2019年度甘肃省科学技术奖申报项目公示

2019年度甘肃省科学技术奖申报项目公示序号申报奖种项目名称完成单位完成人项目简介1甘肃省自然科学奖电子与高离化态离子碰撞动力学过程及其辐射极化特性的理论研究西北师范大学董晨钟、蒋军、武中文、颉录有、陈展斌本项目属于原子分子物理中的前沿热点领域。项目的主要研究内容包括以下三个方面：（1）在国际上最先进的研究原子结构和性质的相对论多组态Dirac-Fock方法及其程序GRASP2K基础上，结合密度矩阵理论，自主发展了研究高离化态离子碰撞过程中辐射特征光谱极化特性的理论方法和程序，实现了对Breit相互作用、QED效应、量子干涉效应以及辐射级联效应的统一处理；（2）以高离化态类氢和类氦离子碰撞激发过程中辐射光谱为例，研究了Breit相互作用、量子干涉效应、辐射级联效应对光谱极化特性的影响，揭示了各种高阶效应对碰撞过程中辐射光谱极化特性的影响；（3）研究了与惯性约束聚变和磁约束聚变有关的Au45+到Au50+离子和W42+到W45+离子的碰撞动力学过程及其辐射特征光谱的极化特性，得到了与热核聚变有关的高精度原子结构和碰撞动力学参数。本项目不仅发展了高离化态离子碰撞动力学过程和辐射极化特性研究的计算软件，还揭示了各种高阶效应对碰撞过程中辐射光谱极化特性的影响。其中，关于量子干涉效应对电子碰撞激发辐射光谱极化特性的影响以及Breit相互作用对光谱圆极化特性的影响，在国际上属于首次研究。该系列成果为热核聚变等离子体状态的精确诊断、光谱的模拟、谱线形成机制的判断以及聚变反过程的监控提供了重要的科学依据。我们的研究成果引起了国内外同行及相关实验物理学家的关注与好评，日本电气通信大学电子束离子阱实验装置负责人Nakamura教授认为我们的研究将促进新一代电子束离子阱实验装置的发展。此外，我们也被邀请参加了国际原子能机构（IAEA）组织的相关国际合作研究项目。项目的研究结果已在Phys.Rev.A、J.Phys.B、Phys.Scr.和Eur.Phys.J.D等国际国内刊物上发表，总计43篇，其中SCI收录36篇。5篇代表论文引用53次，他引15次。此外，课题组成员受邀参加国际国内学术会议并做邀请报告或进展报告23次，举办国际学术会议2次。2甘肃省自然科学奖模糊数值函数分析学：逆问题，凸分析与优化西北师范大学巩增泰、杨宏、刘坤、海射香、王倩项目属于数学、信息科学和管理科学交叉领域。2011年至2016年期间，依托国家自然科学基金项目(71061013，61262022)，作为部分成果，对模糊数值函数分析学：逆问题（不适定问题、离散问题）及其数值计算方法、凸分析与优化方法进行了深入系统的研究，拓展研究了模糊图决策优化理论。主要包括：连续系统逆问题。将一般度量空间中基于变分原理Tikhonov正则化方法、Landweber迭代方法等嵌入到模糊度量空间中，建立了模糊度量空间中求解逆问题与不适定问题集成计算方法；研究了不确定动力系统中一类初边值问题求解及其逆问题与不适定问题的数值计算方法。离散系统广义逆问题。在讨论模糊积分的求积规则和计算方法（包括中点、梯形以及Simpson's方法在内的求积方法以及相对应的误差估计）的同时，考虑到能否将其转化为某种意义下的线性系统，或涉及线性系统的优化问题。对几类模糊线性系统和模糊矩阵方程的解问题及其在涉及线性系统的优化问题的应用进行了系统研究。凸分析与优化。基于向量值映射的凸性，结合N维模糊映射的特点，提出了N维模糊映射的凸性、广义凸性、上半连续和下半连续等概念并对他们之间的相互关系进行了系统研究。结果可应用到模糊凸优化理论中，指出凸模糊映射的局部最小值点是其全局最小值点。模糊图决策优化理论及应用。基于模糊信息系统、模糊图、模糊合作博弈,利用模糊图(模糊超图)研究了模糊信息系统的数据结构关系、模糊合作博弈的分配决策方案及模糊信息系统中的粒计算。该研究，对于模糊信息系统中的凸优化问题，提供了一种利用群体信息、环境信息共同决定搜索策略的保障。项目属于原创性研究，国际先进水平。研究结果丰富了不确定性的数学分析与计算理论，发展了模糊决策、模糊优化的数学机理和方法。共发表系列论文43篇：其中国际著名SCI检索刊物《FuzzySetsandSystems》、《InformationSciences》、《Knowledge-BasedSystems》等上发表论文26篇，最高影响因子5.524；EI论文16篇；CSCD论文14篇。多次受到同行引用:共被SCI引用82次，他引73次。