□ 吳應(yīng)清

李紅斌團(tuán)隊(duì)榮獲2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

專家簡(jiǎn)介：

李紅斌，1967年生，華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院教授。1987年華中工學(xué)院電力工程系電磁測(cè)量專業(yè)本科畢業(yè)，1994年華中理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)博士畢業(yè)。研究領(lǐng)域：電磁測(cè)量技術(shù)、數(shù)字電能計(jì)量技術(shù)、智能測(cè)量設(shè)備等。多年來(lái)一直致力于電磁測(cè)量新理論與技術(shù)方向的研究工作，為電子式互感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定工作組成員，主持了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部攻關(guān)、教育部重點(diǎn)項(xiàng)目等多項(xiàng)縱向科研項(xiàng)目，獲得國(guó)家發(fā)明專利16項(xiàng)。獲2016年度高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（第一完成人）；獲2017年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(第一完成人)。兼任中國(guó)智能量測(cè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)委員，為《電測(cè)與儀表》《電力工程技術(shù)》編委。

2018年1月8日，2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在人民大會(huì)堂隆重舉行。“強(qiáng)電磁環(huán)境下復(fù)雜電信號(hào)的光電式測(cè)量裝備及產(chǎn)業(yè)化”科研項(xiàng)目獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目的第一完成人正是華中科技大學(xué)教授李紅斌。20多年的攻關(guān)和堅(jiān)守，李紅斌和團(tuán)隊(duì)取得這一殊榮，可謂實(shí)至名歸，當(dāng)之無(wú)愧。

甘做“萬(wàn)金油”

電信號(hào)測(cè)量是現(xiàn)代工業(yè)控制和智能化的基礎(chǔ)。測(cè)量，一向被稱為“萬(wàn)金油”，各行各業(yè)都需要。光電測(cè)量，在行業(yè)內(nèi)也有著較早的發(fā)展史。電力、電冶金、核工業(yè)和軍工等行業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了直流、脈沖、瞬變、寬幅的大電流和高電壓等復(fù)雜電信號(hào)的測(cè)量需求。然而電磁環(huán)境惡劣，有時(shí)對(duì)安裝空間要求極其嚴(yán)苛，傳統(tǒng)的電磁式測(cè)量技術(shù)已難以適用。ABB(ABB集團(tuán)是全球最大的電力和自動(dòng)化技術(shù)公司之一)等國(guó)外公司于20世紀(jì)末研制出新型光電式測(cè)量裝備。

1983年起，李紅斌開始在華中工學(xué)院電力工程系攻讀學(xué)士學(xué)位；1991年，她又繼續(xù)攻讀電氣信息檢測(cè)專業(yè)碩士及博士學(xué)位；2000年起，任教于華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，至今算來(lái)，李紅斌從事測(cè)量領(lǐng)域研究已經(jīng)近30年。

近30年的時(shí)光，對(duì)于一名科研者特別是一名女性科研者，足夠稱得上“很長(zhǎng)”，李紅斌也感慨道：“因?yàn)檫@個(gè)領(lǐng)域的確挺難的，所以做了很長(zhǎng)時(shí)間?！钡勂甬?dāng)年是如何進(jìn)入這一研究領(lǐng)域的，似乎也存在著一些偶然性和必然性。李紅斌的父母都是20世紀(jì)60年代學(xué)電機(jī)專業(yè)的大學(xué)生，在高考填志愿的時(shí)候，父母隨心的一句話“你理科比較好，那就學(xué)電氣吧”，竟讓李紅斌從此與這一領(lǐng)域結(jié)下深深的不解之緣。

1983年讀大學(xué)，那時(shí)的李紅斌只有16歲，選擇的就是電磁測(cè)量專業(yè)。本科畢業(yè)以后，李紅斌選擇了走出校門，去工作中實(shí)踐。不太愿意隨大流的她，去了當(dāng)時(shí)一個(gè)非常大也非常有名的企業(yè)。盡管各方面待遇都很好，但兩年后，李紅斌決定回校繼續(xù)攻讀學(xué)業(yè)。當(dāng)時(shí)周圍的同事和領(lǐng)導(dǎo)都覺得很奇怪，企業(yè)這么好，為什么要走？單位的人事還再三讓李紅斌想清楚，“要是走的話再進(jìn)來(lái)就不容易了”，但李紅斌絲毫沒有猶豫，還是選擇回去讀書，因?yàn)樗胱龅氖虑檫€有很多。兩年的企業(yè)經(jīng)歷，也讓李紅斌深深感受到：“我們做的東西一定要是實(shí)用的，能夠解決問(wèn)題的?！?/p>

