数学

基本信息

专业名称:数学     专业代码:070100     门类/类别:理学     学科/类别:数学

专业介绍

一、培养目标

培养政治合格、军事过硬、作风优良、纪律严明,掌握数学学科较坚实宽广的基础理论和较系统深入的专门知识;熟悉数学学科有关领域的前沿动态,掌握必要的相关学科知识,具有从事科学研究和解决本专业领域技术难题的能力,能够适应军队现代化建设和信息化条件下联合作战需要和基层部队任职岗位需求的高层次应用型人才。

二、专业简介

数学学科于1998年开始挂靠计算机科学与技术专业招收研究生,2005年获得应用数学二级学科授予权,形成了具有军事装备科学与技术应用背景的应用数学研究重点领域。2011年获得一级硕士学位授予权。目前共培养了23名硕士研究生,其中1名研究生的论文被评为全军、总装备部优秀硕士学位论文,1名研究生的论文被评为学院优秀硕士学位论文。    

三、研究方向简介

(1)微分几何及其应用

重点研究微分流形的解析结构和这种结构所蕴含的几何现象,以及辛几何与李群理论在动力学系统中的数值计算方法。本方向主要开展如下研究内容:子流形的几何学、动力学系统的几何积分方法、军事科学中微分动力学模型研究。

(2)分形计算方法及其在信息综合处理中的应用

重点研究信息安全领域的前沿课题,在军事信息综合处理方面有着广泛的应用价值。本方向主要开展如下领域的研究工作:分形计算方法研究、分形几何在数字图像处理中的应用、分形在信息综合处理中的应用。

(3)随机分析及统计应用研究

重点研究武器装备科学实验过程中的各类型试验数据统计规律等相关问题,为军事装备科研领域的定量分析研究提供科学依据。本方向重点关注的研究领域包括:随机分析理论及其在军事科学技术中的应用研究、统计分析与计算、可靠性统计理论及应用研究。

(4)非线性分析理论方法及应用

重点研究运用非线性分析的理论、方法对军事科学技术研究领域中的若干非线性科学问题进行数学建模、模拟仿真,对军事复杂系统的非线性现象的内在本质、控制策略进行定量分析。本方向重点关注如下问题的研究:军事复杂系统建模与辨识的理论与方法研究、非线性混沌系统的脉冲控制及其在安全保密通讯中的应用研究。

(5)数学物理反演方法及其应用

重点研究数学物理反问题的理论研究和实际应用两个方面。本方向重点关注如下研究领域:数学物理反演方法研究、非均匀介质中波动信号的数值模拟仿真技术研究、微观物质的数值模拟与建模。

(6)非线性动力系统稳定性分析及建模仿真

重点研究军事装备科学与技术应用背景下,涉及运筹学、控制论及计算机仿真模拟等领域的相关问题。本方向重点关注如下研究领域:非线性动力系统的稳定性分析研究、非线性动力系统的建模与仿真研究。

四、导师队伍

本学科有教授8名,副教授12名,有总装备部“1153人才工程”第一层次培养对象1名,第二层次培养对象2名,分别有1人次获得总参优秀教员、全军优秀教员、总装教育教学先进个人、总装军事训练先进个人、军队院校育才奖“金奖”、优秀研究生指导教师等荣誉称号,6人次获得军队院校育才奖“银奖”,1人获得军队优秀人才岗位一类津贴。

五、教学科研条件

拥有复杂系统建模实验室,该实验室位于基础部办公楼,占地面积150平方米,于2006年开始建设并投入使用。总建设经费100万元。实验室主要承担数学专业研究生进行数据处理与复杂系统建模。           

六、教学科研学术成果

本学科先后获得军队教学成果二等奖1项,军队科技进步奖三等1项,总装备部优质课1门,在国内外相关学术期刊发表论文520余篇,有70余篇学术论文被SCI、EI检索收录,其研究成果受到国内外的关注,并与国内外一些高等学校和科研院所建立了广泛的学术联系。

 

 

数学硕士一级学科专业点现有教授7人,副教授21人,截止2017年底已培养研究生200余人,现有在校硕士生近60人。毕业生中有的成为教师,有的继续攻读博士学位,有的去公司从事软件开发工作。近年来,该学科得到了很大发展,对我校理科的发展和工科都起到了重要的支撑作用。本学科教师与我校化工、材料、机电、信息以及经管等方面的教师有着密切的科研合作关系,与国内外院校同行有着广泛的学术交流。在非线性偏微分方程、奇点理论、多层规划和最优化算法、动力系统、小波分析等方面的研究达到了国内外先进水平。每年都承担国家自然科学基金或省部级科研项目,年均在国内外学术刊物和重要学术会议上发表论文五十余篇。


