2024年11月19日,2023年度北京市科学技术奖正式公布,北京交通大学5项主持成果获2023年度北京市科学技术奖二等奖。
何睿斯教授牵头完成的项目“空-时-频多维成簇结构毫米波信道建模与高效可靠无线传输”、白冰教授牵头完成的项目“多孔介质中多相悬浮物质耦合流动的物理本质及理论模型”和王熙教授牵头完成的项目“掺杂策略设计先进电化学材料及关键科学问题研究”荣获自然科学二等奖,贾利民教授牵头完成的项目“城市轨道交通运营风险主动防控关键技术与应用”和王琛琛教授牵头完成的项目“轨道交通大功率牵引变流器高性能控制关键技术及应用”荣获科技进步二等奖。此外,我校参与完成的项目“三床多分级多流程多燃料循环流化床清洁高效燃烧技术及应用”(学校排名第4,曹艳梅副教授排名第7)获科技进步一等奖。
2023年度北京市科学技术奖授予19位科学家奖、196项成果奖。52项成果荣获自然科学奖,包括一等奖13项,二等奖39项;24项成果荣获技术发明奖,包括一等奖6项,二等奖18项;120项成果荣获科学技术进步奖,包括一等奖31项,二等奖89项。
附:
一、空-时-频多维成簇结构毫米波信道建模与高效可靠无线传输
成果简介:
毫米波通信是解决新一代通信系统频率匮乏、提升性能的重要手段,其面临高传播损耗、多径分布复杂和阻塞敏感性等挑战。该项目围绕支持动态场景及大规模天线的毫米波高效可靠传输理论与方法开展研究,从毫米波无线传播信道特征入手,揭示了毫米波信道稀疏性及空-时-频多维成簇规律,建立了簇结构多维非平稳信道模型,提出了毫米波大规模天线信道参数解耦机制和低复杂度估计方法,创建了毫米波传输调度与资源最优分配机制,形成了支持动态场景及大规模天线的毫米波高效可靠传输理论与方法,在国内外相关领域产生了显著的学术影响,成果形成了多项国际、国内技术标准及提案,培养多名高水平人才,部分成果在产业界得到推广应用。
科学发现总体思路图
第一完成人及团队简介:
何睿斯,北京交通大学教授,博士生导师。曾赴美国佐治亚理工学院、美国南加州大学、比利时鲁汶大学、西班牙马德里理工大学开展访问研究。主要研究方向包括无线信道测量与建模、5G/6G通信、智能环境感知与数字孪生技术等。曾获国际无线电科学联盟古贺逸策金牌奖章、IEEE通信学会亚太杰出青年学者奖、北京市高校优秀共产党员、北京交通大学五四奖章等,研究成果获北京市自然科学二等奖、电子学会自然科学一等奖、教育部自然科学二等奖等。
项目团队隶属于电子信息工程学院现代通信研究所,包括教授、副教授20余人,博士和硕士研究生百余人。团队始终以国家重大战略需求为导向,在5G/6G信息通信技术、轨道交通专用移动通信系统、电波传播与无线信道技术等方向面取得了多项原创性成果。团队获批国家自然科学基金创新研究群体和教育部创新团队,成果先后获得国家科技进步一等奖1项,省部级科技特等奖1项、一等奖6项等。
二、多孔介质中多相悬浮物质耦合流动的物理本质及理论模型
成果简介:
该项目经过十余年的探索,就多孔介质中多相悬浮物质耦合流动的物理本质进行了系统研究,建立了一个基于颗粒物质热动力学的理论模型,推动了污染物运移理论及净化技术的发展。该申报项目取得一系列原创性成果,起到了显著的理论引领作用。项目的重要贡献包括:(1)采用自主研发的一系列温控渗透迁移试验装置,在国际上首次揭示了温度效应影响的物理机制。(2)构建了一个考虑吸附历史以及温度效应影响的非线性的悬浮物质吸附-解吸模型,是对以往吸附动力学过程理论模型的重大突破。(3)基于颗粒物质热动力学思想,创造性地引入颗粒温度、颗粒熵以及颗粒运动方程等概念,建立了完善的多相悬浮物质耦合迁移过程的理论模型。该项研究对于地下水污染的治理有很高的应用价值,已服务于国家重大环境治理的安全评估中。
第一完成人及团队简介:
白冰,北京交通大学教授,博士生导师,在国际、国内学术刊物上发表论文200余篇。2022年,被北京市教育委员会评为北京市思政教学名师。获得以英国皇家科学院院士命名的“2021年度Scott Sloan最佳论文奖”。2022年,主持项目获得教育部自然科学奖二等奖。2023年,主持项目获得北京市自然科学奖二等奖。2023年,连续3年入选斯坦福大学(Stanford University)发布的“全球前2%顶尖科学家"终身成就榜/年度成就榜。
白冰教授带领的团队聚焦国际前沿,已形成鲜明的学术特色。取得的成就包括:创建了基于颗粒热动力学思想的岩土本构模型理论;建立了具有吸附滞后效应的渗透作用下悬浮颗粒与污染物耦合迁移理论基本框架;基于热-水-力完全耦合的饱和多孔介质热固结问题控制方程,创建“热源函数法”的思想,并将其推广到污染物渗透迁移过程的解析求解中。研究成果极大地推动了土力学基础理论的发展。
三、掺杂策略设计先进电化学材料及关键科学问题研究
成果简介:
团队自主设计生产的国产台式同步辐射吸收谱装置及其原位测试模块
该项目面向国家“双碳”战略重大需求,聚焦理性设计与可控制备掺杂结构单元的电极材料以及解析相关的电化学过程和微观反应机制,开发高性能绿色电化学材料及材料放大技术。项目阐明了掺杂工程在电化学材料中构筑新的储能位点或稳定活性位点的作用,为先进电极材料提供全新的设计策略;项目团队借助自研台式XAFS等设备阐明了掺杂材料在电化学反应中的动态演变过程和机制,突破电化学电极材料与电化学反应过程研究中的瓶颈问题;进一步探索了复合电极材料的宏量制备工艺和产业应用,相继实现了锂电池车规级硅碳材料的50吨级连续化生产以及500 g/次的铂碳催化剂批量合成及其无人机燃料电池装机应用。项目为我国绿色新能源产业建设提供了强有力的技术支撑,取得了较大的社会经济效益。