從1989年開始攻讀兩年碩士學(xué)位后，李紅斌就直接轉(zhuǎn)讀博士，在那個(gè)年代，電磁測(cè)量專業(yè)在全國(guó)高校都少之又少，而華中科技大學(xué)算得上較早的幾所之一。攻讀博士期間，李紅斌就跟著導(dǎo)師做“七五”攻關(guān)項(xiàng)目，3年里她接觸的都是光電測(cè)量裝備，也是國(guó)內(nèi)最早開始接觸這一領(lǐng)域的那批人。

而在20世紀(jì)90年代，大家對(duì)創(chuàng)新遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有今天的意識(shí)和需求，光電測(cè)量這一新事物并沒有得到行業(yè)的認(rèn)可。加之那個(gè)時(shí)候國(guó)家投入的科研經(jīng)費(fèi)有限，無(wú)法和現(xiàn)在相比，而做測(cè)量本身又是一件“耗錢”的事兒，需要投入好的設(shè)備做實(shí)驗(yàn)，這就讓科研人員遇到了現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題——資金不足。為了經(jīng)費(fèi)，李紅斌和導(dǎo)師常常要到各個(gè)電網(wǎng)公司去介紹“新技術(shù)”，不停地去“化緣”。工夫不負(fù)有心人，在當(dāng)時(shí)他們得到了廣東一家供電局的大力支持，爭(zhēng)取到了一筆經(jīng)費(fèi)，才使得實(shí)驗(yàn)繼續(xù)做下去。直到2000年以后，這種“資金不足”的情況有所好轉(zhuǎn)。光電測(cè)量在國(guó)內(nèi)得到了越來(lái)越多的認(rèn)可，前來(lái)合作的企業(yè)也絡(luò)繹不絕。

度過(guò)了艱難的日子，產(chǎn)品也開始工程化應(yīng)用，當(dāng)時(shí)很多企業(yè)都覺得這是一個(gè)很好的東西，大家一擁而上。但這也滋生了一些問(wèn)題，產(chǎn)品在質(zhì)量、性能等方面都存在不少問(wèn)題。面對(duì)這些問(wèn)題，李紅斌和團(tuán)隊(duì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了攻關(guān)，2010年左右重新把工程中原理樣機(jī)問(wèn)題梳理一遍，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，這樣反復(fù)進(jìn)行了幾個(gè)來(lái)回。2013年左右整個(gè)工程中暴露出來(lái)的諸多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題都得到了良好解決，產(chǎn)品也真正進(jìn)入了穩(wěn)定期。

有問(wèn)題并不可怕，可怕的是沒有正視問(wèn)題，沒有尋找解決問(wèn)題的方法。面對(duì)應(yīng)用中出現(xiàn)的不足和問(wèn)題，李紅斌和其團(tuán)隊(duì)選擇追根溯源，因?yàn)檫@是一種責(zé)任。

二十余年攻關(guān)，突破世界性難題

多年來(lái)，我國(guó)光電測(cè)量市場(chǎng)一直被國(guó)外壟斷，要進(jìn)口光電式測(cè)量裝備，單價(jià)往往高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元。除了高昂的價(jià)格，還有一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題亟待解決，如：光電信號(hào)微弱，易受振動(dòng)和溫度干擾，其精度始終難以真正達(dá)到0.2級(jí)，穩(wěn)定性較差；同時(shí)由于其解調(diào)方法的限制，電流最大量程無(wú)法超過(guò)600kA，響應(yīng)時(shí)間也不能滿足柔性直流輸電等特殊應(yīng)用；特別是電磁沖擊常造成解調(diào)組件損壞。2010年，對(duì)國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)2041套光電式測(cè)量裝備的統(tǒng)計(jì)表明，其故障率高達(dá)10.2%，有時(shí)還造成保護(hù)誤動(dòng)，嚴(yán)重危及電網(wǎng)安全?？梢?，強(qiáng)電磁環(huán)境下復(fù)雜電信號(hào)的光電式測(cè)量已成為測(cè)量領(lǐng)域亟需攻克的世界性難題。

圍繞這一難題，李紅斌和團(tuán)隊(duì)開展了“強(qiáng)電磁環(huán)境下復(fù)雜電信號(hào)的光電式測(cè)量裝備及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目研究，經(jīng)過(guò)多年持續(xù)攻關(guān)，他們不僅有效解決了上述世界性難題，更取得了集理論、技術(shù)、裝備于一體的系列成果，并獲得了國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的榮譽(yù)。

光電式傳感主動(dòng)降噪方法，是其創(chuàng)新理論成果。項(xiàng)目組構(gòu)建了電磁熱力耦合分析模型，揭示了光電傳感系數(shù)波動(dòng)規(guī)律，提出了共模抑制自補(bǔ)償設(shè)計(jì)方法，發(fā)明了旋轉(zhuǎn)對(duì)消空芯線圈等三大類傳感組件，滿足各種安裝需求，測(cè)量精度和穩(wěn)定性均得到有效保證。

