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研究所簡介



        2008年復雜網絡與可視化研究所創建于河北省石家莊市,2019年12月遷至青島理工大學。研究所具有國家武器裝備科研生產單位二級保密資質,在軍用信息處理軟件的設計、開發和服務領域通過了國家武器裝備質量管理體系(GJB9001C-2017)認證。

        研究所聯合國家航天局空間碎片監測與應用中心、昆宇藍程(北京)科技有限責任公司、青島理工大學以及青島古鎮口核心區四家單位簽署戰略合作協議,共建“空間碎片監測與低軌衛星組網聯合實驗室”;與中國航天科技集團有限公司神舟航天軟件(濟南)有限公司簽署合作協議,聯合建設航天科普基地;與中國航天科技集團公司錢學森空間技術實驗室合作,共建聯合實驗室;與國家天文臺 FAST(500米口徑球面射電天文望遠鏡——“中國天眼”)基地合作,開展天眼FAST三維可視化模型、可視化系統研發及天文和航天科普基地建設;與河北省邢臺市政府簽訂政產學研用科技實體發展戰略合作協議,成立北斗衛星導航科技邢臺有限公司可視化技術研究院;與河北雄安天系衛星導航科技有限公司合作,在雄安新區開展產學研用項目。

        研究所作為北京航天飛行控制中心“最佳合作單位”,參與并圓滿完成國家載人航天工程天宮一號與神舟八號、神舟九號、神舟十號交會對接任務,天宮二號與神舟十一號、天舟一號交會對接任務,天舟二號、三號、四號貨運飛船與空間站天和核心艙自主交會對接任務,天和核心艙與神舟十二號、十三號、十四號交會對接任務;探月工程嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥五號T1飛行試驗器、嫦娥四號以及嫦娥五號任務的可視化飛行控制指揮與遙操作操控任務;深空探測螢火一號、天問一號火星探測任務等40多次航天任務;榮獲2011年度“感動省城”十大人物(群體),2012年中國十大重點虛擬現實研究機構稱號,2018年市級青年五四獎章(集體),2019年“感動理工”人物特別貢獻獎。

        研究所于2020年6月獲批省級科研平臺“山東省高端裝備數字孿生與可視化遙操作工程實驗室”,2022年12月獲批“山東省空間碎片監測與低軌衛星組網重點實驗室”。


一、教學和科研條件


        研究所為本科教育、畢業設計、技術培訓、創新創業項目以及研究生創新項目提供實驗平臺,與河北中科恒運軟件科技股份有限公司共建研究生實踐基地,并建設有多個配套工程實驗室和數據中心機房。

        虛擬工程實驗室主要進行三維立體顯示,包括TDS太空沙盤、空間物體交會計算系統以及空間物體碰撞概率計算系統,可應用至本科以及研究生三維建模、三維動畫制作以及虛擬現實場景沉浸式漫游等方向教學。

        虛擬工程實驗室主要進行三維立體顯示,包括TDS太空沙盤、空間物體交會計算系統以及空間物體碰撞概率計算系統,可應用至本科以及研究生三維建模、三維動畫制作以及虛擬現實場景沉浸式漫游等方向教學。


二、成員情況


        研究所成員15人,其中具有副高以上技術職稱10人,獲得博士學位8人,兼職教授3人。

        趙正旭,教授,團隊負責人,教育部第四批長江學者特聘教授,博士生導師,俄羅斯自然科學院院士,英國皇家學會工藝院院士(FRSA),英國 Derby 大學終身教授,北京航天飛行控制指揮中心特聘專家,獲評“2021年度齊魯最美教師”稱號。

        陳成軍,教授、博士生導師,青島市機械電子工程學會副秘書長;中國機械工程學會成組與智能集成分會委員,中國創造學會智能制造與服務分會理事;山東省高等學校科學技術三等獎1項;授權發明專利85項,軟件著作權8項,發表論文 46篇。

        張慶海,副教授、碩士生導師,市級青年五四獎章獲得者;中國計算機學會會員;省部級科技進步一等獎1項,二等獎1項;中國產學研合作創新成果二等獎1項,優秀獎1項;先后參與我國載人航天工程天宮一號與神舟八號、九號、十號交會對接任務、天宮二號與神舟十一號交會對接任務三維可視化平臺的研發工作,參編專著1部。

        郭陽,副教授、碩士生導師,省青年五四獎章提名獎獲得者,中國計算機學會會員,中國人工智能學會智能傳媒專業委員會委員;參與我國載人航天工程和探月工程20余次實戰任務,主持省自然基金等省部級科研項目5項,獲得省部級科技進步二等獎1項,中國產學研合作創新成果二等獎1項;發表論文25篇,完成專著4部;國家授權發明專利1項,軟件著作權4項。曾作為復雜網絡與可視化研究所駐北大悲村精準脫貧工作組隊員,結合自身專業優勢,圍繞體著科技精準扶貧的目標開展一系列航天科普活動,受到多家新聞媒體的報道。

