◎梁生樹（本刊記者）

創(chuàng)新從來都是“九死一生”，但他始終以“亦余心之所善兮，雖九死其猶未悔”的豪情投入到科研創(chuàng)新中去

9月12日下午6時(shí)，西安交通大學(xué)彭康樓二層西側(cè)一間不足15平方米的辦公室里，記者見到管曉宏院士。

握手、讓座、沏茶，交談開始前，他將辦公用的金屬框架簡易轉(zhuǎn)椅拉近記者所坐的沙發(fā)，“距離感”瞬間即逝。讓人想到他在“表達(dá)和交流”課中，傳授給學(xué)生們的“箴言”：真實(shí)、真誠；嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真；恰當(dāng)、得體。

近兩個(gè)小時(shí)的交流中，高興時(shí)他開懷大笑仰在椅子靠背上，動(dòng)情處右手會(huì)“打開”在頭頂上，呈現(xiàn)出一名“業(yè)余舞者”的習(xí)慣動(dòng)作。

面對采訪提綱中數(shù)十個(gè)問題，他一再強(qiáng)調(diào)“自己最近出頭露面太多”“應(yīng)該多宣傳一下自己的恩師莊家玫這樣默默無聞的普通老師”，說到科研、教學(xué)成就總是一言帶過。

快遞小哥催收郵件、家人催吃晚飯、團(tuán)隊(duì)成員催問次日多項(xiàng)活動(dòng)的準(zhǔn)備工作……不時(shí)響起的電話鈴聲，“豐富”著管曉宏院士的這個(gè)如常下午。

系統(tǒng)節(jié)能提效的創(chuàng)新人

2016年11月4日，由中國和174個(gè)國家共同簽署，全球應(yīng)對氣候變化的《巴黎協(xié)定》正式生效。有媒體驚嘆，這一天全世界開啟了可持續(xù)發(fā)展的道路，停止了走向氣候?yàn)?zāi)難的腳步。

作為締約方，中國向全世界承諾，二氧化碳的排放量到2030年左右達(dá)到峰值。

得知這一消息的管曉宏欣慰之余，也感到肩上的責(zé)任更加沉重。

全世界大國中，我國第一次能源的煤占比近70%，排在印度之后。而歐洲小國丹麥等國，到2050年，整個(gè)國家全部使用可再生能源。

“我們的煤從發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量到挖掘出來效率僅為30%，加上各個(gè)環(huán)節(jié)的損失，最后用到發(fā)電的不到10%，節(jié)能有10倍以上的放大作用?！惫軙院暾f，節(jié)能減排不僅是國之大計(jì)，也是極具科研價(jià)值的大事。

從二十多年前做博士論文開始，他敏銳感知到節(jié)能減排和提高效率的重要性，默默扎進(jìn)優(yōu)化能源、電力、制造等網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)運(yùn)行這一新領(lǐng)域。

管曉宏和他領(lǐng)導(dǎo)的課題組提出了拉氏松弛框架下優(yōu)化的新理論、新方法。這一創(chuàng)新方法，可精確高效求解對偶問題和系統(tǒng)獲取原問題可行解，全面解決了復(fù)雜混合動(dòng)態(tài)、同構(gòu)奇異和解振蕩等多個(gè)世界難題。這一成果，得到國內(nèi)外同行的高度認(rèn)可。世界上最大的專業(yè)技術(shù)組織、國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)匯刊編輯在評審邀請中，稱之為拉氏松弛優(yōu)化的“世界冠軍”。

“以2017年為例，我國消耗煤40億噸左右，如果能節(jié)能10%，就是4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在不增加投資的情況下，五年就能滿足巴黎協(xié)定的國際承諾?！惫軙院暾f。

他的科研成果，曾在美國“一戰(zhàn)成名”。

2000年底，美國加州氣候異常導(dǎo)致電力供求緊張，由于上世紀(jì)中開始實(shí)施的電力市場設(shè)計(jì)不合理，引發(fā)了電力市場金融危機(jī)，最終導(dǎo)致電力市場崩潰，州政府接管電力系統(tǒng)，并持續(xù)延伸為加州財(cái)政危機(jī)。

管曉宏在哈佛大學(xué)工作期間，深度分析了電力市場的博弈行為，在加州電力市場崩潰前，發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致投機(jī)的電力市場博弈多納什平衡點(diǎn)特征，提出“機(jī)會(huì)性共謀”說，預(yù)見了機(jī)會(huì)性投機(jī)和價(jià)格飆升等嚴(yán)重后果。加州議會(huì)為調(diào)查該事件舉辦了聽證會(huì)，加州政府能源委員會(huì)索取了他即將發(fā)表的論文作為聽證材料。美國電力科學(xué)研究院邀請他做學(xué)術(shù)報(bào)告。

