电气传动控制系 - 张和生
姓  名:
张和生(ZHANG He-sheng)
职  称:
教授 博士生导师
职  务:
电气传动与控制系 系主任
学术兼职:
中国电工技术学会高级会员 电控系统与装置专委会委员,中国自动化学会电气自动化专委会委员,《电气传动》编委;中国计算机学会高级会员 工业控制计算机专业委员会常务委员,中国计算机自动测量与控制技术协会常务理事
部  门:
电气传动控制系
办公电话:
51684052
办公地点:
电气楼504,TINC研究室(Traffic information and Networked C
传  真:
51687101
电子邮件:
hszhang@bjtu.edu.cn

个人简介 :

在北方交通大学电气工程系获得电力牵引与传动控制专业工学学士学位。
在北方交通大学电气工程系获得铁道牵引电气化与自动化专业工学硕士学位。
在清华大学自动化系获控制科学与工程专业工学博士学位。
1995.4—今 北京交通大学电气工程学院(含北方交通大学电气工程系)助教、讲师、副教授、博士生导师(2007年)、教授。
2007年7月— 北京交通大学电气工程学院 博士生导师
2009年4月~2009年8月,美国Oakland University visiting scholar.
2009年—在轨道交通控制与安全国家重点实验室 教授 博士生导师。
2011年3月— 北京交通大学电气工程学院 教授 博士生导师

He-Sheng Zhang received his BSEE and MS degrees in electrical engineering from Northern Jiaotong University of China in 1992 and 1995, respectively. He received his PH.D degrees in Automation Science and Technology from Tsinghua University in 2006. He is now the Professor in school of electrical engineering in Beijing Jiaotong University.

从本科生毕业设计开始,一直在电气自动化领域从事研究和开发工作,主要从事电气设备状态监测、计算机测控装置和系统、故障诊断方法和系统等方面开展研究和开发工作。随着技术发展和项目工作的进展,研究领域不断拓宽,项目经费和发表论文不断增加。目前在传感器网络和现场总线的研究和开发中形成了一定的优势和特色。如:
利用现场总线和远程无线传输实现的网络化多点温度采集与传输系统在我国东北重要运输线——吉图珲铁路的隧道防冻害重大项目中得到广泛应用。
利用地磁传感器和CAN或短程无线通信实现的交通流状态获取传感器;
利用超声探测器实现的远程超声流量计;
利用有线和无线传输方式实现的地面电源用电监测等装置和系统在城市交通和铁路运输企业得到了应用等等。

在研究方面获得的资助:
获得国家自然科学基金委的连续面上项目资助,获得铁道部或中国铁路总公司、教育部、科技部、航天科技集团、航天科工集团、中兴通讯股份有限公司等单位的资助、合作或联合开发。

在社会评价方面,取得的成绩:
获得中国铁道学会铁道环保奖(2017年度)
获得詹天佑铁道科学技术奖——专项奖(2016年度);
以第1完成人获得中国铁道学会科技进步奖(2014年度);
获得北京交通大学智瑾奖教金优秀青年教师奖(2014年);
北京交通大学红果园奖等。

在研究生培养方面,取得的成绩:
在研究生培养方面,尊重学生的研究兴趣,让学生在实际项目的进行锻炼,学生在理论、开发和实际动手方面的能力得到了大大的提高。博士研究生全部到国外参加国际学术会议,并可根据自身情况与国外联合培养;硕士研究生经过实际项目开发的培养过程具备很强的实际动手能力和独立工作的能力。如研究生潘成、白喆获得2014年度中国铁道学会科技进步三等奖(第2、6完成人)。每位研究生能够在学生阶段参与国家级和省部级研究项目,大量研究生作为项目副组长参与研发工作,得到了理论和实践工作的锻炼。到目前为止,已经培养毕业博士研究生2人,学术型硕士研究生24人;专业型硕士研究生5人。毕业研究生就职于国家级研究机构(铁道科学研究院、电力科学研究院、北京建筑设计院、天津市政研究院)、大型国企(铁路总公司、国家电网、中车公司(南车和北车)、航天科工、航空工业等)、跨国公司(ABB、SMC、Yokogawa)和高新技术企业(华为公司、亚信科技、利德华福、北方微电子等)。研究生在读书阶段受到了理论研究和实际开发的训练和参与实际工程项目的经历,在单位很快崭露头角,受到所在单位的广泛认可,迅速成为“白骨精”,即白领阶层、业务骨干和社会精英。

