复杂系统输运过程的重构方法及严格可控性理论.docx

项目名称：复杂系统输运过程的重构方法及严格可控性理论提名意见：由于复杂系统具有规模巨大、维度高、动态性强等特性，如何通过基于数据的重构方法，揭示复杂系统输运过程的内在特征，并精确识别调控复杂系统输运过程的关键因素集是国际公认难题。该项目围绕复杂系统输运过程的重构方法及严格可控性理论及其应用开展研究，取得了一系列原创性成果。具体为（1）针对复杂系统输运过程中观测和数据获取限制这一国际公认难题，提出了面向复杂系统输运过程的普适性重构方法，克服了观测限制和数据获取带来的实际困难，降低了系统的复杂维度，提高了数据的利用率，实现了对复杂系统相互作用结构和强度的高效重构，显著优于相关性分析、因果检验和信息病等传统方法。（2）针对如何有效识别复杂系统输运过程的关键因素并进行有效调控这一国际公认难题，提出了基于相互作用结构和强度的复杂系统严格可控性理论，能够精确识别任意结构复杂系统输运过程的关键控制因素集，使复杂系统输运过程的最优调控成为可能，克服了复杂系统经典结构控制理论的缺陷。（3）将上述复杂系统的重构方法和严格可控性理论应用在两类典型的复杂交通系统（城市道路与轨道交通系统）的分析与调控中，在实际观测和数据获取限制等情况下对复杂交通系统进行了重构，识别了系统的关键因素集，在此基础上进行了相关系统的分析与调控。经过十余年的协同攻关，项目组发表了高水平论文80余篇，获国家发明专利20余项。其中5篇代表作发表在相关领域国际顶级期刊NC、PNAS.PRL.TRB,2篇入选ESl高被引论文，1篇入选TOPO.1%热点论文，SCl他引614次。成果得到众多国际著名学者的高度评价，并引出一系列后续研究。项目的部分成果已被成功应用于我国交通系统的运营实践，显示出理论成果指导复杂输运系统实践的重要作用。提名该项目为北京市科学技术奖自然科学奖一等奖或二等奖。主要支撑材料目录：5篇代表性论文1. HanX（韩晓）,ShenZS,WangWX（王文旭），DiZR（狄增如），RobustReconstruclionofComplexNetworksfromSparseData.PhysicalReviewLetters114,028701（2015）.2. YuanZZ,ZhaoC,DiZR（狄增如），WangWX（王文旭）,LaiYC,Exactcontrollabilityofcomplexnetworks.NatureCommunications4,2447（2013）.3. ZengGW（曾冠文），LiDQ（李大庆）,GuoSM,GaoLtGaoZY（高自友）,StanleyHE,HavlinS,Switchbetweencriticalpercolationmodesincitytrafficdynamics.PNAS116,23-28（2019）.4. TianJF,ZhangHM,TreiberM,JiangR（姜锐），GaoZY（高自友），JiaB,Ontheroleofspeedadaptationandspacingindifferenceintrafficinstability:Evidencefromcar-followingexperimentsanditsstochasticmodel.TransportationResearchPartB129,334-350（2019）.5. YinJT（阴佳腾），TangT（唐涛），YangLX（杨立兴），GaoZY（高自友），RanB.Energyefficientmetrotrainreschedulingwithuncertaintime-variantpassengerdemands:Anapproximatedynamicprogrammingapproach.TransportationResearchPartB91,178-210（2016）候选人及排序高自友，王文旭，李大庆，杨立兴，姜锐，韩晓，阴佳腾，曾冠文，狄增如，唐涛候选单位及排序北京交通大学，北京师范大学，北京航空航天大学