《科技创新与品牌》杂志社创新人物

淡泊明志 翱翔科研世界


   刘载文,北京工商大学教授、博士生导师,北京工商大学计算机与信息工程学院院长,控制科学与工程学科建设负责人。兼任中国系统仿真学会理事、中国机电一体化技术协会理事、中国轻工业协会自动化委员会委员、北京自动化学会常务理事、中国自动化学会过程控制专业委员会委员、中国人工智能学会智能空天系统委员会委员。
   刘载文在智能控制与优化控制、楼宇自动化与测控网络、造纸生产过程建模与软测量、水环境监测与水华预测预警等前沿科技领域进行了广泛深入的研究。在专业学术期刊发表论文140多篇,其中50多篇为EI、SCI收录;出版学术著作2部,编写教材3部。完成国家重点科技攻关项目、自然科学基金项目和部委科研课题10多项、合作项目20多项,取得了显著成绩和重要成果。荣获轻工业部科技进步二等奖、北京市科技进步二等奖、国家科学技术进步二等奖。先后被评为北京市高等学校青年学科带头人、北京市高校拔尖创新人才、北京市先进工作者、新世纪百千万人才工程北京市级人选、北京学术创新团队负责人、北京市教学名师,是享受国家政府特殊津贴专家。



刘载文教授



刘载文在国家科学技术奖励大会上

        一个人要获得成功必须努力付出,正所谓不见风雨何以现彩虹。刘载文的成功正印证了这句话。
        刘载文在智能控制与优化控制、楼宇自动化与测控网络、造纸生产过程建模与软测量、水环境监测与水华预测预警等前沿科技领域进行了广泛深入的研究,取得了显著成绩和重要成果。他在专业学术期刊发表论文140多篇,其中50多篇为EI、SCI收录;出版学术著作2部,编写教材3部;完成国家重点科技攻关项目、自然科学基金项目和部委科研课题10多项、合作项目20多项。尽管这样,刘载文依旧心静如水,一如继往地默默行走在科研道路上。

        圆梦的日子

        曾几何时,刘载文如其他孩子一样,无忧无虑,在父母的呵护下过着幸福、甜蜜的生活。天有不测风云,突然的变故就这样在无准备之下袭来了。
        在“文革”那段特殊时期,刘载文的父母被下放外地。就这样,艰苦的生活重担压在了刘载文身上。那个年代,上大学必须通过政审推荐,对于受牵连的“走资派”家庭的子女,上大学只是梦想。男儿有泪不轻弹,即使不能如愿读书,刘载文在工厂做工下班后也没有放弃刻苦学习。读书是多么好的事情啊,在那个年代,若可以去读书,又有几人肯放弃?或许在他看来,一旦有了可以读书的机会就要想方设法争取。
        时光荏苒,“文革”后,刘载文的父母得到了平反,历经千辛万苦回到了久别的家乡。母亲看到日渐消瘦的儿子,心痛难以言诉。然而,能抚平老人内心伤痕的也只有懂事的刘载文以他顽强不屈的精神坚持到了今天。他们感谢党和政府的信任,一家人离别春秋几载后终于团聚了,这是多么的难得。
        “高考1977”,是一个令人激动、兴奋的年代。就在这一年,许多胸怀梦想的年轻人参加了高考,圆了梦。刘载文平日的学习终于在这一年派上了用场,他以优异的成绩圆了自己多年的大学梦。然而,拿到录取通知书的那一刻,他似乎又很平静,因为他知道,他的梦还未圆满,他还有很长的路要走。
        时光总是转瞬即逝,生活的路也总是越走越宽。大学毕业后,刘载文本来有机会分配到北京工作,但是,不平凡的人总是有不平凡的想法,他还要继续深造,更上一层楼。他靠自己的努力考上了北京轻工业学院研究生,通过刻苦学习,他先后拿到了硕士学位和博士学位。后来,刘载文就一直留在北京轻工业学院(现为北京工商大学)承担科研和教学工作。或许,这个梦终于圆满了。

        学科带头人

        上世纪80年代中期,刘载文与课题组在国内最先开展了服装C A D/C A M技术与系统的研究工作,成功解决了C A D图形文件自动生成转换数控命令、实现服装自动裁剪等关键技术问题。该研究成果在许多家单位推广应用,先后获轻工业部科技进步二等奖及全国计算机应用成果一等奖,为服装工业现代化成功探寻了良好的解决方案。