量程擴(kuò)展與隨動(dòng)微差解調(diào)技術(shù)，是其創(chuàng)新技術(shù)之一。項(xiàng)目組提出基于解調(diào)相位一階差分信號(hào)的擴(kuò)展修正因子及判據(jù)，電流最大量程擴(kuò)大至1200kA；同時(shí)還提出基于對(duì)稱雙工作點(diǎn)的反饋增益隨動(dòng)控制方法，響應(yīng)時(shí)間縮短至國(guó)外最好產(chǎn)品的1/3，滿足了柔性直流輸電等測(cè)量要求。

項(xiàng)目組還創(chuàng)新提出了電磁沖擊協(xié)同防護(hù)技術(shù)，提出了大構(gòu)件小空間h-p目標(biāo)自適應(yīng)有限元仿真方法，發(fā)現(xiàn)傳感組件的形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)電磁沖擊耦合強(qiáng)度起決定性作用，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)可將耦合到解調(diào)組件的電磁沖擊強(qiáng)度大幅降低，突破僅對(duì)解調(diào)組件進(jìn)行電磁防護(hù)的常規(guī)做法，發(fā)明了傳感—解調(diào)組件協(xié)同防護(hù)技術(shù)，在國(guó)際上率先將光電式測(cè)量裝備電磁防護(hù)整體性能提升到A級(jí)，并成為行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)。

此外，項(xiàng)目組還完成了產(chǎn)品整體性能檢測(cè)體系。李紅斌和其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)IEC60044-7/8標(biāo)準(zhǔn)中僅從解調(diào)側(cè)施加干擾的試驗(yàn)方法存在缺陷，這也是過(guò)去檢測(cè)合格的產(chǎn)品故障率仍很高的重要原因?；诖?，項(xiàng)目組首次提出了從傳感側(cè)施加干擾的等效試驗(yàn)方法，研制了系列試驗(yàn)裝備，檢測(cè)平臺(tái)試驗(yàn)項(xiàng)目的專業(yè)性和完整性超越KEMA等同類檢測(cè)機(jī)構(gòu)，為國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品性能的持續(xù)改進(jìn)提供了精準(zhǔn)指導(dǎo)。

此外，該項(xiàng)目還完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，發(fā)明專利27項(xiàng)，并發(fā)表了該領(lǐng)域首部專著，SCI/EI論文37/59篇，他引1318次，歐洲傳感器會(huì)議主席等專家給予了高度評(píng)價(jià)并采用部分成果。

最終，該項(xiàng)目研究成果解決了包括國(guó)際首臺(tái)全超導(dǎo)核聚變裝置長(zhǎng)脈沖等離子體電流、國(guó)際最大鋁電解槽直流電流、高壓直流混合斷路器高變化率分?jǐn)嚯娏骷半娀t高溫多分裂導(dǎo)線電流測(cè)量等多個(gè)極端測(cè)量難題。研究成果不僅打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，形成16個(gè)系列產(chǎn)品，市場(chǎng)占有率達(dá)60%以上，并實(shí)現(xiàn)出口，大大地降低了測(cè)量設(shè)備的運(yùn)行故障率和產(chǎn)品價(jià)格；形成了設(shè)計(jì)理論、工業(yè)產(chǎn)品、檢測(cè)裝備、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等系列化成果，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，引領(lǐng)了光電式電信號(hào)測(cè)量裝備跨越式發(fā)展。

不畏艱難，挑戰(zhàn)自我

面對(duì)這一路取得的驕人成績(jī)，李紅斌卻看起來(lái)很淡然，因?yàn)樗烂恳豁?xiàng)成果的取得都是一個(gè)又一個(gè)難關(guān)的攻克。而20多年的持續(xù)攻關(guān)，這其中的艱難和堅(jiān)持可想而知。測(cè)量本身已是一個(gè)艱苦的行業(yè)，對(duì)女性從業(yè)者來(lái)說(shuō)更是難上加難，他們要到實(shí)地安裝和調(diào)試，環(huán)境是好是壞，是戈壁還是險(xiǎn)灘，他們都要全力前往。但，李紅斌從未有過(guò)放棄的念頭。

當(dāng)記者問(wèn)起這些年所遇到的困難時(shí)，李紅斌似乎欲言又止。因?yàn)樵谒砩?，的確經(jīng)歷了太多艱難險(xiǎn)阻，但在她看來(lái)，卻是必然，她多次這樣說(shuō)道：“如果一件事非常容易就完成，那這件事是沒有價(jià)值和意義的。科研的目的，就是解決難題?！?/p>

