文丨本刊記者 奚曉陽(yáng) 李 坤

（責(zé)任編輯/晏 青）

“中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)Web服務(wù)器”、“貴州省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)費(fèi)額計(jì)算高性能計(jì)算平臺(tái)”、“面向西部基礎(chǔ)教育資源云存儲(chǔ)與工程云計(jì)算平臺(tái)”……在貴州師范大學(xué)田家炳大樓實(shí)驗(yàn)室，一組組整齊排列的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器指示燈閃爍不停，標(biāo)牌格外醒目。這是貴州省信息與計(jì)算科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的“中樞神經(jīng)”。

這個(gè)位于師大老校區(qū)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，包括了喀斯特地區(qū)關(guān)鍵信息技術(shù)應(yīng)用國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室、貴州省數(shù)字文物遺產(chǎn)保護(hù)與研究中心、貴州省智能計(jì)算與控制技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室等國(guó)家級(jí)和省級(jí)七個(gè)方向的研究團(tuán)隊(duì)，承接了許多省和國(guó)家的重大項(xiàng)目，包括貴州省唯一的CNGI下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程。創(chuàng)新性、實(shí)用性、地域性、開放性、前瞻性等特征，蘊(yùn)含著良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，領(lǐng)軍人正是2012年度貴州省最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、貴州省政協(xié)副主席、貴州師范大學(xué)副校長(zhǎng)、省信息與計(jì)算科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任謝曉堯。

記者在實(shí)驗(yàn)室看到，科研人員有的在儀器前嫻熟操作，有的在小會(huì)議室熱烈討論，有的在后臺(tái)專注提供技術(shù)服務(wù)支撐……這支勇于擔(dān)當(dāng)?shù)目蒲袌F(tuán)隊(duì)，顯然是大數(shù)據(jù)時(shí)代貴州創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的排頭兵。

貴州省政協(xié)副主席、貴州師范大學(xué)副校長(zhǎng)、省信息與計(jì)算科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任謝曉堯教授（左）和研究人員探討生物信息大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用。（本刊記者 文 媛/攝）

構(gòu)筑信息技術(shù)科研高地

作為一家省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、網(wǎng)絡(luò)與通信、統(tǒng)計(jì)學(xué)、考古學(xué)和生物學(xué)等諸多學(xué)科的理論和研究方法，主要從事計(jì)算理論、工程計(jì)算與應(yīng)用、文物大數(shù)據(jù)、生物大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)的研究與應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)室起步早，得益于謝曉堯教授對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的高度敏感和研究運(yùn)用。早在1995年，剛從美國(guó)學(xué)習(xí)結(jié)束回國(guó)的謝曉堯教授率先把貴州工業(yè)大學(xué)校園網(wǎng)與中國(guó)教育科研網(wǎng)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通了，開貴州互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用之先河。

“實(shí)驗(yàn)室的理論及應(yīng)用為貴州信息產(chǎn)業(yè)化建設(shè)提供服務(wù)，是貴州發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)應(yīng)用及創(chuàng)新人才的基地?！敝x曉堯教授告訴記者。

一篇題為《CeCaFDB：一個(gè)為碳中心代謝流量組學(xué)數(shù)據(jù)提供儲(chǔ)存、可視化與比對(duì)分析的大數(shù)據(jù)平臺(tái)》的文章，去年底在生物信息學(xué)領(lǐng)域世界頂尖雜志《核酸研究》上發(fā)表，文章共同的第一作者，正是實(shí)驗(yàn)室研究組謝曉堯教授的在讀博士生張正東和申鐵副教授。

這篇文章在貴州省在生物信息、生物制造領(lǐng)域影響廣泛。審稿專家認(rèn)為，文章使研究人員可以有效地查詢和比較代謝流量分布，具有被研究人員高度利用的潛力，表明貴州在相關(guān)領(lǐng)域的研究處于國(guó)際前沿。