3甘肃省自然科学奖光（电）功能材料的设计、可控制备及应用研究西北师范大学、华南理工大学王其召、童金辉、黄皓浩、安宁、李佳佳本项目属于化学与材料交叉领域，研究成果涉及新型催化剂在光催化能源转化、环境净化等交叉性技术领域。项目主要研究内容包括：光（电）催化能源转换材料的设计、制备及其析氢析氧性能；半导体复合材料对有机污染物环境友好降解等。项目的科学价值如下：针对不同半导体光催化能源转换材料生长和应用的不同特点，开发出了系列具有自主知识产权的半导体复合（电极）材料、磁性可回收材料。实现了对半导体材料与助催化剂的可控复合，并对它们的生长机理进行了分析推测，为相关半导体复合材料的制备提供了指导思路。（2）利用半导体材料与助催化剂的复合，提高了半导体材料的活性面积，进而提高了其催化性能；利用两种半导体材料界面调控，既拓宽了材料的吸光范围，同时又提高了光生电子空穴的传输速度。（3）系统研究了不同助催化剂对材料催化分解水制氢性能和有机污染物环境友好降解效果的影响，揭示了半导体复合材料的组成、结构与其光（电）催化性能间的关系，为设计光（电）催化半导体复合能源材料提供新思路和理论依据。本项目已取得了一系列具有国际影响力的创新性成果，整体技术达到国际领先水平。在包括《AppliedCatalysisB:Environmental》（IF：14.229）,《GreenChemistry》（IF：9.405）,《ChemicalEngineeringJournal》（IF：8.355）,《JournalofCatalysis》（IF：7.723）等国际期刊上发表SCI论文66篇，影响因子大于5的JCR一区论文19篇，论文被一流SCI期刊《ChemicalReviews》、《ChemicalSocietyReviews》、《AdvancedMaterials》、《Energy&EnvironmentalScience》等上的文章他引合计1130次，其中，五篇代表性论文他引262次，单篇最高引用72次。上述成果为本领域的科技发展和实际应用奠定了重要的理论和实践基础。项目主要人员多次受邀在国际、国内重要学术会议上做主题或邀请报告，多次获得科技奖励。此外，项目获多位国内外光（电）催化能源转换及环境净化处理同行专家的高度评议，一致认为本成果整体达到国内领先水平，在光电新能源材料开发及应用研究方面达到国际先进水平。4甘肃省自然科学奖光诱导原子电子气相干动力学与输运特性西北师范大学薛具奎、张爱霞、鱼自发、胡芳奇、唐荣安本项目研究属理论物理学科。研究了光与原子、电子气的相互作用特性及对原子电子气体动力学和输运特性的相干调控。探索外场驱动下相互作用量子气体的相干输运、各种波动现象及引起的辐射特性是物理学的前沿课题，在量子器件、量子操控、量子模拟、粒子加速与辐射等领域扮演重要作用。主要工作有：（1）研究了原子气在光晶格中隧穿动力学与输运特性，从理论上提出了一种实现玻色原子选择性相干输运的方案，实现了玻色子自旋类型及个数精确可控的输运和超交换，为自旋控制、计数和有效过滤提供了新思路，对实现具有拓扑序列的自旋多粒子纠缠态和多体量子相有重要意义。（2）研究了光诱导人工磁场与光晶格耦合对原子气相干动力学的调控，从理论上获得了原子处在确定相干局域态、相干运动态及退相干态的解析条件，获得了人工磁场诱导的光晶格中玻色原子气的不稳定性行为和物质波的反射、正折射、负折射和分束现象，为利用人工规范场对物质波的相干操控和设计新型光学器件提供了理论依据。（3）研究了原子气在谐振势中的稳定性、集体模激发与自旋混合动力学特性，获得了基于光诱导自旋轨道耦合对旋量原子气自旋分离相变、偶极振荡模、自旋交换动力学的有效调控。（4）研究了缺陷光晶格中原子气的超流输运特性，获得了系统发生超流-耗散转变的临界条件，揭示了缺陷、原子相互作用及光晶格的耦合特性及系统发生超流-耗散转变的机理，实现了利用晶格缺陷对量子气体在复杂光晶格中阻塞、过滤和相干输运动力学的有效调控。（5）研究了外场驱动高能电子气的集体动力学与辐射特性，探讨了基于纳米场效应管和激光驱动等离子体波产生高品质电子束及太赫兹辐射的有效模式。项目在2010.10-2016.7期间共发表SCI收录论文54篇，其中发表在国际物理学标志性期刊Phys.Rev.A（E）8篇、Appl.Phys.Lett.1篇、Europhys.Lett.2篇、Phys.Plasma6篇。54篇论文被他引175次，单篇被他引最高次数为27次。研究工作得到国家自然科学基金面上项目4项、青年基金1项、地区基金3项、教育部博士点基金1项、甘肃省自然科学基金5项的资助。