数学学科(070100)于2004年获应用数学硕士学位授予权,2011年获数学一级学科硕士学位授予权。本学科开展数学各领域的前沿课题研究,主要侧重于数学理论和方法在信息安全、计算机图形学、计算机视觉、图像处理、计算数学、小波分析、运筹学与控制论、保险精算、证券期货、投资理财等方面的研究。

数学学科现有教师30余名,其中博士生导师2名,教授7名,副教授10余名,其中,具有博士学位比例高达82%。

本学科近五年承担的国家自然科学基金重点和面上项目20余项,973项目、863项目、教育部新世纪优秀人才支持计划、北京市科技新星计划、北京市拔尖创新人才和学术创新团队等10余项,近年来发表学术论文200余篇,其中被SCI、EI、ISTP 收录150多篇。

目前在基础数学、应用数学、计算数学、信息安全、运筹学与控制论五个二级学科招收硕士研究生。已招收10届硕士生,多名毕业生考取中国科学院自动化研究所、上海交通大学、北京航空航天大学、北京交通大学、北京理工大学、北京师范大学、北京邮电大学等名校的博士生,09级两名硕士生分别被美国中田纳西州立大学和德国录取为博士生并获得全额奖学金。2013年毕业27名研究生,其中7人考上博士研究生。该学科点人才培养质量高,研究生培养经验丰富,教育教学管理规范,科学研究、学科建设经费充足,设备、资料完备。

学科带头人

 

 

数学一级学科带头人邹建成教授

 

数学一级学科带头人——邹建成教授:主要从事数学中的奇点理论、计算机图形学及数字图象信息隐藏与伪装的数学技术研究。着重于数学与信息科学的交叉研究,探索数学在计算机科学中新的应用。现任中国电子学会通信学分会多媒体信息安全专家委员会副主任委员、中国工业与应用数学学会几何设计与计算专业委员会学术委员、北京数学会理事、《计算机辅助设计与图形学学报》编委、《数学译林》执行编委。邹建成教授现受聘担任首都师范大学数学科学学院和美国中田纳西州立大学数学系的兼职博士生导师。共发表学术论文80多篇,其中 SCI或EI论文29篇,出版编著译著5部。主编主持的《数学建模》被评为北京市精品课程,《信息科学中的数学建模案例选集》被评为北京市精品立项教材,主持的“深化分层分模块教学,强化实践教学环节,提高工科数学教育教学质量”获得北京市教育教学成果二等奖。

邹建成教授先后入选并主持如下项目:

北京市科技新星(16万元),

北京市百千万人才工程(4万元),

北京市“拔尖创新人才计划” (90万元),

北京市学术创新团队项目(150万元),

教育部和北京市出国留学人学择优支持项目(6万元),  

北京市高等学校优秀青年骨干教师,

北方工业大学十佳教师”,

3项国家自然科学基金项目(98万元),

2项北京市自然科学基金项目(16万元),

中国信息安全测评中心项目(75万元)。

科研成果、研究方向与导师队伍

图象处理与模式识别研究所

图象处理与模式识别研究所,具有悠久的历史,它的前身是北方工业大学CAD研究中心。

自1989年北方工业大学CAD研究中心成立以来,在中心主任齐东旭教授的领导下,该中心以计算机图形学作为主要研究方向。不仅在计算机图形学研究领域进行研究,而且把理论研究成果转化为影视制作产品。在二维图形设计、三维动画、计算机艺术、计算机图形仿真模拟等方面做出了许多重要工作。目前,该研究所现有研究人员14人,主要围绕三维重构,图形图像处理,信息安全三个方向进行研究。该研究所由信息处理领域知名学者组成的学术委员会指导实验室研究工作。实验室现有办公和实验用房面积200平方米,固定资产 500万元以上。

 

图像处理与模式识别研究所

(2009年该研究所的图像与信息处理团队入选北京市创新团队)

 

 

