王坚:只为减灾救灾做好“应急定位”

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□采访/撰稿 本刊记者 何溪
 
【人物名片】王坚,教授,博士生导师,中国矿业大学环境与测绘学院副院长,教育部新世纪优秀人才,国家级教学成果奖、省部级科研奖项获得者。
 
 
         今年入夏以来,“洪水猛兽”肆虐了大半个中国,成千上万人的生命财产安全受到威胁。
 
        此时,身在徐州家中的中国矿业大学(下称矿大)环境与测绘学院副院长王坚坐不住了,他拿出手机拨通电话跟研究生宁一鹏说:“通知研究生,今年暑假不放假,集中攻关,加快项目进度。”
 
        王坚口中的项目是国家重点研发计划“一体化综合减灾智能服务研究及应用示范”项目子课题。项目去年11月份正式启动,他承担的子课题旨在通过提供应急定位解决方案,为灾害救援和突发事件中的减灾及人员救援提供技术支撑。
 
        “通过对救灾人员的跟踪定位,和受灾人员的位置定位,这样就能提高救灾的工作效率,减少国家和人民生命财产损失。”王坚说。
 
        目前,课题已取得了阶段性成果,他计划明年上半年项目拿出应急定位解决方案初稿。“希望自己的这项研究能为国家所用。不求大贡献,只求国家能用就行。”
 
        近五年,王坚一直专注灾害应急定位领域的研究。虽然已取得一些成绩,但未来还有很长的路要走,毕竟科研成果并非一蹴而就。
 
从不知道到喜欢上测绘
 
        1997年夏天,一张高考志愿申请表,让出身在苏北革命老区淮阴县的农村家庭王坚及家人不知所措。“因为当时我不知道哪所大学好,压根不清楚大学还要分很多专业。”他回忆说。
 
       深知志愿关乎自己未来命运,王坚拿着志愿表找到了高中班主任,让他决定自己的未来。在结合高考分数和大学加减分录取政策后,班主任在他的第一志愿写上了“中国矿业大学”六个字。“那时采矿属于艰苦行业,国家对报考矿大的学生,不仅可以减分录取,而且学费可以优惠。”
 
        填报志愿一个月后,王坚收到了矿大采矿工程系的录取通知书。原本以为录取的是采矿工程专业,王坚揣着采矿专业缴费标准的学费如期到矿大报到。然而,等到迎新老师解释后,王坚才知道自己被采矿工程系的测量工程专业录取。由于测量工程专业学费高于采矿专业,王坚只能让家里再打钱凑足学费。
 
       “当时根本不知道测绘专业是什么。”王坚就这样稀里糊涂地把自己的命运与测绘捆绑在了一起。入校后,通过了解,王坚逐渐喜欢上了这门对数学功底要求比较高的陌生专业。“一方面自己对数学很感兴趣,另一方面科技进步推动了测绘专业的交叉发展,专业发展前景可观。”
 
        经过四年学习,王坚认为自己需要继续学习深造,于是他向矿大申请了硕博连读。成绩优异的他,直接免试成为测量工程专业的硕博生。五年硕博连读期间,王坚的研究主要围绕遥感、GPS等新技术对矿山灾害监测展开,提出了滑坡灾害遥感遥测预警理论及方法。“与基于传统测绘手段的灾害监测相比,结合遥感、GPS等新技术的灾害监测方法,不仅效率更好,而且预警的准确率会更高。因为新技术采集的矿山信息会更多,这样后期用于滑坡灾害综合风险评估的预警分布模型可靠性就更高,灾害预警准确率更高。”王坚说。
 
       2006年,王坚以一篇题为《滑坡灾害遥感遥测预警理论及方法》的博士论文顺利毕业,并获得江苏省优秀博士学位论文。此时,一个全新的挑战在等着他。
 
结缘导航定位研究
 
        为了学习国外先进技术,博士毕业后的王坚选择到澳大利亚新南威尔士大学做博士后研究。
 
       对于这个选择,王坚有自己的考虑。“当时感觉我研究的滑坡灾害遥感遥测预警理论与技术对位置信息的精度要求很高,刚好这时博士后合作导师是做导航定位研究,因此我就想能不能把导航定位与灾害监测结合起来研究,这可能会有意想不到的研究效果。”
 
        当第一次出国、第一次坐飞机的王坚来到澳大利亚后,他在导师王金岭教授的指导下,着手对导航定位进行研究。面对新的研究领域,王坚并没有退缩。通过潜心专研,王坚在一年多的博士后研究期间,不仅完成了第一篇SCI论文的发表,而且开发了第一套真正意义的软件——组合定位软件系统,以用于导航定位数据处理。
 
