《中國科學院》北京國家技術轉移中心項目簡介(新興信息產業)

項目概況

隨著處理器從單核到多核、眾核的技術變遷，互聯網海量數據的涌現和各個領域對更高效、更復雜計算需求的牽引，并行計算正成為可見未來的潮流和趨勢。

高效并行算法和并行軟件實現方法是實驗室的核心技術能力，并居于國內領先水平。本項目將基于已有的高性能數學庫、PRIS求解器、并行數據壓縮查詢軟件Para Mid Query和可視化軟件包Explorer等4項成果，經過充分調研，面向市場需求，集成研制高性能并行軟件包。該軟件產品將主要面向國內高性能計算市場，同時兼顧海量數據處理和并行可視化等非數值計算市場。其主要特點或競爭力在于：

1、采用高效并行算法和高效并行軟件實現方法以獲得高性能；

2、面向多核/眾核處理器、GPGPU等新型處理部件；

3、具有自主知識產權，能根據用戶需求進行定制開發，同時充分滿足國防等特定領域需求。

技術創新點

本項目產品的主要競爭產品為國外商業軟件，如和高性能并行數學庫對應的Intel MKL和AMD ACML數學庫，和PRIS高效求解器對應的FLUENT、VIP軟件等。和此類軟件相比，本項目研制產品的主要優勢在于：

高性價比。大多數國外并行計算軟件均采用按并行規模（CPU核數）的定價方式，價格極其昂貴。以FLUENT軟件為例，其單核串行版本市場價格約50萬元，大規模并行版本（如256核）價格近千萬元。

高性能。實驗室在高效并行算法與高效并行軟件實現方法領域均居于國內領先水平，并行數學庫、PRIS求解器等軟件性能均相當或優于國外同類產品，并已在業內獲得認可；

自主知識產權。商業軟件通常無法完全滿足用戶需求，但又無法根據需求進行定制開發。現實中有大量用戶存在此類需求。同時在國防等特定應用領域，自主知識產權軟件將獲得更多支持。

產學研合作狀況

高性能數學庫已應用于日本日立公司（橫向）、總參某研究所（橫向）、計算所龍芯（核高基）等多家單位，十余年累計經費近兩千萬元。

PRIS求解器在大慶油田、勝利油田、中海油等多家公司得到應用，累計課題經費近500萬元。同時高效并行求解大型偏微分方程組的核心技術已在國家氣象局、北京應用物理與計算數學研究所等多家單位應用，并初步形成通用解法器。

Para Mid Query已應用于國家審計總署和清華大學，可推廣至需對海量數據進行快速壓縮查詢的多個領域。

Explorer可視化系統應用于中海油、中石油、中國科學院超算中心、上海交通大學化學系等多家單位。

項目主要應用范圍

本項目主要面向高性能計算市場，同時兼顧海量數據處理市場。

1、高性能計算市場前景；

2、并行軟件和并行計算技術的市場需求。

2 Once DI數據集成中間件

項目概況

Once DI是中國科學院所屬單位開發的用于大型企業或組織進行數據集成的中間件，提供針對數據庫、XML文件、Excel文件、普通文件系統等各種異構數據源的提取、轉換、傳輸和存儲服務，通過數據源、渠道適配器，數據處理插件以及完備的API保證了靈活性和可擴張性，通過友好的用戶界面保證了應用和部署的方便性，通過控制中心實現對全局部署的監控、管理和調度。

技術創新點

數據集成中間件Once DI主要應用于構建數據倉庫，應用系統的數據遷移，多個應用系統的數據合并，多個應用系統之間的數據同步，應用系統之間的數據交換等方面。例如在大型企業內部各級數據逐級上報合并或者不同部門之間的數據交換和同步，電子政務系統中政府各個部門之間的數據交換，不同機構之間的數據同步和交換。

OnceDI的部署應用有兩種模式，獨立服務器模式和基于控制中心的管理模式。獨立服務器模式主要應用與參與數據共享和交換的節點分屬于不同的機構組織，在參與數據共享和交換的節點安裝數據代理服務器，每個代理服務器都是獨立、自治的，不受其他節點管理，服務器和本地數據源進行數據抽取、轉換和存儲，通過可靠傳輸渠道實現各個服務器之間的數據交換。基于控制中心的管理模式主要應用與一個大型企業或者機構組織內部，可以實現全局統一的管理、監控和調度。這種模式下控制中心管理所有分布部署的數據代理服務器，提供全局數據視圖，定制各個數據代理服務器之間數據傳輸，流程等，并提供監控調度的功能。

項目主要應用范圍

數據集成，主要是指基于企業分散的信息系統的業務數據進行再集中、再統一管理的過程，是一個漸進的過程，只要有新的、不同的數據產生，就不斷有數據集成的步驟需要執行。企業經過多年的信息化發展，凌亂、重復、歧義的數據接踵而至，數據集成需求日漸迫切。

