陕西网 首页 > 当代陕西 > 特别报道 > 正文

把学术追求融进中国梦想

——“选择最容易走的路,不见得是最好的选择”

核心提示: 创新从来都是“九死一生”。但他始终以“亦余心所善兮,虽九死其犹未悔”的豪情投入到科研创新中去。

创新从来都是“九死一生”。但他始终以“亦余心所善兮,虽九死其犹未悔”的豪情投入到科研创新中去

西安交大校园  邢鹏 摄_副本

西安交大校园 邢鹏 摄

9月12日下午6时,西安交通大学彭康楼二层西侧一间不足15平方米的办公室里,记者见到管晓宏院士。

握手、让座、沏茶,交谈开始前,他将办公用的金属框架简易转椅拉近记者所坐的沙发,“距离感”瞬间即逝。让人想到他在“表达和交流”课中,传授给学生们的“箴言”:真实、真诚;严谨、认真;恰当、得体。

近两个小时的交流中,高兴时他开怀大笑仰在椅子靠背上,动情处右手会“打开”在头顶上,呈现出一名“业余舞者”的习惯动作。

面对采访提纲中数十个问题,他一再强调“自己最近出头露面太多”“应该多宣传一下自己的恩师庄家玫这样默默无闻的普通老师”,说到科研、教学成就总是一言带过。

快递小哥催收邮件、家人催吃晚饭、团队成员催问次日多项活动的准备工作……不时响起的电话铃声,“丰富”着管晓宏院士的这个如常下午。

系统节能提效的创新人

2016年11月4日,由中国和174个国家共同签署,全球应对气候变化的《巴黎协定》正式生效。有媒体惊叹,这一天全世界开启了可持续发展的道路,停止了走向气候灾难的脚步。

作为缔约方,中国向全世界承诺,二氧化碳的排放量到2030年左右达到峰值。

得知这一消息的管晓宏欣慰之余,也感到肩上的责任更加沉重。

全世界大国中,我国第一次能源的煤占比近70%,排在印度之后。而欧洲小国丹麦等国,到2050年,整个国家全部使用可再生能源。

“我们的煤从发现储量到挖掘出来效率仅为30%,加上各个环节的损失,最后用到发电的不到10%,节能有10倍以上的放大作用。”管晓宏说,节能减排不仅是国之大计,也是极具科研价值的大事。

从二十多年前做博士论文开始,他敏锐感知到节能减排和提高效率的重要性,默默扎进优化能源、电力、制造等网络化系统运行这一新领域。

管晓宏和他领导的课题组提出了拉氏松弛框架下优化的新理论、新方法。这一创新方法,可精确高效求解对偶问题和系统获取原问题可行解,全面解决了复杂混合动态、同构奇异和解振荡等多个世界难题。这一成果,得到国内外同行的高度认可。世界上最大的专业技术组织、国际电气和电子工程师协会汇刊编辑在评审邀请中,称之为拉氏松弛优化的“世界冠军”。

“以2017年为例,我国消耗煤40亿吨左右,如果能节能10%,就是4亿吨标准煤,在不增加投资的情况下,五年就能满足巴黎协定的国际承诺。”管晓宏说。

他的科研成果,曾在美国“一战成名”。

2000年底,美国加州气候异常导致电力供求紧张,由于上世纪中开始实施的电力市场设计不合理,引发了电力市场金融危机,最终导致电力市场崩溃,州政府接管电力系统,并持续延伸为加州财政危机。

管晓宏在哈佛大学工作期间,深度分析了电力市场的博弈行为,在加州电力市场崩溃前,发现可能导致投机的电力市场博弈多纳什平衡点特征,提出“机会性共谋”说,预见了机会性投机和价格飙升等严重后果。加州议会为调查该事件举办了听证会,加州政府能源委员会索取了他即将发表的论文作为听证材料。美国电力科学研究院邀请他做学术报告。

管晓宏和课题组提出的方法用于国网西北电网、宝钢集团、美国太平洋燃气电力、美国东北电力等国内外企业的电力和能源系统优化调度、市场竞标策略等,取得了节能增效等重大社会经济效益。

2005年度国家科技奖揭晓,管晓宏主持的“离散与混合生产制造系统的优化理论与方法研究”项目获得国家自然科学二等奖。管晓宏获得美国李氏基金杰出成就奖,被最大的国际学术组织IEEE选为会士(Fellow),被读博母校美国康涅狄格大学选为杰出工程师院成员并列入工学院名人堂。

“做科研,只盯着‘钱’不行,只想着‘近路’也不行。”管晓宏始终把自己的目光盯在新领域,把心思用在创新上。

惠国利民的“水火风光”协调

5月28日,习近平总书记在全国两院院士大会上说:“要把满足人民对美好生活的向往作为科技创新的落脚点,把惠民、利民、富民、改善民生作为科技创新的重要方向。”

近年来,频繁发生的雾霾成为民众心头之患,甚至影响着人们对全面建成小康社会的信心。

为了改善环境,国际社会共识就是要减少煤炭的使用量,用清洁能源逐渐代替。

让子孙后代不再把蓝天绿水当成奢侈品,成了管晓宏和课题组的科研方向。

而活生生的现实,又呈现出另外一种景象。

2015年,我国近80万平方公里的用煤区域里,使用的煤炭,是全世界的四分之一。就在这一年,我国的风电设备装机量更是一举成为世界第一。而与此同时,一些地方巨额投资的清洁能源建好了,却不能使用。

耗资上千亿元打造的酒泉风电基地,有“陆上三峡”之称,但大量风力发电设备弃风严重,只能在戈壁上晒太阳。

根据国家能源局的统计,这些停用的风电设备,造成的直接经济损失超过160亿元。

“一方面是国家治理环境,壮士断腕的决心,另一方面是我们普通人对改善大气污染的渴望;那么,为什么还会出现这么多的清洁能源无法正常投入使用?”管晓宏和科研团队一起,希望从技术层面破解这个困境。

