董奇校长座谈会-我的发言稿(未删节)

尊敬的董校长、各位领导、各位同学下午好,我是况琪,信息学院2009级计算机系本科生。今天要汇报的是我们在过去两年半的时间里,一直坚持研究开发并着力推进的一个科研项目,也就是我们的自习室空座位实时报告系统。我们的系统通过安装在自习室中的监控摄像机,获得教室的实时图像,通过计算机自动分析的手段,对教室中的空座位进行计数。将教室的空闲情况通过网站、手机、电子屏等方式传达给同学,指导同学去空闲的教室上自习。

这个项目是完全由学生自主命题,组织申请科研经费并在导师的指导下完成的。这个项目立项之初,就获得了超乎我们想象的关注。同学对我们的期望也是我们进步的动力。在我们的努力下,本项目相关研究先后获得北师大本科生科研基金、北京市大学生科学研究与创业行动计划、教育部大学生创新创业训练项目、100365首善行动-金隅嘉业科技创新支持行动等多项学校、国家和社会企业家的经费支持。我们的研究成果获得2009年度校级优秀项目、第19届、第20届两届京师杯竞赛一等奖第一名、第6届、第7届两届首都“挑战杯”竞赛一等奖、第12届全国挑战杯竞赛三等奖等学术奖项。另外还在中国专利年会、北京国际文博会等大型展会上获得两项与科技创新有关的社会奖项。

这个项目的提出和研究,其实与我所学的专业有关。在三年的时间里,我们专业的每个同学都修读了170多个学分的课程,前四学期平均每周的课时数都在40个以上,也就是说平均每天上课8小时。除去上课的时间,还需要完成各种课程的作业。繁重的课业负担使得我们经常要去上自习,其中“地毯式搜索”找自习室的经历可谓是不堪回首。作业多、自习难,所以我经常对周围的朋友大倒苦水,并将这种类型的吐槽活动作为心理调整的重要途径。只不过这种情况跟不在师大的高中同学比较难以解释,所以当他们追问我为啥还没有女朋友的时候,我只好无奈的说一句“没办法啊,长得太丑了”(此处应有笑声)——(这一段吐槽课多,应校团委要求加上,略显突兀啊!)
跑题了,拉回来。可能不少同学都听过一首叫《大学自习曲》的说唱歌曲。这首歌曲不但旋律轻快、内容搞笑,也非常准确的指出了导致自习难的两个原因。一是同学在空间上分布不均,经常会有一些教室很挤,有的教室却无人问津的情况。二是不能提前获知教室使用情况的临时变动,例如临时调课、学生活动等,可能刚坐下不久,又因临时情况而被清场。

为此,我们对全国70多所高校进行了调查、对北京8所高校进行走访、查阅了大量的文献资料并对市场上现有的座位管理查询系统进行了深入的分析。在我们的论文中,花费上千字的篇幅对调研的结果进行了阐述。简单来说,占座现象是找座难-找到座位需要占座-占座导致找座难的恶性循环。解决占座问题、并最终破解自习难问题,更重要的是了解和引导。所以我们的系统在一开始就将目标定位于“找座”,而不是“防占座”。因为我们知道,单方面的通过各种手段禁止同学占座,无异于扬汤止沸。通过科技手段禁止占座,更是南辕北辙。因为我们进行的调研工作,并不比一些决策者少。所以我可以在这里负责任的说,北师大图书馆近期花重金引进的防占座系统,根本就是一个高科技的玩笑。

为了解决自习难问题的两个症结,我们也提出了两个对策。针对问题一,即同学在教室的分布不均的情况,我们的对策是通过计算机分析教室的监控录像,发现人少的教室,并推荐给同学。为了实现这个目标,我们主要完成了图像分割、背景建模和目标追踪三方面的工作。图像分割就是从一张图像中找到桌子所在的区域,计算机先消除透视关系,生成教室的俯视图,再根据色彩的先验概率密度求得桌子的区域。我们对分割出的区域计数,即得到空座位数(图片展示)背景建模就是先建立描述空教室的数学模型,然后将有人教室的图片与之对比,找到不同的区域,即为人或者占座物品。(图片展示)目标追踪就是对运动的物体进行跟踪,当同学进出教室时,计算机可以获得进出的人数和方向,从而得到教室中现在的人数。(图片展示)

针对问题二,即教室临时被占用的情况,我们建立了一个类似微博的社交网络系统(图片展示),同学可以通过网页或者手机终端,把对教室的评价反馈给我们。当教室因临时情况不可用时,这些信息可以帮助同学避开临时被占用的教室。这里的推荐列表是我们的创新技术之一,它分别列出了最空的教室、同学们最满意的教室、以及我们的数学模型为同学生成的最适合自习的教室。我们还计划将每座楼最适合自习教室的显示到楼下的电子屏。在手机上查询这个列表的操作是一键式的,非常方便。如果能显示到电子屏,那找座位就是进楼前抬一下头而已。这个系统中所有的数据更新频率至少都可以达到每分钟一次。调研显示,我们的系统在建设成本、实时性、数据有效性、用户体验等诸多方面均优于现有系统。(表格展示)

