2022-11-08
为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“北洋园青年湖水环境智慧治理及管理措施研究”新工科毕业设计项目现面向全校教师和毕业班学生进行招募，现将有关事项通知如下。
一、 项目背景
好的环境是培养优秀人才的基本条件，优美的校园环境更能促进学生的身心健康全而发展。“环境智慧治理”拟利用天-地-水一体化监测技术，构建最先进的北洋园校区水环境智慧管理硬件系统，和数字孪生水环境治理软件系统，实现校园水系经活水循环和生态治理后水质提升至地表Ⅳ类，同时恢复水体生物多样性；打造天津大学智慧校园、美丽校园，建设智慧水生生物园和智慧校园科普教育实践基地。
本项目目前已经成立环境学院和智算学部智慧校园导师群，首批硕士、博士研究生已经入学并初步确定研究方向。2021年全年开展初期工作，环境学院针对北洋园校区水体健康与水质修复开展了大量实验分析工作，取得了各个季度校园水质的一手数据，并初步排查了北洋园校区的污水管网和雨水管网，建立了校园水系模拟模型。智算学部在无人机巡航、无人船巡检、大数据分析算法等方面有着丰富的成果，双方合作在利用图像、视频对降雨的分析方面开展了初步工作，成果正在整理编写中。
该项目建设可作为高等院校“智慧校园”、“碳中和”经典案例推广，引领高校“智慧管理”和“低碳校园”进程，促进高校积极开展“数字孪生”理论与“低碳”技术研究。
二、选题方向及任务
项目拟设六个研究方向：北洋园校区水生态系统健康修复；图像、视频中水生态水环境信息分析；校园管网模拟与优化；监测站网合理化布局研究；水环境大数据分析预测技术；智慧校园软件系统开发。拟设6名指导教师岗位，拟指导学生数每年6名。
研究方向和任务设置如下：
1.北洋园校区水生态系统健康修复：
通过贝类、鱼类草类、藻类等联合作用研究，以实验室分析为基础，以青年湖、敬业湖实地示范为抓手，提出北洋园校区适宜的生态系统建设方案，构建北洋园校区健康可持续的水生态系统，建设美丽校园。
2.图像、视频中水生态水环境信息分析：
通过视频监控、同学发布的社交信息（如水系相关图片等），识别场次降雨量、雨强、降雨过程线，识别路面积水量、湖水水位、通过反演等算法识别湖水水质变化、监测水生生物的健康状况和种群变化等。
3.校园管网模拟与优化：
构建校园排水管网监测系统，对雨水管网、污水管网进行模拟与分析，排除内涝隐患和污水倒灌隐患，提出校园管网修复优化方案。
4.监测站网合理化布局研究：
传统的监测手段往往以点带面，以一个站点的数据概括表达一个区域的情况。随着科学技术的日新月异，获取数据的手段越加丰富，尤其是个人设备获取数据日益便利，数据获取向着密集化、无序化发展。如何充分利用天-地-水一体化巡航数据，数据采信点的合理化、数据同化与清洗成为新的矛盾焦点，也是新的研究方向。
5.水环境大数据分析预测技术：
全自动全天候智能监测系统将提供大量结构化、非结构化的水量、水质、水生态、水环境信息，如何充分利用采集到水环境水生态数据，传统的基于物理机制的数学模型已经力不从心，迫切需要采用大数据方法、智能计算寻求数据背后的逻辑，发现水环境水生态规律。
6.智慧校园软件系统开发：
以上各项技术终将为智慧校园、美丽校园提供决策支持，实时、在线的数据展示、历史规律分析、未来趋势分析、应急预警等功能，需要一套智慧校园软件平台才能得以运用。智慧校园软件系统开发是集以上功能之大成，是最终展示和管理平台。
三、指导教师和学生背景要求
拟设置指导教师数6名，覆盖学科背景分别为：智能计算、环境科学、水文水资源；拟指导学生数为每年6名，其中智算学部、环境学院、建工学院各2名。
四、报名方式
指导教师和学生可根据自己的兴趣选择相应的研究方向，请将姓名、学院、联系方式、意向研究方向等信息发送到邮箱wangjia2008@tju.edu.cn，时间截止到11月30号。
联系人：王佳，15828505742