研究生招生专业
1)电气工程专业(一级学科) 在电气设备在线监测、轨道交通、智能交通等领域开展研究和开发工作
2)检测技术与自动化装置专业 (控制科学与工程一级学科中的二级学科) 在电气设备在线监测、轨道交通、智能交通等领域开展研究和开发工作

对保研生、硕博连读生和直博生的待遇: 对本校保研生和外校985/211学校保研生进组后,一次性奖励3000元; 对硕博连读生和直博生,一次性奖励5000元; 进入实验室后,博士生和硕士生会按国家和学校规定,每月发给补助。
在基础补助的基础上,博士生和硕士生会按承担科研项目工作量和所取得的成果,发放项目开发奖励、结题奖励、论文奖励。研究组每半年对研究生进行评议,成果突出的发放贡献奖。

热烈欢迎志在电气自动化领域深耕研发的同学到我组攻读硕士研究生、博士研究生,或博士后合作研究和到组工作!热烈欢迎具有保送资格的本科生、和有能力通过研究生入学考试的学生到我组攻读硕士学位!

获得博士学位的研究生(按照年级排名,同级不分排名)
[1]. 杨军 毕业论文《无线传感器网络组网优化研究》 工作单位:南瑞集团(国网电科院)北京科东电力控制系统有限责任公司
[2]. 孙伟 毕业论文《车路系统信息采集系统中IEEE802.11p网络性能分析和评价研究》 工作单位:中国航天科工飞航技术研究院

获得硕士学位的研究生(按照年级排名,同级不分排名)
[1]. 曹迅恺 学位论文《基于DSP的交流调速系统优化SVPWM策略研究》 2007年12月毕业 工作单位:北京ABB四方电力系统有限公司
[2]. 国彬 学位论文《交通状态获取的嵌入式以太网通信方法》 2008年6月毕业 工作单位:北京ABB电气传动系统有限公司
[3]. 王强 学位论文《交通状态获取的传感器网络复合节点的研制》 2008年6月毕业 工作单位:北京荣华恒信开关技术有限公司
[4]. 付月辉 学位论文《列车运行设备安全评估的检测系统》 2008年6月毕业 工作单位:SMC(中国)有限公司
[5]. 揭志熹 学位论文《基于ZigBee无线传感器网络的车辆定位方法》 2009年6月毕业 工作单位:亚信科技(中国)有限公司
[6]. 王金东 学位论文《基于UDP通信的感应电机调速方法》 2009年6月毕业 工作单位:北京合力电气传动控制技术有限责任公司
[7]. 韦洁 学位论文《基于主元分析的电机状态监测方法的研究》 2009年6月毕业 工作单位:北京市建筑设计研究院有限公司
[8]. 叶华 学位论文《SOPC技术在道路交通信息采集系统中的应用研究》 2009年6月毕业 工作单位:北京北方微电子公司
[9]. 郑巨明 学位论文《基于DSP和ucOSII实时操作系统的传感器网络节点的研制》 2009年6月毕业 工作单位:北京利德华福电气技术有限公司
[10]. 崔鹏坤 学位论文《以太网在控制网络中的性能分析及应用》 工作单位:佛山市顺德区胜业电气有限公司
[11]. 周卓楠 学位论文《面向交通信息采集的无线传感器网络部署优化研究》 2010年6月毕业 工作单位:新西兰
[12]. 赵亚萍 学位论文《基于最小二乘支持向量机的软测量建模与应用》 2010年6月毕业 工作单位:国家电网公司海东电力公司
[13]. 金冀伟 学位论文《基于相关性分析的高速铁路弓网关系建模与应用》 2011年6月毕业 工作单位:北京铁路局北京动车段北京动车运用所
[14]. 肖欣 学位论文《基于联盟机制的交通信息采集传感器网络任务分配研究》 2012年6月毕业 工作单位:华为技术有限公司
[15]. 刘志勇 学位论文《铁路废水流量监测的无线传感器网络汇聚节点》 2012年6月毕业 工作单位:横河电机(中国)北京研发中心
[16]. 韩博 学位论文《基于ZigBee协议的无线传感器网络组网方法》 2012年6月毕业 工作单位:中航工业北京曙光航空电气有限责任公司
[17]. 张明洋 学位论文《基于DSRC车路通信建模》 2012年6月毕业 工作单位:国网冀北电力有限公司管理培训中心
[18]. 常晓菲 学位论文《资源约束条件下的传感器节点海量数据处理方法》 2012年6月毕业 工作单位:北京卫戍区警卫1师6团
[19]. 李辉 学位论文《动车组列车安全状态检测传感器网络结构优化及可靠性分析》 2014年3月毕业 工作单位:天津市市政工程设计研究院
[20]. 凌云 学位论文《列车安全监测网络的数据传输模式和性能优化的研究》 2014年3月毕业 工作单位:安徽综合交通研究院
[21]. 谢晶鑫 学位论文《无线传感器网络拓扑控制方法》 2014年3月毕业 工作单位:国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心
[22]. 张钰 学位论文《车载自组网连通性分析》 2014年3月毕业 工作单位:北京碧水源科技股份有限公司
[23]. 白喆 学位论文《车联网中网络流量的建模与仿真》 2015年3月毕业 工作单位:北京京航计算通讯研究所
[24]. 陈玉飞 学位论文《基于LabVIEW的轴承试验数据管理系统研究》 2015年3月毕业 工作单位:中国北车长春轨道客车股份有限公司
[25]. 赵宇航 学位论文《高速轴承试验数据分析系统研究》 2015年6月毕业 工作单位:南车株洲电力机车有限公司

