发挥多学科交叉融合优势攻克水务领域关键技术难题——记2020年产学研合作创新奖个人赵喜萍

◎ 本刊记者 韩 羽

赵喜萍，博士、二级教授、博导，新世纪百千万人才国家级人选，国家级学术技术带头人，享受国务院特殊津贴专家，全国五一劳动奖章获得者，国家重点工程建设一等功，三晋英才高端领军人才，山西省十大杰出女知识分子,并连续十年获省先进工作者，1997年7年至2001年7月任山西省引黄工程管理局调度中心主任、总调度, 高工，2003年至2019年任山西省黄河万家寨水务集团有限公司副总工、教授级高工，2019年7月至今任太原理工大学水利科学与工程学院长、水利水电科学研究院院长、二级教授，其主要研究领域为智慧水利管理、在线仿真预测、流域水资源调配等研究与应用，主持或参与承担包括国家计农经[1993]250号“山西省万家寨引黄入晋工程全线自动化系统 ”、国家发改农经[2008]2531号“山西省万家寨引黄入晋二期扩机全系统调度运行一体化平台 ”、十一五国家水污染治理专项2012ZX07205-005“水质水量联合调控与应急处置关键技术研究与运行示范”、十二五国家科技支撑计划课题2013BAB05B01“基于物联网的流域信息获取技术研究”、国家863计划信息技术领域智慧城市（二期）重点项目2013AA01A600、十三五重点研发计划课题2017YFC0405900“流域水资源多目标调度集成平台及示范”、山西省水投集团委托项目2019SXSL0004“山西智慧水务关键技术研究与应用”等课题，曾获山西省科技进步一等奖2项、国防科工委科技进步二等奖1项，产学研合作成果二等奖1项，国家重点工程建设一等功1次，全国五一劳动奖章、国务院政府特殊津贴、新世纪国家级学术技术带头人、新世纪百千万工程国家级人才、山西省十大杰出女知识分子等荣誉，主持完成软件著作权8个，出版专著《自动控制和水力学仿真在引黄工程中的科研与实践》1部，合著《智慧水利工程案例库建设及教学实践》和《水库信息化工程新技术研究与实践》2部，发表论文25篇，编写调度运行规程10部，撰写技术报告24篇，兼任中国水利水电学会常务理事、山西省委直接联系的高级专家、山西世界经济学会会长、中国智慧城乡课题组组长、青海学者高评委、节水新技术与长距离调水工程安全高效运行协同创新中心副理事长、中水三立有限公司技术顾问和院士工作站特聘教授、山西智慧城乡信息技术有限公司首席专家等职务。

赵喜萍所在的太原理工大学是国家“双一流”重点建设高校，国家“211工程”重点建设大学。太原理工大学坚持“求实创新”的理念，积极开展产学研合作，为地方经济发展作贡献。学校参与的产学研合作形式灵活多样，主要有：与地方政府共建异地研究院，与企业合作建设联合研究中心、联合实验室，科研成果许可、转让，技术入股等，接受企业委托技术开发等。学校十分重视科研平台的建设，现有国家重点实验室培育基地1个，教育部重点实验室4个，山西省重点实验室13个；教育部工程技术研究中心1个，山西省工程技术研究中心14个；国家地方联合工程实验室2个，国家地方联合研究中心2个；国家国际科技合作基地1个，山西省国际科技合作基地2个。学校学科门类齐全，科研力量雄厚，具有组织水力学领域多学科交叉科学研究与技术研发的综合优势，引进达到国际先进水平的水力学仿真和信息化研究的专家团队。多年来，太原理工大学不断完善科研和成果转化制度，为推动产学研合作提供了稳定的机制保障。学校充分听取企业对办学理念、办学规模、发展规划等的意见建议，企业就人才培养、科学研究方面的需求及时与学校交换意见，产学研合作成效显著。近年来，太原理工大学每年的科研经费大约在5亿元左右，其中约2/3为来自于企业的合作科研经费。太原理工大学在科技项目及团队、科技经费、科技基地、四技经费、科技成果转化及科技项目验收鉴定、专利情况、科技成果获奖等七项指标中每年均位列前茅，而且多数指标居全省高校第一。

