研究所简介



        2008年复杂网络与可视化研究所创建于河北省石家庄市,2019年12月迁至青岛理工大学。研究所具有国家武器装备科研生产单位二级保密资质,在军用信息处理软件的设计、开发和服务领域通过了国家武器装备质量管理体系(GJB9001C-2017)认证。

        研究所联合国家航天局空间碎片监测与应用中心、昆宇蓝程(北京)科技有限责任公司、青岛理工大学以及青岛古镇口核心区四家单位签署战略合作协议,共建“空间碎片监测与低轨卫星组网联合实验室”;与中国航天科技集团有限公司神舟航天软件(济南)有限公司签署合作协议,联合建设航天科普基地;与中国航天科技集团公司钱学森空间技术实验室合作,共建联合实验室;与国家天文台 FAST(500米口径球面射电天文望远镜——“中国天眼”)基地合作,开展天眼FAST三维可视化模型、可视化系统研发及天文和航天科普基地建设;与河北省邢台市政府签订政产学研用科技实体发展战略合作协议,成立北斗卫星导航科技邢台有限公司可视化技术研究院;与河北雄安天系卫星导航科技有限公司合作,在雄安新区开展产学研用项目。

        研究所作为北京航天飞行控制中心“最佳合作单位”,参与并圆满完成国家载人航天工程天宫一号与神舟八号、神舟九号、神舟十号交会对接任务,天宫二号与神舟十一号、天舟一号交会对接任务,天舟二号、三号、四号货运飞船与空间站天和核心舱自主交会对接任务,天和核心舱与神舟十二号、十三号、十四号交会对接任务;探月工程嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥五号T1飞行试验器、嫦娥四号以及嫦娥五号任务的可视化飞行控制指挥与遥操作操控任务;深空探测萤火一号、天问一号火星探测任务等40多次航天任务;荣获2011年度“感动省城”十大人物(群体),2012年中国十大重点虚拟现实研究机构称号,2018年市级青年五四奖章(集体),2019年“感动理工”人物特别贡献奖。

        研究所于2020年6月获批省级科研平台“山东省高端装备数字孪生与可视化遥操作工程实验室”,2022年12月获批“山东省空间碎片监测与低轨卫星组网重点实验室”。


一、教学和科研条件


        研究所为本科教育、毕业设计、技术培训、创新创业项目以及研究生创新项目提供实验平台,与河北中科恒运软件科技股份有限公司共建研究生实践基地,并建设有多个配套工程实验室和数据中心机房。

        虚拟工程实验室主要进行三维立体显示,包括TDS太空沙盘、空间物体交会计算系统以及空间物体碰撞概率计算系统,可应用至本科以及研究生三维建模、三维动画制作以及虚拟现实场景沉浸式漫游等方向教学。

        虚拟工程实验室主要进行三维立体显示,包括TDS太空沙盘、空间物体交会计算系统以及空间物体碰撞概率计算系统,可应用至本科以及研究生三维建模、三维动画制作以及虚拟现实场景沉浸式漫游等方向教学。


二、成员情况


        研究所成员15人,其中具有副高以上技术职称10人,获得博士学位8人,兼职教授3人。

        赵正旭,教授,团队负责人,教育部第四批长江学者特聘教授,博士生导师,俄罗斯自然科学院院士,英国皇家学会工艺院院士(FRSA),英国 Derby 大学终身教授,北京航天飞行控制指挥中心特聘专家,获评“2021年度齐鲁最美教师”称号。

        陈成军,教授、博士生导师,青岛市机械电子工程学会副秘书长;中国机械工程学会成组与智能集成分会委员,中国创造学会智能制造与服务分会理事;山东省高等学校科学技术三等奖1项;授权发明专利85项,软件著作权8项,发表论文 46篇。

        张庆海,副教授、硕士生导师,市级青年五四奖章获得者;中国计算机学会会员;省部级科技进步一等奖1项,二等奖1项;中国产学研合作创新成果二等奖1项,优秀奖1项;先后参与我国载人航天工程天宫一号与神舟八号、九号、十号交会对接任务、天宫二号与神舟十一号交会对接任务三维可视化平台的研发工作,参编专著1部。

        郭阳,副教授、硕士生导师,省青年五四奖章提名奖获得者,中国计算机学会会员,中国人工智能学会智能传媒专业委员会委员;参与我国载人航天工程和探月工程20余次实战任务,主持省自然基金等省部级科研项目5项,获得省部级科技进步二等奖1项,中国产学研合作创新成果二等奖1项;发表论文25篇,完成专著4部;国家授权发明专利1项,软件著作权4项。曾作为复杂网络与可视化研究所驻北大悲村精准脱贫工作组队员,结合自身专业优势,围绕体着科技精准扶贫的目标开展一系列航天科普活动,受到多家新闻媒体的报道。

