突破自适应软件关键技术，做有用的科研

陈星，男，中共党员，1985年11月出生，福建永春人，本硕博毕业于北京大学（2004.09-2013.07），2013年8月被引进到福州大学任教，现任福州大学数学与计算机科学学院院长助理、教授、博士生导师，中国计算机学会（福州分部）执委委员，入选福建省杰青。主要研究方向包括软件工程、服务计算等，主持国家自然科学基金青年项目、面上项目和国家重点研发计划项目子课题等国家级项目4项，在Trans on Cloud Computing、Trans on Industrial Informatics、Future Generation Computer Systems、Journal of Systems and Software、SCIENCE CHINA Information Sciences、软件学报等国内外知名期刊和会议上发表论文50余篇，授权国家发明专利9件，项目“软件定义的物联网管理关键技术及系统”和“智能化集成化的机器学习云平台”先后获得2017年度和2019年度福建省科技进步一等奖（均排名第二），获得福建青年五四奖章、福州青年科技奖、福州大学杰出青年教师励志奖等荣誉。

 

一、突破自适应软件关键技术

“计算机智能化”是计算机研究者始终追求的终极目标，自适应则是计算机智能化的主要表现形式之一，兴起于人工智能领域。美国DARPA给出了一个较有影响的定义：“自适应软件评估自身的行为，当评估显示其自身没有接近待完成的目标、或有可能提供更好的功能或性能时，软件改变自身的行为”，其中隐含了一个“监测—分析—决策—调整”的环路。自适应软件的技术挑战在于其可变性、可达性和可用性。可变性是指软件资源可以发生哪些变化，存在软件资源可编程问题；可达性是指如何应变并实现自适应能力，存在自适应软件开发问题；可用性是指如何获得软件自身管理知识，存在管理知识自学习问题。陈星教授针对这三方面开展研究，主要成果如下：

成果1：在可变性方面，针对软件资源可编程问题，提出基于反射的新型软件定义方法，实现系统软件体系结构的动态重建，支持软件计算卸载和互操作接口生成，主持相关的国家重点研发计划 “面向智慧城市的智能化集成化软件互操作平台” 子课题。

成果 2：在可达性方面，针对自适应软件开发问题，提出模型驱动的软件运行时建模与决策方法，在模型层实现对复杂系统的运行时管理，自适应软件开发代码量减少80%，先后主持相关的国家自然基金项目“云计算环境下基于运行时模型的管理复用关键技术研究”和国家重点研发计划“人机物融合的云计算架构与平台”子课题。

成果 3：在可用性方面，针对管理知识自学习问题，提出自主学习的软件自动化配置和部署方法，在运行时实现知识的自动获取和应用，软件自主学习的知识准确率达到85%，主持相关的国家自然基金项目“面向移动边缘计算的软件自适应卸载关键技术研究”。

围绕上述成果，形成自适应软件关键技术体系，第一/通讯作者发表SCI/EI论文50余篇，其中，在Trans on Cloud Computing、Trans on Industrial Informatics等中科院SCI一区Top期刊，以及SCIENCE CHINA Information Sciences、软件学报等国内顶级期刊上发表论文10余篇。第一发明人申请国家发明专利近20件，其中，已授权的9件。

 

二、把论文写在祖国的大地上

在上述研究成果基础上，陈星教授开展了多项产学合作项目，取得了良好的社会经济效益。

作为技术负责人，陈星教授研发完成项目“软件定义的物联网管理关键技术及系统”。项目针对物联网管理面临的挑战，研究了无线传感网自适应管理、多源异构数据深度读写、物联网应用自动化开发，形成了物联网管理关键技术体系及系统。项目成果应用于国网亿力，设计并研制了电力实时用采系统，部署30万台各类采集终端设备，覆盖福建省全省县市区，有效提高了电力用采的自动化程度；应用于天津普迅，设计并研制了统一车辆管理平台，安装14万台各类车载终端设备，覆盖27省、34家国网直属单位，有效提高了车辆管理的先进性；应用于泉州科力，设计并研制了电网故障检测系统，显著提高了电网故障监测的效率。项目累计销售收入超过2亿元。作为第二完成人，陈星教授获得2017年度福建省科技进步一等奖；在所有5项创新点中，他是两项创新点的主要贡献者，其中，创新点“数据/功能API自适应生成技术”是前述成果1的应用，创新点“模型驱动的物联网应用开发技术”是前述成果2的应用。

作为技术负责人，陈星教授研发完成项目“智能化集成化的机器学习云平台”。项目针对机器学习基础设施构建面临的挑战，研究了集成化的机器学习算法库、智能化的机器学习流程组装、自动化的软硬件资源管理，形成了机器学习云平台关键技术体系及系统。项目成果应用于国网亿力，设计并研制了电力大数据平台，通过数据挖掘实现客户用电分析、电力负荷预测、配网停电优化等智能服务，极大提高了电力公司的运行效率，还为国家经济运行态势评估提供了信息辅助和决策支持；应用于星云大数据，设计并研制了城市大数据平台，通过数据挖掘实现企业关联分析、环境质量预测、人流密度预警等智能服务，提高了城市运行机理的理解水平，实现城市决策科学化、监管精准化、服务便民化；应用于六壬网安，设计并研制了网络安全大数据平台，显著提高了政务外网网络安全的监测能力。项目累计销售收入超过10亿元。作为第二完成人，陈星教授获得2019年度福建省科技进步一等奖；在所有5项创新点中，他是两项创新点的主要贡献者，其中，创新点“云计算软硬件资源的协同建模与执行技术”是前述成果2的应用，创新点“云计算软硬件资源的管理知识自学习技术”是前述成果3的应用。

 

三、把研究心得融入教书育人

陈星教授在培养和指导学生方面不遗余力，把学术界新的研究成果和信息介绍给学生，在教书育人中融入自己的研究心得。在国家大学生创新训练项目过程中，他把在软件定义方法上取得的研究成果介绍给学生，指导他们研发完成“福云数据开放平台”，获第三届“创青春”中国青年互联网创业大赛全国决赛银奖，取得了福建省在该届比赛中的最好成绩，指导的毕业生就职于华为、阿里、腾讯等国内顶尖企业。

2018年10月31日，中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势进行第九次集体学习，此后，陈星教授先后在北京大学福建校友会“博雅讲坛”、福建省海洋与渔业局“纳百川”读书会、中国人民解放军七三一二七部队主题教育等场合讲授课程《人工智能发展现状与趋势》，累计参会超过3000人次，为人工智能在省内的普及和推广做出了贡献。

2019年10月24日，中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习，此后，陈星教授先后赴省委党校、省总工会、省司法总队等省直机关单位和南安市、湄洲湾北岸经济开发区等地市行政单位，在中心组学习和干部培训等场合讲授课程《区块链的前世与今生》十余场，覆盖各级干部近2000人，为区块链技术在省内的普及和推广做出了重要贡献。