研究方向 :

研究方向集中在电气自动化方向中的计算机测量与控制理论、方法、技术、装置和系统。在电气设备状态检测与在线监测、轨道交通安全监测与控制(包括基础设施安全状态监测、移动设施如机车车辆动车组地铁列车等状态监测与控制、电传动系统状态监测与控制)、智能交通系统信息采集等领域从事研究和开发工作。
具体研究方向包括
1 电气设备状态检测与在线监测
主要研究利用各类传感器对各类电气设备运行状态进行检测所需的数据采集、传输和处理的方法。开发各类采集模块、数据传输模块和数据处理和展示中心。实现传感器采集电气设备状态信号,各种通信方式将检测数据发送到远程数据中心,数据中心展示监测数据,用户可以通过互联网访问或者通过手机无线访问的系统。

2 轨道交通状态检测、在线监测与故障诊断
主要研究面向铁路移动设施和固定基础设施、地铁和轻轨的移动设施和固定基础设施的状态检测所用的检测理论和方法、在线监测系统,故障诊断方法与预测方法,以及状态检测、在线监测和故障诊断所用的传感器或相关装置和系统。

3 现场总线、传感器网络与车联网
主要研究应用于智能电网(smart grid)中应用的现场总线以及基于现场总线的状态采集、智能交通系统(Intelligent Transportation Systems)中交通状态获取的传感器网络构成、基于数据融合的数据处理方法;车联网(VANET)中基于车车组网、车路组网的数据采集、传输和处理系统。
本研究方向所涉及的技术也可应用于轨道交通。

4 电力传动与电力电子系统的测控网络
主要研究电力传动与电力电子系统的状态检测、网络控制理论与方法;现场总线的组成、协议、性能分析与评价方法;基于Ethernet的网络控制理论与技术;开发相应装置。

科研成果 :

科技奖励
[3]中国铁道学会铁道环境保护奖(2017年度)
[2] 詹天佑铁道科学技术奖——专项奖(2016年度)
[1] 铁道科技奖 ”铁路运输企业废水排放远程在线监测技术、装置和系统“ 获2014年度铁道科技奖三等奖(第1完成人)

发明专利
[9] 发明专利 张和生 潘成 杨军 孙伟 金冀伟 国彬 王强 叶华 揭志熹 郑巨明 贾利民 基于传感器网络的交通状态获取方法、装置及系统 ZL 2011 1 0108559.2
[8] 发明专利 张和生 潘成 刘志勇 孙伟 韩博 一种污染物排放监测装置及系统 ZL 2012 1 0068910.4
[7] 发明专利 张和生 王金东 郑巨明 叶华. 感应电机的网络控制方法及其装置 ZL 2008 1 0239828.7
[6] 发明专利 张和生 贾利民 叶华 国彬 王强等. 基于传感器网络的交通状态获取方法及其装置. ZL 2009 1 0078177.2
[5] 发明专利 张和生 贾利民 董宏辉等. 一种获取城市道路交通状态的传感器网络 ZL 2009 1 0077682.5
[4] 发明专利 张和生 付月辉 国彬等. 面向轨道交通安全评估的分布式检测装置 ZL 2008 1 0056198.X
[3] 发明专利 张和生 付月辉 叶华等. 感应电机运行状态的分布式监控系统 ZL 2008 1 0056197.5.
[2] 发明专利 张和生 国彬 王强等. 道路交通信息采集的多传感器接入装置及其数据融合方法 ZL 2008 1 0057549.9
[1] 发明专利 张和生 国彬 王强等. 道路交通信息采集传感器网络节点装置及其数据传输方法 ZL 2008 1 0057393.4