自2007年成立以來(lái)，實(shí)驗(yàn)室在交通信息化、信息化基礎(chǔ)教育、基礎(chǔ)理論、信息安全、生物信息、大數(shù)據(jù)等方面開展了深入研究。在眾多研究項(xiàng)目中，由實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)完成的全省高速公路特大橋梁健康監(jiān)測(cè)與評(píng)估預(yù)警系統(tǒng)是其中的一大亮點(diǎn)。

有著“橋梁博物館”之稱的貴州，目前高速公路通車?yán)锍坛^(guò)4000公里，橋梁眾多，高墩（塔）大跨徑橋梁工程規(guī)模大、結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，因而養(yǎng)護(hù)工作量與成本越來(lái)越大，橋梁一旦垮塌，將會(huì)對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)不可估量的損失。

為確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)，實(shí)驗(yàn)室主持的“基于異種傳感信息融合技術(shù)的清黃高速公路紅楓湖大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用示范”研究，于2006年在紅楓湖特大橋安裝了監(jiān)測(cè)傳感器并投入使用，這個(gè)系統(tǒng)是使用無(wú)線傳感、光柵傳感、常規(guī)傳感信息融合技術(shù)實(shí)施橋梁健康監(jiān)測(cè)評(píng)估的系統(tǒng)，也是貴州首個(gè)實(shí)時(shí)橋梁健康監(jiān)測(cè)評(píng)估示范系統(tǒng)。這一項(xiàng)目2009年獲貴州省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。目前，該項(xiàng)目的多項(xiàng)技術(shù)已應(yīng)用到多個(gè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目中。

數(shù)據(jù)顯示，實(shí)驗(yàn)室共承擔(dān)科研項(xiàng)目46項(xiàng)，總經(jīng)費(fèi)1462萬(wàn)元，其中國(guó)家級(jí)7項(xiàng)，經(jīng)費(fèi)724.36萬(wàn)元。發(fā)表研究性論文被SCI（美國(guó)科學(xué)引文索引）收錄20篇，EI（工程索引）收錄37篇。其中近十項(xiàng)先后獲貴州省科技進(jìn)步一、二、三等獎(jiǎng)。

搭建信息計(jì)算創(chuàng)新平臺(tái)

在貴州省高速公路駕車的汽車司機(jī)都會(huì)有這樣的體驗(yàn)：只要在入口收費(fèi)站領(lǐng)上一張IC卡，在出口收費(fèi)站輕輕一刷，便完成交費(fèi)。一卡在手，實(shí)現(xiàn)了全省通行。

這個(gè)看似極為簡(jiǎn)單的高速公路繳費(fèi)，其背后依托的卻是一個(gè)強(qiáng)大的信息計(jì)算系統(tǒng)，而這，凝結(jié)了實(shí)驗(yàn)室多年來(lái)的艱辛付出。

2009年底，隨著貴陽(yáng)環(huán)線建成通車，全省高速公路主線全部實(shí)現(xiàn)連通。由實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的“高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)費(fèi)額計(jì)算系統(tǒng)”正式投入運(yùn)行，這是貴州省第一個(gè)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)科學(xué)服務(wù)系統(tǒng)。

“隨著貴州高速公路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)邁向網(wǎng)格化，龐大的費(fèi)額僅靠人工計(jì)算無(wú)法完成，必須借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，選擇合適的全路徑搜索算法和最短路徑驗(yàn)證算法，計(jì)算出最短路徑和最小費(fèi)額路徑，實(shí)現(xiàn)最小費(fèi)額路徑的費(fèi)額向最短路徑上拆分?！备咝阅苡?jì)算平臺(tái)游善平博士告訴記者，依托這套系統(tǒng)，現(xiàn)全省超過(guò)4000公里的高速公路，每增加和變動(dòng)一次，費(fèi)額就要重新計(jì)算一遍，每次只需2個(gè)小時(shí)就可以計(jì)算完畢，大大縮短了計(jì)算時(shí)間。

聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)最大限度地減少各路段高速公路上主線收費(fèi)站的設(shè)置，不僅節(jié)省建站成本和運(yùn)營(yíng)管理成本，同時(shí)還減少通行車輛停車交費(fèi)的次數(shù)，有效提高了車輛的通行能力和高速公路使用率。

