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  2. 創(chuàng)新人物

淡泊明志 翱翔科研世界


   劉載文,北京工商大學教授、博士生導師,北京工商大學計算機與信息工程學院院長,控制科學與工程學科建設(shè)負責人。兼任中國系統(tǒng)仿真學會理事、中國機電一體化技術(shù)協(xié)會理事、中國輕工業(yè)協(xié)會自動化委員會委員、北京自動化學會常務(wù)理事、中國自動化學會過程控制專業(yè)委員會委員、中國人工智能學會智能空天系統(tǒng)委員會委員。
   劉載文在智能控制與優(yōu)化控制、樓宇自動化與測控網(wǎng)絡(luò)、造紙生產(chǎn)過程建模與軟測量、水環(huán)境監(jiān)測與水華預(yù)測預(yù)警等前沿科技領(lǐng)域進行了廣泛深入的研究。在專業(yè)學術(shù)期刊發(fā)表論文140多篇,其中50多篇為EI、SCI收錄;出版學術(shù)著作2部,編寫教材3部。完成國家重點科技攻關(guān)項目、自然科學基金項目和部委科研課題10多項、合作項目20多項,取得了顯著成績和重要成果。榮獲輕工業(yè)部科技進步二等獎、北京市科技進步二等獎、國家科學技術(shù)進步二等獎。先后被評為北京市高等學校青年學科帶頭人、北京市高校拔尖創(chuàng)新人才、北京市先進工作者、新世紀百千萬人才工程北京市級人選、北京學術(shù)創(chuàng)新團隊負責人、北京市教學名師,是享受國家政府特殊津貼專家。



劉載文教授



劉載文在國家科學技術(shù)獎勵大會上

        一個人要獲得成功必須努力付出,正所謂不見風雨何以現(xiàn)彩虹。劉載文的成功正印證了這句話。
        劉載文在智能控制與優(yōu)化控制、樓宇自動化與測控網(wǎng)絡(luò)、造紙生產(chǎn)過程建模與軟測量、水環(huán)境監(jiān)測與水華預(yù)測預(yù)警等前沿科技領(lǐng)域進行了廣泛深入的研究,取得了顯著成績和重要成果。他在專業(yè)學術(shù)期刊發(fā)表論文140多篇,其中50多篇為EI、SCI收錄;出版學術(shù)著作2部,編寫教材3部;完成國家重點科技攻關(guān)項目、自然科學基金項目和部委科研課題10多項、合作項目20多項。盡管這樣,劉載文依舊心靜如水,一如繼往地默默行走在科研道路上。

        圓夢的日子

        曾幾何時,劉載文如其他孩子一樣,無憂無慮,在父母的呵護下過著幸福、甜蜜的生活。天有不測風云,突然的變故就這樣在無準備之下襲來了。
        在“文革”那段特殊時期,劉載文的父母被下放外地。就這樣,艱苦的生活重擔壓在了劉載文身上。那個年代,上大學必須通過政審?fù)扑],對于受牽連的“走資派”家庭的子女,上大學只是夢想。男兒有淚不輕彈,即使不能如愿讀書,劉載文在工廠做工下班后也沒有放棄刻苦學習。讀書是多么好的事情啊,在那個年代,若可以去讀書,又有幾人肯放棄?或許在他看來,一旦有了可以讀書的機會就要想方設(shè)法爭取。
        時光荏苒,“文革”后,劉載文的父母得到了平反,歷經(jīng)千辛萬苦回到了久別的家鄉(xiāng)。母親看到日漸消瘦的兒子,心痛難以言訴。然而,能撫平老人內(nèi)心傷痕的也只有懂事的劉載文以他頑強不屈的精神堅持到了今天。他們感謝黨和政府的信任,一家人離別春秋幾載后終于團聚了,這是多么的難得。
        “高考1977”,是一個令人激動、興奮的年代。就在這一年,許多胸懷夢想的年輕人參加了高考,圓了夢。劉載文平日的學習終于在這一年派上了用場,他以優(yōu)異的成績圓了自己多年的大學夢。然而,拿到錄取通知書的那一刻,他似乎又很平靜,因為他知道,他的夢還未圓滿,他還有很長的路要走。
        時光總是轉(zhuǎn)瞬即逝,生活的路也總是越走越寬。大學畢業(yè)后,劉載文本來有機會分配到北京工作,但是,不平凡的人總是有不平凡的想法,他還要繼續(xù)深造,更上一層樓。他靠自己的努力考上了北京輕工業(yè)學院研究生,通過刻苦學習,他先后拿到了碩士學位和博士學位。后來,劉載文就一直留在北京輕工業(yè)學院(現(xiàn)為北京工商大學)承擔科研和教學工作。或許,這個夢終于圓滿了。