5科技进步奖基于物联网的自然灾害监测预警关键技术研究及应用西北师范大学、兰州大方电子有限责任公司郝占军、蔺想红、党小超、马满福、李晓纯、张志昌、李扬、李芬芳、刘颜星本项目属于基础应用研究，是国家重点支持的高新技术领域。另外，本项目将物联技术应用在自然灾害监测预警中，近几年重大自然灾害监测预警与防范是国家重点关注和支持的民生优先领域。项目研究内容：针对自然灾害监测预警的需要，研究传感器节点定位、室内无源定位算法；研究复杂环境中无线传感器网络覆盖优化算法；研究基于多层人工神经网络的灾害等级模型、灾害识别和智能预警；开发基于物联网技术的自然灾害监测预警平台。实现对自然灾害监测管理的科学化、数字化、智能化和网络化。创新点如下：（1）以满足自然灾害监测预警实际情况的需要，研究动态传感器网络节点定位算法、提出了基于移动锚节点的模糊信息三维定位方法和基于机器学习的室内无源定位算法。（2）在灾害监测预警中，针对异构传感网络节点初始随机部署时产生覆盖盲区的问题，提出多移动节点的WSN三维覆盖算法，采用联合探测概率模型判断每一个监测点的节点联合探测概率，有效解决三维环境中恶劣复杂情况下的监测问题。（3）实时监测灾害预警信息，结合自然灾害专家建模，分析灾害原因，实现雨量态势推衍、降雨量汇聚、河流水位预警、径流计算模型、地质灾害风险预测模型、水淹分析、道路结冰预测模型，建立多层人工神经网络的灾害预警等级模型，提出基于卷积神经网络灾害天气识别与智能预警等关键技术理论。本项目在物联网移动精准定位、三维覆盖优化算法、无源感知监测预警方面共发表论文27篇，其中，SCI和EI收录17篇，国家核心10篇。出版专著1部，申请国家自然科学基金4项，申请发明专利3项、获得软件著作权8项。相关技术在兰州大方电子有限责任公司、甘肃万维信息技术有限责任公司、甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司等多家单位和公司应用，相关技术成果已在甘肃省陇南市、甘南藏族自治州、甘肃省岷县、漳县、青海省玉树等灾害多发城市灾害应急处置与恢复重建进行示范应用，有非常好的实用性和推广性。部分研究成果达到了国内领先水平。电子与高离化态离子碰撞动力学过程及其辐射极化特性的理论研究完成人对项目主要贡献:姓名排名技术职称工作单位对本项目主要学术贡献董晨钟负责项目总体规划和组织实施、研究方案的确定，对重要发现中的1-5项都做出了重要贡献，本项目占本人工作量的60%以上，详见代表论文1-5。主要参与电子原子碰撞激发的研究，完成了电子碰撞激发全相对论程序的开发，对重要科学发现中的1到5做出了创造性的贡献，本项目占本人工作量的70%以上，相见代表论文1，2，3，4，5。主要参与理论方法的推导，Au离子的原子结构参数以及碰撞动力学参数的计算，对重要科学发现中的4和5做出了创造性的贡献，本项目占本人工作量的70%以上，相见代表论文3,5。主要参与W离子的原子结构参数以及碰撞动力学参数的计算，对重要科学发现中的1和5做出了创造性的贡献，本项目占本人工作量的70%以上，相见代表论文1,5。主要参与量子干涉效应、Breit相互作用、辐射级联效应对类H和类He离子撞动力学参数以及辐射极化度影响的研究，对重要科学发现中的1、2和3做出了创造性的贡献，本项目占本人工作量的70%以上，相见代表论文1,2,3。模糊数值函数分析学：逆问题，凸分析与优化完成人对项目主要贡献:姓名排名技术职称工作单位对本项目主要学术贡献巩增泰负责项目的总体规划与实施，负责全部论文的的构思、撰写、修改和投稿工作，参与了所有代表性成果的研究，对重要科学发现点1、2、3、4都有贡献，详见代表性论文[1-5]，占本人工作量的70%。对模糊数值函数分析学、模糊信息集成的数学理论和数值计算方法进行了深入系统的研究，关于模糊积分理论的研究在国际上是独有的。对重要科学发现点1有贡献，详见代表性论文[1]，占本人工作量的70%。综合应用模糊数空间、模糊数值函数空间、模糊数值函数微分方程与积分方程理论，研究了模糊系统中求解逆问题与不适定问题的数学理论及数值计算方法。将经典求解逆问题与不适定问题方法在国际上首次嵌入模糊度量空间，拓展了不确定动力系统的研究途径。对重要科学发现点2有贡献，详见代表性论文[3]，占本人工作量的55%。研究了离散系统广义逆问题，讨论了几类模糊线性系统解问题的研究。在扩展LR-模糊数的基础上，借助于GLR模糊数研究了完全模糊线性系统的模糊近似解，并分析了它的可解性。在国际上开辟了完全模糊线性系统的研究。