接下“英雄帖”，站上打擂台
“揭榜挂帅”激活青年人才“一池春水”
“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。”
为教育引导广大青年面向国家重大需求，踊跃投身科研攻关第一线，加速青年科技创新成果向现实生产力转化，由共青团中央等多部委主办的“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛(以下简称“挑战杯”竞赛)自2021年起，就特别设置了“揭榜挂帅”专项赛。连续3届，累计数万名青年学子响应号召，接下“英雄帖”，站上打擂台，比拼胆识，比拼才智，提出了诸多攻坚克难的新办法、新方案。
11月7日至11月9日，第十九届“挑战杯”竞赛2024年度“揭榜挂帅”专项赛终审决赛北京场在北京航空航天大学火热开赛。11月15日至17日，在中国计量大学和浙江理工大学，继续开战。
56家企事业单位发榜，2.7万余名大学生揭榜，有来自全国410余所高校和企业的1950件作品入围今年终审决赛。青年们带着创新方案走上擂台，汇聚着创新热情的一池春水，正激荡出层层青春的浪花。
集聚科创动能，攻克生产生活现实难题
现代工业化汽车生产过程中，产线自动化程度不断提高，各类用频用电设备数量显著增加，空间中存在着大量潜在电磁干扰源，形成的电磁环境日趋复杂，极有可能影响设备的工作和相互间协作，严重时会导致生产质量和生产效率下降，甚至影响整条生产线的作业安全。
在本届“挑战杯”竞赛中，中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司发榜：开展快速的电磁干扰源定位和可视化显示。这个让诸多汽车企业头疼的难题，在今年“揭榜挂帅”的竞赛中获得了近百个新方案。
北京航空航天大学电子信息工程学院的参赛团队就是揭榜请战团队之一。
“我们利用深度学习算法和有限电磁先验信息，对复杂工业现场进行电磁态势推演和干扰源定位，并利用自主研发的AR显示软件将辐射场强可视化。”参赛选手赵芃宇介绍，经过数月的钻研，她们取得了新突破，研究方法可以快速完成汽车产线电磁干扰源定位并对结果进行可视化显示。
为提高方案精准度，给出适合企业需求的最优解，这支年轻的科创团队查阅诸多文献、收集大量数据，不厌其烦地试错、重塑……“那段时间大家都感觉身体和大脑在超速运转，经常要两个校区两地跑，做调试、跑数据，再导入到可视化应用里，对接的过程耗费了很多时间精力，几乎每天都要工作到深夜。”赵芃宇坦言，有段时间的攻坚进度缓慢，确实感觉到很累，但“敢为人先”是写在每一位北航人骨子里的情怀与担当。
“我们把自己从书本上学到的知识，转化成有望落地，可能实现的解决方案，交到急需它们的企业手里，有种很难形容的成就感。”当在“揭榜挂帅”专项赛的榜单上看到中石化石油工程地球物理有限公司发布的选题时，南昌大学参赛选手刘《真人彩票》永发觉得，自己终于找到了专业所长和现实需求双向奔赴
石化行业作为我国经济的重要支柱，2023年创造了近16万亿元的巨大产值。但在石化厂区，由于生产环境的特殊性，如高温高压、易燃易爆、金属罐体和管线密集复杂，事故隐患常有发生。“应对安全风险，实现数字安全管理和生产，精准人员定位是关键，也是企业发榜内容提到的迫切需求。”刘永发说。
经过调研分析，他和团队成员们发现，目前石化厂区中很多人员定位技术主要依赖全球导航卫星系统，但到了遮蔽的室内或复杂的厂区环境，性能就会下降，甚至是失效。定位系统很多都依赖于外部定位基站技术，在厂区应用中，常会面临高成本、维护难的问题，增加了企业的初期投入和后续维护成本，难以得到全面推广。
结合命题要点，聚焦行业痛点，这群敢闯敢干的年轻人，一头扎进了实验室，升级出“北斗光视融合人员定位系统”新方案。
“我们通过提出轻量深度学习的超定位置方程求解算法来获取现有的摄像头位置信息，针对复杂石化工业环境下卫星导航定位性能下降问题，再进一步利用可见光视觉定位方法实现人员的精准定位。最终使摄像头融合北斗粗定位和精定位，将信息反馈至管理端。”刘永发介绍。
揭榜不仅是接下一个选题，完成一份作业，参与一个比赛。“我们解决的是人命关天的大事情，这是一种沉甸甸的责任。”刘永发说，“我们有共同的期待，希望能为安全生产保驾护航，为化工行业发展作出一点小小贡献。”
用好新兴技术，主动防御能源潜在风险
近年来，全球气候变化加剧导致极端天气增多，台风、洪水、极寒等自然灾害的发生对城市能源系统安全稳定运行带来极大挑战，亟须建立基于强人工智能和数字孪生的城市低碳能源信息物理系统，如何有效应对，成为当务之急，这也成为国网上海市电力公司发榜的初衷。
