清華、浙大、哈工大領跑學科評估:控制科學與工程20年全國比武

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黃瑞勇/文

控制科學與工程,是中國工科乃至整個中國高校最大、最熱門的學科之一。控制科學與工程,在本科階段稱為“自動化”,在研究生階段稱為“控制科學與工程”。本學科以控制論、系統論、信息論為基礎,研究各應用領域內的共性問題。通俗地說,是為了實現控制目標,考慮如何建立系統模型,並分析其內部與環境信息,最終採取何種控制與決策行為。

作為一級學科的控制科學與工程,下設5個二級學科,分別是:控制理論與控制工程,檢測技術與自動化裝置,系統工程,模式識別與智能系統,導航、制導與控制。

控制理論與控制工程,是以工程領域內的控制系統為主要研究對象,採用現代數學方法和計算機技術、電子與通訊技術、測量技術等,研究系統的建模、分析、控制、設計和實現的理論及方法及技術。

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檢測技術與自動化裝置,是將自動化、電子、計算機、控制工程、信息處理、機械等多種學科、多種技術融合為一體並綜合運用的複合技術,廣泛應用於交通、電力、冶金、化工、建材等各領域自動化裝備及生產自動化過程。

系統工程,是為了最好地實現系統目的,對系統的組成要素、組織結構、信息流、控制機構等進行分析研究的科學方法。

模式識別與智能系統,是以信息處理與模式識別的理論技術為核心,以數學方法與計算機為主要工具,研究對各種媒體信息進行處理、分類和理解的方法,並在此基礎上構造具有某些智能特性的系統。其在光學字符識別、語音識別、人臉識別、視頻追蹤、醫學圖像處理等方面均有廣泛應用。

導航、制導與控制,有4大研究方向:飛行器控制、導航技術、慣導測試設備及測試方法、制導與系統仿真。其主要為國防和航空航天服務。

控制科學與工程,幾十年來,一貫是全國高校學科建設和學科評估中的寵兒。(學科評估,相當於全國高校各學科之間的武林大賽。各大高校,紛紛亮出各自最厲害的學科兵器和殺手鐧參賽,打鬥激烈,精彩紛呈;為的是脫穎而出,在全國揚名立萬。)

參加控制科學與工程的高校數,在第一輪學科評估中和力學、儀器科學與技術並列第14(參評高校共29所),在第二輪學科評估中名列第12(參評高校共71所),在第三輪學科評估中名列第16(參評高校共83所),在第四輪學科評估中位居第10(參評高校共162所)。由此可知控制學科一直是實力派選手。

作為學科明星的控制科學與工程,屬於兵家必爭之地。無論高考還是考研,控制的熱度總是很高。第4輪全國學科評估中,除掉北京大學、復旦大學、中山大學、北京師範大學、中國人民大學、中國農業大學、華東師範大學、蘭州大學幾所頂尖高校沒有參評;其餘的985頂尖高校,沒有一家敢對控制掉以輕心。

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學科評估比武大賽:

學科評估的成績,分成A、B、C三大檔。A檔成績最好,B檔次之,C檔最弱。每一檔又分為三小檔,比如A檔細分為A+、A、A-。對頭部學科來說,A+類代表著評分排在全國前2%的高校。比如控制科學與工程這個一級學科,清華大學、浙江大學、哈爾濱工業大學都是A+,這3所高校在控制學科上並列全國第一,排名在全國162所參評高校的前2%(162 x 2% = 3.24)。

A代表著學科評分在前2%—前5%範圍內的高校。以控制為例,162x 2% = 3.24,162x5% = 8.1。這樣,評分排名在第4至第8(排名在3.24—8之間,一共5所)的高校,都可以被歸為A類。控制科學與工程學科評分為A的高校一共5所,分別為:東北大學、上海交通大學、北京航空航天大學、國防科技大學、北京理工大學。(並列第4,排名不分先後)

A-,是A檔裡最弱的,其代表著學科評分在前5%—前10%的高校。按以上對計算機學科的算法,162x10% = 16.2,所以評分第9名至第16名的高校(一共8所),都被歸為A-類,分別是:西安交通大學、華中科技大學、東南大學、中南大學、哈爾濱工程大學、火箭軍工程大學、山東大學、廣東工業大學。(並列第9,排名不分先後)

全國頂尖高校第4輪控制科學與工程一級學科評估成績表如下:

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由上表可以看出,第4輪學科評估中,控制科學與工程A檔高校裡面,共有火箭軍工程大學、廣東工業大學2所非211高校。這2所大學,能在中國高校大熱門的學科比武大賽中不畏頂尖強手,躋身一流,絕對令人肅然起敬。

從第1輪至第4輪控制科學與工程學科評估全國比武總成績:

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看20年來控制科學與工程的總共4輪全國比拼大數據,各所名校的軌跡如下:

工科霸主清華,從第3—第1—第1—第2,領跑全國。早在1970年,清華就組建國內首個自動化系。目前清華自動化由3位院士和1位國家教學名師領銜,有國家CIMS工程技術研究中心和國家精品課,在智能技術與系統、生物信息學、智能交通系統方面底蘊深厚。

(第4輪清華成績雖然並列第1,但是由於和浙江大學、哈爾濱工業大學成績並列,所以名次取3所高校平均值第2名。以下各校排位計算方法同清華)

