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公共计算重点实验室简介

01. 简介

实验室成立于2010年,依托北京市计算中心有限公司(原北京市计算中心)组建,2011年被北京市科学技术委员会认定为北京市重点实验室。现任实验室主任为刘彤研究员(北京市计算中心有限公司党总支书记、董事长兼总经理)。

实验室长期致力于云计算资源虚拟化技术、对象存储技术等云计算支撑技术,以及工业计算和工程仿真、生物信息分析等云计算应用技术研究,构建的北京工业云服务平台向中小企业用户提供工程仿真、生物信息分析、数字建模、三维渲染、培训等在线和线下延伸服务。随着新一代信息技术的发展,实验室逐步调整研究方向,初步构建了“领域知识+AI模型+数据积累+实践案例+算力支撑”的智慧平台框架,在智慧政务、智慧城市、智慧健康、智慧文博、智慧新材料等5个细分场景开展算法和关键技术研究、工具开发、信息平台搭建和研究成果的转化与应用。

目前,实验室科研用房占地面积1924平方米,配置有高性能服务器1000余台,仪器设备累计投资1.4亿元。

02. 研究方向

(1)  多云融合与云边协同多集群管理关键技术研究

面向当前云服务平台资源多样化的趋势,研发混合云模式下的多云融合与云边协同多集群管理关键技术,通过多集群的方式管理不同形式的云资源,以实现集群自治管理和云边协同的跨集群应用部署能力,以实现更高维度的应用高可用和扩展能力。

(2)  智慧政务大数据分析关键技术研究与应用

研发政务文本的智能分析关键技术,为多种场景化政务服务提供更加精准的文本挖掘服务,并解决多义词、缩略语等对分析结果的影响,包括政务文本的主题识别与追踪,政务文本结构化表达,场景化政务文本的语义消歧等方面;研究并构建政务文本数据的时空表达模型和基于大数据指数的政务文本评价体系整体解决方案。

(3)  高通量生物信息分析平台关键技术研究与应用

生物信息分析平台是面向生物信息领域的数据分析、解读与数据管理一站式平台。主要包括轻量化生信一体机、高性能生信系统、高通量分析流程定制应用技术的研究和工具的开发。面向生命健康领域的数据密集型计算场景和测序数据、芯片数据、单细胞数据等高通量数据分析属性,以高性能计算、大数据分析技术和生物医药应用深度融合,弹性配置软硬件资源,搭建规模化、高性能的计算集群和快速分析流程。

(4)新材料智算一体机及数据标准化规范的研究和工具开发

新材料智算一体机集成多种类跨尺度专业材料计算软件、自动化计算流程管理、材料结构性质大数据系统和多目标机器学习智能设计平台,可以实现新材料智能计算和一站式创新设计。面向基于数值模拟的新材料设计优化的软件多样性和复杂性,完成微观尺度反应机理模拟的自动流程设计,并建立多种软件结果数据的标准化规范,加速新材料研发进程。可广泛应用于大中型科研机构、企业的新材料研发工作。

03. 研究进展与成果

(1)  多融合云管理平台

基于Ceph开发了存储虚拟化功能,通过网络整合管理集群内所有服务器的硬盘(系统盘除外)。融合分布式缓存、SSD缓存加速、全局负载均衡、及多重数据保护等诸多存储技术,能够满足关键业务的需求,保证客户业务高效稳定运行。成功研制了多云融合管理与高性能计算平台并为中科院微电子所等搭建私有云平台

(2)  政务大数据分析解决方案

通过对大数据处理、深度挖掘、基于语义网络和深度学习算法等关键技术研究与应用,实现政务文本分类、主题词自动推荐自动推送、数据清洗、历年相似建议/提案主会办承办单位推荐、历年相似建议/提案分类推荐、自动主题分类等数据智能化分析辅助决策功能,结合应用场景,提供围绕建议、提案等信息的政务大数据分析解决方案。已成功应用于北京市“两会”。

政务大数据分析解决方案框架 

(3)  高通量测序与数据深度挖掘分析研究与技术应用

开展基因组、全转录组及微生物组学等测序技术的分析和研究,根据个性化需求进行数据深度挖掘并实现分析结果的实际应用。

与北京大学第一医院合作,开展基于多组学基因高维数据分型与疾病关联分析,在膜性肾病、GBM肾病等疾病易感基因研究中应用,对超过1500份大人群,完成氨基酸位点关联分析、单倍型分析、变异位点结构模拟等工作,在数千个候选位点中发现了2个与疾病相关的新的基因位点并进行验证,在肾脏病致病机理方面有重要发现。研究结果在《Journalsof the American Society of Nephrology》、《KidneyInternational》等专业内顶级期刊杂志上发表。

(4)  多尺度模拟仿真与多目标机器学习材料大数据集成研发平台

平台把材料多尺度模拟流程,材料电子结构计算优化算法,化学反应动力学过程与多目标数据收集、特征工程、模型建立和验证等材料机器学习算法相融合,利用材料计算数据库技术与大数据理念在材料晶体结构,相稳定性,材料的带隙,能源存储与转化等物理化学性质预测等多个领域成功应用。

新材料多尺度模拟仿真与多目标机器学习智能研发平台架构

04. 项目知识产权获得情况

近5年来,实验室共承担“既有城市住区功能设施的智慧化和健康化升级改造技术”、“高通量并发式材料计算算法和软件”、“冬奥会公共安全综合风险评估技术”等国家重点研发计划7项,北京市科技计划等省部级项目36项,获得软件著作权150项,授权专利28项,其中发明专利23

05. 联系方式

地址:北京市海淀区丰贤中路7号北科产业3号楼

邮编:100094

电话:010-59341905

邮箱:zhangjing@bcc.ac.cn