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我校三位教授当选中国工程院院士,我校博士生蔡开泉荣获全国大学生十大年度人物

6月20日下午,“2011中国大学生年度人物”颁奖座谈会在人民大会堂举行,政治局委员、国务委员刘延东出席并作重要讲话。经过学校推荐、网络投票、专家评审和网上公示,我校电子信息工程学院博士生蔡开泉当选“2011中国大学生十大年度人物”。(文/摄影
丁永斌) 附:心有梦
行无疆——蔡开泉先进事迹蔡开泉,男,中共党员,北京航空航天大学电子信息工程学院博士研究生。2009年度国家技术发明一等奖署名获奖人,2011年度国家科技进步二等奖署名获奖人。2010年在北京教育系统开展创先争优活动中获“北京高校成才表率”称号,并在北京市委教育工委召开的北京高校创先争优活动阶段总结部署暨表彰大会上作为唯一学生代表作了主题发言。2000年,承载着父母的期望,蔡开泉从福建莆田考入北京航空航天大学。2004年,进入民航数据及新航行系统重点实验室,攻读交通信息工程及控制专业硕士学位,开始了自己的航空航天科研梦想之旅。2006年提前攻博,跟随“长江学者”特聘教授张军老师从事民航空域运行监视与控制方向的研究。让他与自己的研究方向——民航空域运行监视与控制结下缘份的,还是2004年在北京举办的全国空管建设与发展展览会。偶然的机会,蔡开泉负责展览过程中讲解和维护一套空域管理与评估系统。展览会云集当时国内空管领域技术实力最强的科研单位,参观展会的包括空管行业知名专家、学者以及各类民航用户。为了能够完成这项任务,蔡开泉卯足劲头,不日不夜,翻阅国内外资料、恶补空管专业知识、努力学习这套系统,终于以一个月的时间深入了解了这套花了3年的时间由5家单位共同开发完成,拥有有5个子系统、50余个功能的应用系统。并在讲解和维护过程中获得参观人员与展览组织单位的高度认可。正是这次展览活动燃起了蔡开泉对这一研究领域的浓厚兴趣,开始跟随张军教授从事空管科学研究。进入实验室后,蔡开泉对于实验室分配的工作任务,从来都按照高于要求的标准提前完成。脚踏实地、吃苦耐劳的作风,使他在科研团队中快速成长。一次,在查阅国外发表的一篇关于飞行程序基线转弯程序设计新算法的学术文章时,他发现文章所提出的设计算法在碰撞风险评估算子的设计方面可能存在漏洞。于是,他决定重新实现这篇文章中的算法,最终证明了文章中所提的算法的确存在设计漏洞,并指出了该算法的优化设计方法。导师知道这一结果后,赞许地说:“要保证技术调研的客观性和真实性,就要有科学的批判精神,要做好科研就要有开泉这样的钻研劲!”蔡开泉顺利踏上了空管科技创新实践之路。作为一名博士生党员,蔡开泉认为,不仅要通过科学研究过程实现自己的成才目标,更要在科技创新实践中勇挑重担、争做表率。2005年的秋天,蔡开泉攻读硕士学位的第二年。导师在参加完一次全国空管领域的高层会议之后,决定成立“全国空域缩小高度层垂直间隔技术研究”项目小组,开展飞行高度层间隔由600米缩小至300米的安全监视与评估技术研究。由于平时的突出表现,导师决定让他任组长。得知这一消息时,他既兴奋又紧张。兴奋的是导师将如此重大的一个项目交给他,说明导师对他高度信任;紧张的是这个项目对他来说是个巨大的挑战。为实现300米的飞行间隔欧美航空发达国家历经了10余年才攻克了此项技术。而对于我国,计划在3年之内实现,其技术难度可想而知。此外,该项目是一个系统工程,涉及到空管运行的方方面面。挑起这个担子,甚至有可能影响他毕业的进程。面对上述困难,蔡开泉并没有退缩。在导师的鼓励下,他迎难而上,接下了这个任务。项目开展过程中并非一帆风顺。国内数据资料的缺失、基础技术手段的落后、国外核心技术封锁等系列问题,成为摆在项目组面前一道又一道的难关。