一、整体介绍

先进控制系统研究所，英文名称 Institute of Advanced Control Systems，简称IACS，现隶属于北京交通大学自动化与智能学院。研究所现有教师14人，其中教授6名，副教授8名，1名教师入选中国科协青年人才托举工程。所有教师均具有博士学位并都主持承担过国家级科研项目，大部分都有出国留学或长期海外交流经历。

研究所在先进控制理论方法、人工智能技术和智能检测技术及其在交通、机器人、自动驾驶、医疗中的应用和系统研发等领域取得了一系列的研究成果，获得了多项省部级奖励。研究所的主要科研方向包括：

• 先进控制理论与技术（数据驱动控制、自适应控制、网络控制系统等）

• 无人自治系统与智能感知（智能自主机器人、巡检无人机、SLAM等）

• 人工智能技术（深度学习、强化学习等）

• 智能测控（电测层析成像、先进视觉检测、安全检测等）

• 人工智能重大疾病诊断

• 无人车自动驾驶技术

• 仿生智能系统

• 智能电网与新能源电力系统

• 智能交通系统（智慧铁路、城市道路交通系统）

• 基于大数据的复杂系统分析（工业运行健康诊断与评估、交通系统运行监测和模式识别等）

研究所成员主持科研项目包括国家自然科学基金（重点、重大国际合作、仪器专项、面上、青年等）、国家重点研发计划、国家科技支撑计划项目以及大量企业横向合作研究项目等，发表论文包括Automatica、IEEE T-AC、IEEE T-NNLS、IEEE T-Cybernetics、IEEE T-VT、IEEE T-ITS、IEEE T-SG、IEEE T-IM、IEEE T-Magnetics、IEEE T-CST、Neurocomputing、IEEE Sensor Journal、FMI and Control Letters、自动化学报、仪器仪表学报、电机工程学报、交通运输工程学报等国内外权威学术期刊及顶级国内外会议，在先进控制理论、智能检测等方向出版多部专著。本研究所具备了在相关研发领域创新突破的良好条件，力争在人工智能、智能无人系统、先进控制理论技术等研究领域取得更多的创新突破。

先进控制系统研究所是我校“自动化”本科专业建设和人才培养的主力支撑研究所。研究所可培养授予“控制科学与工程”、“交通信息工程与控制”两个研究生专业的博士和硕士学位，以及“控制工程”、“人工智能”专业硕士学位。目前在读硕士、博士研究生120余人。本所毕业研究生的就业单位广泛分布于铁路、互联网、航空航天、电力等各个企业和科研院所。

在本所教师的建设下，自动化专业通过中国工程教育专业认证并入选第二批国家一流本科专业建设点，依托“国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验中心”，“智能车控制虚拟仿真实验”建设为“国家级虚拟仿真实验教学一流课程”。在本所教师的带领下，相关专业的学生获得了包括“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国一等奖、“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛金奖、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国银奖等各类国家和省部级科技竞赛荣誉奖励20余项。

历史沿革：研究所由IEEE Fellow、中国自动化学会会士侯忠生教授于2005年创建，原属于电子信息工程学院，凝聚了多位从事控制与检测领域研究的优秀教师。2018年，先进控制系统研究所与智能系统及可再生能源研究中心CSIRE (Center for System Intelligence & Renewable Energy)合并，其中智能系统及可再生能源研究中心由IEEE Fellow宋永端教授于2008年创建。

研究所详细介绍和研究成果等信息见IACS官网（注：可点击部分用亮蓝色突出）。

二、科研成果

1. 电磁层析成像技术

电磁层析成像技术（Electromagnetic Tomography, EMT）是一种电学层析成像技术，是将电磁感应原理与“由投影重建图像”的理论相融合，通过检测被测空间边界的磁场信息来重建空间中导电、导磁物质的时空分布图像。电磁层析成像EMT技术可应用于钢轨伤损的在线监测，EMT使用电磁方法、非接触检测，对超声不敏感的浅表层检测特别灵敏，而且EMT的电磁激励场除了在试样表面激发涡流外还可表征导磁材料的动态磁化特性，可应用完备的电磁场分析方法，进而实现缺陷的多物理场视角评估。

