交通学院-牛刚导师介绍
牛刚
教授
硕，博士生导师
男
交通学院
机械
,车辆工程
,车辆工程
,低空技术与工程
,智能科学与技术
,交通运输工程
先进感知与智能诊断,故障预测与健康管理,自愈控制与自主系统,数字孪生与虚拟仿真,知识嵌入可解释智能,软硬件协同功能安全
gniu@tongji.edu.cn
博士招生专业
1
车辆工程
2024
1
学术型博士
车辆智能运维与健康管理
2
智能科学与技术（博士）
2025
1
学术型博士
智能维护与自主系统
3
车辆工程（博士）
2026
1
学术型博士
车辆智能运维与健康管理
4
低空技术与工程（博士）
2026
1
学术型博士
低空运载器系统工程
招生信息
1
车辆工程
2024
2
学术型硕士
车辆智能运维与健康管理
2
交通运输
2024
2
专业学位硕士
轨道交通装备与系统工程（含轨道车辆设计及集成技术、轨道车辆安全与检测技术、列车牵引与控制技术等）
牛刚，同济大学教授，交通学院车辆与载运系、上海自主智能无人系统科学中心双聘博导，运载装备健康管理（PHM）与智能运维学科带头人。现任Journal of Mechanical Einngineerg Science (Proc. IMechE, Part C) 期刊副主编、《仪器仪表学报》编委，中国振动工程学会动态信号分析专委会常务理事，中国机械工程学会设备智能运维专委会常务理事，中国自动化学会技术过程故障诊断及安全性专委会常务理事，IEEE/CAA/CSVE高级会员，IEEE P7009、UL 4600国际标准专家组成员，IEEE-PHM国际学术年会指导委员会副主席，同济大学机械学科学术与学位委员会委员，教育部教育质量评估专家组成员，国家及省部级科技奖评审专家。长期从事先进运载系统健康管理与智能运维研究工作。独自出版英文学术专著2部，第一及通讯作者发表SCI/EI期刊论文200余篇，申请及授权发明专利20余项。上海市一流本科课程责任教授，上海市浦江学者，同济大学优秀共产党员。
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科研项目
国家自然科学基金面上项目：磁场瞬变下常导高速磁浮直线驱动系统故障诊断与自愈控制方法研究，主持，批准号52475121.
国家自然科学基金面上项目：永磁同步电机驱动系统动态特性与自主预控方法研究，主持，批准号51575396.
国家自然科学基金青年项目：基于协同设计的高速列车制动系统维护感知建模与嵌入诊断推理，主持，批准号51205291.
科技部国家重点研发计划课题：复杂环境下轨道车辆全生命周期能力保持与优化研究，参研，批准号2017YFB1201201.
科技部国家重点研发计划课题：列车生态系统内外环境友好核心维度与理论研究，参研，批准号2017YFB1201103.
全国重点实验开放课题重点项目：轨道车辆关键部件智能运维数据建模与健康管理技术研究，主持，批准号13121430001220.
全国重点实验开放课题项目：速度激增下常导高速磁浮电磁场非平稳特性及影响机制，主持，批准号13121430001220.
全国重点实验开放课题项目：列车架控制动系统多模态复合故障诊断方法研究，主持，批准号RCS2023K005.
上海市教委重点项目课题：高速磁浮列车综合传感器FDIR系统验证测试平台研制，主持.
上海市浦江人才计划项目：重载机车制动系统多物理场建模与故障诊断，主持，批准号12PJ1408400.
中央高校基金交叉重点项目：钢轨短波损伤数字孪生建模与智能运维技术研究，主持，批准号2022-5-ZD-04.
中央高校基金，机电制动系统数字孪生体构建及健康可重构控制，主持，批准号22120180309.
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研究成果
学术专著
[1] Gang Niu, 《Data-Fusion Technology for Engineering Systems Health Management》Springer出版社-科学出版社，联合出版发行 2016，ISBN:978-981-10-2031-5 (Print)， 978-981-10-2032-2 (Online). 唯一作者
[2] 牛刚，《轨道交通装备健康管理》，同济大学出版社 2016，ISBN：978-7-5608-6483-9.唯一作者
代表论文
1. Xun Dong, Gang Niu*, Zhigang Tian, Composite fault diagnosis of mechatronic transmission system based on current harmonic mutual verification and enhanced order spectral analysis under variable speed conditions, Mechanical Systems and Signal Processing 224 (2026).
