人民網上海5月19日電 近日，由華東師范大學牽頭，華東師范大學軟件工程學院創院院長、中國科學學院院士何積豐作為第一完成人的《面向重大工業裝備核心控制軟件的安全可信保障技術及應用》項目榮獲2019年度上海市科技進步特等獎。

做好做精鑄劍的磨刀石 保障安全攸關領域自主可控

如何保障高端裝備控制軟件的安全可信是國際公認的重大挑戰，特別是我國航空、航天、軌道交通和電力控制等安全攸關領域，其重大裝備的核心控制軟件的研制技術，例如軟件驗證、分析、測試與質量評估等，急需解決技術與工具產品的自主可控問題，以支撐我國經濟轉型升級，打破國外在該領域的壟斷。

高可信技術是保障核心工業軟件成功研制的關鍵手段。正如何積豐院士所言：“控制軟件是工業重大裝備的中樞，是國家利器。要讓它足夠鋒利，就需要優良的磨刀石。我們就是把鑄劍的磨刀石做好做精，這樣來提高重大裝備核心控制軟件的質量，確保它們安全可信。”

項目參研單位聚焦我國重大工業裝備核心控制軟件的軟件安全可信保障技術，對接國家“自主可控”戰略部署，歷經十余年深入研究，以產教學研協同創新為路徑，攻克了軟件安全可信保障技術的三大難題，即正確性“驗證難”、可靠性“保障難”與復雜性“分析難”。

項目組采用形式化分析、測試與驗證等核心技術，首創形式化統一建模理論與多維度驗證技術，解決了困擾國際學術界二十余年的難題；構建了面向信物融合的多層次仿真與測試技術，支撐卡斯柯信號有限公司（國內排名第一）的地鐵信號系統成為國內首個獲國際最高安全認證SIL4的信號系統；發明了不確定環境下多屬性量化評估與分析技術，應用于載人航天工程等一批國家重要任務。

科學研究從產業實際出發 社會和經濟效益顯著

項目的一大亮點是形成了系統化的自主可控軟件開發工具鏈，覆蓋了重大工業裝備核心控制軟件開發的全生命周期。據統計，完全知識產權的形式化建模、測試與驗證工具11款，已經形成商業化產品的達6款。其中，自主研發的軟件自動化測試工具SmartUnit更是成為了國內首款通過國際上公認標準TUV功能安全認證的測試工具。近三年，來僅工具銷售額即達到了1.5億。項目成果形成了“理論-方法-技術-產業應用”的良性循環。“我們一直希望，我們的科學研究工作，是能從產業實際出發，提煉科學問題，再通過研究成果的應用來驗證我們的想法，最終形成核心技術去解決國家所面臨的問題。”何積豐院士說。

在這樣的共識下，項目團隊潛心研究探索，并在實踐中不斷完善。歷經十余年，該項目已產生了顯著的社會和經濟效益。項目新增直接經濟效益和利潤累計超14.2億元人民幣，實現利潤超2.1億元人民幣，間接帶動了千億產值的產業效益。

項目成果成功支撐了“風云四號”衛星發射、“神舟八號與天宮一號對接”以及“探月工程月地高速再入返回器”等在內的多項重要航天任務；項目參研單位卡斯柯信號有限公司完全自主研發的TRANAVI城市軌道交通信號系統解決方案，成功部署于東非地區的第一條城市輕軌，即埃塞俄比亞的斯亞貝巴輕軌，成為中國第一套“走出去”的自主信號系統解決方案，有力地支撐了“一帶一路”倡議。

2018年，在該項目的支持下，作為支撐上海科技創新中心“四梁八柱”的重要創新力量——上海工業控制系統安全創新功能型平臺正式成立。該平臺是以可信軟件構造為核心技術，聚焦軌道交通、航空航天、汽車電子和電力控制等安全攸關領域的軟件研制，是上海市首批推動建設的18個研發與轉化功能型平臺之一。平臺的建立也是項目長期以來有力支撐上海科創中心建設、輻射長三角地區，帶動相關產業發展的落地的重要舉措。

