文档介绍：复杂系统优化与大规模图数据处理实验室
汇报人:朱晓姝
2012年12月13日
目录
一、培育基地的建设依据(链接)
二、培育基地研究方向与研究内容(链接)
三、实验室现有研究工作基础、水平(链接)
四、实验室人才队伍状况(链接)
五、培育基地的发展规划(链接)
一、培育基地的建设依据
1、培育基地建设的重要性(拟解决的科学问题)
复杂系统是具有中等数目基于局部信息做出行动的智能性、自适应性主体的系统。电力系统、生物系统、交通系统、网络通信系统是复杂系统,对系统优化与大规模计算达到高效性、及时性、准确性、完整性的高度统一还有许多极具挑战的问题需要解决。
本实验室拟解决的科学问题:
大规模图
数据处理
优化
基础理论
数理模型
复杂系统
复杂系统
电力系统
生物系统
云平台
仿真
图描述
高效计算
交通系统
电力系统、生物系统、交通系统等复杂系统的系统优化和大规模计算等问题的视角出发,解决复杂系统的数理模型,研究复杂系统的基础理论,研究和设计复杂系统的高效计算,解决与复杂相关的大规模图数据技术等科学问题。
(1)大规模优化理论与数值方法及其在电气工程中应用
解决电力系统中的优化数学模型建立、大规模优化模型的理论与高效求解方法及其在电气工程优化安全调度和控制中的实时应用等科学问题。
(2)生物动力系统与生物信息计算
拟解决的科学问题是运用生物动力学、混沌理论和概率统计方法,解决复杂生物系统中的计算问题。比如生物动力学及其在病虫害的控制与预防中的应用,混沌理论与概率统计方法在生物信息计算中的应用。
(3)交通流的建模和数值计算
交通是一个复杂系统,针对交通拥堵问题,其科学问题在于运用交通流理论和优化方法,揭示交通系统运行的基本规律。比如车辆间相互作用的动力学机制、车辆交通流运动的基本规律和相变特性,行人间相互作用、行人与环境间作用的动力学特性,行人流的非线性规律,信息化环境下混合交通系统运行的基本特性,交通流理论模型和数值计算方法的优化、大规模数值计算技术。
(4)大规模图数据处理与生物大分子网络耦合
其科学问题在于使用图描述各类复杂系统,在云计算环境下,实现大图分割、图数据分布式存储、路由优化和存储资源定位等大规模的图数据处理技术。
2、培育基地建设的必要性(重点论证在区内的不可替代性)
本实验室的各研究方向以数学和计算机为基础和工具,研究涉及电力、生物、交通、电子信息等产业,这些产业是广西“14+4”千亿元产业。
近年来,在复杂电力系统优化、种群系统与生物信息计算、应急交通流,以及与之相关的大规模图数据处理技术等领域,尽管区内某些高校和科研机构对相关内容有所涉及,但总的来说,我们认为本实验室在区内具有以下四大不可替代性:
①具有高水平完备的复杂系统优化研究团队力量。本实验室固定人员中有教授正高职称8人,副高职称11人,博士学位5人,博士生导师1人。简金宝教授带领的数值优化理论与应用研究团队成果十分丰富,在,可概括为:国内领先,国际先进,学术气氛浓厚,队伍完备,长期紧密合作,对地方高级人才培养和经济建设发挥了重大作用。生物系统研究团队也取得了丰富的成果,庞国萍教授在种群方面的研究成果独具特色。从事混沌理论与应用研究的刘永建博士也取得了国际领先的科研成果。从事交通流研究郑容森教授,其团队研究成果在区内属于领先和不可取代的地位。本实验室的数理团队都面临着复杂系统的图描述以及大规模计算问题,无论是复杂的电力系统、生物系统还是应急交通流系统都需要“高效性、及时性、准确性、完整性”的数值结果,这需要大规模图数据处理研究团队与高水平复杂系统优化团队的组合,该团队力量在区内是无法取代的。
②研究内容和科学问题的前沿性。“大规模优化理论与数值方法及其在电气工程中应用”方向一直处于研究的国际前沿。运用生物动力系统、混沌理论和概率统计方法探索生物系统和生物信息的计算,应用交通流理论探讨城市交通阻塞的解决方法,这些都是国际前沿问题。基于云计算的大规模图数据处理是一个新的研究方向,目前尚未发现区内高校科研人员涉及该方向的研究信息或成果。在应用上,目前我区致病菌-宿主蛋白质相互作用研究仍处于数据挖掘及知识发现的初步阶段,同时该领域国内外许多研究方法和理论还很不完善,致病菌-宿主复杂的生物学问题至今未能找到相应的计算手段和方法进行研究。
③四个研究方向既相对独立,又紧密联系,其研究相互推动、相互促进。本实验室的四个方向以复杂系统优化与大规模数值计算紧密联系着。但是,由于研究对象不同,因此彼此之间又相互独立。正因为这种相互联系和相对独立,使得各研究方向相互交叉、相互作用,从而产生有价值的灵感。因此,本实验室处在这样相互促进的科研环境在区内是不可替代的。
④我们构