2. Xun Dong, Gang Niu*, HuaweiWang, Hyunseok Oh, Convenient gearbox fault diagnosis under random variablespeeds: A motor current nonlinear harmonic approach,Mechanical Systems and Signal Processing 225 (2025).
3. Xun Dong, Junyao Yuan, LiujingXiong, Gang Niu*, Fault detection of initerturn short circuit ininduction motors under nonstationary conditions and unbalanced supply voltage, IEEETransactions on Instrumentation and Measurement 73(2024).
4. Liujinig Xiong, Yifan He, YuejianChen, Jinjun Lu, Gang Niu*, Digital twin-based degradation predictionfor train electro-pneumatic valve, Reliability Engineering and System Safety240(2023) 109627.
5. GangNiu*, Xun Dong, Yuejian Chen, Motorfault diagnostics based on current signatures: A review, IEEE Transactionson Instrumentation and Measurement 71(2023).
6. Yuejian Chen, Meng Rao, Ke Feng, GangNiu*,Modified varying index coefficient autoregrsssion model for representation ofthe nonstationary vibration from a planetary gearbox, IEEE Transactions onInstrumentation and Measurement 72(2023).
7. Hongyang Zhao, Gang Niu*, Enhanced order spectrum analysis based on iterativeadaptive crucial mode decomposition for planetarygearbox fault diagnosis under large speed variations,MechanicalSystems and Signal Processing 185(2023).
8. Yuejian Chen, Yizhao Li, Gang Niu, MingjianZuo, Offline and online Measurement of the Geometries of train wheelsets: A review, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 71(2022).
9. Yuan Jiang, Gang Niu*, An iterative frequency-domain envelope-tracking filter for dispersive signal decomposition in structural health monitoring,Mechanical Systems and SignalProcessing 179 (2022) 183-198.
10. G. Niu*, L. Xiong, X. Qin, M. Pecht, Fault detection isolation and diagnosisof multi- axle speed sensors for high-speed trains, MechanicalSystems and Signal Processing131 (2019) 183-198.
11. G. Niu*, S. Liu, Demagnetization monitoring and life extending control for permanent magnet-driven traction systems, Mechanical Systems and Signal Processing 103(2018) 264-279.
12. G. Niu*, J. Jiang, AutonomousHealth Management for PMSM Rail Vehiclesthrough Demagnetization Monitoring and Prognosis Control, ISA Tractions72 (2018) 245-255.(JCR: Q1)
13. G. Niu*, X. Huang, Failure Prognostics of Locomotive Electro-Pneumatic Brake based on BondGraph Modeling, IEEE Access 5 (2017) 15030-15039.
14. G. Niu*, J. Jiang, Prognostic control-enhanced maintenance optimization for multi- componentsystems, Reliability Engineering and System Safety 168 (2017) 218-226.
15. G. Niu*, Hao Li, IETM centered intelligent maintenance system integrating Fuzzy semanticinference and datafusion, Microelectronics Reliability75 (2017) 197-204.
16. G. Niu*, F. Qian, B. Choi, Bearing life prognosisbased on monotonic feature selection and similarity modeling, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 230(18)(2016) 3183-3193.
17. G. Niu*, Y. Zhao, Michael Defoort, Michael Pecht, Fault diagnosis of locomotive electro-pneumatic brake throughuncertain bond graph modelingand robust onlinemonitoring, Mechanical Systemsand Signal Processing 50-51 (2015)676-691.
18. G. Niu*, Y. Zhao, V. Tran, Fault detection and isolation based on bond graph modelingand empirical residual evaluation, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, PartC: Journal of Mechanical Engineering Science 229(3) (2015) 417-428.
19. G. Niu*, S. Singh, S. Holland, Michael Pecht, Health monitoring of electronic products based on Mahalanobis distance and Weibull decision metrics, Microelectronics Reliability51 (2011) 279-284.
20. G. Niu*, B. Yang, M. Pecht, Development of an optimized Condition-Based Maintenance system by data fusion and Reliability-Centered Maintenance, Reliability Engineering and System Safety 95(7) (2010) 786-796. (The TOP 7 Hottest Articles in ReliabilityEngineering and System Safety in2013)
21. G. Niu*, B. Yang, Intelligent condition monitoring and prognostics system based on data fusionstrategy, Expert Systems With Applications37(12) (2010).
22. W. Caesarendra, G. Niu, B. Yang, Machinecondition prognosisbased on sequential MonteCarlo method, ExpertSystems with Applications, 37 (2010) 2412-2420.