为促进基础研究、教学科研及其产业链的发展融合，赵喜萍及其团队高度重视产学研合作，充分发挥在水利、信息、自动化、计算机等多学科交叉融合优势，2019年7月以来先后与丹麦水利研究院、英国思克莱德大学、美国南卡罗来纳大学、中国水利水电科学研究院、清华大学、河海大学、武汉大学、航天云网科技发展有限责任公司、丹华水利环境技术有限公司、中水三立数据技术股份有限公司、山西省黄河万家寨水务集团和山西云时代技术有限公司等国内外重要科研机构和高新技术企业开展交流与合作，目前已完成或正在推进的产学研合作项目达10余项1600余万元，其中包括太原理工大学与山西省黄河万家寨水务集团的校企合共建山西省智慧水务大数据研究院有限公司1000万元；与山西云时代技术有限公司“智慧水务大数据”产学研合作300万元；与永定河流域投资有限公司“水环境治理”产学研合作75万；与临汾市安泽县沁河流域“水环境和水生态”项目50万元；绿州一号菌草合作研发100万元等。

在产学研合作中，赵喜萍发挥了重要作用：

在“大型水利工程无人值班少人值守关键技术研究与应用”项目中发挥重要作用。该项目研究对象是一个跨流域、大流量、高扬程、长管道、泵站间串联、泵站内机组并联、梯级泵站与封闭式输水隧洞相连接、调蓄能力极为有限的大型引水工程。项目研究目标是保证工程安全、可靠、经济运行，以解决太原、大同、朔州、平鲁、忻州、桑干河、汾河等地工农业缺水和生态供水危机。项目经近15年的研究和实践，攻克了国际控制领域、水力学、在线仿真、信息技术、人工智能、大数据决策分析、水力测量领域极具挑战性的关键技术难题。主要科技创新：

⑴首创梯级泵站及长距离引水工程全系统水力学在线仿真系统模型，完成了452公里引水线路水力学在线仿真计算；首次实现了水力学计算和仿真调度决策系统跨学科研究并无缝集成；首创“在线仿真结果直接参与工程实时控制”的运行调度新模式；首次采用“水位+小流量”作为边界条件参与精确控制，完成了数学建模和模型校验，提出了复杂泵站运行调度的建模方案及优化调度运行新策略；首创全系统多种工况下的非恒定流水力计算模型及串联泵站间的水力过渡过程计算在线分析模型，解决了明渠非恒定流水力特性的仿真计算等技术难题。

⑵首次研制成功国家重点新产品压力式数字物位传感器和感应式数字水位传感器并成功地应用于水利工程中，解决了“特长全封闭隧道的水位监测”重大难题；首创基于计算机监控系统的渠道测流关键技术，并结合研制完成的水下机器人、无人机、无人船等遥感监测设备，实现了人工智能数据的实时采集。

⑶首创以“河长”为主体“河长办”为核心的管理考核模式，提出了“河长积分制”，实现了量化考核办法创新；首创“无人值班，少人值守”的输水泵站运行管理模式。经鉴定，技术水平达国际领先水平。累计调水约32亿立方米，新增利润35.2亿元，节约运行成本超4.5亿元，受水区人口达934.48万人，生态供水覆盖山西省北部等地，经济、社会及环境效益显著。2003年，首创中国梯级引水工程“无人值班，少人值守”的现代化运行管理模式。项目成果已在国内外多家水利工程中得以应用，核心技术在工程应用中创造了显著的社会效益和经济效益，该项目的核心技术和创新产品已实现规模化生产，并广泛应用到了山西省大水网建设、山西省引黄工程、南水北调东线、中线工程等国内10余省份的多个大型水利工程中，大幅度降低了成本，显著提高了工程效率，实现了科技成果的转化和应用。