 近几年,该研究所承担国家自然科学基金13项,北京市自然基金7项,其他省部级项目20多项,科研经费达500万。实验室共发表论文325 篇, 其中发表在国际刊物SCI 38 篇,EI或核心期刊 115 篇,发明专利 2 项。

 

 

该研究所的主要成果:原中央电视台《新闻联播》片头

 

方向1:信息安全方向

信息安全是数学和信息科学的交叉研究领域。本方向侧重信息安全的数学基础研究,主要培养从事信息安全理论、算法设计和实际应用的高级专门人才。在齐东旭教授的开创下,本方向围绕多媒体信息安全的数学技术和数字签名技术开展研究,形成了自己的研究特色。主要从事网络环境下多媒体信息安全传输软件的算法设计、软件开发与理论分析,提供新颖的多媒体信息隐藏与伪装算法、数字水印算法,研究成果得到了国内同行的广泛认可,在图形图像信息安全传输软件的设计与理论分析上特色鲜明。在数字签名技术研究中主要对数字签名授权技术中的几个核心问题进行研究,包括签名的授权、授权认证、异步授权、授权的撤销和授权的密钥托管等。本方向的学术带头人为邹建成教授和张键红副教授,学术骨干有陈小光博士、郭芬红博士、吴宏锋博士。本方向还聘请了英国Bedford大学的颜松远教授为特聘教授,聘请美国中田纳西大学洪东教授为北京市海聚工程人才。

英国Bedford大学的颜松远教授被聘为特聘教授,来校讲学

 

 

 

     美国中田纳西大学洪东教授被聘为北京市海聚人才

 

 

      信息安全学科带头人张键红副教授

 

 

张键红副教授:主要研究领域:计算机软件、公钥加密、数字签名、车载通信安全协议、云计算安全,在国内外核心期刊发表学术论文60 篇,其中SCI收录 22篇、EI收录38 篇,出版专著1部,在群签名研究方面处于国内领先水平。

张键红副教授先后入选并主持如下项目:

北京市科技新星计划30万,

教育部新世纪优秀人才50万,

北京市拔尖人才30万,

主持国家自然基金1项18万,

北京市自然基金重点项目1项30万,

北京市自然基金面上项目1项11万,

中国博士后基金5万,

国家信息安全重点实验室开放基金2万,

杭州市信息安全与电子商务重点实验室2万,

北京市中青年骨干教师。

方向2:图像处理与模式识别方向

该方向的研究团队是中国计算机图形学终身成就奖获得者齐东旭教授开创的原北方工业大学CAD研究中心的延续,该研究中心在国内同行有很高的知名度,国内多家报刊和电视台曾多次报道了北方工业大学CAD研究中心的工作,该中心以计算机图形学作为主要研究方向,把理论研究成果转化为影视制作产品,如中央电视台新闻联播片头、亚运会转播片头、国内第一步电脑动画“猫咪钓鱼”等。如今,该方向沿袭该中心的人才培养模式,强调实践环节,注重数学与计算机图形学和图像处理的有机结合,主要研究图像处理与模式识别中的数学方法,培养数学基础好,编程能力强的高级专门人才。该方向的一个研究特点是,研究小组自己建立了一类新的正交函数系——V系统,并将这个函数系应用到几何信息处理及模式识别领域,充分发挥这个正交系的特色,提出“复杂群组的检索”问题,取得了一系列的新颖成果。此外,本学科方向巧妙地利用奇点理论,结合动力系统的参数化思想,在统一的框架下对尺度化的图像模型临界点进行分析,这有利于揭示图像特征点之间的内在联系,并以此为基础,结合现有的特征点检测算法,给出自适应较好的系统的特征点检测算法,这对于进一步研究图像分割、重构、匹配等算法提供重要的理论与算法基础。总之这个团队有自己的理论基础,研究内容有应用前景,是一个特色鲜明的研究团队。

该方向的“三维计算机视觉学术团队”2009年入选北京市学术创新团队,团队带头人为邹建成教授。该方向学术带头人还有“应用数学”学科带头人宋瑞霞教授,学术骨干有杨志辉副教授、张彩霞副教授、黄际政副教授、陈小光博士、郭芬红博士、肖维维博士,还聘请了中国科学院自动化研究所的胡占义研究员为讲座教授,共同培养硕士研究生。该方向依托北方工业大学图像处理与模式识别研究所,实验设备先进,该方向导师近年承担了3项国家973子项目,2项863子项目和10多项国家和北京市自然科学基金项目,科研经费充足,具有良好的人才培养软硬件条件。