“当前，我们面临的主要挑战是城市配电网设备数量多、分布广，且气候复杂多变导致人工巡检成本大、设备故障处理不及时，以及风险预警能力不足，大大增加了电力系统的不稳定性。根据上述痛点，本团队搭建了一套全景态势评估平台。”答辩席上，中国计量大学“智慧能源守护”团队负责人、该校信息工程学院通信工程专业硕士研究生李健提出了一套解决方案。
基于求学期间对于电网异常检测课题的深入学习研究，李健表示方案是通过集成气象数据和设备实时参数，借助数字孪生平台对设备健康状况进行可视化展示，通过全景式的方式实时评估设备的健康状况。
在团队给出的方案中，监控不是目的，如何有效地进行风险处置才是重点。
“当故障发生时，依据电力系统现有的应急能力，可以及时处置城市主干区域的故障。”李健表示，但如果故障发生在边缘地区呢？而且维修人员无法在短时间内到达现场，那又该如何处置来减少损失扩大化，确保城市能源的保底需求呢？
针对这些可能出现的紧急情况，团队研发的全景态势评估平台会立即发出红色预警，实时展示故障设备的电力参数、位置信息及现场监控，同时，异常设备也会进行自动断电。
团队指导教师、中国计量大学信息工程学院教授薛振宇告诉记者，为实现这一功能，团队自主开发了超轻量化AI模型，能够实现高效的设备异常检测，并支持在低成本的微控制器上进行边缘计算部署，有效降低系统运行成本。
“我们的超轻量化模型是在卷积神经网络的基础上，结合优化算法，不断迭代得出最优超参数组合。”薛振宇说。
如今，经过不断检验和升级，该模型在故障电弧检测上的准确率和精确率均已达到99%以上。
在团队看来，方案仅仅将降低损失作为目标还不够，他们追求的是在问题发生之前就解决潜在的隐患，以避免任何损失。
“平台不仅要能够主动防御，还需要具备对配电网脆弱性进行精准评估和风险预测的能力。”薛振宇表示，当系统检测到设备在未来1-2天有较高的故障风险时，会实时亮起黄色警报，并向应急平台提供预警原因和防御建议。
为了实现这一功能，团队开发了一套强人工智能模型。模型的独特之处在于可以利用天气预报及环境数据，提前预测设备的健康状况并给出精细化预警，实现对潜在风险的前瞻性识别。
“通过异常检测模型，可以根据预测结果判断设备未来的健康状况，进而实现对设备的可预测性维护。”薛振宇比喻道，这个过程和医疗诊断很像，通过采集到的各种数据来分析、检测潜在的病症。
在团队看来，一整套方案不仅有效解决了痛点，同时实现了极端天气情况下的分级预警和主动防御，系统不仅可以提升电网的智能监测水平，还可通过预测性维护手段显著增强电网在极端气候条件下的可靠性和安全性，达成全生命周期的智能化运维创新。
“在全球气候变化和低碳转型的双重背景下，针对目前储能成本高、储能规划能力不足、覆盖面不足、安全稳定性弱的社会痛点，我们提出了四大模型来构建高自愈、高互动、高效能、高承载配电网的总体方案，以解决当前国网系统的不足。”在答辩中，同样揭了此榜的桂林理工大学团队则提出了另一套解决方案。
这是一支由本科生组成的团队，但都是“身经百战”、参加过各项赛事的老兵。
在方案中，团队设计研发了高精度技术成本预见模型、储能需求预测模型、多储能技术布局优化模型、极端天气灾害预测模型，来针对性解决不同问题所在。
“例如聚焦抽水蓄能、锂电池储能和氢储能三大主流技术，我们提出高精度技术成本预测模型。”团队负责人、桂林理工大学地理空间信息工程专业学生张俊超表示，该模型通过双因素技术学习曲线模型，融合“干中学”和“研发中学”效应，以累计装机量和专利授权量来精准预测储能成本，为储能技术提供精准的成本预见。
在研发多储能技术布局优化模型的过程中，为了实现配电网的高效能和经济性，团队设定了最小化电能损耗和最小化经济成本两大目标。
“我们特别选取了四川省进行测算，通过模拟退火算法优化40年储能布局，确保在不同学习情景下找到满足需求的最优配置，降低损耗与成本，实现高效能与经济性。”张俊超说。
当前，极端天气的预测存在一定困难，如何有效捕捉天气数据的波动和复杂特征成为难点。
桂林理工大学计算机应用技术专业学生陈仕磊说，团队研发的极端天气灾害预测模型能深入分析并理解数据中的复杂关系和模式，展现出在多种灾害类型预测中的强大潜力。
“我们的准确率提升至99%，训练损失降低至0.03%，将其应用于自主研发的储能需求预测与布局可视化平台中，可为城市能源系统提供完善的预防和应对策略。”陈仕磊说。
解决问题并非一朝一夕之功，张俊超有个规划：在未来持续优化储能模型，升级灾害预测系统，让技术方案能够尽快落地应用，助力国家实现低碳转型，为可持续发展贡献青春力量。
