——中北大学大数据与视觉计算研究所推动科研成果从实验室迈向生产线

潮从创新涌，千帆向“新”行。

弱光环境下综采工作面感知、关键设备状态实时监测、云边端一体化三维实景融合……中北大学计算机科学与技术学院大数据与视觉计算研究所坚持面向学术前沿、面向重大战略需求、面向区域经济社会需求，以科技创新赋能产业发展，以产业需求牵引技术突破，积极探索产教融合新路径，增强科技创新和社会服务能力，在新质生产力赛道上不断展现新作为。

坚持原创性研发，突破关键技术瓶颈，智能矿山云平台形成引领示范

“24小时对井下综采面监测和告警、运输皮带智能分析、井下作业人员违规行为分析与识别……煤矿安全生产面临的关键问题，如今在云平台上刃迎缕解。”7月29日，华晋焦煤有限责任公司技术处处长、项目负责人姚晋国通过电子显示屏模拟画面边演示边讲解。

姚晋国所说的云平台是运用大数据和人工智能技术，对煤机装备运行数据进行实时采集和分析，从而实现对设备状态实时监控和故障预警的智能矿山云平台。他解释，该关键技术研究项目应用后，可达成远程监控看得全、远程操控看得准、预警联动看得懂，真正实现以“智”增安、降本。

煤矿智能化代表着煤炭先进生产力的发展方向，是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。2021年10月，山西省科技厅聚焦国家重大战略和山西高质量发展需求，凝练形成山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目，中北大学牵头揭榜“智能矿山云平台关键技术研究”项目，该校计算机科学与技术学院执行院长、国家级信创现代产业学院执行院长秦品乐成为技术挂帅人。

“井下综采工作面存在环境光线照度低、实时感知能力差、关键设备监控手段单一等问题，如果采用国外相应解决方案，不仅成本高，还存在数据安全隐患。”针对这些行业堵点、难点，秦品乐带领团队软硬件齐发力，研发基于国产成像芯片和图像处理芯片，研制微光相机和红外相机，实现环境三维点云、微光和红外图像的融合算法，为基于信创技术的智能综采面数字孪生系统提供有力数据支撑。

“立项之后，我们目标明确，聚焦关键技术瓶颈开展科研攻关。”秦品乐介绍，两年多来，团队坚持原创性研发，围绕生产数据“采、传、存、算”等环节，构建基于国产设备和技术的环境感知、实时互联、分布存储、分析决策、动态预测、自主可信的云边端一体化智能矿山云平台，研究成果应用于华晋焦煤有限责任公司沙曲二矿，以实现综采和掘进环境的实时动态感知及工作设备的智能监测、基于国产实时/时序数据库的生产实时监测数据实时存储，以及基于智能矿山云平台数字底座的综采装备智能故障诊断等，为矿山智能开采及产业集群提供核心技术支撑，形成完整的国产自主智能矿山云平台示范体系。

“现在智能矿山云平台采用微光、红外摄像头等多模态数据融合技术，有效提升了矿井复杂环境下的安全作业能力。”秦品乐告诉记者，关键技术可在粉尘、水雾弥漫等几乎没有光的情况下捕捉到清晰影像，可及时发现矿井中潜在危险，为矿井安全管理工作提供强有力支持。“现已实现在极低照度，比如光照度仅为10-3lux环境下，摄像头依然能清晰成像。可谓‘没有阳光也灿烂’！”

一屏观全局，三维实景呈现，城市“会思考”更智慧

“这么大场景不需要切换，在一面屏上就可以看全景，而且是三维立体实景呈现？”“对，这是通过多路摄像头实现的3D化一屏显示。”

一问一答之间，鼠标轻轻滑动，秦品乐通过大显示屏将云边端协同框架下“AI+视频”应用于智慧城市的应用场景一一展示，鼠标移动到哪个区域，其地理数据立刻可视化为三维立体实景地图，尽收眼底，还可实时查看监控视频及数据。

这就是中北大学全国产化智能视觉云边端协同处理解决方案，是利用云计算、边缘计算、物联网等技术，实现对三维实景数据采集、处理、存储、分析、展示和管理的一体化平台。该方案不仅能应用于智能矿山，还不断向纵深发展，辐射、溢出到其他行业，为不同场景提供高效、稳定、安全的三维实景服务，如智慧城市、智慧交通、智慧校园、智慧工厂等。

“利用电子技术构建起虚拟防护网，通过在特定区域部署传感器和监控设备，当有人或物体进入预设警戒区域时，系统会立即触发报警，并通过多种方式将警情传递给管理人员。”在展示智慧城市三维实景应用时，秦品乐详细介绍了电子围栏报警功能。他表示，云边端协同处理解决方案还可应用于视频监控—投影融合、车流量分析可视化等场景。

如今，很多人开车上班前，习惯查看手机避开拥堵路线；坐公交前，先查询公交车路线、站点距离、实时路况等信息。云边端协同处理解决方案助力智慧交通，不仅能为群众提供详细出行信息，还能提供流畅的停车体验，缓解“出行焦虑”。