華東巨無霸浙大,從第2—第4—第5—第2,立於巔峰。浙大有工控國重實驗室、工業自動化國家工程研究中心、工控系統安全技術國家工程實驗室。即使在工科實力雄渾的浙大,曾獲國家科技進步一等的控制,依然是其工科皇冠上的明珠。

東北老大哈工大,從第7—第8—第3—第2,保持超一流。哈工大的控制學科特色在航天領域。其在高精度慣性測試設備研製、慣性導航技術、微小衛星姿態控制、飛行器仿真制導與控制等方面傲視全國。

清華、浙大、哈工大,為中國高校控制科學與工程三大天王。

冶金名校東北大學,從第1—第2—第2—第6。東北大學後退非常可惜。要知道在控制學科評估歷史上,唯一贏過清華的只有東北大學。東北大學有流程工業綜合自動化國重實驗室、國家冶金自動化工程技術研究中心等。期待強者回歸。

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魔都大鱷上交,從第4—第3—第5—第6,穩居一流。上交有系統控制與信息處理教育部重點實驗室,其發力點包括複雜系統與控制理論、工業過程控制與優化、移動自主體與傳感網、智能機器人、計算機集成製造等。上交論文也是亮點。

天行者北航,從第10—第5.5—第5—第6,一流中堅。北航自控曾獲國家科技進步一等、國家自然科學二等,並是首架輕型客機北京一號、首臺殲擊機飛行模擬器、首臺民機飛行模擬器、首架高空高速無人偵察機、首架共軸雙旋翼直升機的主要完成單位。

軍中小清華國防科大,從第8—第11—第9.5—第6,華中第一。神秘低調的國防科大,在磁懸浮列車、無人駕駛車輛、仿真技術、智能機器人、任務規劃和控制技術等多個科研方向上穩居國內前茅。

兵器界一哥北理工,從第9—第11—第9.5—第6,京師高手。北理工有複雜系統智能控制與決策國重實驗室、“導航、制導與控制”教育部工程中心。其在仿人機器人、機器人與系統、無人車技術、武器系統虛擬仿真方面光芒四射。

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東北大學、上交、北航、國防科大、北理工,為當今中國高校計算機界五大金剛。

西部老大西交,從第6—第8—第7.5—第12.5,稍有下滑。西交控制,與電子、信息和通信、計算機、網絡安全學科,隸屬電子和信息學部。西交在智能測控與工業大數據處理、機器人視覺感知與智能控制、智能製造系統控制上重點投入。

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湖北雙子星華科,從第11—第5.5—第7.5—第12.5,中部實力派。華科學科建設出眾,其控制主要研究方向為:複雜系統理論、新能源與運動控制技術、機器人與智能控制技術、工業自動化與過程控制技術等。

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金陵勁旅東南,從第5—第14.5—第12—第12.5,威震長三角。東南在國內高校率先成立機器人工程本科專業,其在網絡控制、智能控制、複雜工程系統測量與控制等方面的研究國內領先。

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冶金名校中南,從第15—第17—第12—第12.5,和同城的國防科大交相輝映。中南的控制,和冶金關係密切,主要研究方向為:有色冶金自動化工程研究、先進控制與智能自動化、複雜冶金過程優化控制與檢測技術、大型工廠優化調度等。

船海名校哈工程,從第13—第17—第21.5—第12.5,和哈工大共同打造冰城控制高地。控制學科在哈工程的學術地位,僅次於頭牌專業船舶海洋與工程,排名第2。船舶導航與控制技術、海軍裝備研究,是哈工程控制的大亮點。

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軍中驕子火箭軍工程,從第17—未參評—第21.5—第12.5,進步不小。火箭軍工程原名二炮工程,在控制學科上頗具實力。火箭軍工程控制的亮點,是導彈測試與控制技術、導彈發射與定向瞄準,以及國家級虛擬仿真實驗教學中心。

齊魯一哥山東大學,從首輪未參評—未參評—第15—第12.5,粉墨登場。山東大學之控制,吸納了原山東工大自動化系的精華。原山東工大自動化底子很好,合併入山東大學後,撐起了控制檯面。

嶺南中堅廣工大,從首輪未參評—未參評—未參評—第12.5,難能可貴。作為非211高校,廣工大控制的確出類拔萃。其特色是:智能檢測與製造物聯、物聯網智能信息處理與系統集成、電力系統及其自動化、智能製造信息物理融合系統等。

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西交、華科、東南、中南、哈工程、火箭軍工程、山東大學、廣工大,為當今中國高校控制學科八大力士。

從第4輪全國控制學科評估武林大賽來看,北京、哈爾濱、長沙、西安4城,表現突出,羨煞旁人。

北京共有3所高校上榜A檔,分別是:清華大學(A+)、北京航空航天大學(A)、北京理工大學(A)。

哈爾濱有2所高校上榜,分別是:哈爾濱工業大學(A+)、哈爾濱工程大學(A-)。

長沙有2所高校上榜,分別是:國防科學技術大學(A)、中南大學(A-)。

西安有2所高校上榜,分別是:西安交通大學(A-)、火箭軍工程大學(A-)。

以上4城,是目前中國控制科學與工程學術高地。

結語:

控制科學與工程(自動化),是中國高校學科中的大熱門。無論是控制工程還是自動化裝置,無論是系統工程還是模式識別,無論是制導還是智能機器人,控制學科在工科中無疑是神經樞紐之一,應用極廣。控制學科未來空間巨大,將對高考、考研、科研、論文、就業、創業、提升社會品質等各方面繼續產生巨大影響。


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