广东省智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心团队

广东海洋大学电子与通信技术教授王骥

海洋是地球生命的摇篮，也是人类获取优质蛋白的“蓝色粮仓”。但是由于过度捕捞和海洋生态环境的恶化，已处在“荒漠化”的边缘。利用自然的海洋生态环境，将人工放流的经济海洋生物聚集起来，像在陆地放牧牛羊一样，对鱼、虾、贝、藻等海洋资源进行规律性放养，是未来海洋生态复原，海洋生命再生的摇篮。南海之滨广东海洋大学，有一个团队，立足国家情怀，心怀大海，扬帆远航。将研究定位海洋牧场感知，以新质生产力引擎科技巨轮驶向远方蓝色梦想，助力智慧海洋牧场工程高质量发展。

它就是依托广东海洋大学而建的广东省智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心团队。在互联网人工智能发展的新时代，团队负责人王骥教授面向我国海洋牧场感知领域发展的新方向，带领团队不断创新突破，为海洋牧场再生了“千里眼与顺风耳”。他坚信科技创新在于人才，人才培养才是高等教育核心的新质生产力，旨在传承海洋文化红色基因符号，团队构建了“绿色”育人体系，践行了蓝色科研梦想——海洋牧场工程感知实践，谱写了培养海洋特色新工科人才发展的新篇章。

赋能蓝色梦想，突破技术壁垒构建人工智能(AI)水质感知模型

“海洋牧场人工智能水质预测是海洋科技领域的一个重要发展方向，旨在利用AI技术对海洋水质进行实时监测、数据分析和未来预测，以保障海洋环境的健康和可持续发展。”驰骋在科技战场的最前方，该团队深知科技是创新发展的核心驱动力。为此，围绕着海洋牧场的智慧感知方向，谱写了“海洋牧场人工智能水质预测”篇章。2022年，为了精准揭示不同水层各个时间序列的海域养殖水质参数含量的变化规律，团队首先在海水水质数据处理方面提出了将主成分分析算法(principal component analysis, PCA)与互信息算法相融合的数据处理算法，将双向长短期记忆与transformer 两个网络融合提出了新的混合预测模型，能够准确揭示海水中不同水层的无机氮含量、活性磷酸盐含量和pH值等参数及其变化趋势。 该模型在MAPE、RMSE、R和D的4个度量指标分别为0.075、0.116、0.960和0.997，优于IPSO-KLSTM等传统预测模型;2023年，针对传统水质预测模型在数据降噪、网络参数初始值设置和优化、精度提高等方面能力的不足，考虑气象等因素影响，该团队构建了一种优化的水质三维预测模型，基于PCA关键因子优选，自适应噪声的完全集合经验模态分解算法结合小波阈值模型对水质参数和气象数据降噪处理,使用3维卷积神经网络提取出特征数据集进行训练，利用自编码器获得径向基函数网络参数初始化值,利用改进的布谷鸟算法优化更新网络中超参数动态值;同年团队将神经网络方法在养殖区水质精准预测方面的文献按照海水和淡水两大领域所应用的水质预测模型从正反馈架构、循环架构和混合架构三个类别对海水时空序列文献进行分类研究和综述，发现了混合架构模型的预测性能优于正反馈模型和循环架构模型，有利于提升不同深度水质预测模型的精度，也发现了已有研究成果更多地集中在水表层和水中层的不同位置水质参数的变化方面，而神经网络方法对水表层水质预测精度比水中层和水深层水质预测精度高。2024年团队提出了一种基于PCA、多策略融合改进麻雀搜索算法优化的融合双重注意力机制与双向门控循环单元神经网络的溶解氧时序预测模型，自主搭建了基于LoRa+5G的海洋牧场感知实验系统。利用系统感知的数据与团队提出的PCA-ISSA-DAM-BiGRU模型预测溶解氧浓度与变化趋势的均方根误差、平均绝对百分比误差以及纳什系数分别是0.1446、0.0177、0.9807，混合模型的各模块均能在一定程度上提升模型预测性能，能够满足海洋牧场水质参数溶解氧精准预测的实际工程需要。

团队将这些研究成果发表在中文卓越领军期刊农业工程学报、水产学报等以及Frontiers in marine science(TOP期刊)、Materials 等极具影响力的国内外期刊上。在海洋牧场AI水质预测方面获得了“一种海水水质三维时空序列多参数精准预测方法及系统”、“基于改进烟花算法优化网络的海水三维预测方法及系统”、“一种海水水质远程监测系统”等多件发明专利授权，含一件PCT美国专利。

