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衡水学院青年教师张利民博士:大数据中寻求事物发展的规律

时间:2018-01-03 11:26   来源:衡水新闻网-衡水日报
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张利民直从事基于统计方法的大型高炉系统辨识、系统智能控制方面的研究。主持“国家自然基金青年基金”“河北高等学校青年拔尖人才计划项目”“河北省社科学发展研究项目”等多项科研项目,近几年发表多篇SCI论文。

 

大数据中寻求事物发展的规律
——访衡水学院青年教师张利民博士
衡水日报记者贾冽

 

人物简谱:
  张利民,男,汉族,河北乐亭人,1982年1月出生,衡水学院教师。2001年9月考入廊坊师范学院数学系,2005年7月本科毕业获得理学学士学位。2005年9月—2008年6月在河北科技大学理学院应用数学专业学习并获得理学硕士学位。2016年获得燕山大学电气工程学院控制科学与工程专业博士学位。
  曾获得“河北省青年数学教学基本功比赛一等奖”“衡水学院教学新秀”等荣誉。一直从事基于统计方法的大型高炉系统辨识、系统智能控制方面的研究。主持“国家自然基金青年基金”“河北高等学校青年拔尖人才计划项目”“河北省社科学发展研究项目”等多项科研项目,近几年发表多篇SCI论文。多次指导学生参加全国大学生数学建模大赛,并获得优异成绩。

  当下,大数据可谓是热门、热词了。在一定程度上,大数据正在改变着我们的工作、生活和思维,为人类社会的发展带来了一次重大的时代转型。作为一种重要的战略资产,大数据已经不同程度地渗透到每个行业领域和部门,数据的生产和应用方式也从本质上发生了巨大的变革。衡水学院张利民博士一直从事基于统计方法的大数据应用研究。他目前主持的国家自然基金青年基金项目——高炉煤气流机理与数据建模技术炉况分析策略研究就是应用统计方法对高炉煤气流相关的数据进行分析研究的案例。张利民认为,在国民经济的很多领域每天都会产生海量的数据,如果按照一定的条件进行统计分析,就会产生一些有应用价值的结论,将会促进相关行业的发展。以城市管理来说,通过数据融合、挖掘、分析、应用,最大限度发挥城市大数据优势,为优化公共服务、提高政府效能、推动社会治理精准化等提供重要保证,也将让城市变得充满智慧,让生活更加便捷,让工作更加高效,让人与人、人与社会的纽带更加牢固。
 
读博士时参与相关研究
 
  在本科、硕士阶段,张利民打下了坚实的数学基础,尤其是在硕士阶段,对统计分析的相关课程进行了深度学习。在读博士时,统计学成为张利民开展进一步深化研究的基础课程。张利民说,博士阶段时,曾做过煤气产生的根源研究。后来,跟随导师与浙江大学、清华大学、上海交通大学等相关专业共同为国家的一项课题做研究。作为其中的一个分支,他选择了高炉煤气流研究。这些研究的基础就是高炉煤气流的大数据。
  众所周知,炼铁、炼钢的前提是把铁粉变成铁水,然后进一步锤炼成钢坯。张利民研究的就是炼铁的高炉中煤气的相关情况。
  张利民介绍,炼铁时,加入焦炭、铁矿石以及其他的辅料,这些原料在20多米高的高炉中进行化学反应。根据化学反应的时间,产生铁水需要5至6个小时,而煤气从产生到排放需要3到5分钟。所以,对煤气进行相关的研究能够更加及时地了解高炉中的反应情况。
  由于每个高炉在炼铁时产生的煤气成分含量、温度等不同,所对应的高炉内的反应情况也不尽相同,在尽量采集相关数据的前提下,还需要结合高炉长提供的相关经验。张利民介绍,可以根据排放的煤气分析出炉内是否燃烧充分、是否有塌方产生等等。这样的研究可以提高优质铁水的产出率,减少废气排放量,也可以降低煤气中有害气体的排放。在越来越严格的环保政策下,开展相关的分析研究越发显得重要。
  可以说,只要钢铁生产线开工,高炉就会源源不断地产生铁水和煤气。而张利民要做的就是从不断产生的煤气大数据中寻找规律,使之成为推断高炉内燃烧情况的数学模型,进而指导生产做出相应的操作。
  他的博士毕业论文《高炉煤气流预测算法研究及其在炉况分析中的应用》,就是根据采集到的高炉煤气大数据进行分析的。2017年9月14日,燕山大学研究生院的一则公告显示,张利民的这篇论文被评为年度优秀博士学位论文。张利民说,高炉煤气流相关数据分析只是大数据分析的一个小的方面。在国民经济各个领域都可以应用大数据的分析结果。
 