电磁层析成像系统

电磁层析钢轨探伤测试

电磁层析钢轨探伤仿真

2. 跨癌种共性检测技术

服务于我国医疗行业的计算机辅助诊断，攻克了跨癌种共性检测的核心技术，获得完全自主知识产权，建成完整跨癌种通用检测技术体系，在中日友好医院，民航总医院等完成了8000+临床跨癌种样本的全系列功能测试，提出通用癌症检测体系，为我国下一代人工智能辅助诊断模型提供技术支持。该系统利用生成式领域自适应方法以解决不同医学图像域间的泛化性问题，同时利用协同注意力模型以解决多模态诊断问题，并基于以上算法通过部署相关深度模型开发了肺癌、宫颈癌、食管癌的通用诊断系统，在3个国际主流数据集上处于行业领先地位。

项目名称

项目类型

时间，金额

面向脑部影像的人工智能视觉诊断技术研究

自然科学横向项目

2023年，44.8

面向时间序列特征的宫颈癌检测算法研究

科技成果转化培育

2021年，45

基于私有云环境的大数据实训方案研究

自然科学横向项目

2021年，80

先进视觉检测与弹力图测试系统

自然科学横向项目

2020年，300

基于机器视觉的癌细胞形态学检测

自然科学横向项目

2019年，200

3. 大输液质量检测与控制

服务于我国医药行业的大输液制剂检测，攻克了大输液智能视觉质量检测的核心技术，获得完全自主知识产权，建成了包括检测原理、机械结构、电气控制系统、光学照明与图像获取的完整方案，在广西裕源药业完成了超过100万样本的临床全功能测试，实现了国内领先水平的检测速度（800瓶/分钟），为我国下一代大输液视觉检测模型提供技术支持。该系统通过国际通用测试方法（Knapp-Kushner）证明了本系统光学、机械、电气结构的合理性，具有较高的实用价值和推广前景（自然科学横向项目：输液瓶异物新型视觉检测算法研究，2022年，50万）。

4. 水空跨介质航行器

在水空跨介质领域开展多项长期研究，研究项目的核心技术在军用、民用等领域有巨大潜在应用价值，获得了海军装备相关研究的大力支持。课题组为验证项目可行性，优化项目样机方案，多次前往青岛、武汉等地，进行海上、湖泊试验，收集实验数据，优化研究方案，撰写学术成果。在水空跨介质航行器方向也已发表多篇高质量论文，其中“Cavity-membrane based water-jet bio-inspired thruster with multi-directional accelerating capability”发表于国际顶级期刊IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS（中科院1区），在该领域的研究中提出了新方法、新思路。

专著

教学成果

三、国家级虚拟仿真实验教学一流课程：“智能车控制虚拟仿真实验”

在人工智能和无人驾驶技术快速发展的今天，智能车已经成为各大高校新工科专业人才培养的重要实验载体。在智能车这种大型综合性实验中，学生需要完成从架构设计到算法调试的复杂过程，存在着“不好做”“不能做”“做不完”“做不好”的线下实验难题。北京交通大学自动化国家级一流专业建设点，依托“国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验中心”，发挥专业所长，开发了智能车控制虚拟仿真实验，并建设为“国家级虚拟仿真实验教学一流课程”。秉承“虚实结合，以虚促实，虚为实补，实为虚延”理念，在带领学生认知和掌握智能车开发的过程中，建立智能车运动学模型和控制器模型，引导学生基于模型，掌握智能车控制系统设计的科学方法，并摆脱智能车专业测试场地限制和时间限制，快速完成智能车实验的理论认知和实践应用能力储备，有效地拓展了实验内容的深度和广度，提升了实验效果，凸显了虚拟仿真实验的优势。

科技竞赛

近三年，在本所侯涛刚老师的指导下多位本科生在国家各大创新创业赛事中展露才华，将学科知识应用于交通、医疗等行业，获得省部级以上竞赛荣誉奖励16项。其中包括“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国一等奖1项，“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛金奖1项，银奖1项，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国银奖1项，其余省部级竞赛荣誉奖项12项（其中金奖2项，一等奖5项，二等奖5项）。

在本所郏东耀老师的指导下多位研究生在多个国家和省部级科技创新创业赛事中取得了优异的成绩。