管曉宏和課題組提出的方法用于國網(wǎng)西北電網(wǎng)、寶鋼集團(tuán)、美國太平洋燃?xì)怆娏Α⒚绹鴸|北電力等國內(nèi)外企業(yè)的電力和能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度、市場競標(biāo)策略等，取得了節(jié)能增效等重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2005年度國家科技獎(jiǎng)揭曉，管曉宏主持的“離散與混合生產(chǎn)制造系統(tǒng)的優(yōu)化理論與方法研究”項(xiàng)目獲得國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。管曉宏獲得美國李氏基金杰出成就獎(jiǎng)，被最大的國際學(xué)術(shù)組織IEEE選為會(huì)士（Fellow），被讀博母校美國康涅狄格大學(xué)選為杰出工程師院成員并列入工學(xué)院名人堂。

“做科研，只盯著‘錢’不行，只想著‘近路’也不行。”管曉宏始終把自己的目光盯在新領(lǐng)域，把心思用在創(chuàng)新上。

西安交通大學(xué)校園 邢 鵬/攝

利國惠民的“水火風(fēng)光”協(xié)調(diào)

5月28日，習(xí)近平總書記在全國兩院院士大會(huì)上說：“要把滿足人民對美好生活的向往作為科技創(chuàng)新的落腳點(diǎn)，把惠民、利民、富民、改善民生作為科技創(chuàng)新的重要方向。”

近年來，頻繁發(fā)生的霧霾成為民眾心頭之患，甚至影響著人們對全面建成小康社會(huì)的信心。

為了改善環(huán)境，國際社會(huì)共識(shí)就是要減少煤炭的使用量，用清潔能源逐漸代替。

讓子孫后代不再把藍(lán)天綠水當(dāng)成奢侈品，成了管曉宏和課題組的科研方向。

而活生生的現(xiàn)實(shí)，又呈現(xiàn)出另外一種景象。

2015年，我國近80萬平方公里的用煤區(qū)域里，使用的煤炭，是全世界的四分之一。就在這一年，我國的風(fēng)電設(shè)備裝機(jī)量更是一舉成為世界第一。而與此同時(shí)，一些地方巨額投資的清潔能源建好了，卻不能使用。

耗資上千億元打造的酒泉風(fēng)電基地，有“陸上三峽”之稱，但大量風(fēng)力發(fā)電設(shè)備棄風(fēng)嚴(yán)重，只能在戈壁上曬太陽。

根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計(jì)，這些停用的風(fēng)電設(shè)備，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過160億元。

“一方面是國家治理環(huán)境，壯士斷腕的決心，另一方面是我們普通人對改善大氣污染的渴望；那么，為什么還會(huì)出現(xiàn)這么多的清潔能源無法正常投入使用？”管曉宏和科研團(tuán)隊(duì)一起，希望從技術(shù)層面破解這個(gè)困境。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量的迅猛增長，風(fēng)電具有高度不確定性和間歇性特征，與具有儲(chǔ)能水電協(xié)調(diào)優(yōu)化，非常有利于充分消納和利用風(fēng)能。但是，電網(wǎng)能否完全支持“水風(fēng)協(xié)調(diào)”，或者“水風(fēng)協(xié)調(diào)”能否保證電網(wǎng)安全成為迫切需要解決的關(guān)鍵問題。

經(jīng)過深入研究，管曉宏和課題組提出安全性分析新理論和新方法，解析判定系統(tǒng)安全性和可行性，成數(shù)量級(jí)降低了計(jì)算復(fù)雜性。

這一理論與方法，改變了工業(yè)界憑經(jīng)驗(yàn)和啟發(fā)式迭代的方法，有望建立安全評估新工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

新方法應(yīng)用于西北電網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，第二輸電通道建設(shè)前，750千伏主輸電通道安全約束在多種負(fù)荷模式下始終緊張，是酒泉風(fēng)電基地和黃河水電基地“風(fēng)、水”配合的安全瓶頸，而第二輸電通道建成后，就能消除或大大緩解安全瓶頸，從而為論證第二輸電通道建設(shè)提供了重要理論依據(jù)。

2013年6月27日，新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)750千伏第二通道工程竣工投運(yùn)。這條超高壓線路將使新疆、甘肅和青海三省區(qū)的清潔能源的消納和外送能力翻番。

9月11日，酒泉市發(fā)布消息，上半年能源經(jīng)濟(jì)穩(wěn)中向好，風(fēng)電發(fā)電量達(dá)81.5億千瓦時(shí)，同比增長32.4%。看到這一消息，管曉宏一臉微笑。

“信息物理融合系統(tǒng)是第四次工業(yè)革命和中國制造2025的基礎(chǔ)，我們需要全面感知環(huán)境與信息能源信息，支持信息流和能源流的雙向流動(dòng)，能源供需的集成優(yōu)化，在即將到來的能源革命中發(fā)揮關(guān)鍵作用?！?/p>

