边缘计算与边缘智能
边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。
简而言之，我们的研究工作是在设备资源受限的条件下，实现边缘侧实时智能计算，为工业应用和终端用户提供服务。
我们崇尚学以致用的科研模式：理论研究 + 系统实践 + 工程应用 + 人才培养，欢迎产学研合作，欢迎加入我们。
核心问题
研究内容
承担项目
- 主持国家自然科学基金面上项目：面向工业物联网中时效敏感DNN推理计算的边缘智能关键技术研究
- 主持北京市自然科学基金-丰台轨道交通前沿研究联合基金：面向资源受限的轨道交通车载设备高效推理的边缘计算关键技术
- 主持校企合作项目：基于边缘智能的船舶工业互联网边缘计算系统
- 主持校企合作项目：基于边缘计算的铁路道岔智能测量系统
- 主持校企合作项目：基于物联网和数字孪生的铁路转辙机智能分析系统
- 主持中国轻工业工业互联网与大数据重点实验室开放课题：面向边缘计算深度神经网络模型的协同推理机制
- 主持工业物联网与网络化控制教育部重点实验室开放课题：面向工业互联网实时数据处理的边缘计算与缓存优化技术
- 主持赛尔网络下一代互联网技术创新项目：面向IPv6物联网智能识别应用的边缘计算技术研究
- 主持教育部产学合作协同育人项目(谷歌)：基于TensorFlow和边缘智能的交通路面健康状况监测
- 主持教育部产学合作协同育人项目(谷歌)：基于TensorFlow和边缘智能技术的MCU声音事件检测系统
- 主持教育部产学合作协同育人项目(谷歌)：基于TensorFlow平台和Android终端的轻量级边缘联邦计算
- 主持教育部产学合作协同育人项目(谷歌)：基于TensorFlow和边缘智能技术的中药材AI鉴别系统
- 主持北京市智能物流系统协同创新中心开放课题：面向智慧物流的智能边缘计算关键理论与技术研究
- 主持中央高校基本科研业务费项目：面向物联网的边缘智能关键技术研究
- 主持中央高校基本科研业务费项目：移动边缘计算中面向多用户的资源管理与优化技术研究
- 主持校企合作项目：移动边缘云计算资源管理与优化技术研究
- 主持校企合作项目：基于室内定位、物联网和大数据的客流分析和引导技术
- 参与中国铁路总公司系统性重大项目课题：高速铁路基础设施检测监测体系框架及关键技术研究
- 参与国家重点研发计划项目课题：异构交通主体群体智能协同行为仿真分析与评估
- 参与国家重点研发计划项目任务：软件定义的工业5.5G功能化集成化通信与管理软件
科研平台
- AI深度学习服务器：RTX 2080Ti/4090/A100 Deep-Learning Server, MATPOOL/PARATERA Cloud GPU Server
- 边缘智能计算模组/板卡：
- 低功耗桌面型CPU：Intel J1900 HTPC
- 移动ARM CPU：Raspberry Pi 3 & 4，Orange Pi 3 LTS
- CUDA GPU：NVIDIA Jetson Nano，NVIDIA Jetson Orin Nano
- AI计算棒：Intel Movidius NCS 2
- 国产NPU芯片：Sipeed K210 DEV KIT, YahBoom K210 DEV KIT
- ARM CPU + 国产NPU芯片：地平线旭日X3 Pi
- 异构移动计算设备(CPU/GPU/DSP)：高通骁龙855
- TinyML MCU芯片：STM32 SensorTile DevKit
- To be added...
- 智能无人车：AlphaBot2-Pi, ROSMASTER X3
- 智能无人机：Crazypony
- 网络仿真实验平台：OPNET，NS-2，NS-3
技术输出与产品化
- 面向物流车辆高精度实时融合定位的边缘系统及设备：与YuQing公司合作研发，可将定位误差控制在20厘米以内，成果已量产
- 面向铁路基础设施运维智能测量工具的边缘系统及设备：与JiaoKongZhiXin公司合作研发，实现了测具的联网与测值电子化记录，成果已量产
- 面向船舶工业互联网的智能边缘计算系统，正在研发中
- 面向铁路基础设施运维的数字孪生与工况智能分析系统，正在研发中
论文与获奖
- 轨道表观伤损智能识别关键技术及应用，中国铁道学会科学技术奖二等奖(贡献排名第3), 2020.
- 一种在具有异构处理器的边缘平台上实现高效超分辨率的智能协同调度框架, IEEE Internet of Things Journal, to be published.
- TLEE: Temporal-wise and Layer-wise Early Exiting Network for Efficient Video Recognition on Edge Devices, IEEE Internet of Things Journal, 2024.
- Model Parallelism Optimization for Distributed DNN Inference on Edge Devices, PAAP Conference, 2023. Runner-ups Award
- Dynamic Deep Neural Network Inference via Adaptive Channel Skipping, Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, 2023.
- Deep Reinforcement Learning Based Multi-Task Automated Channel Pruning for DNNs, IEEE IJCNN Conference, 2023.
- 面向轨道缺陷检测的联邦学习轻量化模型训练技术研究, 铁道学报, 2023.
- Classification-based Dynamic Network for Efficient Super-Resolution, IEEE ICASSP Conference, 2023.
- Joint Architecture Design and Workload Partitioning for DNN Inference on Industrial IoT Clusters, ACM Transactions on Internet Technolog, 2023.
- JMDC: A Joint Model and Data Compression System for Deep Neural Networks Collaborative Computing in Edge-Cloud Networks, Journal of Parallel and Distributed Computing, 2023.