面对困难和挫折,大家苦恼过,但始终没有放弃。导师经常鼓励大家,“唯有三倍乃至十倍于常人的努力方可有所成就”。没有数据资料,他就想方设法通过各种渠道与国外高校、研究机构、空管部门取得联系,与国际上该领域最顶尖的技术专家进行技术交流与研讨;没有基础计算工具和分析工具,他带领组员调研空管用户需求,组织项目组重新设计开发工具;没有核心技术,就充分发挥北航多学科的知识储备和科研平台,反复地进行模拟试验,仔细分析试验结果,提炼技术原理。正是由于蔡开泉和同伴们的这股闯劲和韧劲,2007年,项目研究成果“空域运行安全和监视平台”成功地应用于全国空域的飞行高度层改革中。作为中国民航局代表,他参加了国际民航组织空域运行安全评估专家组会议,并向国际民航组织提交了中国高空空域的安全评估报告,得到了国际民航组织和同行专家的高度认可。项目相关成果获得了国家技术发明一等奖。项目进行成果评审与鉴定时,导师感慨道:“没有开泉,这个项目不可能这么顺利地完成!”然而,蔡开泉并未因为阶段性成果的取得而放慢科研工作的脚步。2007年底,他得知实验室正在开展民航飞行运行监控系统的研究与开发,项目正进入攻坚期,正需要投入人员进行集中研发工作。而这个项目也正是他个人的博士学位论文的研究方向。因此,蔡开泉主动向导师请求参与到这个项目中,并负责其中的一个子系统关键技术的攻关。作为项目小组长,他觉得自己应当冲在最前面,因此经常是实验室里最早到和最晚走的,项目工作紧张时甚至经常熬夜,最长的一次是5天下来总共睡了10个小时。实验室的老师和项目组的同学给了他“铁人”的称号。在导师的组织与带领下,经过了蔡开泉和他所在的团队近两年多的努力,该项目顺利地研制成功,并应用于民航的一线生产运行中,取得了明显的经济与社会效益。项目的成果也因此获得了2011年国家科技进步二等奖,蔡开泉也成为排名第三的署名获奖人。这些科研成果的取得也更坚定了他一步一步地迈向科研高峰的梦想!对于个人与团队,蔡开泉时刻谨记导师张军教授的教诲:单兵作战式的“散兵游勇”能力有限,有组织有纪律的“花样游泳”才能展现出最强的战斗力和生命力。正是带着这样的信念,他自觉在科研团队建设中发挥着示范和带头作用。围绕空域运行监视与控制这一研究方向,蔡开泉协助导师带领多名研究生和本科生组成的团队进行实验室所承担的相关科研和工程项目的研究,共同开展学术研讨、技术攻关、系统研发以及部分工程应用工作。但是由于项目组的师弟师妹在个性和能力上的差异性,再加之项目技术攻关的工作量大,难度高,如何构建高效团队是摆在蔡开泉的一大难题。面对困难,蔡开泉通过分析各成员的特点,有效分工;耐心地与师弟师妹进行沟通,提高团队凝聚力;协助指导师弟师妹的学位论文选题、课题研究、学术论文修改等工作。一位师妹刚进入实验室时,对于空域监视与优化方向的基础知识相对较为薄弱,技术方法不甚了解,常常陷入迷茫、沮丧的情绪。作为师兄,蔡开泉从她的兴趣、已掌握的知识以及未来的发展方向上,多次与她进行了深入的探讨,提供了详细的学习资料,并为她拟定了硕士期间的研究选题。在课题的研究过程中,蔡开泉将自己所学的知识传授于她,一步步指导她的课题进展。最终,她在刚刚结束的毕业答辩中获得了优秀硕士论文。在她学位论文的致谢中,特别提到:感谢敬爱的蔡开泉师兄对我殷切关怀与深刻指导,对我的硕士研究生生涯起了至关重要的作用,他是我的良师益友!作为实验室里的师兄,在蔡开泉指导的协助下,完成本科毕业设计、硕士课题的学生已经有十几名。无论是协助指导师弟师妹的兢兢业业,还是科学研究上的刻苦钻研,蔡开泉总是能激励着身边的人积极进取。而面对大家的赞赏,蔡开泉经常说:“我从团队中来,我还回团队中去。”蔡开泉在学习、工作和生活中,始终扮演着一个热情坚韧的“正能量源”。这种
“正能量”,使得他在科技创新实践中率先垂范,冲在最前线,带动团队中他人的共同进步。