        于春雨,副教授、硕士生导师,中国机械工程学会可靠性分会高级会员;主持过11个项目,国家授权发明专利5项,获黑龙江省高校科学技术成果二等奖 1 项(第 3 完成人),获哈尔滨理工大学教学成果二等奖 1 项(主持)。

        李东年,副教授,校级优秀教育工作者,参编专著1部,授权发明专利1项,软件著作权2项,发表论文20余篇。

        张天一,文学学士,青岛理工大学复杂网络与可视化研究所人才服务专员。

        李文博,在读博士,主持省级重点项目1个,参与省级重点项目3个,参与市级重点项目1个,主持校级课题1个,发表论文1篇。

        卢石磊,在读博士,先后参与我国探月工程嫦娥三号、四号任务三维可视化平台以及遥操作作业平台的研发工作。发表学术论文5篇,参与编写专著2部,软件著作权4项。

        彭育贵,办公室主任,优秀共产党员,优秀教育工作者,市级青年五四奖章获得者;省部级科技进步一等奖1项,省部级科技成果奖1项;参与我国载人航天工程1次;省教育厅科学技术重点项目2项;参编专著3部,授权专利1项,发表论文5篇。

        钟谦,党支部书记,高级实验师,优秀共产党员,市级青年五四奖章获得者;省部级科技进步一等奖2项,省部级科技成果奖1项;参加省级重点项目6项,参编专著3部, 授权专利1项,发表论文2篇。

        刘入华,硕士,中国海洋大学EMBA,国际注册3D工程师,山东省海洋产业协会技术顾问,青岛市华仁杯创业导师;参与海上动量补偿机械平台模拟作业及动力学数据可视化系统研发以及火箭军导弹车发动机原理模拟和维修模拟系统研发;主持省级项目8项;授权专利3项。

        兼职教授Richard J. Bateman,英国 Coventry大学教授,工程、环境与计算机学院,博士生导师。创客空间技术的创始人之一。英国 Coventry大学工程管理与制造策略专业负责人。发表著作1部,论文35篇。

        兼职教授Zai gham Mahmood,英国Derby大学教授,研究方向主要有软件工程、分布式计算、云计算、项目管理、企业计算、电子政务。Staffordshire 大学的UG(计算机相关程序)和UK (马来西 亚特许课程)的校外评审。

        兼职教授Tanya Vladimirova,MEng MSc PhDCEng FIET FHEA,现任英国莱斯特大学电子与系统工程系主任,莱斯特空间和地球观测研究所(LISE0)主任。主要致力于航天科技领域中嵌入式系统、微电子设计、基于FPGA的硬件加速技术、分布式计算、智能传感、航天任务关键应用方面的研究工作。


郭阳组织保定市顺平县北大悲村学周小学学生参观北京航天飞行控制中心



三、研究领域



     1、可视化航天工程


        研究所承担了40余次国家载人航天、探月工程以及深空探测三维可视化飞行控制与指挥任务,形成了一套完整的,具有独立知识产权的,集实时仿真控制、数据处理和信息可视化功能于一体的可视化航天项目实施系统平台及技术规范,一系列深空探测三维可视化系统为我国载人航天、探月工程、深空探测以及空间站建设提供了精确实时的三维可视化技术手段,多次收到北京航天飞行控制中心的感谢信和感谢函,被其授予“最佳合作单位”,达到国际领先水平,打破了国外技术封锁,填补了国内该领域的科研空白。

        研究所受到近百次采访和报道,《航天可视化团队为“嫦娥四号”探测器成功发射保驾护航》、《“天宫一号”升空,彰显河北科技力量》、《“神十”上天揽月成功,有咱河北人的骄傲》等出现在中国科学报、中国教育报、河北青年报、光明日报、中国日报、河北日报、石家庄日报、燕赵都市报,河北卫视新闻联播,河北人民广播电台、石家庄广播电视台及中国新闻网、中国青年网、央视网、人民网、中国高校之窗、河北新闻网、石家庄新闻网、山东大众日报、新浪山东以及齐鲁晚报等众多媒体上。团队受到时任国家副主席李源潮、河北省省委书记赵克志、河北省省长张庆伟、河北省纪委书记陈超英、河北省副省长许宁、河北省教育厅厅长刘教民及北京航天飞控中心主任朱民才的接见和关怀。


