讓大數據更好服務經濟民生

貴州日報天眼新聞記者 周靜 段超木

4月25日，在福州市舉行的第四屆數字中國建設峯會“雲上貴州”展廳中國天眼展區，遊客絡繹不絕。

“媽媽，你看那一組‘圓盤’是什麼東西呀？”在展會現場，一位小朋友拉着他媽媽的手問。“這是天眼矩陣先導陣模型，中間這個大的是‘中國天眼’，是目前世界上口徑最大的射電望遠鏡（FAST）。”一旁的解説員耐心地給小朋友解釋:“將來，咱們通過它們發現更多的星星。”

這組與FAST組網運行的先導陣列模型，便是本次參展的中國天眼聯合研究中心·貴州師範大學分中心的黑科技，據中心團隊高級工程師于徐紅介紹，先導陣列是基於FAST面向下一代平方公里望遠鏡陣列（SKA），由36個個頭不一的“圓盤”組成，全部建成之後將全面提升FAST觀天範圍、效率、精度、分辨率和靈敏度。

中國天眼聯合研究中心·貴州師範大學分中心前身FSAT早期科學數據中心是由中科院國家天文台與貴師大於2014年合作共建，隨着我省大數據戰略的不斷推進，擁有大量數據處理能力的中國天眼聯合研究中心·貴州師範大學分中心（以下簡稱中心）不僅能服務FAST，還將其優勢發揮到服務我省大數據戰略行動的各個領域。

精準遙感點亮地理“智慧”信息

“選址一直是射電望遠鏡規劃建設的‘老大難’問題。”中心遙感團隊成員鄭欣介紹道，因為球面射電望遠鏡的主體部分鏡面類似於一個凹面鏡造型，選擇窪地建造最為合適。其次還必須要儘可能遠離無線電波的干擾源。這就要運用先進的遙感技術。

“什麼是遙感技術？簡單來説，就像是在飛機或人造衞星上，安裝一台功能強大的照相機，通過圖像分析獲取想要得到的數據。檢測分析不同功能的數據才能正確選址。”中心負責遙感遙測的王珩説。

於是，2020年該中心聯合武漢大學研發出基於貴州喀斯特山地特點，綜合衞星遙感、無人機遙感、數據採集車、地面傳感器網絡等手段的“空、天、地”一體化遙感信息應用系統。

眼下，中心正在開展“中國FAST射電觀測陣列先導陣”前期調研勘察，給“小圓盤”找到合適的家。

“通過無人機機載光譜相機、激光雷達、全景陣列等先進設備，應用攝影測量、激光點雲等前沿技術，經過大數據、雲計算分析處理，高效地為FAST先導陣前期各項工作提供探測信息，並將在後續的規劃設計、勘探建設、運維監測等方面持續發揮支撐保障作用。”據王珩介紹，除FAST先導陣選址勘探以外，中心圍繞我省山地農業發展需求，面向我省農業大壩運用這套遙感信息應用系統建立了農業大數據監測分析平台，實現了海量農業以及生態、環境、土地等信息的採集、計算和儲存分析，為不同壩區重點經濟作物提供長勢監測、產量評估、病蟲害預警等服務。

做填補“缺陷”的“遊戲管理員”

伴着貴州大數據浪潮的不斷翻湧，隨之而來的便是不得不面對的網絡安全問題。

“如果把安全漏洞比作遊戲中的‘缺陷’，那麼我們就扮演着‘遊戲管理員’的角色。”中心貴州省信息與計算科學重點實驗室徐洋介紹，早在2011年6月，該中心便得到公安部審批，成為貴州省首家信息安全等級保護測評機構。

近5年來，該中心網絡安全重點實驗室圍繞大數據網絡空間安全技術，在網絡安全等級保護測評量化模型、WiFi大數據分析、人工智能在網絡安全中應用等多個方向上展開深入研究，承擔了省部級項目8項。

為高速公路保駕護航

“貴州省的高速公路出入口的收費標準，都是由咱們中心進行測算制定的。”貴州省信息與計算科學省級重點實驗室副主任劉志傑介紹:“高速公路計費是一個龐大的工程。為保駕護航我省不斷升級擴建的高速公路路網。自2007年7月中心大數據實驗室開發貴州省單機版高速公路聯網收費費額計算平台以來，已有13個年頭，平台也經歷了大大小小6次升級。”

貴州省高速公路計費原則為最低費額路徑收費，最短路徑拆分，計算出正確的費額公式後，根據公式套入計算原則、計算條件、優惠政策等，才能得出兩個結點之間正確的應收費額。

初期，實驗室制定的貴州首條高等級公路——貴黃公路費額標準，用手持計算器都能完成。但隨着路網建設的網格化發展，人工計算已經無法完成。

近年來，我省交通系統不斷完善，高速公路由2009年1188公里增長至2021年7607公里，每增加一條高速公路，都會與現有路網發生關係，從而改變原有的費額計算方式。一條新路併網，需要大量的數據計算。劉志傑説：“每次計算，將產生1億多條數據量，生成數據報表超過5萬頁。”

因此，該中心改進算法，利用大數據平台提速增效，建成以圖形處理器並行算法為核心、以網絡分佈式處理為支撐、以地理信息系統為複雜路網結構表現方式、以雲架構為存儲方式自主研發的高速公路費額計算大數據應用平台，運用超算技術進行交通大數據處理，保障了高速公路通行費及時準確的收取與拆分，成為我省交通大數據的一個重要組成部分。