文档介绍：项目名称:
信息及相关领域若干重大需求的应用数学研究
首席科学家:
马志明中国科学院数学与系统科学研究院
起止年限:

依托部门:
中国科学院
二、预期目标
本项目集中瞄准《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和战略性新兴产业中信息及相关领域的重大国家战略需求,提炼出处理信息及相关领域重要科学技术问题的共性方法,发展新的应用数学理论和方法,取得一批具有实际意义的原创性研究成果,并促进信息领域相关高新技术产业的发展。目标是获取新知识、新方法和培养一支优秀的信息领域应用数学问题的研究队伍,获得一些国际领先的成果,使我得到更大的提高,为加快转变经济发展方式、调整优化经济结构、提高国家自主创新能力和推进我国科技事业发展做出贡献。
本项目面向国际科学前沿的研究要顶天,要敢于创新,敢于挑战世界难题,其研究成果能够促进新的学科的发展,提升我国基础科学研究的国际地位;面向国家战略需求的研究要立地,要真正联系实际,其研究成果对国家的技术创新、跨越发展有贡献,做出具有自主知识产权的成果。在项目执行的五年过程中,本项目将加强与信息及相关领域的学术交流,组织召开一些有影响的国际学术会议;着力于培养、造就一批活跃在信息及相关领域应用数学研究方面的杰出青年学者,力争2—3人进入国家重要人才培养计划;形成一些在国际上有影响的信息及相关领域应用数学研究群体和1至2个研究基地;在本项目所选择的三个专题上做出一些的研究成果,力争有突破性的、系统的创新性工作。
五年预期目标是在如下八个问题的研究中取得突破进展,
丰富和发展大规模网络上Web马氏骨架过程的理论与方法,解决若干大规模网络中热点信息的挖掘及故障的传播与扩散现象等重要问题,提炼出处理大规模网络及它上重要随机过程的共性方法。
构造最优的、诊断能力最强的监测统计量(控制图)对大规模网络序列不同的统计特征同时进行监测和诊断,研究大规模网络序列的联合概率分布未知情况下的监测统计量的构造以及变点监测和诊断的优化问题。
研究大规模网络中纳什均衡解相对于全局最优解的效率损失度量问题,近似纳什均衡解的近似度与效率损失之间的关系问题,能较少效率损失的网络构建和管理运行机制的设计问题,经济效益和时间效率的双重优化问题。
研究随机的热传导与波的传播过程尤其是非线性双曲守恒律系统、确定性与随机的牛顿与非牛顿流体和电磁流体的分析与控制及其应用。
液晶和铁磁材料的分析,研究非线性弹性模型和流体与弹性体耦合模型的控制及其应用。
在布图/布局中的电路划分问题中,研究多级划分框架结构、集成电路划分多个目标的均衡机制、细化阶段各级算法、电路划分问题中超图的谱方法。
在布线问题中,研究总体布线问题的拆线重布技术和层分配算法、详细布线中的路覆盖问题、总体布线的多目标优化数学模型构造。
推动算法研究方面的研究成果的实际应用研发,设计出达到商业化标准的实用芯片;加强和深化与北京华大电子设计公司的合作,为改进国内唯一的集成电路设计软件“九天”系列EDA工具做实质性贡献。
本项目的大部分研究成果将以论文的形式在国内外重要期刊上发表或在重要国际学术会议上报告,预期在国际一流学术刊物上发表论文160余篇,专著一部;另一部分研究成果将形成专利,取得5项左右国际或国家技术专利。培养博士后10余名,博士研究生50余名,硕士研究生60余名。
三、研究方案
本项目与国内外类似的研究工作相比,有如下创新点和特色:
第一个特色和创新点是:关注《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和战略性新兴产业中信息及相关领域的重大国家战略需求,研究支撑信息及相关领域若干重大需求的应用数学问题,提炼出研究信息及相关领域若干重要应用数学问题的共性方法。例如,大规模网络理论及应用专题研究与《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中“支撑信息技术发展的科学基础”、“生物技术”、“信息技术”以及目前国家正在大力建设的物联网等密切相关的应用数学问题,提炼出处理大规模网络及它上重要随机过程的共性方法,期望由此影响信息及相关领域高新技术的发展。
第二个特色和创新点是:强调研究与自主创新有关的问题和我们有优势的方向。例如:本项目首席科学家马志明院士在概率论和随机分析领域有非常突出的研究成果,在上一期973项目的实施过程中从万维网搜索引擎设计研究中创新性的提炼出在大规模网络中应用广泛、内涵丰富的Web 马氏骨架过程的概念与理论。新增的无穷维系统的分析与控制课题负责人张旭研究员在非线性偏微分方程控制理论方面取得了突出成果。他发展了一套关于能观性估计的显式方法,在一定程度上给出了处理随机和确定性(包括抛物型和双曲型方程)无限维系统能控能观性、整体唯一延拓性质等的统一方法,同时还从控制论的角度对