软件著作权
已经获得国家计算机软件著作权13项

在研项目 :

主持项目:目前主持在研或完成的项目来源有国家自然科学基金、科技部863、铁道部或中国铁路总公司、教育部、国家重点实验室等6类项目。

主持在研项目:
5)中国铁路哈尔滨局集团公司齐齐哈尔北车辆段 地面电源网络电表采集装置及系统 EX17009
4)中国铁路总公司 铁路运输企业光伏发电应用技术方案及政策规范研究 2017Z003-G
3)红果园项目(航天科技集团北京航天动力研究所) 故障数据诊断系统研究 E14GY500010
2)中兴通讯股份有限公司 工业(实时)以太网以及工业总线的研究(E17L00050)
1)红果园企事业(航天科工集团飞航技术研究院):智能井盖移位监测装置研究(E17GY500040)

主持完成项目汇总
No.I 国家自然科学基金项目
(1)国家自然科学基金面上项目:交通信息采集的无线传感器网络建模与信息协同处理方法研究(60874079) 结题
(2)国家自然科学基金委面上项目:车路通信环境下协同感知网络建模分析与数据获取方法(61174179) 结题

No.II 科技部项目
(1)国家863项目:交通状态获取的新型传感器、传感器网络优化与融合(2006AA11Z231) 结题

No.III 铁道部或铁路总公司项目
(5)中国铁路总公司 车辆段空调客车整备检修地面电源的节能监测与预警技术(2015Z005-D)
(4)中国铁路总公司重点项目:铁路站车环境保护技术——铁路运输企业环保在线监测研究(2013Z001-C) 结题
(3)铁道部重大项目(沈阳铁路局委托):吉图珲铁路隧道防冻害远程数据通讯装置(E13L00520) 结题
(2)铁道部重大(沈阳铁路局委托):吉图珲铁路隧道温度测量的网络化采集装置(E13L00150) 结题
(1)铁道部重点项目:铁路控制污染物排放监测技术研究 (2011Z001-D) 结题

No.IV 教育部项目
(1)交通状态信息采集的可重构技术与软测量模型研究(108127) 结题

No.V 国家重点实验室项目
(2)国家重点实验室自主课题:基于传感器网络的轨道交通安全状态检测的关键理论与方法研究 (RCS2009ZT003) 结题
(1)国家重点实验室开放课题:基于数据融合的轨道交通安全估计与预测(SKL2007K011) 结题

教学活动 :

本科生课程:
《电力拖动自动控制系统》、《传感器技术》、《专业英语》、《工业控制及现场总线》、《计算机控制技术》、《计算机网络》
研究生课程:
《现代控制工程》
工程硕士课程:
《现代传感技术》、《电机控制系统》、《传感网与物联网》

主要论著 :

参编教材
《电机与运动控制系统》 北京 清华大学出版社 2006,3.