在我国辽阔的空域里,同一时刻有近千架民航飞机在空中高速穿梭,面对如此庞大而繁忙的空中交通运输系统,如何确保飞行安全,同时提高运行效率,是一项重大课题。北京航空航天大学“网络化协同式空管系统研究团队”经过10余年的艰苦努力,研制出“空地协同的民航空域监视新技术及装备”,不仅重点解决了与飞行安全密切相关的定位完好、监视精准和航迹保持问题,同时也解决了与运行效率密切相关的态势增强问题,满足了民航飞机飞行可信监视和全球飞行服务信息增强的要求。

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据介绍,空地协同的民航空域监视新技术,把飞机飞行高度层垂直间隔从600米缩小到300米,大大增加了我国高空空域的容量。项目参与者、中国民用航空局空中交通管理局副局长吕小平高级工程师介绍说:“飞机在天空中的飞行航路是按高度层划设的,从8400米到12500米的空域内,以前是每600米一层,共分了7层,而这项技术大大提高了监视精准度,使高度层间垂直间隔缩小了一半,总层数增加到13层。”

12月19日,中国工程院网站发布2013年中国工程院院士增选结果,其中我校赵沁平教授、张广军教授当选信息与电子工程学部院士,张军教授当选机械与运载工程学部院士。截至目前,在我校工作的中国科学院、中国工程院院士共有20人。

“保障民用航空运输安全、高效运行的关键在于空中交通管制,传统空中交通监视主要是依靠地面雷达监视系统,但我国的现实国情却对空中交通监视提出了新的要求。”吕小平介绍说,“我国民航运行环境复杂,雷达覆盖有限,尤其在西部荒漠、高原地区和海洋等无雷达覆盖地区,地基监视保障能力严重不足,这些都迫切需要尽快研制民航空域监视新技术。”

中国工程院院士增选工作每两年进行一次,2013年增选名额不超过60名。经中央、国务院有关部委、直属机构(含所属国有大型企业)、直属事业单位,解放军总政治部,各省、自治区、直辖市,新疆生产建设兵团,中国科协等渠道遴选和院士提名,共产生了560名有效候选人。经过通过科学、严谨的评审程序,最终选举产生了51名新院士,其中,信息与电子工程学部7人,机械与运载工程学部7人化工、冶金与材料工程学部4人,能源与矿业工程学部7人,土木、水利与建筑工程学部6人,环境与轻纺工程学部5人,农业学部4人,医药卫生学部7人,工程管理学部4人。本次增选后,中国工程院院士共807人(其中资深院士共258人),外籍院士共45人。

空域监视新技术是新一代空管系统的核心技术,由于涉及国土防空安全,其核心技术被严密封锁。项目负责人、北航副校长张军教授说:“面对国外的核心技术封锁,我们立足国内,联合国内优势单位,在国家的支持和用户需求的牵引下,走自主创新的道路。”

赵沁平,男,1948年生,博士,教授。虚拟现实技术与系统国家重点实验室主任,中国科协副主席、中国系统仿真学会理事长。多年来在计算机科学领域进行虚拟现实技术和人工智能研究,先后主持完成了国家自然科学基金重点项目、国家863计划重点项目、国防科技预先研究等20余项国家科技计划项目。在我国率先开展了机器类比推理研究,主持设计实现了芯片级类比推理器,并采用软硬件结合的方式构建了类比推理机系统。作为我国最早从事虚拟现实技术研究的专家之一,持续进行虚拟现实技术研究、系统研制和应用推广。主持建立了我国第一个基于广域专用计算机网络的分布式虚拟环境DVENET;主持研制了具有自主知识产权的实时三维图形平台BH_GRAPH、分布交互仿真应用程序运行平台BH_RTI;组织开发了若干国内有影响的虚拟现实应用系统。提出了多值逻辑方程;提出了一种类比推理的计算模型;在虚拟现实高精度快速建模和实时逼真绘制方面提出了若干新方法、新算法;提出了虚拟现实中的十个科学问题。在国际、国内学术刊物和国际学术会议发表学术论文160余篇,获国家发明专利授权21项,出版专著2部。获国家科学技术进步一等奖1项、国家科学技术进步二等奖2项,省部级科技奖8项。创建了中国计算机学会虚拟现实与可视化技术专业委员会。培养博士46人,硕士60余人。

自1995年开始,在国家空管委、科技部、中国民用航空局等多家单位的支持下,由民航局空管局、民航数据公司和北航三方组成核心研发团队,拉开了全面开展空域监视新技术跟踪、研发、验证和应用工作帷幕,启动了空管领域系统化科技创新工作。