描绘美好蓝图，提供乡村振兴新方案
全面推进乡村振兴、加快建设农业强国，是党中央着眼以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的重大战略部署。今年“揭榜挂帅”竞赛中，中国青少年研究中心发榜的选题“青年参与乡村全面振兴的路径探索和实践研究”切中时代需求，吸引了大批青年学子关注。
作为赛事榜单里为数不多的文科类选题，青年团队能够通过怎样的创新方法，分析现状、问题及深层次原因？能为青年扎根乡村、服务乡村探索出哪些新路径、新方案？
年轻人交出了令人惊喜的答卷。
2984名青年、102个实践团队和86个乡村的调研，江苏师范大学以青年志愿者为主力的参赛团队带着一份200余页、近1.5厘米厚的研究报告，前来揭榜。
“赛期只有短短几个月，但事实上，前期我们已经有了大量的实践和调研基础。”担任“主帅”的强钰婷是江苏师范大学公共管理与社会学院研究生三年级学生，从本科到研究生阶段，她多次担任团学组织学生干部，并在校团委组织下数次深入乡村开展实践调研。与乡村之间缔结的深厚情谊，也让她对乡村现状和需求有了更深的理解和思考。
“这些年我们发现，很多青年开始走进乡村，回归乡村，这是很好的事情。但也注意到，有的人是一阵子热情，来了却留不下。我们觉得这其中的原因是错综复杂的，一直有在深入探究其中缘由，寻求解决方法。”强钰婷说。
通过长期走访观察，和新农人、返乡青年等众多青年群体的交流访谈，对调查问卷、访谈文本的梳理分析……她和团队成员们从多个维度出发，深入剖析并总结出了不同身份青年在参与乡村全面振兴进程中的实践特征、网络表现和地域差异等；对青年参与乡村全面振兴的共性和特性问题进行了全面的总结，从个人、政府、社会、乡村4个范畴，对青年参与乡村全面振兴中出现的问题、难题进行了深度的原因剖析。并最终提出“重塑乡村愿景，契合青年角色与乡村发展目标，促使青年留乡建乡”“资源整合利用，助力青年实现内外资源再生产，保障青年兴乡富乡”等6条推动青年参与乡村全面振兴的路径建议。
“此前我们的研究成果已经被团广安市前锋区委、团淮安市金湖县委、陕西省三原县陂西镇等众多部门认可采纳，团队也在多个乡镇设立了共青团助力乡村振兴‘青春知乡’工作坊，以进一步吸引青年投身乡村建设实践。期待探索出更多青年扎根乡村、服务乡村的有效路径和方法，全力助推更多青年在乡村广阔天地中施展才华。”强钰婷说。
“作为新时代青年，一方面要厚植爱农情怀，树立正确的择业观和就业观，积极响应国家号召，成为乡村振兴的践行者；另一方面要立足乡村实践，充分运用我们自身的本领投身乡村发展，在农业农村现代化各方面发挥自己的优势和作用。”在揭榜并经过一系列深入乡村的走访调研后，温州大学马克思主义学院研究生陈温如对乡村振兴有了自己的思考和答案。
从今年5月起，面向浙江、湖南两省，带着问题和疑惑，陈温如所在团队投入到乡村的实地调研和问卷调查中。
几个月下来，他们先后走访浙江省温州市洞头区东岙村、乐清市下山头村、泰顺县大溪源村、泰顺县竹里畲族乡、鹿城区藤桥镇，以及湖州市安吉县余村等地乡村企业，面对面访谈20余位市场就业型、体制就业型、自主创业型等不同类型青年，深入了解乡村青年的就业形势、发展机遇，以及在乡村振兴过程中所面临的困境和挑战。
“通过调研，我们看到了青年参与乡村振兴过程中价值理念与就业心态发生变化。部分青年试图跳出对乡村就业的固有认知，摆脱单一的成功定义，更追求精神的满足与价值的实现。”陈温如说。
今年5月，团队走进温州市洞头区东岙村。陈温如说，“该村党支部副书记之前在城市创业，之所以返乡担任村干部，是希望为家乡做些实事，他将这份工作视为实现个人价值、回馈社会的重要途径，希望运用自己的专业知识和创新思维为乡村发展提供新思路。”
在调研中，团队发现，青年的返乡和作为为东岙村发展旅游产业提供了新机遇，“这位年轻的村干部引导村民装修不同风格的民宿来迎合年轻游客多元化的消费喜好，有效改善了该村民宿行业同质化严重的状况。”陈温如说。
乡村振兴有着广阔的前景。通过调研，团队对于乡村有了更加全面、清晰的认识，类如现代农业、乡村旅游、农村电商等新业态为乡村发展带来了蓬勃生机。
不过团队同样也发现当前乡村普遍存在青年人口流失严重和老龄化程度较高等问题，影响着乡村振兴人才代际的有效衔接。
“青年群体和传统农民相比，往往具备更高的综合素质，能够为乡村发展注入新动能、带来新变化。”陈温如说，乡村振兴要充分利用好青年这一人才资源，但如何有效留住青年，依然面临诸多挑战，任重道远。
