地下管网是城市稳定运转的“命脉”,然而这条命脉却潜藏着许多安全风险。一支来自南开大学的本科生创业团队“问鼎智井”,仅用不到一年时间,实现了大量技术突破,开发的智能地下管网监测井盖,已成为国内业界领先产品。产品已部署在北京城市管网,其中包括钓鱼台国宾馆和北京冬奥会场馆等重点场所,为消弭安全隐患贡献了南开智慧。
智能物联网井盖位于普通井盖下方,上方井盖异常离位则报警,能彻底解决井口坠人问题。智井还装有锁具,维修人员才可开锁,阻断破坏或者窃密。更重要的是,它将不断采集环境数据,监测各类险情。然而,已有智能井盖产品存在的痛点问题使其缺乏实用性。主要表现为,产品功耗太高,其直接结果是每日仅能采集一次数据,数据时效性极差,异常无法及时发现;另一方面,其仅有两三年的待机时间使得更换电池的人力成本极高。除此之外,现有产品仅依靠粗放的阈值报警,极易形成误报和漏报。更重要的是,其数据传输上依托4G网络,不具备保密性。
南开大学“问鼎智井”团队针对智井功耗高和无法精确报警两大突出难题进行了不懈探索。经过团队内物联、通信、计算机等学科学生的通力协作,成功自主设计出节能网关,优化电路布局设计,将功耗降低到极致。该团队还创造性地开发出多设备局域组网通信方案,实现了均衡负载,建立了监控设备的端侧判断机制,设备根据所采数据自主决定是否报警,减少了通信频率,充分利用边缘算力,从而降低通信环节的功耗开销。
“问鼎智井”团队成员敏锐地注意到智能井盖的报警条件会受到诸如环境、时间、地域等不同客观条件的影响。于是该团队将目光集中到智能报警模型上,在进行大量测试后,团队成员通过自主的模型设计,集各预测模型之所长,解井盖之不足。团队内计算机、人工智能等专业学生形成合力,通过在校内采集数据和实际生产场景数据上反复测试,在业内首度设计出专用于智慧井盖的智能报警模型,一举消除阈值报警的短板。
在团队的通力协作下,开发的智能井盖产品性能表现不俗,创造了多个业内“第一”。功耗方面,其产品第一次将待机时间延长到十年以上。数据时效性第一次达到分钟级。数据传输方式上,第一次实现加密局域组网,因而可部署在保密要求极高的重点场所。更是第一次实现了智能预测精准报警,一举解决了阈值报警带来的问题,解放人力提高效率。目前,该团队已实现三百余台井盖的销量,总销售额高达两百五十余万元人民币。此外,在南开大学第四届“校长杯”创新创业大赛创业赛上,“问鼎智井——险情预警物联网井盖,地下空间安全守护者”获高教主赛道二等奖。
未来,南开大学“问鼎智井”团队将致力于将井盖带来的险情预警融入城市智慧大脑,另外将进一步推广智能报警模型,计划与各大型物联网企业合作,将精准报警技术推广至国家电网、水利水务、智慧农业等更多领域,在抢险救灾上发挥更大的作用,服务国计民生和社会需要,真正发挥南开学子“允公允能,日新月异”的风范。
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经过多年的探索和实践,南开大学已初步形成了“一中心、两方面、三层次、四平台、多模块”开放式的本科生创新创业实践实训教学体系。其中,学校已连续四年举办“校长杯”创新创业大赛,大赛分创新赛和创业赛两大板块,优秀项目将被推荐至“互联网+”创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛等国家级双创赛事。
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