 

     应用数学学科带头人宋瑞霞教授

 

 

宋瑞霞教授主要研究领域是计算机图形学、计算机辅助设计、模式识别、数字几何等,近年来在国内外核心期刊发表学术论文60余篇,其中SCI和EI收录30余篇,出版学术专著1部。

宋瑞霞教授近年主持的科研项目如下:

2项国家自然科学基金研究项目(82万),

1项北京市自然科学基金研究项目(4万),

1项北京市自然基金重点项目暨北京市教委科技发展计划重点项目(50万),

1项北方工业大学重点研究计划项目(100万),

1项北京市教委科技发展计划项目(3万),

作为特邀专家参与3项澳门科技发展基金项目(300万)。

方向3:拓扑学及其应用方向

本研究方向主要研究拓扑学中的奇点理论及其应用,格上的拓扑学和闭流形上的变换群,并取得了一定成果,形成了自己的特色。奇点理论是微分拓扑学中一个重要研究领域,由于它属拓扑、代数和几何的交叉学科。本方向主要研究奇点理论中的有限决定性、通用开折、Thom-Boardman奇点和分类理论,并研究奇点理论在曲线、曲面构型和计算机辅助几何设计上的应用。格上拓扑学是一个较新的拓扑学分支,它是由格论、代数学、拓扑学、范畴理论以及模糊数学的完美结合而形成的一个内容十分丰富的交叉学科。本方向在模糊空间的构造和理论分析方面取得了一些重要成果。闭流形上变换群是拓扑学中一个重要的研究方向,涉及到动力系统、代数几何等。目前本学科方向正致力于将拓扑学中的相关理论应用于经济学领域,如尝试把拓扑学中变换群的不动点理论用于经济学均衡理论。该方向的学术带头人为北京市教学名师和北京市公共数学教学团队带头人张杰教授,学术骨干有杨志辉副教授、刘波副教授、段利霞副教授、解加芳副教授、林丽珊副教授、杨坤一博士、孙明正博士、钱盛博士、张智勇博士、郭磊磊博士。

 

      基础数学方向学科带头人张杰教授

 

张杰教授主要研究领域:模糊数学, 格上拓扑学,  Domain理论,复杂网络。近年来出版教材3部,译著1部,国内外核心期刊发表学术论文数十篇,其中多被SCI、EI收录。

张杰教授近年荣获的奖励和主持的科研项目如下:

北方工业大学“学生心目中的好老师”

北方工业大学十佳教师,

主持完成3项省级科研项目;

参加多项自然科学基金和省部级科研项目的研究;

主持完成北京市教改项目一项;

主持完成2项校科研基金资助项目;

主持完成3项校教改项目。

获校级教改项目一等奖。

方向4:微分方程、调和分析及非线性动力系统方向

本方向的研究主要包括非线性动力系统的Lie对称性质和守恒律、非线性发展方程、数学物理方程定解性质、微分方程求解及定性、函数逼近、小波分析及其应用等研究内容。参加本研究方向人员长期从事非线性偏微分方程、函数逼近论及动力系统的研究,并依据我校办学特点,立足解决实际问题,对具有广泛工程背景的非线性偏微分方程进行定性研究,并取得了一定成果,形成了自己的特色。该方向学术带头人为郑权教授,学术骨干包括张建国教授、李冱岸副教授、唐旭晖副教授、刘波副教授、段利霞副教授、解加芳副教授、林丽珊副教授、杨坤一博士、孙明正博士、钱盛博士、孙冠颖博士、张智勇博士、郭磊磊博士。

 

      计算数学方向带头人郑权教授

 

郑权教授主要研究领域:微分方程数值解法、数值分析。近年来在国内外核心期刊发表学术论文数十篇,其中SCI、EI收录十余篇。

郑权教授近年主持的科研项目和获奖情况:

校师德先进,

校先进工作者,

1项国家自然科学基金项目3.5万元,

1项北京市教委科技发展计划项目5万元,

1项北京市优秀人才培养资助项目1万元,

2项北京市自然科学基金资助项目11万元。

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1、专业基本情况及特色

中国民航大学于2003年、2005年先后获计算数学、应用数学硕士学位授予权,于2010年获得数学一级学科硕士学位授予权。本学位授权点所依托的数学学科为天津市重点学科、学校博士点学科的支撑学科。目前,数学学科下设“应用数学研究所”和“应用数学与科学计算实验室”;开设“信息与计算科学”和“统计学”两个本科专业。