“以前的停车场对网络条件依赖较大，一些偏远的山区景区或地理位置特殊的河岸景区，客流处于高峰期时，现场信号就会变差。”山西建投静态交通公司数字事业部市场部经理王亚峰说，公司积极探寻解决方案，中北大学计算机科学与技术学院为其量身打造，形成“端+云+大数据”业务体系和新管理模式，解决了此类场景下停车难题，同时为停车行业未来发展提供了崭新思路。

目前，包括太原市学府智能停车楼、汾河景区停车场、吕梁市汾阳医院停车楼在内的全省约280个停车场已应用此项新技术，实现了无人值守自助缴费功能。

王亚峰表示，公司将持续深化与中北大学“产学研用”合作，推动前沿创新成果在省内落地，聚焦数字化转型，以新质生产力为牵引，抢抓智慧停车及新能源等产业发展新机遇，构建全省停车资源“一张网”，为助力全省数字经济和产业转型作出新贡献。

产教融合新模式，追赶变领跑，深耕研发谋“新”求“质”

窗明几净的办公室，键盘敲击声此起彼伏，处处洋溢着创新活力，创业氛围扑面而来。今年4月，中北大学大数据与视觉计算研究所科研团队入驻“晋创谷·太原”，推动成果加速孵化转化，运用新技术、新方法、新模式孕育新质生产力，为科研创新带来更多研究方向和目标，提供更多前沿技术需求和应用场景。

“这里提供了优越的资源和环境，加速了科研成果产出，拉近了科研与企业需求的距离。”中北大学复杂系统建模与仿真专业博士陈作钧在课题组参与“智能矿山云平台关键技术研究”项目的研发。同专业的赵鹏程博士负责端侧技术，亦是市场主体对接负责人。在创业过程中，他们感受颇深：“我们不仅学会了如何将抽象的科研成果转化为具体的产品或服务，还在团队管理和项目推进中锻炼了领导力和项目管理能力，为职业发展拓宽了渠道。”

“之前学校侧重于理论研究，学生真正参与产品研发的机会不多。培养方式的改变，为他们的发展找准了‘发力点’。”入驻“晋创谷·太原”、担任深眸远见（山西）技术有限公司总经理的中北大学教师于一介绍，自主研发的全国产化智能视觉云边端协同处理解决方案系统平台的全线产品，在第九届上交会、第二十五届高交会等展会相继亮相，超微光成像产品和AI边缘计算产品的应用场景引人关注。归来后，项目考察接待、业务洽谈对接几乎成了他的“主业”。

“晋创谷还将为我们提供1000平方米的生产车间，年底投入使用，用于边、端侧硬件产品组装。”望着窗外忙碌的施工现场，有过创业经历的秦品乐说，“全力打通从实验室到市场‘最后一公里’，让专业的人干专业的事，市场能解决的就用市场解决。此次与深圳一家科技公司合作后，以最迅速的方式形成生产力，极大鼓舞了研发团队的信心。”

超微光成像产品和AI边缘计算产品进入小批量应用阶段，现已应用于某军工企业和某煤矿企业；高灵敏度伺服驱动器完成核心芯片设计及工程样片，可针对工业场景试用……近年来，秦品乐带领企业（团队），先后获得专利28项、软件著作权41项，山西省科技进步二等奖1项、山西省“五小六化”科技竞赛二等奖1项，参加了工信部等单位组织的特种机器人产业链“揭榜”，在“微型伺服驱动”榜单中获评优秀方案。秦品乐表示，新兴领域没有先例可循，没有模板参照，必须把握机遇、敢于作为，不遗余力育“新”提“智”兴产业，赢得发展主动权。

记者手记

作为基础研究主力军和重大科技突破策源地的高校，在推动传统产业升级、新兴产业壮大、未来产业培育上具有先天优势。

记者深入中北大学采访，清晰感知到来自高校科研一线师生干事创业的汹涌激情和澎湃动力。秦品乐作为学科带头人，坚持原创性研发，聚焦重大科学问题与关键技术瓶颈，牵头揭榜我省科技重大专项计划项目，勇担技术挂帅人，针对关键技术难题开展联合攻关，不断向科学技术的广度和深度进军，为新质生产力的形成和发展注入原动力。

如果说科技创新的原始突破是“从0到1”，那么科技成果转化则是“从1到无穷”的跃迁。在科技攻关和成果转化的路上，秦品乐团队注重应用牵引、突破瓶颈，围绕超微光成像技术和AI边缘计算技术等领域，解决行业产业发展中的重大问题，推动产业迭代升级。同时，秦品乐潜心育人，始终践行师生共研共创，带领他们在企业真实研发项目中“摸爬滚打”，旨在培养更多高素质应用型人才，夯实新质生产力人才“底座”。

高校是教育、科技、人才一体推进的核心。新征程上，要牢牢把握高质量发展这个首要任务，积极培育和发展新质生产力，肩负起新时代高等教育的重要使命。

本报记者周慧芳

编辑：闫凤婷