        學科帶頭人

        上世紀80年代中期,劉載文與課題組在國內(nèi)最先開展了服裝C A D/C A M技術(shù)與系統(tǒng)的研究工作,成功解決了C A D圖形文件自動生成轉(zhuǎn)換數(shù)控命令、實現(xiàn)服裝自動裁剪等關(guān)鍵技術(shù)問題。該研究成果在許多家單位推廣應(yīng)用,先后獲輕工業(yè)部科技進步二等獎及全國計算機應(yīng)用成果一等獎,為服裝工業(yè)現(xiàn)代化成功探尋了良好的解決方案。



劉載文(左一)與首屆國家最高科技獎獲得者吳文俊院士(中)在一起


        現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,尤其是計算機應(yīng)用的日益擴大化,使得計算機成為科學研究和工程設(shè)計的重要工具。上世紀80年代末期,劉載文就開創(chuàng)性地研究開發(fā)了電梯計算機控制系統(tǒng)和樓宇設(shè)備多級計算機測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),有效實現(xiàn)了設(shè)備集中監(jiān)控、故障自動報警以及運行數(shù)據(jù)的實時管理。該項成果已在許多單位應(yīng)用,對促進電梯控制系統(tǒng)改造和技術(shù)發(fā)展、提高樓宇設(shè)備的科學化管理水平發(fā)揮了重要的作用。
        上世紀90年代,劉載文與課題組承擔起兩項國家重點科技攻關(guān)項目“紙漿蒸煮過程優(yōu)化控制系統(tǒng)”和“堿回收過程優(yōu)化控制系統(tǒng)”,經(jīng)過課題組長期精益求精地孜孜探索,解決了目前造紙業(yè)存在的重要生產(chǎn)參數(shù)在線預(yù)報與經(jīng)濟指標優(yōu)化控制等關(guān)鍵技術(shù)問題,取得了創(chuàng)新性的成果,實現(xiàn)了紙漿連續(xù)生產(chǎn)和堿回收過程質(zhì)量參數(shù)的在線智能軟測量、優(yōu)化控制和最經(jīng)濟控制,達到國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進水平。其中,“基于人工智能與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的紙漿生產(chǎn)和堿回收過程優(yōu)化控制系統(tǒng)”榮獲2002年北京市科技進步二等獎;“制漿造紙和堿回收過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”榮獲2004年度國家科技進步二等獎。兩項科研成果在造紙企業(yè)進行推廣應(yīng)用后,達到了降低生產(chǎn)消耗、增加產(chǎn)量、提高生產(chǎn)效率的目的,經(jīng)濟效益和社會效益顯著,促進了我國造紙工業(yè)的技術(shù)進步。
        劉載文在學科前沿科技領(lǐng)域進行廣泛而深入的研究,由他主持并參與完成的自然科學基金項目、國家重點科技攻關(guān)項目和部委科研課題10多項、合作項目20多項,均取得了顯著成績和重要成果,被眾人公認為是學科帶頭人。1992年評為北京市高等學校(青年)學科帶頭人,其后擔任北京工商大學控制科學與工程學科帶頭人。
        教育是民族振興、社會進步的基石;是提高國民素質(zhì)、促進個人全面發(fā)展的根本途徑,在現(xiàn)代化建設(shè)中具有基礎(chǔ)性、先導性、全局性的地位和作用。胡錦濤總書記曾在全國教育工作會議上強調(diào),教育是國計,也是民生;教育是今天,更是明天!
        中國傳統(tǒng)的教育管理存在管理的主客體倒置,管理模式千篇一律等局限性,因此,教育管理需要改革和創(chuàng)新。教育管理應(yīng)側(cè)重提高教學效率和效果,提高教學質(zhì)量,以實現(xiàn)教育的社會效益最大化為根本目的。一個會讀書的人和一個不會讀書的人,望著書的時候,從來不是一樣的——即使是一本放在書架上沒打開的書。正如陶行知所言:培養(yǎng)教育人和種花木一樣,首先要認識花木的特點,區(qū)別不同情況給以施肥、澆水和培養(yǎng)教育,這叫“因材施教”。劉載文根據(jù)北京工商大學專業(yè)課課程及學生的特點,提出了個性化特色教學。
        2002年,劉載文提出自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)方向從“工業(yè)自動化”向“商業(yè)自動化”拓寬的思想,在國內(nèi)創(chuàng)新建立了商業(yè)自動化、智能商業(yè)物流控制與信息管理等具有鮮明工商結(jié)合、管控一體特色的新專業(yè)方向。帶領(lǐng)老師開設(shè)了物流控制引導課程,編寫了教材,建設(shè)了工商業(yè)的自動化物流控制實驗室。教改成果“自動化人才培養(yǎng)模式改革研究與實踐”、“工科專業(yè)創(chuàng)辦工商結(jié)合特色的教改研究”分別榮獲北京工商大學優(yōu)秀教學成果一等獎和二等獎。2005年,劉載文被評為北京工商大學教育創(chuàng)新標兵、科研先進工作者。2006年,劉載文牽頭發(fā)起的“發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢,創(chuàng)辦商業(yè)自動化培養(yǎng)方向”研究獲得校教育創(chuàng)新優(yōu)秀集體二等獎。商業(yè)自動化系列教材2008年獲中國物流采購聯(lián)合會三等獎。
        正如果戈里所言:還是從老早以前,從我?guī)缀踹€不懂事的歲月開始,我就充滿著熾熱的熱忱,為了國家的利益,使自己的一生變成有用的一生,縱然只能效綿薄之力,我也會熱血沸騰。劉載文說,為了能給國家多培養(yǎng)一些科研型、智慧型、知識型、創(chuàng)新型人才,他會用自己的行動踐行著作為導師的職責和義務(wù)。