刘载文(左一)与首届国家最高科技奖获得者吴文俊院士(中)在一起


        现代科技的飞速发展,尤其是计算机应用的日益扩大化,使得计算机成为科学研究和工程设计的重要工具。上世纪80年代末期,刘载文就开创性地研究开发了电梯计算机控制系统和楼宇设备多级计算机测控网络系统,有效实现了设备集中监控、故障自动报警以及运行数据的实时管理。该项成果已在许多单位应用,对促进电梯控制系统改造和技术发展、提高楼宇设备的科学化管理水平发挥了重要的作用。
        上世纪90年代,刘载文与课题组承担起两项国家重点科技攻关项目“纸浆蒸煮过程优化控制系统”和“碱回收过程优化控制系统”,经过课题组长期精益求精地孜孜探索,解决了目前造纸业存在的重要生产参数在线预报与经济指标优化控制等关键技术问题,取得了创新性的成果,实现了纸浆连续生产和碱回收过程质量参数的在线智能软测量、优化控制和最经济控制,达到国内领先和国际先进水平。其中,“基于人工智能与网络技术的纸浆生产和碱回收过程优化控制系统”荣获2002年北京市科技进步二等奖;“制浆造纸和碱回收过程优化控制系统的研究与应用”荣获2004年度国家科技进步二等奖。两项科研成果在造纸企业进行推广应用后,达到了降低生产消耗、增加产量、提高生产效率的目的,经济效益和社会效益显著,促进了我国造纸工业的技术进步。
        刘载文在学科前沿科技领域进行广泛而深入的研究,由他主持并参与完成的自然科学基金项目、国家重点科技攻关项目和部委科研课题10多项、合作项目20多项,均取得了显著成绩和重要成果,被众人公认为是学科带头人。1992年评为北京市高等学校(青年)学科带头人,其后担任北京工商大学控制科学与工程学科带头人。
        教育是民族振兴、社会进步的基石;是提高国民素质、促进个人全面发展的根本途径,在现代化建设中具有基础性、先导性、全局性的地位和作用。胡锦涛总书记曾在全国教育工作会议上强调,教育是国计,也是民生;教育是今天,更是明天!
        中国传统的教育管理存在管理的主客体倒置,管理模式千篇一律等局限性,因此,教育管理需要改革和创新。教育管理应侧重提高教学效率和效果,提高教学质量,以实现教育的社会效益最大化为根本目的。一个会读书的人和一个不会读书的人,望着书的时候,从来不是一样的——即使是一本放在书架上没打开的书。正如陶行知所言:培养教育人和种花木一样,首先要认识花木的特点,区别不同情况给以施肥、浇水和培养教育,这叫“因材施教”。刘载文根据北京工商大学专业课课程及学生的特点,提出了个性化特色教学。
        2002年,刘载文提出自动化专业人才的培养方向从“工业自动化”向“商业自动化”拓宽的思想,在国内创新建立了商业自动化、智能商业物流控制与信息管理等具有鲜明工商结合、管控一体特色的新专业方向。带领老师开设了物流控制引导课程,编写了教材,建设了工商业的自动化物流控制实验室。教改成果“自动化人才培养模式改革研究与实践”、“工科专业创办工商结合特色的教改研究”分别荣获北京工商大学优秀教学成果一等奖和二等奖。2005年,刘载文被评为北京工商大学教育创新标兵、科研先进工作者。2006年,刘载文牵头发起的“发挥专业优势,创办商业自动化培养方向”研究获得校教育创新优秀集体二等奖。商业自动化系列教材2008年获中国物流采购联合会三等奖。
        正如果戈里所言:还是从老早以前,从我几乎还不懂事的岁月开始,我就充满着炽热的热忱,为了国家的利益,使自己的一生变成有用的一生,纵然只能效绵薄之力,我也会热血沸腾。刘载文说,为了能给国家多培养一些科研型、智慧型、知识型、创新型人才,他会用自己的行动践行着作为导师的职责和义务。

        团队的力量

        乔纳森•蒂施是《团队的力量》的作者,书中运用生动有趣的语言、旁征博引的案例、与众不同的思想,以及令人捧腹的故事,向我们展示了如何激发团队的力量,如何为共同目标努力,使生活更愉快、事业更加成功!美国前总统比尔•克林顿这样说:“在《团队的力量》一书中,乔纳森•蒂施再次向我们证明了:团队合作能产生最好的结果。这是本书的观点,也在他自身的成功事业、乐观主义精神、聪明才智和判断力等方面都得到了体现。”今天,团队的力量,永远都彰显出“一加一大于二”的现象。



北京市学术创新团队(前中为刘载文)