张广军,男,1965年3月出生。1982年9月—1991年3月在天津大学精密仪器工程系测试计量专业读本科、硕士和博士。自1991年4月北京航空航天大学任教,1996年5月晋升为教授,现为北京航空航天大学副校长,精密光机电一体化技术教育部重点实验室主任,中国计量测试学会副理事长,中国仪器仪表学会副理事长。一直从事动态测量技术和工程应用研究,解决了高速运动体几何量高精度现场动态测量关键技术,主持研制成功小型高精度天体敏感器星载产品、航空装备飞行性能动态测试站、列车运行状况正线动态测试站三类系列测试设备,已广泛用于我国卫星在轨飞行、国防装备建设、铁路运输行业。以第一获奖人获国家技术发明一等奖1项、二等奖2项、四等奖1项。2000年受聘为教育部“长江学者特聘教授”,2001年获国家杰出青年科学基金,2008年获“长江学者成就奖”。

在民航局空管局历任领导班子的支持下,北航充分利用各方资源,发挥数据通信公司等直属科研单位的作用,联合南京航空航天大学、中国民航大学、中国电子科技集团等院校和科研单位,建立了数据通信与新航行系统科研基地、航空电信网实验室等科研实体,开展了研究、研发和应用工作。

张军,男,1965年7月出生。现任北京航空航天大学副校长、国家空管新航行系统技术重点实验室主任,教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、国家973计划项目首席科学家。担任中国航空学会航电和空管分会主任委员、国家空中交通管制系统总体技术专家组专家、国家863计划现代交通技术领域高效运输服务技术主题专家组专家及召集人。长期从事航空交通工程等领域的研究,在民航航路网运行监控、星基航路运行监视等方面做了基础性和开拓性工作,主持研制了我国民航首个新一代空中交通服务平台、首套星基航路运行监视装备,研究成果获得广泛应用。先后主持国家自然科学基金、国家973计划、国家863计划、国家空管科研计划、民航重大科研与工程项目等20余项;获2009年国家技术发明一等奖、2004年国家科技进步一等奖各1项。发表SCI/EI论文100余篇、出版著作2部,获授权国家发明专利35项。领导的空管新航行系统技术研发团队先后成为教育部创新团队、国家自然科学基金委创新研究群体和科技部重点领域创新团队。

经过10余年的艰苦努力,攻克了一个个技术难关,取得了一个个新的突破,先后发明了空地协同的空域监视系列化装置,通过产学研联合方式在民航全行业推广,应用于全国民航多家管制单位、航空公司及航空安全相关保障部门,解决了高原、荒漠等无雷达覆盖地区飞行安全保障的难题。

(高少龙)

在项目启动之初,北航空管研究团队仅有三四名教师参与,学生不过10余人,工作条件非常艰苦,也缺乏必要的实验手段。然而,该团队在学术带头人张军的带领下,走政产学研用结合的道路,与民航数据公司成立了科研基地,借助民航的经费和实验条件开展研究,与民航局空管局优势互补,围绕网络化协同式空管系统的理论方法与关键技术,共同建立学科创新平台、共同建立省部和国家级重点科研基地、共同承担国家重大项目、共同建立学术交流平台,探索发展新兴交叉学科。

目前,北航空管团队教师已经超过40人,博士、硕士生和专职科研队伍人数超过200人。该团队是空管领域第一个教育部创新团队和国家基金委创新群体,已经成为我国空管领域不可或缺的科研力量。民航数据公司在此过程中不断发展壮大,目前已经成为世界第三大航空通信服务提供商,并成为中国民航的核心技术支撑单位。

“这个项目之所以能取得成功,主要是瞄准了国家战略需求,在项目实施整个过程中都充分实现了政产学研用的紧密结合。通过多个前沿学科的交叉融合和多个政产学研用团队的不懈努力和协同创新,最终实现了我国空域监视技术的重大突破。”张军告诉记者。

空地协同的民航空域监视新技术,已通过产学研联合方式在中国民航全行业推广,应用于全国军民航20多家管制单位、航空公司及航空安全相关保障部门。有效地提供了安全保障监控手段,比传统空域增加了85%的空域容量,保障了管制间隔缩小条件下和恶劣环境下的飞行安全,特别是使西部高原机场、气象条件复杂机场返航率降低30%,保证了飞行安全,提升了航空运输能力。提高了航空公司飞机运行综合态势监视能力,为在我国飞行情报区飞行的100%的国际航班、90%的国内航班和重要专机提供了全球飞行协同服务。

北京奥运会期间,该技术为千余架专包机在北京首都国际机场的安全抵离和开幕式期间的空中净空保障发挥了不可替代的作用,近3年累计创造经济效益逾7亿元。基于本项目的精密监视算法,还形成了“中国米制RVSM飞行高度层方案”,被国际民航组织采纳为米制高度层配备标准,成为我国首个被国际民航组织采纳的标准。

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