项目建设期间，赵喜萍先后担任山西省引黄工程总公司，机电自动化国际项目经理、引黄工程总调度，调度中心主任、书记/高工等职务，创建了国家重点实验室“山西省万家寨引黄工程中心实验室”，培养科研人员200多人。创建了山西省万家寨引黄工程全线自动化控制中心，培养运行人员1200多名。

该成果获国家科技发明二等奖1项，省部级科技进步一等奖2项、中国产学研合作创新成果奖二等奖或山西省科技进步二等奖和技术发明二等奖9项，授权与项目相关的发明专利20项，软件著作权82个，发表SCI、EI论文25篇，出版专著2部，合著4部，调度运行规程10部，技术报告42篇，制定标准3项。

在“中国智慧城乡顶层设计3343建设体系研究与应用”项目中发挥积极作用。为充分运用现代信息技术，实现对城乡行政、民生、农业、旅游等需求的智能响应，引领“互联网+”时代发展潮头，中国智慧城乡按照3个目标“兴业、惠民、优政”，3个原则是“对面向未来、面向问题、面向城乡”，4步规划是“战略规划、顶层设计、行动计划、板块设计”，3大问题“建设、推进、保障”进一步研究和推进。2013年首选山西省了具有相对代表性的农业和文化旅游县作为该项目建设的示范县。2014年，引进社会资本3000多万，首期完成 “智慧政务”“智慧民生”“智慧农业”三大运营平台示范建设，目前正开展“农村智慧水环境处理、智慧医疗、智慧社区、智慧安监、智慧旅游、智慧农电商、智慧党务、智慧园区、智慧教育、智慧人社、人工智能和大数据应用云平台”的研发和应用。

赵喜萍还担任中国智慧城乡课题组组长、三晋文化传播大使，创建了中国智慧城乡平台、互联网+中国元素平台。

项目完成的成果包括：智慧城乡数字云平台、智慧城乡服务大厅、政府管理指挥中心、民生服务呼叫中心、智慧城乡运营管理中心、政务综合业务平台、智慧民生服务应用平台、智慧农业运营服务平台等。

软件开发完成：AnyCMS内容管理&发布系统、行政审批管理系统、生产溯源管理系统、电子监察系统、城略移动应用平台系统、网站群管理系统、电子商务系统。

产学研合作成果：浪潮服务器、VMWARE虚拟化完成县级云数据中心标准建立和规模规划；JAVA、西安博达完成县级门户、信息互通的县级建设；Oracle数据库、IBM数据挖掘完成县级政务民生大据的基础规划；益可达智能轨道控制、苏州路森道路交通有限公司完成农业物联网、可溯源的基础模型。

项目在山西省运城市、阳泉市、太原市、大同市四个地市县城、工业园区作示范，围绕智慧生活、经济、政务和农业试点示范开展了大量工作，取得了积极的成效，促进当地经济社会效益显著提高。

关键创新点：（1）解决O2O方案难以落地的问题，针对不同区域，分别安排社区运营人员，为平台收集数据，对外反馈数据；（2）为群众与政府搭建信息桥梁，群众通过移动智能终端软件可以向平台提交诉求，运维人员通过后台为群众解答问题。政府部门可通过平台向群众传达最新政策信息；从此实现了信息的互通，将民政关系联系的更为紧密；（3）当地农业信息上网，对于当地较为特色的农业产业信息，为农户提供上信息扩散的渠道，通过农业信息平台为老百姓传播相关信息，该平台具备“溯源跟踪”“视频定位”等功能，为用户了解当地特色提供方便；（4）先进的视频传输设备，传统视频传输采用固定位置探头，项目在对户外视频监控方面采用了轨道移动技术，实现了移动巡检功能。