集成研究团队多年以来在供水管网水力水质模拟、管网爆管风险识别及事件侦测等方面的研究成果，针对行业漏损控制问题，凝聚科研人才优势，通过与人工智能、信息工程等领域的知识融合和再创新，研发了漏损分析与控制软件平台。提供以分区计量（DMA）为核心手段的管网水量计量设备数据管理、水平衡分析、漏损识别等功能，可作为供水企业开展分区计量管理及漏损控制的核心业务平台。可以实现计量设备数据的质量控制、异常报警、数据加工等数据分析管理功能，以及一键实现多级计量分区的日产销差计算、基于聚类分析等人工智能技术的DMA流量异常数据分析和漏损识别等漏损控制核心管理功能

1.痛点问题 多年来，工业大数据领域大数据分析算法和模型都是基于大量代码实现，效率低，难以实现快速开发。同时，工业大数据处理分析模型处理过程多由多个算法通过一定的计算流程构成，计算流程复杂多变，迫切需要一款支持灵活定制和快速开发的处理分析技术来支持工业大数据处理分析。 2.解决方案 清华数为交互式大数据处理与分析技术针对工业大数据处理与分析任务的交互式探索、建模、调试和应用而设计。根据CRISP-DM设计原则，一般大数据处理与分析分为业务理解、数据理解、数据准备、建模、评估和部署等阶段，各阶段相辅相成，形成一个大数据处理分析生命周期。 图1.交互式大数据处理与分析技术设计思想 本成果技术基于上述CRISP-DM的设计思想而设计，完全支持大数据处理与分析生命周期。该技术的特点包括： （1）内置数百种通用和专用的大数据分析算法和模型，并提供了按需扩展机制，用户可以按照自己的需要随时添加和扩充，以支持客户特定的大数据应用需求； （2）支持拖拽方式构建处理与分析流程，完全图形化设计大数据处理分析计算流程，并能在设计过程中进行单步/多步运行调试，查看中间结果，实时调整运行结果，以获得用户期望的处理分析结果； （3）支持机器学习模型训练及使用，内置了机器学习模型训练框架，一般机器学习模型在该技术的支持下，可以实现快速训练，训练结果可支持进一步的大数据处理与分析； （4）支持数据处理与分析流程参数化，在其提供的内部数据处理与分析算法模板中，用户通过算法模板可以开发面向Java、Python的算法，并集成和扩展到该技术的算法集合，实现按需定制处理分析； （5）支持数据画像和学习模型可视化，以图形化的方式定制数据画像的方法模型，并以二维和三维图表的形式展示给用户； （6）支持批处理、流处理和流转批处理三种处理方式； （7）按需定制运行计划与资源有效利用，用户可设置任务执行计划，任务执行计划定期运行，以实现周期性处理分析，方便获得持续的运行结果。 清华数为交互式大数据处理与分析技术面向多种用户角色，包括数据工程师、数据分析师、数据科学家、算法工程师、运维工程师、代码工程师等。采用分层设计，分为客户层、服务层、计算层。 客户层包括流程建模调试工具，用户可用工具图形化拖拽式设计处理与分析计算模型，并可进行调试和查看中间结果；管理工具，针对服务层所调用和访问的计算框架或者外部系统进行管理，包括对于数据源、计算环境、存储环境等的管理工具。 服务层主要包括流程调度服务，即负责按照用户所设定的工作计划来定时调度执行计算模型；执行服务，是负责执行处理分析计算的模型和算法的服务；计算资源管理服务负责管理执行服务中所能集成的所有的服务，如计算框架和存储设施等。 计算层是执行服务在执行处理分析算法和模型中所访问的外部服务，包括计算组件或框架，以及持久化存储组件或者系统等。 图2.交互式大数据处理与分析技术架构 本成果的交互式处理与分析技术较好地解决了工业大数据处理分析工作中所遇到的问题和痛点，并且能够广泛应用于多个行业和领域中，如能源、矿山、医疗器械、装备制造业、消费品制造业、工程机械行业等。 合作需求 期待与工业、医疗等领域企业紧密合作，获得各领域的实际需求，促使该技术不断完善和升级迭代，走向成熟。 未来将在工程机械行业、医疗机械行业、矿山行业、装备制造行业、互联网电商行业等寻求更多的成果转化、深度合作机会，在合作基础上，推动上述行业领域实现数字化转型和智能化升级，为国家实现“双碳”目标做出清华贡献。

随着人类社会的日益网络化，使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域，开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究，主要学术贡献包括：1）率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2）提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3）提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4）揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。 8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述（2003）、发起组织首届全国复杂网络论坛（2004）、出版国内首部系统阐述网络科学的著作（2006）和国际上首部牵制控制英文专著（2013）；曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖（2005）、上海市自然科学一等奖（2008）和2项国家杰出青年科学基金（2002、2014）。

 随着人类社会的日益网络化，使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域，开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究，主要学术贡献包括：1）率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2）提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3）提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4）揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。  8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述（2003）、发起组织首届全国复杂网络论坛（2004）、出版国内首部系统阐述网络科学的著作（2006）和国际上首部牵制控制英文专著（2013）；曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖（2005）、上海市自然科学一等奖（2008）和2项国家杰出青年科学基金（2002、2014）。