        團隊的力量

        喬納森•蒂施是《團隊的力量》的作者,書中運用生動有趣的語言、旁征博引的案例、與眾不同的思想,以及令人捧腹的故事,向我們展示了如何激發(fā)團隊的力量,如何為共同目標努力,使生活更愉快、事業(yè)更加成功!美國前總統(tǒng)比爾•克林頓這樣說:“在《團隊的力量》一書中,喬納森•蒂施再次向我們證明了:團隊合作能產(chǎn)生最好的結(jié)果。這是本書的觀點,也在他自身的成功事業(yè)、樂觀主義精神、聰明才智和判斷力等方面都得到了體現(xiàn)?!苯裉欤瑘F隊的力量,永遠都彰顯出“一加一大于二”的現(xiàn)象。



北京市學術(shù)創(chuàng)新團隊(前中為劉載文)


        劉載文說,創(chuàng)新主體能有創(chuàng)新意識,能有效發(fā)揮其創(chuàng)新能力,與擁有一個良好的創(chuàng)新氛圍有關(guān)。在良好的工作氛圍下,人們思想活躍,新點子產(chǎn)生得多而快,反之可能導致人們思想僵化,思路堵塞,頭腦空白。在此形式下,團隊的力量會被大大激發(fā)出來。2001年,劉載文和大家一起組建了“智能檢測與優(yōu)化控制”團隊。在劉載文的帶領(lǐng)下,這支團隊發(fā)揮出了強大的力量。
        這支團隊以北京工商大學的控制理論與工程學科、環(huán)境工程學科為依托,9名主要成員全部為研究生學歷,其中7人具有博士學位。該團隊的研究涉及控制科學、智能科學、環(huán)境工程、優(yōu)化理論、計算機控制等多個學科領(lǐng)域,是重要的跨學科研究課題,具有很高的理論與學術(shù)研究意義。
        多年來,該團隊圍繞智能檢測與優(yōu)化控制研究方向,研究直指水環(huán)境,以水環(huán)境監(jiān)測與水華智能預(yù)測、污水處理過程軟測量與優(yōu)化控制為應(yīng)用領(lǐng)域,形成了明顯的優(yōu)勢和突出的特色。研究成果可促進水環(huán)境監(jiān)測的科學技術(shù)進步和管理水平的提高,并帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,不僅針對北京而且在全國都具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
        2008年,北京工商大學“智能檢測與優(yōu)化控制”團隊在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域所取得的成果得到了高度評價。時值奧運會籌備的關(guān)鍵時刻,由劉載文的團隊所承擔的課題被列入奧運會保障工程項目,相關(guān)政府部門迫切需要他們盡快研究開發(fā)出水華預(yù)警預(yù)報系統(tǒng),確保在水華暴發(fā)前采取防治措施,保護北京河湖水面景觀、水體功能和水資源。劉載文接受任務(wù)后,憑借他多年在水環(huán)境監(jiān)測上累積的經(jīng)驗,先后在北海、松林閘、玉淵潭、圓明園等水域研發(fā)并建立了水華預(yù)測預(yù)警,為維護首都的國際形象提供了重要保障。
        在水環(huán)境監(jiān)測與水華智能預(yù)測上,“智能檢測與優(yōu)化控制”團隊做了大量的研究。以此項目為依托,2006年8月和2008年1月,團隊分別承擔了北京市科委和北京市水務(wù)局科技項目“室內(nèi)外多因素實驗及預(yù)警模型的開發(fā)”和北京市教育委員會科技發(fā)展項目“北京河湖水質(zhì)G P R S遠程信息傳輸及評價系統(tǒng)”。在劉載文分析了近幾年北京市河湖大量的水文數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,通過實驗和現(xiàn)場檢測,探求我國河湖水體富營養(yǎng)化的主要因素和特征、水華產(chǎn)生的機理和臨界指標;通過建立的評價指標權(quán)重優(yōu)化模型,提出了一種基于多屬性決策的水體富營養(yǎng)化的綜合評價方法;研究機理分析與人工智能相結(jié)合的建模方法,提出了河湖水華產(chǎn)生過程的數(shù)學模型和軟測量方法。
        2008年10月和2009年12月,劉載文及所有團隊成員與北京安恒測試公司人員共同完成了北京市高成長企業(yè)自主創(chuàng)新科技專項“城市湖庫藻類水華實時監(jiān)測、智能化預(yù)警與控制系統(tǒng)”的研究,其中,包括了北海、圓明園等水域的水體監(jiān)測水華預(yù)測。
