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大数据技术与智慧城市研究院

【来源: | 发布日期:2016-10-31 】

一、基本情况

研究院由留日博士后邵峰晶教授领衔组建,现有教授15人,副教授26人。本研究团队自90年代起致力于海量数据存储、分析关键技术研究与应用开发,研制了我国首个自主知识产权的数据仓库软件产品及OLAP分析工具,建立了大型数据仓库与数据挖掘开发平台;随着大数据复杂化、异构化及实时性的快速增长,为突破面向主题分析的局限性,提出了从系统层面分析处理大数据问题的思想,建立了复合复杂网络模型,开发了基于该模型的大数据分析平台。开展了海洋、交通、基因分析等领域的大数据应用研究,与相关单位合作,构建了渤海海洋数据仓库及海洋应用智能分析系统、城市交通路口和重点监控区人口流量及交通特征的智能感知系统、小儿肝脏肿瘤手术治疗临床决策系统等,开展了浒苔赤潮等藻类海洋灾害演化模型及灾害预测、基于《伤寒论》的中医药复杂网络模型及性质分析、视网膜色素变性单基因病等致病基因分析等方面的研究。

若干研究成果已推广和业务化运行,团队获得国家自然科学基金重大计划培育项目、“863”项目、国家海洋公益课题以及国家自然科学基金和省部级重点项目支持30余项,获得教育部科技进步一等奖等省部级以上奖励13项,取得发明专利、软件著作权等知识产权40余项,发表论文近250篇,其中SCI/EI收录160余篇。

二、运行模式

依托计算机科学与技术、软件工程、系统理论学科,实行学术委员会指导下的院长负责制,下设研究部(中心)。学术委员会由大数据领域国内外知名专家学者构成,其主要职责是对研究院发展战略规划、学术方向、人才队伍建设规划、研究课题等进行论证指导,并听取和审议研究院年度工作报告。研究部(中心)由学术带头人负责,依据规划的研究方向和经济社会需求,提出研究计划和目标任务并组织实施,学术委员会对其业绩进行定期考核。

研究队伍由固定和流动人员组成,建立流动机制。流动人员根据课题需要由研究部(中心)提名后由院务会议定。

研究院每年召开一次院学术委员会,定期开展研究进展报告会,各研究部(中心)每年至少举办一次专题论坛。积极举办高水平国际学术会议、开展国际学术合作与交流活动,营造国际合作交流网络。服务区域需求,围绕政府中心工作,建立与企业和科研院所合作机制,强化应用研究针对性和成果转化力度。

三、主要研究方向

1.系统级大数据分析关键技术研究

大数据的特征表现在:(1)数据不是孤立的个体,数据及其隐含的机理间具有复杂的关联关系,这种关系将所有数据构成不可分割的整体;(2)大数据的开放性使动态生消的个体会改变数据间原有关联关系,影响数据集合的整体特性。大数据的海量性、复杂性、开放性使数据挖掘等面向主题的。

分析方法出现局限:主题的预设和分别分析,割裂了主题间的关系,导致这些关系中隐含的机理被丢失。本研究方向在前期建立的复合复杂网络可计算模型基础上,研究加权复合复杂网络模型及其跨子网拓扑和动力学性质,重点研究边界结点(边)联接强度、子网联接松散度、跨子网多信息传播问题;提出跨网边界性质高效分析算法。针对海洋、雾霾、交通等数据资源现状,提出数据同化高效算法;研制大数据存储、清洗与快速访问工具、模型性质分析与挖掘工具、基于计算机视觉及增强现实的大数据可视化工具。基于理论研究成果构建研制大数据分析系统开发平台,为大数据分析提供系统级分析方法及分析工具。

2.大数据安全审计技术研究

大数据存储通常结合云存储技术完成。由于云端基础设施可能受到来自内外部的威胁,提供商也会因经济原因删除不常访问的数据,使用户云端数据完整性受到威胁。为保证云端数据完整性,用户需对数据进行审计,确保其未被修改。由于数据规模大、用户资源有限,用户个人完成审计任务很困难,且云存储服务应尽量降低使用代价,用户访问数据时不应进行太多的操作。该方向将研究云存储技术的可审计的大数据安全关键技术与系统。

3.大数据分析应用技术研究及应用开发

(1)海洋灾害预测辅助支持。在集成海洋常规监测、应急监测、实验室研究历史数据的基础上,以卫星遥感数据为补充,研究藻类、溢油等海洋灾害衍生机理,研制海洋卫星遥感数据分析、展示工具,建立海洋灾害预警演化系统,为赤潮、浒苔、溢油等海洋灾害预测提供辅助支持。

(2)智能交通大数据分析。与海信网络科技合作,研究交通流量特征提取及建模、交通路口路段堵塞预测分析、路口联网联控及智能诱导等城市交通状态感知及预测分析技术,构建智能交通大数据分析平台,提升城市交通管控效率和智能化水平。

(3)不同气象条件下雾霾扩散预测辅助支持。针对雾霾迁移过程复杂,大量机理未知等问题,与气象部门合作,应用大数据分析研究气象条件对雾霾的扩散与迁移的关系,提取不同气象条件下雾霾扩散、迁移特征机理,建立雾霾在不同气象环境中的扩散、迁移复合复杂网络演化模型,为雾霾防治预测提供辅助支持。

(4)面向精准医疗的大数据分析。与青大附属医院和华大基因研究院合作,开展结合临床诊断的致病基因发现方法研究,研制开发基因辅助诊断高效分析软件工具,为分子诊断、药物研发提供大数据分析支持。合作研究临床多模态医学影像数据的融合方法及人体器官、组织的三维重建方法,以辅助临床诊断、手术规划等。

四、社会服务内容

紧密结合地方经济社会发展的需要及支柱产业规划,发挥大数据技术对智慧城市建设的技术支撑与引领作用,围绕智慧城市建设中智能交通、环境污染、医疗服务等重大需求开展研究工作,并探索在金融、管理等领域为地方社会经济发展提供技术及人才保障。