2019年度甘肅省科學技術獎申報項目公示

2019年度甘肅省科學技術獎申報項目公示序號申報獎種項目名稱完成單位完成人項目簡介1甘肅省自然科學獎電子與高離化態(tài)離子碰撞動力學過程及其輻射極化特性的理論研究西北師范大學董晨鐘、蔣軍、武中文、頡錄有、陳展斌本項目屬于原子分子物理中的前沿熱點領域。項目的主要研究內容包括以下三個方面：（1）在國際上最先進的研究原子結構和性質的相對論多組態(tài)Dirac-Fock方法及其程序GRASP2K基礎上，結合密度矩陣理論，自主發(fā)展了研究高離化態(tài)離子碰撞過程中輻射特征光譜極化特性的理論方法和程序，實現(xiàn)了對Breit相互作用、QED效應、量子干涉效應以及輻射級聯(lián)效應的統(tǒng)一處理；（2）以高離化態(tài)類氫和類氦離子碰撞激發(fā)過程中輻射光譜為例，研究了Breit相互作用、量子干涉效應、輻射級聯(lián)效應對光譜極化特性的影響，揭示了各種高階效應對碰撞過程中輻射光譜極化特性的影響；（3）研究了與慣性約束聚變和磁約束聚變有關的Au45+到Au50+離子和W42+到W45+離子的碰撞動力學過程及其輻射特征光譜的極化特性，得到了與熱核聚變有關的高精度原子結構和碰撞動力學參數(shù)。本項目不僅發(fā)展了高離化態(tài)離子碰撞動力學過程和輻射極化特性研究的計算軟件，還揭示了各種高階效應對碰撞過程中輻射光譜極化特性的影響。其中，關于量子干涉效應對電子碰撞激發(fā)輻射光譜極化特性的影響以及Breit相互作用對光譜圓極化特性的影響，在國際上屬于首次研究。該系列成果為熱核聚變等離子體狀態(tài)的精確診斷、光譜的模擬、譜線形成機制的判斷以及聚變反過程的監(jiān)控提供了重要的科學依據(jù)。我們的研究成果引起了國內外同行及相關實驗物理學家的關注與好評，日本電氣通信大學電子束離子阱實驗裝置負責人Nakamura教授認為我們的研究將促進新一代電子束離子阱實驗裝置的發(fā)展。此外，我們也被邀請參加了國際原子能機構（IAEA）組織的相關國際合作研究項目。項目的研究結果已在Phys.Rev.A、J.Phys.B、Phys.Scr.和Eur.Phys.J.D等國際國內刊物上發(fā)表，總計43篇，其中SCI收錄36篇。5篇代表論文引用53次，他引15次。此外，課題組成員受邀參加國際國內學術會議并做邀請報告或進展報告23次，舉辦國際學術會議2次。2甘肅省自然科學獎模糊數(shù)值函數(shù)分析學：逆問題，凸分析與優(yōu)化西北師范大學鞏增泰、楊宏、劉坤、海射香、王倩項目屬于數(shù)學、信息科學和管理科學交叉領域。2011年至2016年期間，依托國家自然科學基金項目(71061013，61262022)，作為部分成果，對模糊數(shù)值函數(shù)分析學：逆問題（不適定問題、離散問題）及其數(shù)值計算方法、凸分析與優(yōu)化方法進行了深入系統(tǒng)的研究，拓展研究了模糊圖決策優(yōu)化理論。主要包括：連續(xù)系統(tǒng)逆問題。將一般度量空間中基于變分原理Tikhonov正則化方法、Landweber迭代方法等嵌入到模糊度量空間中，建立了模糊度量空間中求解逆問題與不適定問題集成計算方法；研究了不確定動力系統(tǒng)中一類初邊值問題求解及其逆問題與不適定問題的數(shù)值計算方法。離散系統(tǒng)廣義逆問題。在討論模糊積分的求積規(guī)則和計算方法（包括中點、梯形以及Simpson's方法在內的求積方法以及相對應的誤差估計）的同時，考慮到能否將其轉化為某種意義下的線性系統(tǒng)，或涉及線性系統(tǒng)的優(yōu)化問題。對幾類模糊線性系統(tǒng)和模糊矩陣方程的解問題及其在涉及線性系統(tǒng)的優(yōu)化問題的應用進行了系統(tǒng)研究。凸分析與優(yōu)化?；谙蛄恐涤成涞耐剐?，結合N維模糊映射的特點，提出了N維模糊映射的凸性、廣義凸性、上半連續(xù)和下半連續(xù)等概念并對他們之間的相互關系進行了系統(tǒng)研究。結果可應用到模糊凸優(yōu)化理論中，指出凸模糊映射的局部最小值點是其全局最小值點。模糊圖決策優(yōu)化理論及應用?；谀：畔⑾到y(tǒng)、模糊圖、模糊合作博弈,利用模糊圖(模糊超圖)研究了模糊信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構關系、模糊合作博弈的分配決策方案及模糊信息系統(tǒng)中的粒計算。