        于春雨,副教授、碩士生導師,中國機械工程學會可靠性分會高級會員;主持過11個項目,國家授權發明專利5項,獲黑龍江省高校科學技術成果二等獎 1 項(第 3 完成人),獲哈爾濱理工大學教學成果二等獎 1 項(主持)。

        李東年,副教授,校級優秀教育工作者,參編專著1部,授權發明專利1項,軟件著作權2項,發表論文20余篇。

        張天一,文學學士,青島理工大學復雜網絡與可視化研究所人才服務專員。

        李文博,在讀博士,主持省級重點項目1個,參與省級重點項目3個,參與市級重點項目1個,主持校級課題1個,發表論文1篇。

        盧石磊,在讀博士,先后參與我國探月工程嫦娥三號、四號任務三維可視化平臺以及遙操作作業平臺的研發工作。發表學術論文5篇,參與編寫專著2部,軟件著作權4項。

        彭育貴,辦公室主任,優秀共產黨員,優秀教育工作者,市級青年五四獎章獲得者;省部級科技進步一等獎1項,省部級科技成果獎1項;參與我國載人航天工程1次;省教育廳科學技術重點項目2項;參編專著3部,授權專利1項,發表論文5篇。

        鐘謙,黨支部書記,高級實驗師,優秀共產黨員,市級青年五四獎章獲得者;省部級科技進步一等獎2項,省部級科技成果獎1項;參加省級重點項目6項,參編專著3部, 授權專利1項,發表論文2篇。

        劉入華,碩士,中國海洋大學EMBA,國際注冊3D工程師,山東省海洋產業協會技術顧問,青島市華仁杯創業導師;參與海上動量補償機械平臺模擬作業及動力學數據可視化系統研發以及火箭軍導彈車發動機原理模擬和維修模擬系統研發;主持省級項目8項;授權專利3項。

        兼職教授Richard J. Bateman,英國 Coventry大學教授,工程、環境與計算機學院,博士生導師。創客空間技術的創始人之一。英國 Coventry大學工程管理與制造策略專業負責人。發表著作1部,論文35篇。

        兼職教授Zai gham Mahmood,英國Derby大學教授,研究方向主要有軟件工程、分布式計算、云計算、項目管理、企業計算、電子政務。Staffordshire 大學的UG(計算機相關程序)和UK (馬來西 亞特許課程)的校外評審。

        兼職教授Tanya Vladimirova,MEng MSc PhDCEng FIET FHEA,現任英國萊斯特大學電子與系統工程系主任,萊斯特空間和地球觀測研究所(LISE0)主任。主要致力于航天科技領域中嵌入式系統、微電子設計、基于FPGA的硬件加速技術、分布式計算、智能傳感、航天任務關鍵應用方面的研究工作。


郭陽組織保定市順平縣北大悲村學周小學學生參觀北京航天飛行控制中心



三、研究領域



     1、可視化航天工程


        研究所承擔了40余次國家載人航天、探月工程以及深空探測三維可視化飛行控制與指揮任務,形成了一套完整的,具有獨立知識產權的,集實時仿真控制、數據處理和信息可視化功能于一體的可視化航天項目實施系統平臺及技術規范,一系列深空探測三維可視化系統為我國載人航天、探月工程、深空探測以及空間站建設提供了精確實時的三維可視化技術手段,多次收到北京航天飛行控制中心的感謝信和感謝函,被其授予“最佳合作單位”,達到國際領先水平,打破了國外技術封鎖,填補了國內該領域的科研空白。

        研究所受到近百次采訪和報道,《航天可視化團隊為“嫦娥四號”探測器成功發射保駕護航》、《“天宮一號”升空,彰顯河北科技力量》、《“神十”上天攬月成功,有咱河北人的驕傲》等出現在中國科學報、中國教育報、河北青年報、光明日報、中國日報、河北日報、石家莊日報、燕趙都市報,河北衛視新聞聯播,河北人民廣播電臺、石家莊廣播電視臺及中國新聞網、中國青年網、央視網、人民網、中國高校之窗、河北新聞網、石家莊新聞網、山東大眾日報、新浪山東以及齊魯晚報等眾多媒體上。團隊受到時任國家副主席李源潮、河北省省委書記趙克志、河北省省長張慶偉、河北省紀委書記陳超英、河北省副省長許寧、河北省教育廳廳長劉教民及北京航天飛控中心主任朱民才的接見和關懷。