大数据应用研究的思考
 
  当前,几乎每个手机上都安装着诸如淘宝、京东、苏宁易购之类的购物软件,用户只要点开任意商品,下次再登录时,就会自动推动相关类目的商品。而在今日头条等资讯类软件上,只要点击了任意类型的资讯,再次刷新后,系统自动推送相关的资讯。
  张利民介绍,系统自动推送就是根据用户的购买、阅读等行为习惯,进行一定的统计、分析,得出一定的结论。系统将这个结论再反馈给用户,就是呈现在手机端的各种类似的信息了。当然,我们还可以根据这个结论做出促销、打折等措施。这就是大数据的应用了。相对于过去的样本代替全体的统计方法,大数据将使用全局的数据,其统计出来的结果更为精确,更接近事物真相,帮助科学家了解事物背后的真相。大数据带来的统计结果将纠正过去人们对事物错误的认识,影响过去人类行为、社会行为的结论,带来全新的认知。在广泛收集到的大数据的基础上,我们通过大数据计算统计出了解事物发展过程中的真相,通过数据分析出人类社会的发展规律,自然界发展规律。利用大数据提供的分析结果来归纳和演绎出事物的发展规律,通过掌握事物发展规律来帮助人们进行科学决策,大数据时代的精准营销就是典型的应用。
  在大数据时代,我们的发展一直都在依赖着各种数据,无论是农业的规划,工业的发展、军事战役及政治事件等。但是出现大数据之后,我们将会面对着海量的数据,多种维度的数据、行为的数据、情绪的数据、实时的数据。这些数据是过去没有了解到的,通过大数据计算和分析技术,人们将会得到不同的事物真相,不同的事物发展规律。依靠大数据提供的数据分析报告,人们将会发现决定一件事、判断一件事、了解一件事不再变得困难。政府和企业将借助于大数据来了解民众需求,抛弃过去的经验思维和惯性思维,掌握客观规律,进而可以做出相应的决策。

大数据分析应用领域广泛
 
  大数据时代的最大意义就是利用大数据及大数据技术创造价值。政府和企业可以利用大数据这个工具,为人类社会造福。可以说,每个行业都可以利用大数据分析。
  张利民说,在政府层面,政府可以利用全局的数据、准确的数据、高效的数据,实现精细化管理。政府过去一直都在利用数据来进行管理,但是过去由于没有高效的数据处理平台,造成了很多数据只是在收集,没有体现其社会价值。由于缺少全局的数据和完善的数据,数据自身没有体现其应用的价值,所以在过去政府不重视数据价值。依托于大数据和大数据技术,政府可以及时得到更加准确的信息,利用这些信息,政府可以更加高效地管理,实现精细化资源配置和宏观调控。如智慧交通、智慧医疗、智慧农业甚至治安管理。
  目前,由企业自主进行的大数据分析已经领先。如百度、阿里巴巴、腾讯等企业的大数据业务已经成为其开展业务的核心支撑。尤其是在众所周知的电商业务中,各类购物软件已经成为现代生活的必备了。
  张利民介绍,在大数据日益重要的时代,衡水学院也将大数据作为重要的研究和应用对象。他们建设的大数据实验室可以帮助政府、企业进行大数据处理,进而可根据处理结果提出相应的建议。

(责任编辑:water)

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