- 一种基于知识蒸馏的目标检测模型增量深度学习方法, 工程科学与技术, 2022.
- 基于多智能体深度强化学习的车联网通信资源分配优化, 北京交通大学学报, 2022.
- A Comprehensive Trustworthy Data Collection Approach in Sensor-Cloud System, IEEE Transactions on Big Data, IEEE Transactions on Big Data, 2022.
- An ADMM based Incentive Approach for Cooperative Data Analysis in Edge Computing, Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, 2021.
- Channel Pruning Guided by Spatial and Channel Attention for DNNs in Intelligent Edge Computing, Applied Soft Computing, 2021.
- EdgeKE: An On-Demand Deep Learning IoT System for Cognitive Big Data on Industrial Edge Devices, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2021.
- Computation Offloading Optimization for UAV-assisted Mobile Edge Computing: A Deep Deterministic Policy Gradient Approach, Wireless Networks, 2021.
- Accelerating Federated Learning for IoT in Big Data Analytics with Pruning, Quantization and Selective Updating, IEEE Access, 2021.
- EdgeLD: Locally Distributed Deep Learning Inference on Edge Device Clusters, IEEE HPCC Conference, 2020
- 面向物联网隐私数据分析的分布式弹性网络回归学习算法, 电子与信息学报, 2020
- A Markov Approximation Algorithm for Computation Offloading and Resource Scheduling in Mobile Edge Computing, CyberDI Conference, 2019.
- OKRA: Optimal Task and Resource Allocation for Energy Minimization in Mobile Edge Computing Systems，Wireless Networks, 2019.
- Markov Approximation for Task Offloading and Computation Scaling in Mobile Edge Computing, Mobile Information Systems，2019.
- A Distributed ADMM Approach for Collaborative Regression Learning in Edge Computing, Computers, Materials & Continua，2019. Best Paper Award
- Android Malware Identification based on Traffic Analysis, ICAIS Conference, 2019.
- 移动边缘计算中分布式的设备发射功率优化算法, 西安交通大学学报, 2018.
- A Distributed ADMM Approach for Energy-efficient Resource Allocation in Mobile Edge Computing, Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, 2018.
- A Stochastic Control Approach to Maximize Profit on Service Provisioning for Mobile Cloudlet Platforms, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 2018.
- 基于蓝牙信标和微信的位置服务系统研究, 计算机技术与发展, 2017.
- Optimal Scheduling for Energy Harvesting Mobile Sensing Devices, Computer Communications, 2016.
对外交流与合作
- 2018.05 西安 参加第二届边缘计算技术研讨会
- 2018.07 北京 参加龙星计划“边缘计算”暑期课程
- 2019.05 杭州 参加第三届边缘计算技术研讨会
- 2019.05 北京物资学院 受丁毅老师邀请作学术报告《边缘计算与边缘智能》
- 2019.06 安徽大学 受陈彦明老师邀请作学术报告《边缘计算与边缘智能》
- 2019.07 首都师范大学 边缘智能技术在AI机器人科普教育中的应用研讨
- 2019.07 ICAIS 2019国际会议 论文获Best Paper Award
- 2019.12 CyberDI 2019国际会议 本科生陈昊崴作学术报告
- 2020.01 北京信息基础设施建设股份有限公司 技术汇报与交流
- 2020.09 课题组参与研制的边缘高精度融合定位装置通过验收
- 2020.11 与北京YuQing科技有限公司合作开展边缘侧融合定位、边缘容器云平台两项技术的合作研发
- 2020.12 HPCC 2020国际会议 毕业生薛峰作学术报告
- 2021.05 北京信息基础设施建设股份有限公司 技术汇报与交流
- 2021.05 北京交控科技研究院 技术汇报与交流
- 2021.05 北京大学邯郸创新研究院 技术汇报与交流
- 2021.07 内蒙古巴彦淖尔市及五原县 技术汇报与交流
- 2021.11 蚌埠学院 受李现伟老师邀请作学术报告《边缘智能研究：以DNN通道剪枝技术为例》
- 2021.11 北京物资学院 受丁毅老师邀请作学术报告《边缘智能：开源节流的DNN推理执行方法》
- 2022.03 与北京JiaoKongZhiXin科技有限公司合作开展边缘计算技术在铁路测量仪器领域的合作研发
- 2022.12 与北京JiaoKongZhiXin公司研发的铁路测量仪器系统通过验收，并在上海局投入使用
- 2023.01 课题组成员前往浙江杭州调研铁路测量仪器系统的应用情况，并作技术交流
- 2023.02 北京中船数字信息技术有限公司 技术汇报与交流
- 2023.02 武汉中船重工7XX研究所 技术汇报与交流
- 2023.04 与北京中船数字信息技术有限公司合作开展边缘智能技术在船舶制造领域的合作研发
- 2023.06 安徽中盛轨道交通产业有限公司 技术汇报与交流
- 2023.09 课题组成员前往浙江杭州作铁路测量仪器系统结题汇报
- 2023.11 与北京JiaoKongZhiXin科技有限公司合作开展面向铁路转辙机的数字孪生系统合作研发
- 2024.03 课题组成员前往青岛黄岛开发区合作开展项目调研工作
- 2024.04 与复杂零部件智能检测与识别湖北省工程研究中心合作开展面向缺陷检测的边缘AI技术研究
团队成员
方维维 教师
王萌 研究生
程宇松 研究生
文鸿 研究生
李秀文 研究生
方金正 研究生
王文光 研究生
王婉祺 研究生
钱亮 博士生
李昊远 博士生
施璠洁 研究生
蔡鸿蔚 研究生
谭宇红玮 研究生