自参加工作以来,以第一作者或本人指导的研究生为第一作者发表学术论文60多篇。主要文章有:
[21] 孙伟 张和生 潘成 杨军 白喆. 基于Markov链的车载自组织MAC层建模及分析. 吉林大学学报(工学报). 2015,45(7):1304-1310.
[20] 孙伟 张和生 潘成 杨军. IEEE802.11p车载自组网的HSCPN建模及分析. 北京邮电大学学报自然科学版. 2015,38(2):127-130.
[19] Wei Sun He-Sheng Zhang Cheng Pan Jun Yang. Comprehensive Performance Evaluation of VANETs for Safety-Related Applications. Wireless Personal Communication. 2015,83(4):3017 -3031.( Regular Paper )
[18] Jun Yang, Hesheng Zhang, Yun Ling et al. Task Allocation for Wireless Sensor Network Using Modified Binary Particle Swarm Optimization. IEEE sensor Journal. 2014,14(3):883-892. ( Regular Paper )
[17] 孙伟 张和生 潘成等. 基于Markov链的车辆网络MAC层综合分析模型 北京邮电大学学报(自然科学版). 2014,37(1):57-63
[16] Wei Sun, Hesheng Zhang, Cheng Pan et al. Analytical study of the IEEE 802.11p EDCA mechanism. IEEE Intelligent Vehicles Symposium. 2013 1428-1433
[15] 孙伟 张和生 潘成等. 改进的非抢优M/G/1CAN总线实时性分析 铁道学报. 2013,35(12):57-63
[14] 张和生 张明洋 孙伟. 基于IEEE802.11p高速车路通信环境研究. 仪器仪表学报. 2013,34(5):1181-1187.
[13] 肖欣 张和生 杨军等. 一种交通信息采集传感器网络任务分配方法. 仪器仪表学报. 2012,33(11):2529-2534.
[12] 杨军 张和生 潘成等.一种交通信息采集传感器网络的IP互连方法. 仪器仪表学报. 2011,32(11):2596-2601.
[11] Hesheng ZHANG Cheng PAN Jun YANG et al. SN-UTIA: A sensor network for urban traffic information acquisition. IEEE Intelligent Vehicles Symposium, 2010:566-571.
[10] 张和生 周卓楠 潘成等. 交通信息采集无线传感器节点部署的微粒群优化方法. 仪器仪表学报. 2010,(31):1991-1996.
[9] 叶华 张和生 王强等 面向交通状态获取的嵌入式TCP通信方法 仪器仪表学报 2009,30(4): 685-688
[8] 张和生 曹迅恺 王金东 贾利民 牵引设备安全评估实验系统的感应电动机优化控制 电工技术学报 2009,24(2): 27-34
[7] 张和生 张毅 胡东成 一种区域交通状态定量分析方法. 吉林大学学报(工学版) 2009,39(2):336-342
[6] 张和生 张毅 胡东成 路段平均行程时间估计方法 交通运输工程学报 2008,8(1):89-96.
[5] 张和生 张毅 温慧敏 胡东成 利用GPS数据估计路段平均行程时间. 吉林大学学报(工学版) 2007,37(3): 533-537
[4] 张和生, 张毅, 胡东成, 王明军. 区域交通状态分析时空分层模型. 清华大学学报(自然科学版) 2007,47(1):157-160.
[3] 张和生 王立德 杨宁 曹迅恺 磁浮控制系统的涡流传感器非线性校正方法研究 电工技术学报 2006.21(3): 71-75.
[2] Zhang Hesheng, Zhang Yi, Danya Yao, Hu Dongchen. An Architecture of Traffic State Analysis Based on Multi-Sensor Fusion. IEEE Intelligent Vehicles Symposium. 2005: 855-860.
[1] He-Sheng Zhang, Yi Zhang, Zhi-Heng Li,and Dong-Cheng Hu. Spatial–Temporal Traffic Data Analysis Based on Global Data Management Using MAS. IEEE Trasactions on Intelligent Transportation System, 2004,5(4):267-275. ( Regular Paper. )

工作经历:

1995.4—今 北京交通大学电气工程学院(含北方交通大学电气工程系)助教、讲师、副教授、博士生导师、教授。
2009年4月~2009年8月,美国Oakland University visiting scholar.
2009年在轨道交通控制与安全国家重点实验室任教授、博士生导师。

获奖荣誉:

个人荣誉:
中国铁道学会铁道环保奖(2017年度)
第13届詹天佑铁道科学技术奖:专项奖(2016年度)
全国工控机年会优秀论文奖(2016年)
铁道科学技术奖 第1完成人(2014年度)
北京交通大学智瑾奖教金优秀青年教师奖(2014年)
北京交通大学优秀主讲教师(2007年)
北京交通大学红果园奖(1997年)
全国变压器学术会议优秀论文奖(1996年)。

指导研究生获得的荣誉
研究生潘成 白喆 获得 2014年度铁道科技奖 第2、6完成人
博士生杨军获得唐车一等奖学金,获得中央高校基础科研业务费资助。
博士生孙伟获得唐车奖学金,获得中央高校基础科研业务费资助。

指导硕士生获得的荣誉
硕士生 赵宇航 获得2014年度 国家奖学金