該研究，對于模糊信息系統(tǒng)中的凸優(yōu)化問題，提供了一種利用群體信息、環(huán)境信息共同決定搜索策略的保障。項目屬于原創(chuàng)性研究，國際先進水平。研究結果豐富了不確定性的數(shù)學分析與計算理論，發(fā)展了模糊決策、模糊優(yōu)化的數(shù)學機理和方法。共發(fā)表系列論文43篇：其中國際著名SCI檢索刊物《FuzzySetsandSystems》、《InformationSciences》、《Knowledge-BasedSystems》等上發(fā)表論文26篇，最高影響因子5.524；EI論文16篇；CSCD論文14篇。多次受到同行引用:共被SCI引用82次，他引73次。3甘肅省自然科學獎光（電）功能材料的設計、可控制備及應用研究西北師范大學、華南理工大學王其召、童金輝、黃皓浩、安寧、李佳佳本項目屬于化學與材料交叉領域，研究成果涉及新型催化劑在光催化能源轉化、環(huán)境凈化等交叉性技術領域。項目主要研究內容包括：光（電）催化能源轉換材料的設計、制備及其析氫析氧性能；半導體復合材料對有機污染物環(huán)境友好降解等。項目的科學價值如下：針對不同半導體光催化能源轉換材料生長和應用的不同特點，開發(fā)出了系列具有自主知識產(chǎn)權的半導體復合（電極）材料、磁性可回收材料。實現(xiàn)了對半導體材料與助催化劑的可控復合，并對它們的生長機理進行了分析推測，為相關半導體復合材料的制備提供了指導思路。（2）利用半導體材料與助催化劑的復合，提高了半導體材料的活性面積，進而提高了其催化性能；利用兩種半導體材料界面調控，既拓寬了材料的吸光范圍，同時又提高了光生電子空穴的傳輸速度。（3）系統(tǒng)研究了不同助催化劑對材料催化分解水制氫性能和有機污染物環(huán)境友好降解效果的影響，揭示了半導體復合材料的組成、結構與其光（電）催化性能間的關系，為設計光（電）催化半導體復合能源材料提供新思路和理論依據(jù)。本項目已取得了一系列具有國際影響力的創(chuàng)新性成果，整體技術達到國際領先水平。在包括《AppliedCatalysisB:Environmental》（IF：14.229）,《GreenChemistry》（IF：9.405）,《ChemicalEngineeringJournal》（IF：8.355）,《JournalofCatalysis》（IF：7.723）等國際期刊上發(fā)表SCI論文66篇，影響因子大于5的JCR一區(qū)論文19篇，論文被一流SCI期刊《ChemicalReviews》、《ChemicalSocietyReviews》、《AdvancedMaterials》、《Energy&EnvironmentalScience》等上的文章他引合計1130次，其中，五篇代表性論文他引262次，單篇最高引用72次。上述成果為本領域的科技發(fā)展和實際應用奠定了重要的理論和實踐基礎。項目主要人員多次受邀在國際、國內重要學術會議上做主題或邀請報告，多次獲得科技獎勵。此外，項目獲多位國內外光（電）催化能源轉換及環(huán)境凈化處理同行專家的高度評議，一致認為本成果整體達到國內領先水平，在光電新能源材料開發(fā)及應用研究方面達到國際先進水平。4甘肅省自然科學獎光誘導原子電子氣相干動力學與輸運特性西北師范大學薛具奎、張愛霞、魚自發(fā)、胡芳奇、唐榮安本項目研究屬理論物理學科。研究了光與原子、電子氣的相互作用特性及對原子電子氣體動力學和輸運特性的相干調控。探索外場驅動下相互作用量子氣體的相干輸運、各種波動現(xiàn)象及引起的輻射特性是物理學的前沿課題，在量子器件、量子操控、量子模擬、粒子加速與輻射等領域扮演重要作用。主要工作有：（1）研究了原子氣在光晶格中隧穿動力學與輸運特性，從理論上提出了一種實現(xiàn)玻色原子選擇性相干輸運的方案，實現(xiàn)了玻色子自旋類型及個數(shù)精確可控的輸運和超交換，為自旋控制、計數(shù)和有效過濾提供了新思路，對實現(xiàn)具有拓撲序列的自旋多粒子糾纏態(tài)和多體量子相有重要意義。