研究发现,随着风电并网容量的迅猛增长,风电具有高度不确定性和间歇性特征,与具有储能水电协调优化,非常有利于充分消纳和利用风能。但是,电网能否完全支持“水风协调”,或者“水风协调”能否保证电网安全成为迫切需要解决的关键问题。

经过深入研究,管晓宏和课题组提出安全性分析新理论和新方法,解析判定系统安全性和可行性,成数量级降低了计算复杂性。

这一理论与方法,改变了工业界凭经验和启发式迭代的方法,有望建立安全评估新工业标准。

新方法应用于西北电网时发现,第二输电通道建设前,750千伏主输电通道安全约束在多种负荷模式下始终紧张,是酒泉风电基地和黄河水电基地“风、水”配合的安全瓶颈,而第二输电通道建成后,就能消除或大大缓解安全瓶颈,从而为论证第二输电通道建设提供了重要理论依据。

2013年6月27日,新疆与西北主网联网750千伏第二通道工程竣工投运。这条超高压线路将使新疆、甘肃和青海三省区的清洁能源的消纳和外送能力翻番。

9月11日,酒泉市发布消息,上半年能源经济稳中向好,风电发电量达81.5亿千瓦时,同比增长32.4%。看到这一消息,管晓宏一脸微笑。

“信息物理融合系统是第四次工业革命和中国制造2025的基础,我们需要全面感知环境与信息能源信息,支持信息流和能源流的双向流动,能源供需的集成优化,在即将到来的能源革命中发挥关键作用。”

这是2018年5月25日,第三届大数据科学与工程国际会议上,管晓宏以“能源大数据与信息物理融合系统安全优化”为议题演讲的内容。

他说,充分利用可再生新能源,必须将水电、火电、风电、光电协调使用,从“需求侧”能源系统来提效节能。

统筹协调水、火、风、光的远见卓识正在变成节能减排的社会经济效益。

管晓宏和课题组获得了中国自动化学会自然科学基金一等奖,并且在2018年国家奖励办公布通过初评的国家自然科学奖名单中,榜上有名。

管晓红与研究生讨论备_副本

管晓红与研究生讨论

守护网络的“安全卫士”

“没有网络安全,就没有国家安全。”这是习近平总书记对网络安全发出的警示,也成为国际社会的共识。

2017年6月27日,勒索软件卷土重来,全球陷入无望的困境。白宫国土安全部的发言人称,这款勒索软件已经造成美国近100亿美元的经济损失。

新型勒索软件,让丹麦航运巨头马士基、英国广告公司WPP、俄罗斯石油公司、美国医药公司默克等纷纷中枪,乌克兰更是成为了“重灾区”,其国家银行及电力公司等关乎国计民生的大型基建行业无一幸免。

“一段代码瘫痪一个国家,在信息时代不是没有可能。”这种危机感,在管晓宏的脑海里已持续了近二十年。

上世纪末,国内互联网刚起步,管晓宏选择网络信息安全作为新的研究方向。由于大家对这个方向不了解,他申请在985学科建设项目中立项,有领导不同意,认为这是公安管的网吧管理问题,不同意立项。

“新方向最能考验一个科研人员坐‘冷板凳’功力。”管晓宏在这个科研方向上坚持了二十年,成果斐然。

互联网、智能电网、物联网的网络信息安全和系统综合安全涉及国家安全,但面临海量数据无标定、安全监控误报率高、僵尸网络分布隐蔽、安全防卫缺少协同等重大挑战。

管晓宏和课题组提出基于动态系统分析与估计的网络安全监控新方法,解决了流量异常定位的解析计算、无流量数据估计僵尸网络规模和全球分布等问题。

由他主持的863项目“集成化网络安全防卫系统”获Aa最高评价,成果转化后,在中央办公厅等800多个政府部门和企事业单位部署,捕获全球攻击事件3亿多个、发现僵尸网络域300多万个,帮助主管部门清除了多个威胁严重的僵尸网络,并取得上亿元的经济效益。

这项成果,获得2013年陕西省科技一等奖和多项国际学术奖励。

2017年11月5日,中央政治局委员、中央宣传部部长黄坤明来到管晓宏所在的电信学院智能网络与网络安全教育部重点实验室调研。

管晓宏与课题组现场演示了实验室开发的木马追踪与规模估计系统,黄坤明部长对这个系统在维护净化网络生态中所发挥的重要作用,给予了高度肯定。

“世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期。我们要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机,为‘信息化带动工业化’的国策培育新动能。”

目前,管晓宏任院长的西安交通大学电子与信息工程学院,正在加紧建设世界一流的电子信息学科群。

6月14日,参加完全国两院院士大会的管晓宏,向电信学院全体教师分享自己的感受,一起寻找科研再出发的方向。

“选择最容易走的路,不见得是最好的选择。”这是管晓宏给老师和同学们讲的最多的一句话,也是他科研成果丰硕的诀窍。

专栏作者
  • 微笑
  • 流汗
  • 激动
  • 羡慕
  • 愤怒
  • 流泪
相关阅读
责任编辑:王美景
0

所有评论仅代表网友意见,陕西网保持中立。请网友文明上网,理性发言。

联系电话:029-89321981 新闻热线:029-89321997 89321980 举报电话:029-89321983 13720651684 爆料信箱:news@ishaanxi.com 客服QQ:599151050

陕西网互联网新闻信息服务许可证:国新网 61120170003 版权所有:Copyright © ishaanxi.com All Rights Reserved. 陕ICP备05003022号-2