這是2018年5月25日，第三屆大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程國際會(huì)議上，管曉宏以“能源大數(shù)據(jù)與信息物理融合系統(tǒng)安全優(yōu)化”為議題演講的內(nèi)容。

他說，充分利用可再生新能源，必須將水電、火電、風(fēng)電、光電協(xié)調(diào)使用，從“需求側(cè)”能源系統(tǒng)來提效節(jié)能。

統(tǒng)籌協(xié)調(diào)水、火、風(fēng)、光的遠(yuǎn)見卓識(shí)正在變成節(jié)能減排的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

管曉宏和課題組獲得了中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)自然科學(xué)基金一等獎(jiǎng)，并且在2018年國家獎(jiǎng)勵(lì)辦公布通過初評的國家自然科學(xué)獎(jiǎng)名單中，榜上有名。

守護(hù)網(wǎng)絡(luò)的“安全衛(wèi)士”

“沒有網(wǎng)絡(luò)安全，就沒有國家安全?！边@是習(xí)近平總書記對網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)出的警示，也成為國際社會(huì)的共識(shí)。

2017年6月27日，勒索軟件卷土重來，全球陷入無望的困境。白宮國土安全部的發(fā)言人稱，這款勒索軟件已經(jīng)造成美國近100億美元的經(jīng)濟(jì)損失。

新型勒索軟件，讓丹麥航運(yùn)巨頭馬士基、英國廣告公司W(wǎng)PP、俄羅斯石油公司、美國醫(yī)藥公司默克等紛紛中槍，烏克蘭更是成為了“重災(zāi)區(qū)”，其國家銀行及電力公司等關(guān)乎國計(jì)民生的大型基建行業(yè)無一幸免。

“一段代碼癱瘓一個(gè)國家，在信息時(shí)代不是沒有可能。”這種危機(jī)感，在管曉宏的腦海里已持續(xù)了近二十年。

上世紀(jì)末，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)剛起步，管曉宏選擇網(wǎng)絡(luò)信息安全作為新的研究方向。由于大家對這個(gè)方向不了解，他申請?jiān)?85學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目中立項(xiàng)，有領(lǐng)導(dǎo)不同意，認(rèn)為這是公安管的網(wǎng)吧管理問題，不同意立項(xiàng)。

“新方向最能考驗(yàn)一個(gè)科研人員坐‘冷板凳’功力?！惫軙院暝谶@個(gè)科研方向上堅(jiān)持了二十年，成果斐然。

互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)信息安全和系統(tǒng)綜合安全涉及國家安全，但面臨海量數(shù)據(jù)無標(biāo)定、安全監(jiān)控誤報(bào)率高、僵尸網(wǎng)絡(luò)分布隱蔽、安全防衛(wèi)缺少協(xié)同等重大挑戰(zhàn)。

管曉宏和課題組提出基于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析與估計(jì)的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控新方法，解決了流量異常定位的解析計(jì)算、無流量數(shù)據(jù)估計(jì)僵尸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和全球分布等問題。

由他主持的863項(xiàng)目“集成化網(wǎng)絡(luò)安全防衛(wèi)系統(tǒng)”獲Aa最高評價(jià)，成果轉(zhuǎn)化后，在中央辦公廳等800多個(gè)政府部門和企事業(yè)單位部署，捕獲全球攻擊事件3億多個(gè)、發(fā)現(xiàn)僵尸網(wǎng)絡(luò)域300多萬個(gè)，幫助主管部門清除了多個(gè)威脅嚴(yán)重的僵尸網(wǎng)絡(luò)，并取得上億元的經(jīng)濟(jì)效益。

這項(xiàng)成果，獲得2013年陜西省科技一等獎(jiǎng)和多項(xiàng)國際學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)。

2017年11月5日，中央政治局委員、中央宣傳部部長黃坤明來到管曉宏所在的電信學(xué)院智能網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室調(diào)研。

管曉宏與課題組現(xiàn)場演示了實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的木馬追蹤與規(guī)模估計(jì)系統(tǒng)，黃坤明部長對這個(gè)系統(tǒng)在維護(hù)凈化網(wǎng)絡(luò)生態(tài)中所發(fā)揮的重要作用，給予了高度肯定。

“世界正在進(jìn)入以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期。我們要把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化融合發(fā)展的契機(jī)，為‘信息化帶動(dòng)工業(yè)化’的國策培育新動(dòng)能?！?/p>

目前，管曉宏任院長的西安交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，正在加緊建設(shè)世界一流的電子信息學(xué)科群。

6月14日，參加完全國兩院院士大會(huì)的管曉宏，向電信學(xué)院全體教師分享自己的感受，一起尋找科研再出發(fā)的方向。

“選擇最容易走的路，不見得是最好的選擇?！边@是管曉宏給老師和同學(xué)們講的最多的一句話，也是他科研成果豐碩的訣竅。

管曉宏與研究生討論