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电院学子斩获2021城市大脑挑战赛冠军

发布日期: 2021-09-23 浏览数:3333

ACM SIGKDD(国际知识发现与数据挖掘大会)举办的KDD CUP 2021 City Brain Challenge(2021城市大脑挑战赛)在新加坡落下帷幕。betway体育电子工程系硕士生宋罡、张正、王楚凡及本科生孙泽钰、顾煜程组成“IntelligentLight”团队,在指导教师宫新保的带领下,最终从全世界1156支队伍中脱颖而出,获得冠军。

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比赛中线上报告,顾煜程(1排中)、张正(2排右1)、宫新保(3排左1)、王楚凡(3排右1)、宋罡(4排左1)、孙泽钰(4排左2)


赛事介绍

KDD CUP 是全球数据挖掘领域最有影响力的赛事,自1997年以来每年举办一次,由 ACM 协会的知识发现及数据挖掘专委会(SIGKDD)举办。被誉为数据科学领域的“世界杯”。该赛事多年来保持行业高敏感度和高参与度,每年都吸引着众多世界顶级高校、企业及研究机构参与,已成为数据挖掘领域学术交流和研究成果展示的最佳平台。

2021年数据挖掘顶会KDD在数据竞赛单元KDD CUP特别设置了“城市大脑挑战赛”,以南昌市道路路网为题,挑战城市容纳车辆极限,助力城市交通决策规划。参赛者负责协调交通信号,在保持可接受的车辆等待延迟时间的前提下,最大程度地服务车辆。

在本次参赛的 1156 支队伍中有众多国际顶尖机构的身影,4Paradigm、German Aerospace Center、NTT、BOE、Alibaba Group及Didi Chuxing等。电院“IntelligentLight” 团队在预赛和决赛阶段都取得了第一名的好成绩,最终顺利夺冠。

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官方公布竞赛结果截图,电院IntelligentLight团队在City Brain Challenge赛道摘得桂冠


电院作品

参赛团队在宫新保老师的指导下,通过精准的特征提取和贴近实际的精细建模,提出了以改进的专家系统为主、结合强化学习方法辅助调参的创新性解决方案,有效降低了路网延迟时间,可以同时容纳并服务超过36万量车辆。

电院IntelligentLight团队所有成员本次是第一次参加KDD CUP大赛。同学们除了要积极投入赛事还要应对日常课业的压力。比赛初期,团队面临实战经验不足、组织协调困难等诸多挑战。不仅如此,由于国际赛事高手云集,竞争异常激烈。有时候一天内排名榜的顺序都要变换好几次。在宫新保老师的指导下,团队成员保持良好的备赛心态,通过细致扎实的问题分析,从车流信息中筛选和提取关键性的特征信息,建立了基于时空联合特征的数据预处理模型和预测模型,创新性的提出了投票法和黑名单机制。在算法上,通过广泛的研究和比较,提出了融合专家系统和强化学习机制的系统方案。


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实际道路路网信息


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城市路网可视化分析工具


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实验结果性能比较


盲比赛制不知对手身份,赛后才知是去年冠军“第四范式”

在这场高手如云的比赛中,胜负差距只在毫厘之间。主办方除了给出贴近实际生活场景的赛题以外,还制定了盲比赛制。在比赛过程中,只公布选手的团队名称不公布团队来自哪里。同学们回忆,比赛过程中曾和某个团队打的难解难分,比分胶着,分数直到比赛结束前一周才逐渐拉开差距。赛后才知道,原来这支队伍来自国内人工智能领域的龙头企业“第四范式”,他们也是去年这项赛事的冠军团队。


成员感悟

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宋罡(队长):这次比赛我们没想到会夺冠。因为是国际顶尖赛事,吸引了很多顶尖科研机构参赛,有些团队已经连续多年取得极佳的名次。相比他们,我们可谓零经验。另一方面,赛事从4月比到7月,我们所有队员都是在校生,备赛同时还要准备期末考试。这对我们团队的组织和管理提出了很大的挑战。在宫老师的指导下,团队成员分工合理、沟通及时,团队凝聚力强,参赛队员积极性高,这是我们能够取胜的关键因素之一。


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张正:这是我这两年参加的比赛中,最难打的一场比赛。参赛团队汇集了不少行业内的国际顶尖高手,能力出众、意志顽强、经验丰富。比赛题目根据实际情况调整,照搬已有的算法不能解决问题。这就要求我们必须提出创新性的解决方案。我们发现,对问题理解越深入,特征提取越准确,建模越贴近实际,提出的算法越有针对性,就越可能取得性能突破。我们这次能够取得好成绩的重要原因之一,就是对问题分析—建模—求解这套流程非常熟悉,而且闭环速度和调整速度都很快。


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王楚凡:这次比赛的参赛团队有很多业内资深的研发机构参与,其中不少团队背后还有顶级企业的支持。比如国内的阿里、滴滴出行、京东方,国外的德国航空航天中心、日本电信株式会社、普渡大学、纽约大学等,可以说是藏龙卧虎。赛后不少研发团队和企业主动联系我们,能够有机会和这些高水平的团队同场竞技,是一件非常荣幸的事。


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孙泽钰:这次比赛的时间跨度很长,过程也是跌宕起伏。既有算法取得突破、性能大幅提升并超越对手的高光时刻,也有被卡住将近2周没有进展、被对手反超的黑暗时刻。记得我刚进实验室的时候,宫新保老师就告诉我“人最大的对手是自己”,因此在整个比赛过程中,无论在什么情况下,我们团队始终保持了平和的状态,其本质就是关注问题、挑战自我。


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顾煜程:刚上大学我就对人工智能方向很感兴趣,也很想参与实际的研发工作。其实计算机系、软件学院都有很好的老师和很不错的研究方向,但是权衡之下,最终我还是在大二的时候加入了电子系的“储英计划”,也有幸加入了宫新保老师的实验室。现在看来我还是很幸运的,在实验室期间我参加了很多人工智能方面的研发项目,也获得了很大的成长。


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宫新保(指导教师):学院长期重视创新性人才的培养工作,通过学生创新实践计划、储英计划等多种渠道,从本科生开始就系统性的培养学生的科研能力和创新实践能力。KDD CUP这种高质量的赛事在赛题设置、比赛环境和赛事组织方面都非常完善高效,让人大开眼界。

能够在这样的全球顶级比赛中获得冠军,对我们而言意义重大,这是整个团队共同努力的结果!这次比赛的赛题贴近实际生活场景,具有很高的挑战性和实践意义。这也给了我们今后的人才培养和项目研究工作很大的启迪,未来我们将更加注重产学研结合,推进相关技术成果转化和落地应用,为智慧交通的发展贡献力量。