高速公路費(fèi)額計(jì)算僅僅是實(shí)驗(yàn)室開展信息計(jì)算的項(xiàng)目之一。依托云計(jì)算平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室還開展了3D虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目渲染、考試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算物理等項(xiàng)目。

實(shí)驗(yàn)室在三維虛擬現(xiàn)實(shí)及仿真方向逐漸形成了自己的特色和優(yōu)勢(shì)。如依托三維激光掃描儀及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備和軟件，通過(guò)對(duì)甲秀樓進(jìn)行全方位激光掃描，獲取甲秀樓全方位點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用逆向建模的手段，對(duì)甲秀樓整體建模并實(shí)時(shí)渲染，達(dá)到對(duì)甲秀樓數(shù)字化保護(hù)和展示的目的。

中考與高考，關(guān)乎千家萬(wàn)戶利益，是社會(huì)關(guān)注度極高的民生大事。為使判卷公平公正，榮獲1993年省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)的“貴州省招生辦高考招生自動(dòng)化系統(tǒng)”發(fā)揮了極為關(guān)鍵作用。利用無(wú)紙化閱卷平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室從2008年開始承擔(dān)了貴陽(yáng)市中考及高考模擬考試共計(jì)700余萬(wàn)份試卷的網(wǎng)上閱卷任務(wù)。更為重要的是，閱卷平臺(tái)將試卷后期的大數(shù)據(jù)分析結(jié)果反饋給老師，再由老師指導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性開展復(fù)習(xí)，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。

拓展大數(shù)據(jù)服務(wù)新領(lǐng)域

在實(shí)驗(yàn)室的基因數(shù)據(jù)檢測(cè)中心，擺放著一臺(tái)剛引進(jìn)不久的Illumina全基因組測(cè)序儀，是目前貴州高校僅有的兩臺(tái)之一。

項(xiàng)目組黎瑞源博士告訴記者，基因測(cè)序是生物學(xué)研究的基礎(chǔ)，通過(guò)基因測(cè)序儀，可以一次對(duì)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)條DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定，從生物信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭、數(shù)據(jù)處理的各個(gè)環(huán)節(jié)和對(duì)復(fù)雜生物機(jī)理的解析等方面入手，系統(tǒng)研究一系列生物信息學(xué)問(wèn)題。目前在醫(yī)療研究、法醫(yī)鑒定、農(nóng)作物研究、動(dòng)物健康、食品安全等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

貴州省信息與計(jì)算科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任劉志杰教授認(rèn)為，“有人曾經(jīng)預(yù)言21世紀(jì)是生物科技時(shí)代，現(xiàn)在看來(lái)還為時(shí)過(guò)早，但是生物與信息技術(shù)結(jié)合畢竟是一個(gè)大趨勢(shì)。貴州有很多獨(dú)特的動(dòng)植物，通過(guò)這一研究平臺(tái)，必將對(duì)我省生物技術(shù)發(fā)展發(fā)揮重要作用”。

油菜是貴州第二大農(nóng)作物，目前全省種植面積達(dá)400萬(wàn)畝。為提高油菜單位面積產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)室利用基因測(cè)序技術(shù)，同華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、澳大利亞新南威爾士州合作開展油菜抗旱和品質(zhì)育種可持續(xù)發(fā)展研究，為該項(xiàng)目的研究與應(yīng)用打開了一片新天地。

與生物大數(shù)據(jù)一樣，實(shí)驗(yàn)室還利用500米口徑球面射電天文望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目（FAST工程）在貴州建設(shè)這一契機(jī)，和中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)合作，開展天文大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用，以此帶動(dòng)貴州在射電天文、機(jī)電、結(jié)構(gòu)、通訊、控制等領(lǐng)域交叉學(xué)科的發(fā)展。

從科研到成果轉(zhuǎn)化，從云計(jì)算到大數(shù)據(jù)運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)室依托科技創(chuàng)新，始終與貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密相連。正如謝曉堯教授所言，大力發(fā)展大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，既是貴州實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇，也是貴州實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展、后發(fā)趕超的有效途徑，前景可期。