十余年来,我们本着“以质量求生存,以特色求发展”的学科建设理念开展学科建设工作,已形成了以下鲜明特色:

以数学学科内涵为依据,形成了“代数及其应用、非线性问题计算方法、复杂系统的建模、优化与控制、微分方程理论及其应用”四个稳定的研究方向,这些方向基本涵盖数学一级学科下应用数学、计算数学和运筹学与控制论3个二级学科的主要学术研究方向。

本学科坚持以“为行业和社会经济建设服务”为宗旨,与地方、民航部门和企业建立了长期合作关系(天津市、东丽区、机场、航空公司等),在人才培养和技术服务方面开展合作交流。

2、培养目标

本学位授权点根据国家对人才培养的要求,以及中国民航大学的办学定位和发展目标,立足《中国民航大学硕士学位研究生培养方案》,制定了本学位授权点的研究生培养目标:

本学位授权点培养具有扎实宽广的数学基础,了解数学学科目前的进展,并在某一方向受到一定的科研训练,熟悉所研究领域的现状、发展趋势和学术研究前沿动态,有较系统的专业知识,初步具有独立进行理论研究的能力,或运用专业知识与有关专业人员合作解决某些实际应用问题的能力,在某个专业方向上做出有理论意义或应用价值的成果,有较好的英语综合运用能力,德、智、体全面发展的高层次专门人才。

3、培养方向介绍

本学位授权点经过十余年的建设,形成了如下四个稳定的培养方向,这些方向基本涵盖数学一级学科下应用数学、计算数学和运筹学与控制论3个二级学科的主要学术研究方向。

代数及其应用:本方向主要研究领域包括:有限典型群的几何学、代数表示、李代数、组合数论等相关理论及其在编码、密码、压缩感知矩阵方面的应用。

非线性问题计算方法:本方向主要研究领域包括:非线性分析和最优化的理论、算法及其在信号与图像处理中的应用;复合材料的多尺度方法;数学物理反问题的计算方法。

复杂系统的建模、优化与控制:本方向主要研究领域包括:以运筹学、自适应控制和粗糙集等为理论基础,研究民航领域复杂系统的建模、优化与控制问题。具体内容包括:航班调度、深度维修等管理决策过程中的核心问题、优化控制在空管系统中的应用、大数据的统计推断、数据挖掘与实时监控及其在民航中的应用等。

微分方程理论及其应用:本方向主要研究领域包括:微分方程边值问题的适定性、非线性系统的动力学、随机微分方程解的大时间行为,及其在复合材料结构的非线性动力学、随机种群模型的生存性和全局吸引性等动力学中的应用。

4、教学科研支撑

以数学学科内涵为依据,形成了基础数学、计算数学、应用数学三个学科方向,在三个学科方向下设有四个相互支撑的研究内容:“代数及其应用,非线性问题计算方法,复杂系统的建模、优化与控制,微分方程理论及其应用”。经过近几年的师资引进和培养,已形成了一支年龄结构、学历结构合理,教学经验丰富,科研能力强,特色鲜明的数学与统计学师资队伍。现有专任教师69人,其中教授15人(占比21.74%),副教授15人(占比21.74%),具有博士学位的教师49人(占比71%),硕士生导师共27人。师资队伍中有天津市教学团队1个,天津市教学名师2人,校教学名师1人,天津市人才发展特殊支持计划青年拔尖人才1人,天津市“131创新型人才工程”人选7人,校“蓝天卓越人才”1人,校“蓝天青年学者”5人,天津市数学会青年学术奖获得者4人。

本学位点所依托的数学学科为天津市重点学科,已与其它学科、单位合作建立了三个研究平台,分别是天津市智能信号与图像处理重点实验室(省部级重点实验室)、中国民航信息技术科研基地(省部级研究基地)和与法国国立民航大学(ENAC)合作成立的“空管中的应用数学”联合实验室。依托于天津市重点学科的建设,数学学科目前建成四个科研平台:代数和组合科研平台;科学计算与图像识别科研平台;统计与大数据研究平台;非线性系统动力学科研平台。依托我校安全科学与工程一级学科博士点建设了编码密码科研平台。

专业点分布