技術向“新”帶動產業提“質”

——中北大學大數據與視覺計算研究所推動科研成果從實驗室邁向生產線

潮從創新涌，千帆向“新”行。

弱光環境下綜采工作面感知、關鍵設備狀態實時監測、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據與視覺計算研究所堅持面向學術前沿、面向重大戰略需求、面向區域經濟社會需求，以科技創新賦能產業發展，以產業需求牽引技術突破，積極探索產教融合新路徑，增強科技創新和社會服務能力，在新質生產力賽道上不斷展現新作為。

堅持原創性研發，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測和告警、運輸皮帶智能分析、井下作業人員違規行為分析與識別……煤礦安全生產面臨的關鍵問題，如今在云平臺上刃迎縷解。”7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據和人工智能技術，對煤機裝備運行數據進行實時采集和分析，從而實現對設備狀態實時監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，可達成遠程監控看得全、遠程操控看得準、預警聯動看得懂，真正實現以“智”增安、降本。

煤礦智能化代表著煤炭先進生產力的發展方向，是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐。2021年10月，山西省科技廳聚焦國家重大戰略和山西高質量發展需求，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行院長、國家級信創現代產業學院執行院長秦品樂成為技術掛帥人。

“井下綜采工作面存在環境光線照度低、實時感知能力差、關鍵設備監控手段單一等問題，如果采用國外相應解決方案，不僅成本高，還存在數據安全隱患。”針對這些行業堵點、難點，秦品樂帶領團隊軟硬件齊發力，研發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，實現環境三維點云、微光和紅外圖像的融合算法，為基于信創技術的智能綜采面數字孿生系統提供有力數據支撐。

“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，團隊堅持原創性研發，圍繞生產數據“采、傳、存、算”等環節，構建基于國產設備和技術的環境感知、實時互聯、分布存儲、分析決策、動態預測、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，以實現綜采和掘進環境的實時動態感知及工作設備的智能監測、基于國產實時/時序數據庫的生產實時監測數據實時存儲，以及基于智能礦山云平臺數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。

“現在智能礦山云平臺采用微光、紅外攝像頭等多模態數據融合技術，有效提升了礦井復雜環境下的安全作業能力。”秦品樂告訴記者，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，可及時發現礦井中潛在危險，為礦井安全管理工作提供強有力支持。“現已實現在極低照度，比如光照度僅為10-3lux環境下，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，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？”“對，這是通過多路攝像頭實現的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，鼠標移動到哪個區域，其地理數據立刻可視化為三維立體實景地圖，盡收眼底，還可實時查看監控視頻及數據。

這就是中北大學全國產化智能視覺云邊端協同處理解決方案，是利用云計算、邊緣計算、物聯網等技術，實現對三維實景數據采集、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，還不斷向縱深發展，輻射、溢出到其他行業，為不同場景提供高效、穩定、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，通過在特定區域部署傳感器和監控設備，當有人或物體進入預設警戒區域時，系統會立即觸發報警，并通過多種方式將警情傳遞給管理人員。”在展示智慧城市三維實景應用時，秦品樂詳細介紹了電子圍欄報警功能。他表示，云邊端協同處理解決方案還可應用于視頻監控—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，一些偏遠的山區景區或地理位置特殊的河岸景區，客流處于高峰期時，現場信號就會變差。”山西建投靜態交通公司數字事業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+大數據”業務體系和新管理模式，解決了此類場景下停車難題，同時為停車行業未來發展提供了嶄新思路。

目前，包括太原市學府智能停車樓、汾河景區停車場、呂梁市汾陽醫院停車樓在內的全省約280個停車場已應用此項新技術，實現了無人值守自助繳費功能。

王亞峰表示，公司將持續深化與中北大學“產學研用”合作，推動前沿創新成果在省內落地，聚焦數字化轉型，以新質生產力為牽引，搶抓智慧停車及新能源等產業發展新機遇，構建全省停車資源“一張網”，為助力全省數字經濟和產業轉型作出新貢獻。

產教融合新模式，追趕變領跑，深耕研發謀“新”求“質”

窗明幾凈的辦公室，鍵盤敲擊聲此起彼伏，處處洋溢著創新活力，創業氛圍撲面而來。今年4月，中北大學大數據與視覺計算研究所科研團隊入駐“晉創谷·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。

“這里提供了優越的資源和環境，加速了科研成果產出，拉近了科研與企業需求的距離。”中北大學復雜系統建模與仿真專業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。同專業的趙鵬程博士負責端側技術，亦是市場主體對接負責人。在創業過程中，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，為職業發展拓寬了渠道。”

“之前學校側重于理論研究，學生真正參與產品研發的機會不多。培養方式的改變，為他們的發展找準了‘發力點’。”入駐“晉創谷·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，自主研發的全國產化智能視覺云邊端協同處理解決方案系統平臺的全線產品，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、業務洽談對接幾乎成了他的“主業”。

“晉創谷還將為我們提供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。”望著窗外忙碌的施工現場，有過創業經歷的秦品樂說，“全力打通從實驗室到市場‘最后一公里’，讓專業的人干專業的事，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，極大鼓舞了研發團隊的信心。”

超微光成像產品和AI邊緣計算產品進入小批量應用階段，現已應用于某軍工企業和某煤礦企業；高靈敏度伺服驅動器完成核心芯片設計及工程樣片，可針對工業場景試用……近年來，秦品樂帶領企業（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鏈“揭榜”，在“微型伺服驅動”榜單中獲評優秀方案。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，贏得發展主動權。

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，在推動傳統產業升級、新興產業壯大、未來產業培育上具有先天優勢。

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業的洶涌激情和澎湃動力。秦品樂作為學科帶頭人，堅持原創性研發，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，勇擔技術掛帥人，針對關鍵技術難題開展聯合攻關，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展注入原動力。

如果說科技創新的原始突破是“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，解決行業產業發展中的重大問題，推動產業迭代升級。同時，秦品樂潛心育人，始終踐行師生共研共創，帶領他們在企業真實研發項目中“摸爬滾打”，旨在培養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展這個首要任務，積極培育和發展新質生產力，肩負起新時代高等教育的重要使命。