创新构建新工科三三六人才培养体系

“参天木有根，怀山水有源”，在王骥教授看来，科学研究要面向未来，人才培养更应该立足长远，服务国家战略人才所需。为此，他坚持将科研与培养人才有机结合，以科研促进创新人才培养。科研路上带领团队坚持党建引领的“固本培元、凝心铸魂”教育初衷，秉承“传承红色基因、聚焦蓝海战略，构建绿色育人体系，培养新工科人才”，走出了一条自主人才培养之路。

进入21世纪，以互联网信息技术、人工智能、大数据、智能制造与新材料为主元素的“新工科”建设提上了高等教育的日程。而团队依托的电子信息工程专业为主动应对新一轮科技革命与产业变革，以通过了教育部工程教育认证、获得了国家一流专业建设点与俄罗斯圣彼得堡合作办学三大专业历史性转折为契机，科研创新成果赋能教学，勇闯特色培养之路，通过塑造“红色”育人文化、打造“蓝色”科研育人平台、深化“绿色”育人工程实践，构建了面向国际合作的新工科三三六人才培养体系。成功解决了地方院校本科生培养模式普遍存在着教学理念与教学目标脱轨、学科平衡性差导致工程能力弱化、人文文化底蕴不够深厚、科教融合和产学结合不紧密、质量评价标准不够健全等教学问题。

“育才造士，为国根本”，王骥深感责任重大。团队坚持党建引领，营造红色育人环境，构建“人文思政+专业知识+工程能力”三维一体新工科育人模式，为培养具备全面素质和综合能力的复合型人才提供坚实保障，解决“思政淡化、人文缺失”问题;赋能蓝色力量。他们打通“教学+科研+科创”三平台经络，集成为“全链条”新工科人才培养大平台，为培育智慧海洋工程构建了蓝色科研创新平台，解决了智慧海洋领域复杂工程能力培养的工程平台缺乏问题;为培育“绿色”人才，团队深化能力导向，探索“123456工程”(一目标、两依托、三课堂、四结合、五过程、六能力”)新工科育人实践，为塑造高素质海洋电子信息创新型人才提供了方法，解决了目前行业类高校重理论轻实践以及人才培养与社会需求错位问题。

王骥和团队的创新教学成果取得显著成效。获得同行专家高度认可，推动着教育改革的浪潮不断向前，也为新工科教育的发展树立标杆。其中王骥主编的《模拟电路分析与设计》教材在省内外得到了广泛应用，已经通过广东省评审推荐参评国家十四五规划教材;团队近三年教研教改成果发表在《电气电子教学学报》、《大学教育》、《工业和信息化教育》等专业教改权威期刊的15篇论文，为其他教育工作者提供了借鉴和参考。同时，专业的OBE新工科人才培养模式在2022年中国工程教育专业认证进校考查以及2023年广东省普通高校本科教育教学审核评估中，均受到专家组的一致赞同和高度评价。近三年来，本科生获国家、省、校大学生创新创业训练计划项目50余项;参加“全国大学生电子设计竞赛”、“挑战杯”、“互联网+”、“蓝桥杯”等学科专业竞赛，获得国、省级奖项40余项;师生合作发表高水平论文10多篇，授权国家发明专利10余件。毕业生与地方产业需求契合度高，企业对学校毕业生质量的满意度高，近三年来本科生首次就业率均超过96%。

成绩的背后是规划、组织与奉献。团队成功靠的是党建+业务的深层次融合。团队首先根据学校历史积淀、学科特色与专业资源构建了红色可传承的海洋工匠文化，其次团队勇于创新谋突破整合了组织结构、学科力量与专业资源，打造了复杂过程能力的培养平台，最后团队长于育人实践，高举信仰火把师生薪火延续，以专业竞赛、科研互促与教学相长进行了培养实践。实践证明，团队走出了一条特色培养之路。

总之，团队创新性推行融合思政的工科新文化，形成了知识、能力、素质三合一的新体系，深度践行并协调发展了6C育人新实践。近三年取得了五大开创性突破：①获批全国党建工作样板支部;②获批全国高校“双带头人”教师党支部书记“强国行”专项行动团队;③获批国家一流专业建设点;④通过中国工程教育专业认证(CEEAA，有效期6年)⑤获批电子信息工程中俄合作办学专业。证明了专业“思政铸魂、文化育人与工程赋能”实践的科学性。

新时代，新方向。面向蔚蓝海洋，“创新人才培养”和“创新服务国家”依然是王骥不断进取的航向标。胸怀大海，激流勇进，王骥表示将带领团队驰而不息，培育引领人才以创新之力共筑蓝色梦想。(文/丁旭)

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