回憶起攻讀博士那會(huì)兒，她說(shuō)印象最深的就是當(dāng)時(shí)沒有什么經(jīng)費(fèi)，條件也相當(dāng)簡(jiǎn)陋。但光纖這種測(cè)量設(shè)備又需要比較好的實(shí)驗(yàn)條件，要有一種能抗震的平臺(tái)，而那時(shí)的確沒有錢買?！艾F(xiàn)在來(lái)看也不算貴，微調(diào)架當(dāng)時(shí)可能要1000多塊錢一個(gè)，但買不起，沒有經(jīng)費(fèi)，臺(tái)子大概需要幾萬(wàn)塊錢就更買不起了?！崩罴t斌苦笑道。怎么辦？他們只能夠等到夜深人靜的時(shí)候，開始做實(shí)驗(yàn)。因?yàn)閷?duì)外界穩(wěn)定因素要求極高，周圍稍有人走動(dòng)實(shí)驗(yàn)就無(wú)法繼續(xù)，于是，李紅斌和同事們就經(jīng)常半夜做實(shí)驗(yàn)。到了晚上10點(diǎn)鐘之后，差不多大家都走了，實(shí)驗(yàn)樓的樓管師傅也十分支持和配合，把其他人都趕走，鎖上門做實(shí)驗(yàn)。每天都是這樣，經(jīng)常到半夜兩三點(diǎn)結(jié)束。

李紅斌還清楚記得有一年過(guò)元旦的時(shí)候，其他樓里大家都在慶?？缒晖頃?huì)，異常熱鬧，而李紅斌和同事們所在的這棟樓卻一直很安靜，她和導(dǎo)師，還有師兄師妹幾個(gè)人仍在認(rèn)真地做實(shí)驗(yàn)?！暗莻€(gè)時(shí)候我們并不覺得苦，而是覺得每一天都特別充實(shí)?！毕肫甬?dāng)年，李紅斌臉上仍洋溢著滿足的微笑。

去企業(yè)調(diào)試的時(shí)候，有時(shí)候因?yàn)橐粋€(gè)很小的問(wèn)題，就會(huì)熬上一個(gè)通宵，李紅斌坦言，要是去變電站的話那條件就更艱苦了，高溫下的室外工作，中暑的情況也有可能發(fā)生。盡管20世紀(jì)90年代的工作和科研條件很差，但卻把李紅斌和師兄們鍛煉成了焊光纖的高手，因?yàn)楫?dāng)時(shí)買不起全自動(dòng)的焊接機(jī)，只能買人工的焊接機(jī)。于是，李紅斌和師兄師妹平時(shí)就在實(shí)驗(yàn)室苦練本領(lǐng)。2000年以前的那一段時(shí)間，沒有行業(yè)的廣泛認(rèn)可，沒有經(jīng)費(fèi)的支持，盡管特別難，但李紅斌和同事們都挺了過(guò)來(lái)。

做實(shí)驗(yàn)

如此類似的困難，其實(shí)對(duì)李紅斌來(lái)說(shuō)都是習(xí)以為常的事情了?！耙粋€(gè)有價(jià)值的科研，沒有困難是不可能的。如果一帆風(fēng)順把它做完了，就真的沒有價(jià)值了。正是碰到很多困難，每一個(gè)都去克服，才是有價(jià)值的。”面對(duì)困難，李紅斌也經(jīng)常這樣教導(dǎo)學(xué)生：“碰到困難的時(shí)候你應(yīng)該高興，因?yàn)檫@個(gè)事情有價(jià)值。”作為導(dǎo)師，在人才培養(yǎng)上，李紅斌也始終遵循和堅(jiān)持著自己的原則。她強(qiáng)調(diào)，做科研的過(guò)程中要有高度的責(zé)任感和非常強(qiáng)烈的責(zé)任心；要有一種挑戰(zhàn)自我、不畏困難的精神。“一定要經(jīng)過(guò)千錘百煉，不要因一點(diǎn)點(diǎn)困難就選擇放棄。作為導(dǎo)師更多地要從精神和品格方面去幫助學(xué)生來(lái)樹立這種意識(shí)，讓他們受益終生?！?/p>

高度的責(zé)任感和堅(jiān)強(qiáng)的毅力，是李紅斌對(duì)自己的要求，同時(shí)她也這樣要求著自己的學(xué)生，因?yàn)樗哪繕?biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才和領(lǐng)軍人才。

一個(gè)人可以取得成績(jī)，但一個(gè)團(tuán)隊(duì)可以取得偉大的成就。合作，同樣是李紅斌看中的。隨著各個(gè)行業(yè)的不斷發(fā)展，一些新的需求不斷被提出。在和企業(yè)合作的過(guò)程中，李紅斌也時(shí)刻居安思危，現(xiàn)在她把目光投向了更遠(yuǎn)的方向，她說(shuō)：“幾年前，我們已經(jīng)開始研究智能式測(cè)量設(shè)備，今后的重點(diǎn)是面向智能化方向發(fā)展。”