（2）研究了光誘導人工磁場與光晶格耦合對原子氣相干動力學的調控，從理論上獲得了原子處在確定相干局域態(tài)、相干運動態(tài)及退相干態(tài)的解析條件，獲得了人工磁場誘導的光晶格中玻色原子氣的不穩(wěn)定性行為和物質波的反射、正折射、負折射和分束現(xiàn)象，為利用人工規(guī)范場對物質波的相干操控和設計新型光學器件提供了理論依據(jù)。（3）研究了原子氣在諧振勢中的穩(wěn)定性、集體模激發(fā)與自旋混合動力學特性，獲得了基于光誘導自旋軌道耦合對旋量原子氣自旋分離相變、偶極振蕩模、自旋交換動力學的有效調控。（4）研究了缺陷光晶格中原子氣的超流輸運特性，獲得了系統(tǒng)發(fā)生超流-耗散轉變的臨界條件，揭示了缺陷、原子相互作用及光晶格的耦合特性及系統(tǒng)發(fā)生超流-耗散轉變的機理，實現(xiàn)了利用晶格缺陷對量子氣體在復雜光晶格中阻塞、過濾和相干輸運動力學的有效調控。（5）研究了外場驅動高能電子氣的集體動力學與輻射特性，探討了基于納米場效應管和激光驅動等離子體波產(chǎn)生高品質電子束及太赫茲輻射的有效模式。項目在2010.10-2016.7期間共發(fā)表SCI收錄論文54篇，其中發(fā)表在國際物理學標志性期刊Phys.Rev.A（E）8篇、Appl.Phys.Lett.1篇、Europhys.Lett.2篇、Phys.Plasma6篇。54篇論文被他引175次，單篇被他引最高次數(shù)為27次。研究工作得到國家自然科學基金面上項目4項、青年基金1項、地區(qū)基金3項、教育部博士點基金1項、甘肅省自然科學基金5項的資助。5科技進步獎基于物聯(lián)網(wǎng)的自然災害監(jiān)測預警關鍵技術研究及應用西北師范大學、蘭州大方電子有限責任公司郝占軍、藺想紅、黨小超、馬滿福、李曉純、張志昌、李揚、李芬芳、劉顏星本項目屬于基礎應用研究，是國家重點支持的高新技術領域。另外，本項目將物聯(lián)技術應用在自然災害監(jiān)測預警中，近幾年重大自然災害監(jiān)測預警與防范是國家重點關注和支持的民生優(yōu)先領域。項目研究內容：針對自然災害監(jiān)測預警的需要，研究傳感器節(jié)點定位、室內無源定位算法；研究復雜環(huán)境中無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)化算法；研究基于多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡的災害等級模型、災害識別和智能預警；開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術的自然災害監(jiān)測預警平臺。實現(xiàn)對自然災害監(jiān)測管理的科學化、數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化。創(chuàng)新點如下：（1）以滿足自然災害監(jiān)測預警實際情況的需要，研究動態(tài)傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位算法、提出了基于移動錨節(jié)點的模糊信息三維定位方法和基于機器學習的室內無源定位算法。（2）在災害監(jiān)測預警中，針對異構傳感網(wǎng)絡節(jié)點初始隨機部署時產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)的問題，提出多移動節(jié)點的WSN三維覆蓋算法，采用聯(lián)合探測概率模型判斷每一個監(jiān)測點的節(jié)點聯(lián)合探測概率，有效解決三維環(huán)境中惡劣復雜情況下的監(jiān)測問題。（3）實時監(jiān)測災害預警信息，結合自然災害專家建模，分析災害原因，實現(xiàn)雨量態(tài)勢推衍、降雨量匯聚、河流水位預警、徑流計算模型、地質災害風險預測模型、水淹分析、道路結冰預測模型，建立多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡的災害預警等級模型，提出基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡災害天氣識別與智能預警等關鍵技術理論。本項目在物聯(lián)網(wǎng)移動精準定位、三維覆蓋優(yōu)化算法、無源感知監(jiān)測預警方面共發(fā)表論文27篇，其中，SCI和EI收錄17篇，國家核心10篇。