“80后”挑大梁 探索出有別于傳統科研模式的新路

該項目的完成團隊是一支團結、拼搏、富于創造性、充滿活力的隊伍。以何積豐院士為隊伍的主心骨，項目組成員來自五湖四海，既有從美國、日本回來的青年海歸教授，也有國內院校培養的人才，同時也匯聚了一批來自重點領域企業的研發和技術骨干。團隊年齡結構合理，一大批青年才俊已經在項目中起到中堅作用。在何積豐院士看來，各類不同風格和研究背景的同志在一起，更容易激發靈感。“我們的隊伍里，‘80后’的同志也已經挑大梁，這一點對長期發展來說很重要。”據統計，項目15名主要完成人中，“80后”青年科研工作者就有6名。

項目成功的一大重要因素是發揮了“舉國體制、團隊作戰”的威力，并且在機制層面嘗試創新。從一開始，這支隊伍就在探索一條有別于傳統科研模式的新路。在項目的發展歷程中，高校、研究所和企業的合作則顯得高度融合。華東師范大學軟件工程學院的教授們與企業研發團隊，一直以解決行業一線問題為目標，其知識產權和工作模式，體現了極高的協同性。院士工作站，落戶卡斯柯信號有限公司；中電科32所則與華東師范大學聯合組建了國家工程中心。正是這樣的機制創新，充分挖掘了項目參與方的各自優勢條件，為項目成功奠定了基礎。

項目組成員致力于實現“產教學研”的深層次融合，支撐產業和院校的長期化高質量人才培養。由項目單位研制的測試工具在軟件工程頂級學術會議ICSE上獲國際計算機協會（ACM）學生學術競賽研究生組金獎，這是中國大陸高校研究生首次在軟件工程類頂級國際學術競賽獲此殊榮。多年來，近千名高端軟件人才從這里出發，投身于軌道交通、航空航天、汽車電子和電力控制等領域，有效提升了我國可信軟件研究的國際競爭力，極大推動了軟件可信技術在工業界的轉化與應用。

回顧十余年創業歷程，令團隊成員感到自豪的，是這支隊伍在長期工作中自然形成的團隊文化：要“仰望星空”，以天下為己任，對接國家戰略，勇于挑戰根本問題；要“腳踏實地”，“把論文寫在祖國大地上”，形成核心技術、切實解決行業問題；要有務實的工作態度，拒絕浮躁心理，不盲目追逐熱點，堅持長期專注探索，“甘坐冷板凳，十年磨一劍”；要有寬廣的視野胸懷，勇于善于拼搏、敢于直面國際競爭以“推動中國制造向中國創造轉變”；要有開放的創新思維，勇于突破發展瓶頸、善于完善創新機制、“搭建創新服務平臺，推動科技和經濟緊密結合”。正是這樣的精神力量，項目組克服了科研道路上的各種困難，解決了一個個難題，最終形成了令人矚目的成果。

未來，項目團隊將一如既往緊密圍繞“中國制造2025”國家戰略和“一帶一路”倡議等，聚焦我國自主可控安全攸關軟件產業，為國產大飛機、深空探測和新型軌道交通信號系統等重大國家級技術攻關提供共性技術，通過協同創新和產業化應用形成自主可控軟件人才和產業的集聚效應，為上海科創中心及長江經濟帶建設提供有力支撐，引領我國自主可控軟件產業發展，在國際上形成高端裝備核心軟件的“中國制造”品牌。

該項目的成功離不開包括國家自然科學基金委員會、科技部、上海市科委和上海市經信委在內的多方支持。2011年項目獲得國家基金委創新群體項目資助，并于2014年獲滾動資助；同年，獲得科技部首個信息物理融合系統主題863研究項目“面向信息-物理融合的系統平臺”資助；2015年，再獲國家自然科學基金重大研究計劃重點項目資助。項目研究期間，共授權發明專利27項，獲得軟著62項，制定行業標準2項，出版英文專著1本，發表高水平論文60篇，獲得包括教育部自然科學獎一等獎在內的3項省部級以上獎勵。自2008年1月起，項目第一完成人何積豐院士擔任國家自然科學基金委“可信軟件基礎研究”重大研究計劃首席科學家，支持全國科研院所項目107項，并獲得何梁何利科學與技術進步獎及上海市科技功臣、全國優秀科技工作者等稱號。