        2010年起,“智能檢測與優(yōu)化控制”團隊承擔北京市自然科學基金重點項目“水環(huán)境建模、水華預(yù)測與應(yīng)急處理決策方法研究”。項目研究基于粗糙集理論與信息融合技術(shù)的水華影響指標體系確定,利用粗糙集理論的屬性約減特點經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘與分析獲取影響水華形成的主要指標,采用信息融合技術(shù)將其結(jié)果與經(jīng)化工實驗得到的水華影響指標進行融合,最終確定合理、客觀的影響水華形成的指標體系。該項研究建立了基于多Agent的水華機理動態(tài)模型,更有效分析水華的形成機理特性。結(jié)合灰色理論的信息推理機制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)學習、非線性映射特點,建立灰色—神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水華智能預(yù)測模型,為水華的決策提供參考依據(jù)。建立基于優(yōu)化—多屬性決策理論的水華應(yīng)急治理多目標決策模型。分析水華治理的各種方案,提出影響水華治理的多種因素和目標約束條件,采用優(yōu)化理論建立多因素的最優(yōu)屬性權(quán)重分配模型,獲得多因素對決策方案結(jié)果的重要程度,完成了對水華治理最佳方案的選擇。
        在污水處理方面,劉載文帶領(lǐng)團隊承擔了“十一五”國家科技支撐計劃子課題“高效生物流化床處理味精廢水及優(yōu)化控制研究”,項目針對生物流化床味精污水處理工藝復(fù)雜、參數(shù)檢測困難、出水水質(zhì)檢測滯后等問題,尋求一種軟測量方法對出水水質(zhì)參數(shù)進行測量,運用智能信息處理技術(shù)對軟測量結(jié)果進行補償,實現(xiàn)出水水質(zhì)的在線實時檢測。在此基礎(chǔ)上,對生產(chǎn)過程的工序之一—控制變量進行智能控制,最終開發(fā)出了一套出水穩(wěn)定、耗能少的三相生物流化床污水處理閉環(huán)自動控制系統(tǒng),解決了目前污水處理自動控制過程中存在的關(guān)鍵問題。這將大大地提高污水處理效率和可靠性,增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低能源消耗,意義非常重大。
        “智能檢測與優(yōu)化控制”團隊成員以嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,努力工作,團結(jié)一致,在輕工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化控制、水環(huán)境監(jiān)測和預(yù)警、智能建筑與可再生能源應(yīng)用等領(lǐng)域完成了一批國家級和省部級課題,取得了顯著的研究成果。2002年獲北京市科學技術(shù)進步獎二等獎,2004年榮獲國家科技進步二等獎,2008年中國物流與采購聯(lián)合會科學技術(shù)進步獎等獎項;2009年被評為北京市學術(shù)創(chuàng)新團隊。團隊近5年在專業(yè)學術(shù)期刊發(fā)表論文140多篇,其中50多篇被SCI、EI收錄。團隊帶頭人劉載文常說:用一個夢想去帶動一個團隊,用一個團隊去實現(xiàn)一個夢想。如雄鷹展翅,這支團隊將在科研的世界里繼續(xù)翱翔。
        科學教育是教育的一部分,要進行專業(yè)之間的合作,尤其要發(fā)展交叉學科。北京工商大學“智能檢測與優(yōu)化控制”團隊的另一顯著特點,是將信息技術(shù)與其他科學技術(shù)相結(jié)合,研究工作具有多學科交叉、多方法融合和多技術(shù)集成的特色與優(yōu)勢,這一特點使環(huán)境保護和節(jié)能減排更為科學。
        漫漫科研路,吾將上下而求索。劉載文以他嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,執(zhí)著的科研精神,不僅讓自己在學術(shù)領(lǐng)域上碩果累累,也帶領(lǐng)著他的團隊屢創(chuàng)新高。他的豁達與淡泊,他的拼搏與奮斗,他的熱血與激情,他的嚴謹與執(zhí)著,讓他成為了一個富有內(nèi)涵的人,一個走在學術(shù)前沿的人。

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