       王坚坦言,新南威尔士大学这段留学经历对自己影响很大。一方面,对于他今后的科研而言,这是一个很好的国际合作平台。“一直支持我和团队的发展。”目前双方在室内外无缝定位、矿井定位与救援方面开展了全方位的合作。同时,对他今后确定应急定位研究方向具有重要意义。另一方面,拓展了国际化视角,形成了自己思考问题的方式,提高了大局观思维能力。
 
        2008年,学成归来的王坚带领团队,基于导航定位技术,开展矿山定位基准、井上下定位基准传递、矿山环境高精度导航定位、井下无人开采工作面智能定位、基于高精度位置的行业灾害监测服务体系等方面开展研究工作,拓展了矿山位置服务范围。发明了高精度位置的矿山变形监测、井筒灾害监测、煤火环境因子采集、应急救援等应用方法与装置,相关成果在我国大同开滦、徐州、兖州、淮南、皖北、平顶山、鞍山、抚顺等矿区得到推广应用,涉及30多个煤矿,产生经济效益近1.6亿元。
 
        同时结合国内需求,王坚带领团队,进一步完善了组合定位软件系统,并联手中海达进行市场化推广,将其应用范围拓展到无人机、导航等领域。
 
        凭借出色的科研成果,王坚在2012年被矿大破格晋升为教授,成为学校最年轻的教授,这一年他32岁。一年后,王坚又被提任为矿大环境与测绘学院副院长。
 
        事业上收获的成功,并没有让王坚停滞不前,反而成为了他继续努力的动力。2014年,王坚前往英国诺丁汉大学地理空间信息研究所,开启为期一年的访问学者研究学习生涯。这一次留学经历,又成为王坚科研生涯中一次新的转折点。
 
聚焦应急定位研究
 
        来到英国后,在导师孟晓林教授的指导下,王坚开始思考未来10-20年的研究内容,以及如何将目前研究进一步深入。诺丁汉大学的研究内容非常广泛,涉及智能驾驶、协同定位、桥梁健康监测、InSAR变形监测等多个领域,这对王坚研究提供了诸多启发。经过一年学习与思考,王坚把自己的研究方向确定为应急定位。“其实桥梁、道路和建筑物等变形就是典型的应急定位案例,一旦变形太大就会出现问题,因此要对其进行定位预警。再比如上海的踩踏事件,如果能提前对人员跟踪定位,就能做到提前预防,从而防止踩踏事件发生。”他坚信应急定位能在事故灾害、自然灾害、公共事件等领域有广阔的应用市场。
 
        2015年回国后不久,王坚便参与到了“十三五”国家重点研发计划“一体化综合减灾智能服务研究及应用示范”项目课题研究中。该项目由中国测绘科学研究院、国家基础地理信息中心、武汉大学、中国矿业大学、西南交通大学、浙江中海达空间信息技术有限公司等单位承担,旨在通过关键技术研究、软硬件研制和多层次示范应用,大幅提升我国综合减灾能力,为人民群众的生命财产安全筑起一个强大“堡垒”。项目共设9个课题,其中王坚承担如何在灾害情况下实现应急定位课题研究。
 
         “这个课题的指导思想就是完成一个满足灾害发生后,停电、断网、室内室外复杂条件下的快速布网与定位的解决方案。通过有限的救援车辆,部署临时的应急定位网路,就可以对救援人员和被救人员实施精准定位,这样大大提高救援效率。”王坚说。
 
        与此同时,王坚参与的“十三五”国家重点研发计划“室内混合智能定位技术”课题,针对大型复杂公共场所的安全监控与预警、应急救援与管理和大众室内位置服务等重大应用需求,攻关室内外一体化、无缝、稳定亚米级的定位、室内高精度测图与快速更新等关键技术,构建室内GIS服务引擎和大数据位置服务系统,建立特大型体育场馆、机场、商城等多场景应用示范系统。“项目完成后对于促进国家公共安全、大众生活服务具有重要的应用价值。”
 
        目前,王坚参与主持的国家重点研发计划、国家863、科技支撑技术、国家自然科学基金、国际合作等项目21项,累计发表学术论文140篇。
 
        未来的研发方向和任务已明确,王坚要做的只需把一个个课题逐一实现。庆幸的是,恰如管理大师德鲁克所言:“先做对,再做好。”王坚已经完成了“对”的第一步。