出版專著1部，申請國家自然科學基金4項，申請發(fā)明專利3項、獲得軟件著作權8項。相關技術在蘭州大方電子有限責任公司、甘肅萬維信息技術有限責任公司、甘肅紫光智能交通與控制技術有限公司等多家單位和公司應用，相關技術成果已在甘肅省隴南市、甘南藏族自治州、甘肅省岷縣、漳縣、青海省玉樹等災害多發(fā)城市災害應急處置與恢復重建進行示范應用，有非常好的實用性和推廣性。部分研究成果達到了國內領先水平。電子與高離化態(tài)離子碰撞動力學過程及其輻射極化特性的理論研究完成人對項目主要貢獻:姓名排名技術職稱工作單位對本項目主要學術貢獻董晨鐘負責項目總體規(guī)劃和組織實施、研究方案的確定，對重要發(fā)現(xiàn)中的1-5項都做出了重要貢獻，本項目占本人工作量的60%以上，詳見代表論文1-5。主要參與電子原子碰撞激發(fā)的研究，完成了電子碰撞激發(fā)全相對論程序的開發(fā)，對重要科學發(fā)現(xiàn)中的1到5做出了創(chuàng)造性的貢獻，本項目占本人工作量的70%以上，相見代表論文1，2，3，4，5。主要參與理論方法的推導，Au離子的原子結構參數(shù)以及碰撞動力學參數(shù)的計算，對重要科學發(fā)現(xiàn)中的4和5做出了創(chuàng)造性的貢獻，本項目占本人工作量的70%以上，相見代表論文3,5。主要參與W離子的原子結構參數(shù)以及碰撞動力學參數(shù)的計算，對重要科學發(fā)現(xiàn)中的1和5做出了創(chuàng)造性的貢獻，本項目占本人工作量的70%以上，相見代表論文1,5。主要參與量子干涉效應、Breit相互作用、輻射級聯(lián)效應對類H和類He離子撞動力學參數(shù)以及輻射極化度影響的研究，對重要科學發(fā)現(xiàn)中的1、2和3做出了創(chuàng)造性的貢獻，本項目占本人工作量的70%以上，相見代表論文1,2,3。模糊數(shù)值函數(shù)分析學：逆問題，凸分析與優(yōu)化完成人對項目主要貢獻:姓名排名技術職稱工作單位對本項目主要學術貢獻鞏增泰負責項目的總體規(guī)劃與實施，負責全部論文的的構思、撰寫、修改和投稿工作，參與了所有代表性成果的研究，對重要科學發(fā)現(xiàn)點1、2、3、4都有貢獻，詳見代表性論文[1-5]，占本人工作量的70%。對模糊數(shù)值函數(shù)分析學、模糊信息集成的數(shù)學理論和數(shù)值計算方法進行了深入系統(tǒng)的研究，關于模糊積分理論的研究在國際上是獨有的。對重要科學發(fā)現(xiàn)點1有貢獻，詳見代表性論文[1]，占本人工作量的70%。綜合應用模糊數(shù)空間、模糊數(shù)值函數(shù)空間、模糊數(shù)值函數(shù)微分方程與積分方程理論，研究了模糊系統(tǒng)中求解逆問題與不適定問題的數(shù)學理論及數(shù)值計算方法。將經(jīng)典求解逆問題與不適定問題方法在國際上首次嵌入模糊度量空間，拓展了不確定動力系統(tǒng)的研究途徑。對重要科學發(fā)現(xiàn)點2有貢獻，詳見代表性論文[3]，占本人工作量的55%。研究了離散系統(tǒng)廣義逆問題，討論了幾類模糊線性系統(tǒng)解問題的研究。在擴展LR-模糊數(shù)的基礎上，借助于GLR模糊數(shù)研究了完全模糊線性系統(tǒng)的模糊近似解，并分析了它的可解性。在國際上開辟了完全模糊線性系統(tǒng)的研究。對重要科學發(fā)現(xiàn)點3有貢獻，詳見代表性論文[2]，占本人工作量的55%。在定義N維模糊數(shù)空間上偏序關系的基礎上，對N維模糊映射的凸性進行了系統(tǒng)的研究。結果可應用到模糊凸優(yōu)化理論中，指出凸模糊映射的局部最小值點是其全局最小值點。很大程度上推動了模糊優(yōu)化方法的研究進展。對重要科學發(fā)現(xiàn)點4有貢獻，詳見代表性論文[5]，占本人工作量的55%。研究了模糊信息系統(tǒng)的模糊圖表示和圖決策理論及應用，對模糊信息與優(yōu)化問題空間的結構化處理方面開辟了基于圖論的直觀、有效方法，提供了一種利用群體信息、環(huán)境信息共同決定搜索策略的保障。光（電）功能材料的設計、可控制備及應用研究完成人對項目主要貢獻:姓名排名技術職稱工作單位對本項目主要學術貢獻王其召作為項目負責人，對該項目的制備工藝路線、產(chǎn)物表征、生長機理研究及性能測試等研究內容進行總體設計和規(guī)劃。