对重要科学发现点3有贡献，详见代表性论文[2]，占本人工作量的55%。在定义N维模糊数空间上偏序关系的基础上，对N维模糊映射的凸性进行了系统的研究。结果可应用到模糊凸优化理论中，指出凸模糊映射的局部最小值点是其全局最小值点。很大程度上推动了模糊优化方法的研究进展。对重要科学发现点4有贡献，详见代表性论文[5]，占本人工作量的55%。研究了模糊信息系统的模糊图表示和图决策理论及应用，对模糊信息与优化问题空间的结构化处理方面开辟了基于图论的直观、有效方法，提供了一种利用群体信息、环境信息共同决定搜索策略的保障。光（电）功能材料的设计、可控制备及应用研究完成人对项目主要贡献:姓名排名技术职称工作单位对本项目主要学术贡献王其召作为项目负责人，对该项目的制备工艺路线、产物表征、生长机理研究及性能测试等研究内容进行总体设计和规划。对科学发现点1-4做出了创造性贡献,是代表性论文1、2、3、5的第一作者和通讯作者。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。作为项目的主要研究人员，对该项目的可磁分离材料、电催化析氢析氧的研究做出了重要贡献。对科学发现点1、4做出了创造性贡献,是代表性论文4的第一作者和通讯作者。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。作为项目的主要研究人员，对该项目的光催化材料设计、非贵金属助催化剂筛选做出了重要贡献。对科学发现点2、3做出了创造性贡献,是代表性论文1的通讯作者和代表性论文2的主要作者。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。作为项目的主要研究人员，对该项目的非贵金属助催化剂的筛选和性能表征做出了重要贡献。对科学发现点1、4做出了创造性贡献,是代表性论文2、3的主要作者。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的40%。作为项目的主要研究人员，对该项目的材料性能表征和反应机理的研究做出了重要贡献。对科学发现点3、4做出了创造性贡献,是代表性论文1、5的主要作者。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的30%。光诱导原子电子气相干动力学与输运特性完成人对项目主要贡献:姓名排名技术职称工作单位对本项目主要学术贡献作为本项目的负责人，全面负责各项工作的调研、立项、开展以及实施。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的85%以上。对发现点1-5均有创造性贡献，见代表性论文1-5。在本项目中主要负责光晶格中人造规范场和缺陷诱导冷原子动力学的具体研究工作。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的80%。对发现点2、4有创造性贡献，见代表性论文2、4。在本项目中主要开展光晶格中原子气隧穿动力学与输运特性研究。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的70%。对发现点1有创造性贡献，见代表性论文1。在本项目中主要开展原子气在谐振势中稳定性、集体激发与自旋混合动力学的具体研究工作。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的70%。对发现点3有创造性贡献，见代表性论文3。在本项目中主要开展激光驱动等离子体波及辐射特性研究工作。本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的70%。对发现点5有创造性贡献，见代表性论文5。基于物联网的自然灾害监测预警关键技术研究及应用完成人对项目主要贡献:姓名排名技术职称工作单位对本项目主要学术贡献负责项目的总体规划与实施，对创新点（1）、（2）和自然灾害监测预警中的传感器节点定位和覆盖优化有贡献，出版专著1部，发表论文15篇，见论文专著目录附件[1-8]、[12-13]、[18-20]，申请专利2项，见附件知识产权证明[1]、[2]，占本人工作量的75%。针对异构传感网络节点初始随机部署时产生覆盖盲区的问题，在自然灾害监测复杂环境下，提出多移动节点的WSN三维覆盖算法和无源室内定位算法。负责多层人工神经网络的灾害预警等级模型的建立，对创新点（3）和灾害预警等级模型有贡献，发表代表性论文7篇，见代表性论文[9-11]