第一完成人及团队简介:
王熙,北京交通大学教授,博士生导师,入选国家海外高层次青年人才项目,北京交通大学“卓越百人,在Nat. Nanotech.,J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem.,Adv. Mater.等化学、化工、材料等顶级期刊上发表SCI论文200余篇,被引16000余次,H因子67。11篇论文被引300+,工程学领域论文被引数全球1%。在国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划、广东省重点研发计划等主持项目的支持下,(联合)研制了诸如双束XAFS等国内首创智能表征设备,实现了万吨级高效制氢工业催化剂的工业示范、商业燃料电池电堆研制以及吨级Si@C锂离子电池负极材料产业化制备等。
项目团队以王熙教授为带头人,凝聚了2名优秀青年教师,研究重点为新能源材料设计与智能表征设备研制。团队面向“双碳”国家战略,立足氢能智轨等国家战略新型产业,聚焦新能源材料和器件自主技术研究,进行燃料电池电芯等新材料和器件研制以及“卡脖子”智能表征装备研制。
四、城市轨道交通运营风险主动防控关键技术与应用
成果简介:
城市轨道交通客流智能检测系统
项目构建了原创性的城轨系统多重耦合本构网络和风险链群模型以及基于其上的风险映射理论,提出了模型与数据双重驱动的关键风险辨识和系统全局行为风险评估方法,为风险防控技术创新奠定了新的理论和方法基础;自主研制了列车在途服役状态检测、列车搭载式轨道检测和地面定点扫描式轮对检测成套设备及优化部署方法,实现了关键设备设施风险状态检测完备性和全局风险评估可信性;形成了系列化客流检测、风险评估和融合信用信息的乘客风险快速辨识技术,研制了国内首套嵌入AI且具有高度场景适应性的检测装备与系统,实现了复杂客流场景下高效安检与风险防控一体化新技术;研发了首套覆盖运营全要素、全过程的城市轨道交通全局安全综合评价与防控系统。成果已在北京、上海、广州等地得到规模化应用,社会经济效益显著,达到国际领先水平。
第一完成人及团队简介:
贾利民,北京交通大学教授,博士生导师,是我国轨道交通主动安全保障、铁路安全监控与预警、铁路智能运输系统等关键技术领域最早的开拓和实践者之一,为我国交通科技发展重大决策和确保我国轨道交通技术超越发达国家遏制、持续领先发挥了战略性科学家和技术带头人作用。
贾利民教授带领的创新团队秉承“结合背景开展应用基础理论研究,结合实际重大需求形成关键技术”的研究理念,本着“研究力求原创,技术取得突破,成果促进产业”的指导思想,针对轨道交通安全保障核心理论与瓶颈技术问题,与我国轨道交通装备制造、运营管理和技术研发龙头企业和机构形成稳定的产学研用协同创新联合体,坚持不懈、敢为人先地开展创新活动,通过“标志性”成果产出和“卡脖子”技术突破,打通产学研用“任督二脉”,构建出了一套新型的“产学研用”一体化科技创新模式。
五、轨道交通大功率牵引变流器高性能控制关键技术及应用
成果简介:
机车牵引电机整体控制架构
该项目突破了低开关频率下牵引电机全速度范围多模式高性能矢量控制技术,提出了一套牵引逆变器多模式脉宽调制策略及切换方法的标准化解决方案,攻克了牵引网复杂供电条件和极低开关频率下四象限整流器高性能控制技术,研制了具有自主知识产权的不同电压和功率等级下的牵引变流装备,整体技术达到国际先进水平。项目技术批量化应用于国产HXD2C、HXD21000系列大功率电力机车及CR400BF,CR200J等系列“复兴号”动车组牵引变流器,近三年直接经济效益超过17亿元。截至2022年12月,共生产交付采用本项目研发成果的电力机车576台,实现产值超过百亿元;生产交付动力集中动车组100余列,高速动车组400余列。本技术的成功研发产生了巨大的经济和社会效益,为我国轨道交通装备国产化做出了突出贡献。
第一完成人及团队简介:
王琛琛,北京交通大学教授,电气工程学院副院长,博士生导师。主要研究方向为轨道交通电力牵引、智慧能源应用技术等,先后主持和参与国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京市自然科学基金等国家和省部级课题8项,获得北京交通大学五四青年奖章,詹天佑科学技术奖专项奖、北京交通大学智谨奖教金“优秀青年教师”等荣誉。
项目团队隶属于电气工程学院电力电子研究所,包括2名教授,5名副教授和1名讲师,博士和硕士研究生70余人。团队始终以国家重大战略需求为研究导向,在轨道交通电传动系统的国产化和产业化、特种大功率电源、新能源等方面取得了多项实质性成果,获评北京交通大学第一届研究生优秀导学团队。团队研究成果先后获得中国电源学会科技进步奖一等奖,中国电工技术学会科技进步二等奖,中国交通运输协会科技进步二等奖等奖励。
责任编辑:崔宇康 陈羽佳
审核:袁芳 王瑞霞