團隊參加的歷次航天工程


深空探測三維可視化系統對嫦娥二號近月制動過程的實時可視化


深空探測可視化系統在北京飛控中心呈現嫦娥二號飛越“圖塔蒂斯”小行星進行飛越探測任務實況


中共中央政治局委員、國家副主席李源潮參觀研究所


省長張慶偉鼓勵趙正旭團隊為國爭光



黨和國家領導人在北京飛控中心觀看天宮一號和神舟八號交會對接任務實況


深空探測三維可視化系統對神舟八號對接機構鎖緊過程的實時可視化


深空探測三維可視化系統對神舟九號飛船在軌姿態控制的實時可視化



神舟九號與天宮一號交會對接三維可視化現場實況


胡錦濤總書記與天宮一號航天員通話


習近平總書記與天宮一號三名航天員通話


習近平總書記在北京飛控中心觀看嫦娥三號兩器互拍



深空探測三維可視化系統對嫦娥三號 動力下降過程的實時可視化


嫦娥三號任務現場


北京飛控大廳屏幕顯示嫦娥三號探測器落月瞬間



團隊成員為“天宮-神九”對接執行系統保障任務


神舟十號與天宮一號交會對接實況


神舟十號與天宮一號載人交會對接實況


天宮一號軌道恢復可視化



深空探測三維可視化系統對嫦娥四號探測器首次月背軟著陸過程的實時可視化



     2、小世界網絡系統


        研究所依托國家自然科學基金項目“工程應用中的小世界效應研究”,對復雜網絡的小世界效應進行了基礎理論、關鍵技術、工程應用三個層次的深入研究,通過對復雜網絡的組織、結構和演化以及數據模型的分析,解決復雜網絡算法、信息組織與挖掘和預測、復雜網絡的信息動力學等實際工程中的復雜網絡技術問題。發表 EI 檢索論文數篇,獲得國家發明專利1項,出版著作1部。



專著《復雜網絡分析與應用》


專利:基于小世界特性的工程信息組織方法



    3、深空探測遙操作系統凈評估


        面對深空探測遙操作系統控制回路中存在大時延、測量偏差、操作人員的不確定性和機器智能的有限性等因素帶來不可忽視的安全隱患、 稍有不慎可能造成航天器的損毀、導致任務失敗等問題,研究所首次將國防凈評估理論引入航天工程領域,以遙操作信息系統相關的國家軍用軟件標準為依據,創建了覆蓋組織、環境、管理、編碼和文檔5個維度的遙操作系統可信度凈評估模型,實現了深空探測遙操作系統質量的全面管理,對系統是否進入任務實施起了決策性作用。深空探測遙操作系統凈評估技術的應用,為 2008 年以來40余次航天飛行控制指揮任務的執行提供了安全保障,實現了軍用軟件研制組織能力成熟度由2級(已管理級)至 4 級(已定量管理級)的提升,為我國后續深空探測任務信息系統的開發提供參考。



     4、北斗導航信息組織和大數據開發與利用



        北斗導航技術作為我國軍民融合發展戰略重要領域之一,將引領新一代信息技術產業的形成與發展,其中研究所的國產自主可控軟件、新一代復雜網絡、大數據等技術產業將在交通運輸、國土資源、農林水利、測繪勘探、氣象預報、森林防火、電力調度、救災減災、應急救援、礦山安全、平安校園、旅游出行、弱勢群體關愛、司法矯正、消防人防、智慧城市等應用提供技術支持,發展前景廣闊。


四、成果和獎勵


        研究所先后承擔國家自然科學基金項目,國防“十三五”預研項目,河北省科技廳、人社廳、教育廳等項目20余項,科研經費1700 多萬元;獲得省級科技進步一等獎1項、二等獎4項,軍隊科技進步三等獎1項,中國產學研合作創新成果二等獎1項,中國產學研合作創新成果優秀獎1項,省級教學成果二等獎1項;出版著作38部;獲得國家發明專利13項,計算機軟件著作權17項。


河北省科技進步一等獎


河北省科技進步二等獎


軍隊科技進步三等獎


國家發明專利


軟件著作權


航天工程工作記錄


學位論文


科研成果鑒定書


五、設想與規劃



     1、青少年天文和航天科普基地建設


        自行組裝校園天文觀測站,對“天眼”虛擬仿真,全息立體展示天眼模型,利用虛擬頭盔實現天眼模型內部構件的全方位展示,利用三維打印機打印天體模型,利用自主研發的手翻書制作科普知識,實現文字、音頻、影像、模型的立體感知。


     2、北斗導航可視化,助力雄安建設


         2019年3月兩會期間,中國新聞社特約稿《發展北斗應用,助力雄安建設》報道了河北雄安天系衛星導航科技有限公司,稿件直接送達兩會代表團駐地,發至全國人大代表、全國政協委員審閱,并于 2019 年 3 月 10 日在《中國新聞報》(兩會特刊)上出版,全球發行。

        河北雄安天系衛星導航科技有限公司是經河北雄安新區管委會批準設立的一家集低軌衛星研發、應用,北斗衛星導航定位產品、應用軟件、系統集成的設計研發、推廣、技術服務和運營服務于一體的綜合性、多元化的國有控股企業,是雄安唯一一所產學研用相結合的高新技術企業,復雜網絡與可視化研究所作為密切合作單位,將在北斗衛星導航可視化研究領域發揮其應有的作用,助力雄安的發展和建設。

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