從系統部署、業務范圍、實施成熟性，數據集成主要分三種架構。一種是單個系統數據集成架構、一種是企業統一數據集成架構、一種是機構之間數據集成架構。

單個系統數據集成架構，是國內目前主要采用的架構，主要是以數據倉庫系統為代表提供服務而興建的數據集成平臺，面向企業內部如ERP、財務、OA等多個業務操作系統，集成企業所有基礎明細數據，轉換成統一標準，按星型結構存儲，面向市場經營分析、客戶行為分析等多個特有主題進行商務智能體現。這種單個系統數據集成應用架構的主要特點是多對一的架構、復雜的轉換條件、TB級的數據量處理與加載，數據存儲結構特殊，星型結構、多維立方體并存，數據加載層級清晰。

對于企業統一數據集成架構，組織結構較復雜的大型企業、政府機構比較偏愛，因為此類單位具有業務結構相對獨立、數據權力尤為敏感、數據接口復雜等特征，更需要多個部門一起協商來建立一個統一的數據中心平臺，來解決部門之間頻繁的數據交換的需求。同時業務獨立、層級管理的組織結構決定了內部數據交互的復雜性。概括來說此類應用屬于多對多的架構、數據交換頻繁、要有獨立的數據交換存儲池、數據接口，另外數據類型繁多。

機構之間的數據集成架構多應用于跨企業、跨機構、多個單位圍繞某項或幾項業務進行的業務活動，或由一個第三方機構來進行協調這些企業、機構之間的數據交換、制定統一數據標準，從而形成一個多機構之間的數據集成平臺。

3 Agi Visual實時數據庫和智能分析工具集

項目概況

Agi Visual的定位是從生產控制現場海量數據中實時獲取有價值的信息，并將獲得的信息通過以人為中心的協同決策，應用于指導生產、優化工藝過程及操作參數，對促進流程企業的安全運行、節能降耗和增產挖潛都具有重要意義。Agi Visual提供直觀的圖形化的數據和信息和交互式的數據挖掘，以業務人員非常熟悉的業務指標形式，通過表格和多種分析圖形等展現方式，瞬間直觀的反映給相關人員，從多種觀察角度圍繞業務指標，對數據進行深入、實時、動態的剖析，用來幫助數據分析人員、管理人員和決策人員洞察數據變化、發現規律，為科學決策提供輔助支持。

技術創新點

Agi Visual是由底層平臺、信息處理以及界面配置組成。

底層平臺提供與第三方數據源的集成，提供實時數據庫、內存數據庫等的數據訪問服務。

信息處理通過統計分析服務、指標計算引擎、時間管理引擎以及事件通知服務，是一個業務指標與數據倉庫數據進行映射關聯的橋梁，是用戶以業務指標方式直接訪問底層數據的中間環節。

最終用戶開發提供錄入組態工具集，使得用戶利用組態工具，構建信息模型，建立數據實體，完成數據庫視圖組態，以報表、圖形等方式展現給用戶。

Agi Visual關鍵技術水平達到與國外產品同類水平

產學研合作狀況目前，Agi Alarm已經成功應用于多個企業，涵蓋石化、冶金、電力、智能建筑、啤酒等行業在多個工程項目中得到了應用，并形成了多個面向行業的解決方案應用于國家核心工程項目，如國家電網，衛星載荷監測、CRH3型高速列車故障專家診斷應用等。

項目主要應用范圍

從行業分布上，分布式實時數據庫應用的重頭主要是石化、電力和鋼鐵三大行業。特別是在當前國家經濟結構調整的背景下，許多國家政策和行業規劃都利好于市場的擴展，如國家“十大行業振興規劃”中的石化、鋼鐵、有色等行業振興規劃；國家電網投資萬億構建“智能電網”的建設等等。另外交通、航空、水利、環保及證券金融等新興市場的發展也在推動我國實時數據庫行業的進一步發展。特別是，隨著物聯網技術的發展，“感知中國”、“智慧地球”等一系列概念和應用的深化，為分布式實時數據庫應用開辟了新的應用領域。

投資規模：1000萬元

技術指標

支持遵循SQL92標準的關系數據庫系統，包括Oracle、SQL Server、DB2以及KingbaseES、DM等國產數據庫系統的集成；支持主流的數據采集與傳輸協議。

遵循國家或行業相關標準，包括RFID、GPRS、藍牙、傳感器網絡、OPC、DDS等開放技術標準和規范。

經濟指標

實現分布式實時數據庫和智能分析工具集的產 品化，達到可批量化生產。

項目執行期內在石化、物流等重點行業中至少實現2個行業的規模化應用，并實現至少在10家企業的實際應用。

項目執行期實現相關銷售收入不少于3000萬元。

在國內同類產品中達到較高的市場占有率。

4 汽車工業設計（CAE）云服務平臺

項目概況

汽車工業設計（CAE）云服務平臺是由中國科學院超級計算中心結合自身資源優勢，自主研發的基于超級計算機和機群并行計算的CAE計算服務平臺，適應大規模并行計算的新型高精度和高效率計算應用，能夠實現對復雜工程／產品的實時和真三維仿真。