對科學發(fā)現(xiàn)點1-4做出了創(chuàng)造性貢獻,是代表性論文1、2、3、5的第一作者和通訊作者。在該項技術研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的70%。作為項目的主要研究人員，對該項目的可磁分離材料、電催化析氫析氧的研究做出了重要貢獻。對科學發(fā)現(xiàn)點1、4做出了創(chuàng)造性貢獻,是代表性論文4的第一作者和通訊作者。在該項技術研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的60%。作為項目的主要研究人員，對該項目的光催化材料設計、非貴金屬助催化劑篩選做出了重要貢獻。對科學發(fā)現(xiàn)點2、3做出了創(chuàng)造性貢獻,是代表性論文1的通訊作者和代表性論文2的主要作者。在該項技術研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的60%。作為項目的主要研究人員，對該項目的非貴金屬助催化劑的篩選和性能表征做出了重要貢獻。對科學發(fā)現(xiàn)點1、4做出了創(chuàng)造性貢獻,是代表性論文2、3的主要作者。在該項技術研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的40%。作為項目的主要研究人員，對該項目的材料性能表征和反應機理的研究做出了重要貢獻。對科學發(fā)現(xiàn)點3、4做出了創(chuàng)造性貢獻,是代表性論文1、5的主要作者。在該項技術研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的30%。光誘導原子電子氣相干動力學與輸運特性完成人對項目主要貢獻:姓名排名技術職稱工作單位對本項目主要學術貢獻作為本項目的負責人，全面負責各項工作的調研、立項、開展以及實施。本人在該項目研究中的工作量占本人工作量的85%以上。對發(fā)現(xiàn)點1-5均有創(chuàng)造性貢獻，見代表性論文1-5。在本項目中主要負責光晶格中人造規(guī)范場和缺陷誘導冷原子動力學的具體研究工作。本人在該項目研究中的工作量占本人工作量的80%。對發(fā)現(xiàn)點2、4有創(chuàng)造性貢獻，見代表性論文2、4。在本項目中主要開展光晶格中原子氣隧穿動力學與輸運特性研究。本人在該項目研究中的工作量占本人工作量的70%。對發(fā)現(xiàn)點1有創(chuàng)造性貢獻，見代表性論文1。在本項目中主要開展原子氣在諧振勢中穩(wěn)定性、集體激發(fā)與自旋混合動力學的具體研究工作。本人在該項目研究中的工作量占本人工作量的70%。對發(fā)現(xiàn)點3有創(chuàng)造性貢獻，見代表性論文3。在本項目中主要開展激光驅動等離子體波及輻射特性研究工作。本人在該項目研究中的工作量占本人工作量的70%。對發(fā)現(xiàn)點5有創(chuàng)造性貢獻，見代表性論文5?；谖锫?lián)網(wǎng)的自然災害監(jiān)測預警關鍵技術研究及應用完成人對項目主要貢獻:姓名排名技術職稱工作單位對本項目主要學術貢獻負責項目的總體規(guī)劃與實施，對創(chuàng)新點（1）、（2）和自然災害監(jiān)測預警中的傳感器節(jié)點定位和覆蓋優(yōu)化有貢獻，出版專著1部，發(fā)表論文15篇，見論文專著目錄附件[1-8]、[12-13]、[18-20]，申請專利2項，見附件知識產(chǎn)權證明[1]、[2]，占本人工作量的75%。針對異構傳感網(wǎng)絡節(jié)點初始隨機部署時產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)的問題，在自然災害監(jiān)測復雜環(huán)境下，提出多移動節(jié)點的WSN三維覆蓋算法和無源室內定位算法。負責多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡的災害預警等級模型的建立，對創(chuàng)新點（3）和災害預警等級模型有貢獻，發(fā)表代表性論文7篇，見代表性論文[9-11]