值得一提的是,我们在两年间研发的很多技术,可以扩展应用到工业生产等其他领域。两年多的时间中,也有企业希望与我们合作。但是我们更希望我们的技术能应用于学校管理领域,为广大师生提供便利。例如跟踪人流量的程序,也可以用于校园道路车流量的监控,也许可以为缓解校园交通拥堵起到一定的辅助作用。对教室的人数检测,不仅可以用于找自习室,也可以用于了解一堂课到场的人数,这在思想政治、军事理论等一些大型公共课上的作用尤为突出。因此我们的技术也有望使得现行的教学巡视工作得以简化。

目前我们相关基础技术的研发已经基本完成,然而将这个系统最终推向实用,还面临的一些亟待解决的困难和障碍。
经济学中有个一著名的二八定律,这个定律在软件工程中同样适用。我们系统在前期基础研究的投入大概是4万元,完成了最核心的大概80%的工作。根据经验,这个投入只会占到总投入的20%左右。因此将其最终完善并成为一个产品的后续投入保守估计在15~20万元。

然而完成最终的成果转化,我们最大的障碍还并不是经费问题,恰恰相反,我们现在还面临着有钱没法花的问题。首先是学校严苛的财务制度,使得我们很多需要的实验设备和资料没法购买,一些正常花销却需要通过弄虚作假买发票的方式来填补。我们开发移动客户端软件需要的平板电脑、智能手机这些设备,其用途更是难以解释,只能靠自己掏腰包。而在一次次与学院会计斗智斗勇,解决诸如发票连号等问题上浪费时间成本,更是不可估量。

如果为经费报销而奔波只是劳力的话,那游说学校各级领导,请求政策上的支持才是真正的劳心。可以说,我们的项目在学术研究方面,两年半内经历了从无到有,从幼稚到成熟的几个飞跃。然而,其在校内推广使用,甚至只是进行中等规模的软件测试,这些条件至今仍不具备。尽管我们通过校团委和信息学院领导老师的牵线搭桥,拜访了教务处、保卫处、信息网络中心、校园电子屏系统集成商等学校职能部门的和相关企业的负责人,但这个项目推向实用化的脚步,至今仍在原点,未曾移动。就连我们做实验使用的教室录像等素材,都是未经学校允许,从教学楼的监控室中请技术人员拷贝出来的,或者是通过我们私自安装在学校公共教室后面的无线摄像机拍摄下来的。进行北京八所高校和大型商业区调研时,我们采取的办法也是携带小型相机,对测试场景进行“偷拍”。可以说,没有这些大胆的违规操作,这个项目在技术上的进展同样会是一张白纸。

回想两年半以前,我是一名大一新生,跟师兄师姐一起坐在快餐店的小桌前嚼着薯条,而这个项目,就是桌子上的一张白纸。而如今,这张纸已经成为一份超过1.5万字,长达34页的论文。我们把它摆上了信息学院教授、博导的桌前,摆上了京师杯专家评委乃至中科院院士的桌前、也摆上了《科学时报》(展示报纸)的编辑和读者的桌前、当然还有北师大刘书记、董校长的桌前。作为目前项目组中资格最老的成员,我为自己能够亲身经历并亲手推动我们的项目经历这样的蜕变,而感到由衷的慰藉。能取得这样的成绩,我对我自己和我们的项目组可以问心无愧,然而面对老师和同学,我却不能理直气壮。因为我最大的愿望,是将我们的成果,呈现在成千上万师大人的桌前,乃至全国还在为找自习室而备受困扰的莘莘学子的桌前。这张桌子,比之前的任何一张都要大,这种成就,比之前我们取得的任何一个,还令人向往。

我们不是在校园论坛上大发牢骚的所谓“有志青年”,我们不是在大街上奔走呼号打砸抢烧的无知愤青,我们不是杂志报刊上洋洋洒洒针砭时弊的评论家,我们更不是打着高科技幌子沽名钓誉的民间科学家。我们是北京师范大学的普通学生,我们用心观察生活,我们的理想就是能用我们的智慧和汗水,让周围的人或事,变得再完美那么一点点。我们不只会发牢骚,我们还花费两年半的时间提出并完成了一个解决方案。如果您也抱着跟我一样的理想,也许您可以尽举手之劳,让我们的共同的理想向前走一步,再走一步。谢谢大家!


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