  基地在廊坊市政府部门安装部署了遥感监测与分析系统,定期报送耕地、农作物、道路、河流、经济作物等近20种地物的遥感专题产品和工作简报,该项工作已成为政府部门科学决策依据。“各地方政府新造林工作的开展需要投入大量的人力、物力,自从使用卫星遥感监测后,不用单纯依靠人力逐一检查新造林的生长情况,既节约了成本,又获得了更丰富的数据资源。”赵起超举例说。

  环保已经成为全世界关注的焦点,尤其是近几年雾霾频现,更将污染这一顽疾推到了聚光灯下。立足于“防”,做好“减法”,坚持防霾减污与治理并重,才是明智之举。然而旧有的监测方式有太多局限,数据采集也较为滞后。据赵起超介绍,基地积极同廊坊市优秀本土企业,共同研发,打造大数据创新产业集群,在环保领域,基地与廊坊市海宏环保科技有限公司、廊坊市智慧生态产业研究院合作,为廊坊市提供环保智能监测服务,利用卫星遥感、无人机和地面传感器监测点,对廊坊市及周边区域大气环境、水环境进行遥感监测与数据分析,并积极协助廊坊市人大开展大气污染和水污染防治监督工作,利用高分卫星遥感影像在霸州、大城、文安、广阳、开发区、大厂等区县监测多处疑似污染源的企业与河流。

  华航的实践还不止于此。郝玉龙谈到,基地还协助邢台市巨鹿县政府进行了特色作物动态监测,协助张家口市长城管理处进行了古长城监测与保护,为河北省地方经济社会发展服务的不可替代性作用日渐凸显。目前,基地科研成果已推广到河北省固安县、巨鹿县等11个县级政府单位,基地已使航天遥感技术“进城下乡接地气”成为事实。

  湖北大学

  探索大数据复合应用型人才培养模式

  湖北大学坚持体制机制创新,不断探索大数据复合应用型人才培养模式。通过建立大数据应用创新基地,深化校企合作机制,促进高校以地方经济发展、行业发展和企业需求为导向,实现人才培养、科研创新、应用服务3项职能。并通过行业服务、地方服务,进一步促进产业发展与高校教育的有机融合,高校为产业提供合格优秀的人才,产业为高校发展提供技术、支持及资源的全方位支持,实现资源共享,优势互补,共建共管。

  在谈及建建立大数据应用创新基地的优势及定位时,湖北大学教务处处长章天金说:“在服务地方经济建设方面,湖北大学在税务信息化行业已有18年的技术积累,在光伏信息化行业,也有7年多的技术积累,因此,湖北大学大数据应用协同创新基地主要聚焦金融和光伏行业,校企合作培养大数据复合应用型人才。”

  分层教学是一种面向全体,因材施教的教学模式,它强调分层提高,让尖子冒出来,使多数迈大步,叫后进生不落伍,达到水平的整体优化。大数据复合应用型人才培养需要分层实现:面向全校,开展大数据通识教育;面向相关专业,开展大数据应用基础教育;面向计算机类合作专业,培养大数据应用型专业人才。校企共建“半虚半实”的大数据学院。大数据学院管理人员由学校领导、企业派出人员、相关职能部门与学院负责人组成,大数据学院采取半虚半实管理体制。

  “所谓半虚是指学校成立的‘大数据学院’区别现有学院,没有足够的人事管理编制,学院管理人员以兼职为主;所谓半实是指依托大数据组织到一起的相关专业的教学管理及教学运行机制与现有学院相同,有规模稳定的学生,包括:计算机类合作专业学生150人,9个学院19个相关专业学生2000人,全校通识选修学生3000人,两年后联合培养工程硕士。”章天金解释说。

  此外,湖北大学还构建“三三三”复合型课程体系,为大数据应用创新奠定知识基础;构建“三四四”驱动式实践教学体系,筑牢大数据应用创新的根基。

  据悉,“三三三”是指大数据学院的课程设置分为全校通识课程、相关专业基础课程、合作专业核心课程三个层次;课程模块分为知识培养类、能力训练类、职业素质类三大模块,课程内容实行三个综合,即课程内的综合、课程之间的综合、学科之间的综合。“三四四”是指校内实验、基地实训、企业实习三种实践教学形式;基础训练、提高训练、综合训练、创新创业四个实践教学层次;专业基本技能、专业核心能力、创新创业能力、社会适应能力四种能力。“三四四驱动”模式即学校与企业达成共识,利用双方资源,在不同实践地点实施不同实践内容的三类实践教学,系统规划了四个不同要求、不同特点层层递进的实践教学层次,培养学生复合应用的四种能力。

  这样设置课程的好处是显而易见的。章天金说:“学校主要以合作专业和相关专业为基础,面向金融、光伏行业开设大数据复合应用型人才培养试点班。打破学科与专业壁垒,构建复合型课程体系,重视实践创新能力培养,并制作一定数量的MOOC、编著数字立体化教材。为行业大数据应用奠定理论基础。”

  本报记者 杨光

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