市場化前景

我國的汽車工業迅猛發展，對仿真的計算需求越來越大。仿真技術極大降低了新車開發期的時間和費用汽車設計企業遇到的困境：高昂的工業計算方面的商業軟件費用；高性能計算平臺搭建的周期過長；后期維護所需高昂的財力和人力投入；自身計算資源無法有效利用，造成不足或閑置。

汽車工業設計（CAE）云服務平臺將為國內廣大汽車設計行業提供優質的服務平臺，拉動國內汽車設計行業的快速發展。預計帶動行業產值35億元。

預期效果

投資規模200萬元。在超級云計算服務平臺的基礎上，結合汽車工業計算的特點，搭建汽車工業云計算平臺，為企業的工程師和科研人員服務。主要技術特點：1）以SaaS服務模式，提升仿真軟件在云中心的易用性。2）提升虛擬機性能，實現動態資源調度。3）提升海量訪問的處理能力，實現海量作業、海量數據的合理分配調度。4）倡導綠色計算方法，得到更高能耗比。5）整合云端和云中心提供的處理能力，由云端來提供部分可視化處理。項目概況：

汽車工業設計（CAE）云服務平臺是由中國科學院超級計算中心結合自身資源優勢，自主研發的基于超級計算機和機群并行計算的CAE計算服務平臺，適應大規模并行計算的新型高精度和高效率計算應用，能夠實現對復雜工程／產品的實時和真三維仿真。

5 基于語義理解的古代建筑動畫輔助生成系統

項目概況

在國家科技支撐項目“古代建筑虛擬修復及WEB表現技術研究”（2006-2008）的支持下，自主研究和開發了古建動畫全過程計算機輔助自動生成技術，完成了“基于語義理解的古代建筑動畫輔助生成系統”，于2010年1月通過驗收。該技術以動畫形式再現古建筑搭建的全過程，即從用戶對古建結構的描述開始，系統自動一步一步地最終生成一個動畫片，反映用戶所期望的古建筑從無到有的搭建過程。系統不僅能生成制式建筑，還可以基于實測數據自動生成真實古建的三維模型。系統動態計算所需木制部件的類型和數目，對每個部件的安裝順序進行推理，自動計算其尺寸、位置和方向，動態生成各種榫卯三維模型，最終動畫可以以VRML三維虛擬現實和三維動畫視頻兩種方式展示。在實現技術上，首次將國際語義網絡（Semantic Web）技術和標準用于構造古建知識庫，其中木架結構組成知識用本體語言OWL DL表達，而三維計算則用規則語言SWRL實現，并用語義網絡推理機進行自動推理。

項目應用

本項目可以應用到博物館、科研機構或高校應用于展覽、科研、科普和教學。

項目意義

實現的系統受到了國家文物局、故宮博物院、清華大學建筑學院、湖南省博物館等單位古建專家的高度好評，認為這項技術是原創的，對于古建科普知識普及、古建基礎知識教學、人工智能理論和技術教學、和仿古建筑輔助設計都有非常重要的實用價值。

6 數字內容智能云處理和云搜索技術

項目概況

在網絡融合的趨勢下，數字內容作為信息的重要載體，呈現出海量化、網絡化、多終端傳輸的發展趨勢。人類的信息獲取模式從單一的“被動觀看”向與“主動查看”協同的模式過度，獲取信息成為人們每天工作和生活得重要組成部分。傳統的基于人工標注的數字內容處理和檢索方式無法滿足海量信息發展的需要，如何實現對海量數字內容的信息發現與瀏覽成為迫切的需求，尤其是智能化編目和融合文本、語音、圖像的智能檢索技術是產業發展的重要突破點。

技術創新性

“數字內容智能云處理和云搜索”技術基于自動化所模式識別方向研究積累，結合云計算技術和媒體業發展需求研發的面向海量數字內容的綜合解決方案，包括“數字內容智能化編目”系統和“數字內容智能化搜索”兩大系統。目前，國內外能夠全面提供該類服務的企業尚未形成規模，谷歌和百度等主要提供基于文本的檢索、VideoSurf提供的是基于圖像幀的視頻檢索。

“數字內容智能云處理和云搜索”技術綜合利用研究所語音識別、圖像識別和字符識別三大核心技術，提供對以視音頻為主要載體的數字內容的加工處理和檢索服務。實現對海量數字內容高效率的節目打點、廣告抽取、節目分類和編目，并提供基于內容的智能搜索。項目集成了自動化所數字內容技術與系統研究中心和模式識別國家重點實驗室的語音識別、圖像識別和字符識別等三大核心技術，歷時近3年研發而成，并已在應用單位進行了1年多的大規模測試和實際應用。

項目應用

可為文化、廣電、安全、電信等行業提供高效率、低成本的數字內容智能化信息處理解決方案。