机械系统运动方案及结构分析实验装置包括五种设备，可以单独或成套使用。该套设备适用于机械设计实验教学和课程设计，具有鲜明的特点。 即：（1）它对应课程的主要内容，包含了各种常用机构和通用机械零部件； （2）具有工程实用背景，使用功能明显； （3）有良好的直观性； （4）结构复杂程度适中，传动方案和结构新颖。学生通过对装置的传动方案与结构的分析，可以掌握机械系统运动方案和结构设计的基本要求，培养机械系统运动方案设计能力、结构设计能力和创新意识。该实验设备已通过了校级鉴定，达到了国内机械设计实验教学的先进水平，并已获得黑龙江省教学成果二等奖以及全国第三届高等学校自制实验教学仪器设备评选获优秀奖。 1.CS-I型冲压机及送料装置 2.JZ-I型间歇送料及冲压装置 3.ZS-I型转位及输送装置 4.TS-I型提斗上料装置 5.BS-I型步进输送机

考试系统有仿真实验、教师专家系统、实验题库等组成，教师自由组卷，学生考试后分数自动评出。通过实验教学评估客观一致的标准，实现实验能力考核的规范化，体现出客观公正性。 长期以来，由于受到实验室和师资力量的限制，大面积学生的物理实验考试难于有效实施。主要原因在于：           （1）面向大面积学生的实验操作考试需要大量的实验仪器和大量有经验的实验教师。           （2）面向大面积学生的实践能力考试，需要丰富的优质实验教学资源，对各个实验的知识点、操作要点进行提炼，并给出                   合理的评分标准。 1995年，中国科学技术大学研制成在国际上首创开发出《大学物理仿真实验》，而且不断增加内容和更新版本。软件现已在全国400多所高校推广应用，多次获得国家、省部级奖励，受到学生的普遍欢迎和使用单位的好评。 在多年《大学物理仿真实验》研究与实践的基础上，进一步加强虚拟实验的模型设计，创造性提出“实验操作题”的概念，建设与理论考试相结合的在线实验考试环境，推出了与物理实验基础知识考试相结合的《物理实验考试与自动判卷系统》。 从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题，使实验教学的考试精确和客观化，教学质量评估标准化，为实现大面积学生的物理实验操作考试提供了有效工具和方法。 曾荣获1996年获得中国科学院教学成果一等奖；1997年获得教育部全国优秀CAI成果奖；1997年DOS版本获得国家级教学成果二等奖；1997年曾经代表中国CAI最新成果参加联合国科教文组织大会演示和到英国，日本等国家进行国际交流和展示；1999年获得安徽省优秀CAI成果一等奖；2000年获得安徽教学成果特等奖；2001年获得国家教学成果奖。 系统特色： 1.  教师可调用试题库中试题拟定分数、组成试卷，试题包含理论题和仿真实验配套的实验操作题 2.  同场考试可调用多份试卷，可安排不同学生对应不同的试卷，可有效避免作弊现象 3.  每个学生实验操作的初始状态和测量值都是随机产生，所对应的正确结果各不相同，从根本上避免了考试中实验操作的作弊现象 4.  开放式试题库，教师可自行增加试题，题目录入支持在线公式编辑，并支持word版题目批量导入功能 5.  支持学生重考：考试过程中出现意外时，老师可选择让学生重考，重新分发试卷 6.  支持在线监控：考试中系统会自动抓拍学生图像并上传到服务器，管理员可在线查看学生考试情况 7.  系统自动判卷和统计成绩，并可长期保存、批量导出。教师可调整学生成绩的分布 8.  考试分析功能，支持试卷题目得分情况统计，辅助教学 功能模块 物理实验考试与自动判卷系统由仿真实验库、实验习题库、实验考卷库、考试安排、评判和统计五部分组成。 1.  仿真实验库：包含50多个常用物理实验项目，有操作评分功能，可检查学生对实验原理、实验过程、仪器操作的掌握。 2.  实验习题库：习题由选择题和填空题、实验数据处理等组成，习题有评判功能，教师可自行添加习题。 3.  试卷库：教师从仿真实验库中选取实验，从习题库中选取习题组成实验考卷，存入。 4.  考试安排：安排参加考试的学生，安排考试的时间、地点，选择考试的试卷（可一场考试安排多份相同的难度的试卷）。 5.  评判和统计：系统自动评判的学生试卷，教师可对评判结果人工调整。实验考卷可长期保存，并可打印输出。 典型应用 在教学中的应用模式 1.  学期末开展大面积的实验考核：      教师可拟定多份相同难度的不同试卷，安排给不同时间的不同学生，对学生的实验操作能力进行客观的评测。 2.  教学中将实验考试做为实验项目加入实验循环中，评测学生实验操作能力。 3.  为开放式教学提供评测手段：      在学校开的开放式实验教学中，利用考试系统采用开放式考试模式安排实验测试，学生通过网络随时参加测试，满足学生个性化学习的要求。

      目前国家对学生的动手能力和创新能力的培养考察日趋重视，全国已有多个省份将实验操作考试纳入中考的体系当中。针对这一现象，广视通研发出了实验教学与操作考评系统，系统分为实验教学和实验考评两部分。       实验教学系统拥有单科版、终端机版、网络版多个版本，整合海量教学资源（同步实验视频资源+仿真实验资源+创新实验资源+名师讲堂+实验管理+考评系统），打破了实验教学的时空限制，让学生随时随地接触实验、操作实验，提高学生的动手能力和创新能力，为学校量身打造一个辅助学生自主学习，提升老师教学效率，优化学校实验教学资源的智慧实验教学环境。       考评系统分软件和硬件两大部分：硬件部分(一是终端摄像机，二是考试终端，三是便携箱子。同时，系统配备可在现场打分的平板电脑，可以在考试现场进行快速评分，保证了阅卷效率。         软件部分，考试系统后台采用多级别分层管理机制，内置多种角色权限，可以对考试流程从市级平台到考场考点等每一个环节管理和控制，对于各种管理员的权限都可以从系统统一分配，做到每一个环节的安全和有效把控。