        刘载文说,创新主体能有创新意识,能有效发挥其创新能力,与拥有一个良好的创新氛围有关。在良好的工作氛围下,人们思想活跃,新点子产生得多而快,反之可能导致人们思想僵化,思路堵塞,头脑空白。在此形式下,团队的力量会被大大激发出来。2001年,刘载文和大家一起组建了“智能检测与优化控制”团队。在刘载文的带领下,这支团队发挥出了强大的力量。
        这支团队以北京工商大学的控制理论与工程学科、环境工程学科为依托,9名主要成员全部为研究生学历,其中7人具有博士学位。该团队的研究涉及控制科学、智能科学、环境工程、优化理论、计算机控制等多个学科领域,是重要的跨学科研究课题,具有很高的理论与学术研究意义。
        多年来,该团队围绕智能检测与优化控制研究方向,研究直指水环境,以水环境监测与水华智能预测、污水处理过程软测量与优化控制为应用领域,形成了明显的优势和突出的特色。研究成果可促进水环境监测的科学技术进步和管理水平的提高,并带来显著的经济效益和社会效益,不仅针对北京而且在全国都具有广阔的推广应用前景。
        2008年,北京工商大学“智能检测与优化控制”团队在水环境监测领域所取得的成果得到了高度评价。时值奥运会筹备的关键时刻,由刘载文的团队所承担的课题被列入奥运会保障工程项目,相关政府部门迫切需要他们尽快研究开发出水华预警预报系统,确保在水华暴发前采取防治措施,保护北京河湖水面景观、水体功能和水资源。刘载文接受任务后,凭借他多年在水环境监测上累积的经验,先后在北海、松林闸、玉渊潭、圆明园等水域研发并建立了水华预测预警,为维护首都的国际形象提供了重要保障。
        在水环境监测与水华智能预测上,“智能检测与优化控制”团队做了大量的研究。以此项目为依托,2006年8月和2008年1月,团队分别承担了北京市科委和北京市水务局科技项目“室内外多因素实验及预警模型的开发”和北京市教育委员会科技发展项目“北京河湖水质G P R S远程信息传输及评价系统”。在刘载文分析了近几年北京市河湖大量的水文数据基础上,通过实验和现场检测,探求我国河湖水体富营养化的主要因素和特征、水华产生的机理和临界指标;通过建立的评价指标权重优化模型,提出了一种基于多属性决策的水体富营养化的综合评价方法;研究机理分析与人工智能相结合的建模方法,提出了河湖水华产生过程的数学模型和软测量方法。
        2008年10月和2009年12月,刘载文及所有团队成员与北京安恒测试公司人员共同完成了北京市高成长企业自主创新科技专项“城市湖库藻类水华实时监测、智能化预警与控制系统”的研究,其中,包括了北海、圆明园等水域的水体监测水华预测。
        2010年起,“智能检测与优化控制”团队承担北京市自然科学基金重点项目“水环境建模、水华预测与应急处理决策方法研究”。项目研究基于粗糙集理论与信息融合技术的水华影响指标体系确定,利用粗糙集理论的属性约减特点经过数据挖掘与分析获取影响水华形成的主要指标,采用信息融合技术将其结果与经化工实验得到的水华影响指标进行融合,最终确定合理、客观的影响水华形成的指标体系。该项研究建立了基于多Agent的水华机理动态模型,更有效分析水华的形成机理特性。结合灰色理论的信息推理机制和神经网络的自适应学习、非线性映射特点,建立灰色—神经网络水华智能预测模型,为水华的决策提供参考依据。建立基于优化—多属性决策理论的水华应急治理多目标决策模型。分析水华治理的各种方案,提出影响水华治理的多种因素和目标约束条件,采用优化理论建立多因素的最优属性权重分配模型,获得多因素对决策方案结果的重要程度,完成了对水华治理最佳方案的选择。
        在污水处理方面,刘载文带领团队承担了“十一五”国家科技支撑计划子课题“高效生物流化床处理味精废水及优化控制研究”,项目针对生物流化床味精污水处理工艺复杂、参数检测困难、出水水质检测滞后等问题,寻求一种软测量方法对出水水质参数进行测量,运用智能信息处理技术对软测量结果进行补偿,实现出水水质的在线实时检测。在此基础上,对生产过程的工序之一—控制变量进行智能控制,最终开发出了一套出水稳定、耗能少的三相生物流化床污水处理闭环自动控制系统,解决了目前污水处理自动控制过程中存在的关键问题。这将大大地提高污水处理效率和可靠性,增加系统的稳定性、降低能源消耗,意义非常重大。
        “智能检测与优化控制”团队成员以严谨的治学态度,努力工作,团结一致,在轻工业生产优化控制、水环境监测和预警、智能建筑与可再生能源应用等领域完成了一批国家级和省部级课题,取得了显著的研究成果。2002年获北京市科学技术进步奖二等奖,2004年荣获国家科技进步二等奖,2008年中国物流与采购联合会科学技术进步奖等奖项;2009年被评为北京市学术创新团队。团队近5年在专业学术期刊发表论文140多篇,其中50多篇被SCI、EI收录。团队带头人刘载文常说:用一个梦想去带动一个团队,用一个团队去实现一个梦想。如雄鹰展翅,这支团队将在科研的世界里继续翱翔。
        科学教育是教育的一部分,要进行专业之间的合作,尤其要发展交叉学科。北京工商大学“智能检测与优化控制”团队的另一显著特点,是将信息技术与其他科学技术相结合,研究工作具有多学科交叉、多方法融合和多技术集成的特色与优势,这一特点使环境保护和节能减排更为科学。
        漫漫科研路,吾将上下而求索。刘载文以他严谨的科学态度,执着的科研精神,不仅让自己在学术领域上硕果累累,也带领着他的团队屡创新高。他的豁达与淡泊,他的拼搏与奋斗,他的热血与激情,他的严谨与执着,让他成为了一个富有内涵的人,一个走在学术前沿的人。