团队参加的历次航天工程


深空探测三维可视化系统对嫦娥二号近月制动过程的实时可视化


深空探测可视化系统在北京飞控中心呈现嫦娥二号飞越“图塔蒂斯”小行星进行飞越探测任务实况


中共中央政治局委员、国家副主席李源潮参观研究所


省长张庆伟鼓励赵正旭团队为国争光



党和国家领导人在北京飞控中心观看天宫一号和神舟八号交会对接任务实况


深空探测三维可视化系统对神舟八号对接机构锁紧过程的实时可视化


深空探测三维可视化系统对神舟九号飞船在轨姿态控制的实时可视化



神舟九号与天宫一号交会对接三维可视化现场实况


胡锦涛总书记与天宫一号航天员通话


习近平总书记与天宫一号三名航天员通话


习近平总书记在北京飞控中心观看嫦娥三号两器互拍



深空探测三维可视化系统对嫦娥三号 动力下降过程的实时可视化


嫦娥三号任务现场


北京飞控大厅屏幕显示嫦娥三号探测器落月瞬间



团队成员为“天宫-神九”对接执行系统保障任务


神舟十号与天宫一号交会对接实况


神舟十号与天宫一号载人交会对接实况


天宫一号轨道恢复可视化



深空探测三维可视化系统对嫦娥四号探测器首次月背软着陆过程的实时可视化



     2、小世界网络系统


        研究所依托国家自然科学基金项目“工程应用中的小世界效应研究”,对复杂网络的小世界效应进行了基础理论、关键技术、工程应用三个层次的深入研究,通过对复杂网络的组织、结构和演化以及数据模型的分析,解决复杂网络算法、信息组织与挖掘和预测、复杂网络的信息动力学等实际工程中的复杂网络技术问题。发表 EI 检索论文数篇,获得国家发明专利1项,出版著作1部。



专著《复杂网络分析与应用》


专利:基于小世界特性的工程信息组织方法



    3、深空探测遥操作系统净评估


        面对深空探测遥操作系统控制回路中存在大时延、测量偏差、操作人员的不确定性和机器智能的有限性等因素带来不可忽视的安全隐患、 稍有不慎可能造成航天器的损毁、导致任务失败等问题,研究所首次将国防净评估理论引入航天工程领域,以遥操作信息系统相关的国家军用软件标准为依据,创建了覆盖组织、环境、管理、编码和文档5个维度的遥操作系统可信度净评估模型,实现了深空探测遥操作系统质量的全面管理,对系统是否进入任务实施起了决策性作用。深空探测遥操作系统净评估技术的应用,为 2008 年以来40余次航天飞行控制指挥任务的执行提供了安全保障,实现了军用软件研制组织能力成熟度由2级(已管理级)至 4 级(已定量管理级)的提升,为我国后续深空探测任务信息系统的开发提供参考。



     4、北斗导航信息组织和大数据开发与利用



        北斗导航技术作为我国军民融合发展战略重要领域之一,将引领新一代信息技术产业的形成与发展,其中研究所的国产自主可控软件、新一代复杂网络、大数据等技术产业将在交通运输、国土资源、农林水利、测绘勘探、气象预报、森林防火、电力调度、救灾减灾、应急救援、矿山安全、平安校园、旅游出行、弱势群体关爱、司法矫正、消防人防、智慧城市等应用提供技术支持,发展前景广阔。


四、成果和奖励


        研究所先后承担国家自然科学基金项目,国防“十三五”预研项目,河北省科技厅、人社厅、教育厅等项目20余项,科研经费1700 多万元;获得省级科技进步一等奖1项、二等奖4项,军队科技进步三等奖1项,中国产学研合作创新成果二等奖1项,中国产学研合作创新成果优秀奖1项,省级教学成果二等奖1项;出版著作38部;获得国家发明专利13项,计算机软件著作权17项。


河北省科技进步一等奖


河北省科技进步二等奖


军队科技进步三等奖


国家发明专利


软件著作权


航天工程工作记录


学位论文


科研成果鉴定书


五、设想与规划



     1、青少年天文和航天科普基地建设


        自行组装校园天文观测站,对“天眼”虚拟仿真,全息立体展示天眼模型,利用虚拟头盔实现天眼模型内部构件的全方位展示,利用三维打印机打印天体模型,利用自主研发的手翻书制作科普知识,实现文字、音频、影像、模型的立体感知。


     2、北斗导航可视化,助力雄安建设


         2019年3月两会期间,中国新闻社特约稿《发展北斗应用,助力雄安建设》报道了河北雄安天系卫星导航科技有限公司,稿件直接送达两会代表团驻地,发至全国人大代表、全国政协委员审阅,并于 2019 年 3 月 10 日在《中国新闻报》(两会特刊)上出版,全球发行。

        河北雄安天系卫星导航科技有限公司是经河北雄安新区管委会批准设立的一家集低轨卫星研发、应用,北斗卫星导航定位产品、应用软件、系统集成的设计研发、推广、技术服务和运营服务于一体的综合性、多元化的国有控股企业,是雄安唯一一所产学研用相结合的高新技术企业,复杂网络与可视化研究所作为密切合作单位,将在北斗卫星导航可视化研究领域发挥其应有的作用,助力雄安的发展和建设。