23. G. Niu*, B. Yang, Dempster-Shafer regression for multi-step ahead time-series prediction towards data-driven machinery prognosis, Mechanical Systemsand Signal Processing23(3) (2009) 740-751.
24. J. Son, G. Niu, B. Yang, D. Hwang, D. Kang, Development of smart sensors system for machine fault diagnosis, ExpertSystems with Applications 36(9)(2009) 11981-11991.
25. G. Niu, A. Widodo, J. Son, B. Yang, D. Hwang, D. Kang, Decision-level fusion based on wavelet decomposition for induction motor fault diagnosisusing transient current signal, Expert Systemswith Applications 35(3) (2008) 918-928.
26. G. Niu, T. Han, B. Yang, A. Chiow Tan, Multi-agent decision fusion for motorfault diagnosis, Mechanical Systems and Signal Processing 21(3) (2007)1285-1299.
27. G. Niu, J. Son, A. Widodo,B. Yang, D. Hwang, D. Kang, A comparison of classifier performance for fault diagnosisof induction motor using multi-type signals, Structural HealthMonitoring 6(3) (2007) 215-229.
28. G. Niu, S. Lee, B. Yang,S. Lee, Decisionfusion system for fault diagnosisof elevator traction machine, Journalof Mechanical Scienceand Technology 22(1) (2008) 85-95.
29. G. Niu *, D. Lau, M. Pecht, Computermanufacturing management integrating lean six sigma and prognostic health management, International Journal of Performability Engineering 6(4) (2010) 351-360.
30. G. Niu*, X. Cao, X. Qin, Research on fault detection and isolation of dual channelspeed sensor for high-speed train, Chinese Journal of Scientific Instrument, 40(1) (2019) 158- 165.
31. G. Niu*, S. Liu, Auotnomous life extending controlforPMSM rail vehicles under demagnetizing fault,ChineseJournal of Scientific Instrument, 38(9)(2017) 2251-2257.
32. G. Niu*, J. Jiang, Health-oriented control strategyforPMSM rail vehiclesthrough similarity-basedmodeling, Chinese Journalof Scientific Instrument, 2 (2017) 480-486.
33. G. Niu*, H.Li, IETM integrated diagnosis system based on semanticinference and data fusion, Chinese Journal of Scientific Instrument, 37(9)(2016) 1971-1977.
发明专利
[1] 一种基于迭代扩展频散模态分解的频散波提取方法（发明人：牛刚等，授权，ZL202111114136.1）
[2] 一种基于迭代扩展本征模态分解的旋转机械故障诊断方法（发明人：牛刚等，授权，ZL 202110536535.0）
[3] 一种旋转机械转速波动无键相阶次跟踪方法（发明人：牛刚等，授权，ZL 202110263749.5）
[4] 列车速度传感器信号异常检测及轴抱死故障诊断方法（发明人：牛刚等，授权，ZL 201810856916.5）
[5] 一种基于迭代扩展频散模态分解的频散波提取方法（发明人：牛刚等，实审，CN 202111114136.1）
[6] 一种解决悬浮间隙传感器齿槽效应的补偿算法（发明人：牛刚等，公布，CN 202010344909.4）
[7] 一种快速准确的受电弓结构异常动态视频监测方法（发明人：牛刚等，公布，CN 201910934442.6）
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学校介绍
同济大学是国家教育部直属重点大学，也是首批被批准成立研究生院、并被列为国家“ 211 工程”和“面向 21 世纪教育振兴行动计划”(985 工程)与上海市重点建设的高水平研究型大学之一。同济大学创建于 1907 年，现已成为拥有理、工、医、文、法、经(济)、管(理)、哲、教(育)9 大门类的研究型、综合性、多功能的现代大学。
同济大学现设有各类专业学院 22 个，还建有继续教育学院、 职业技术教育学院等，设有经中德政府批准合作培养硕士研究生的中德学院、中德工程学院，与法国巴黎高科大学集团合作举办的中法工程和管理学院等。目前学校共有 81 个本科专业、 140 个硕士点、 7 个硕士专业学位授权点、博士授权点 58 个、 13 个博士后流动站，学校拥有国家级重点学校 10 个。各类学生 5 万多人，教学科研人员 4200 多人，其中有中科院院士 6 人、工程院院士 7 人，具有各类高级职称者 1900 多人，拥有长江学者特聘教授岗位 22 个。作为国家重要的科研中心之一，学校设有国家、省部级重点实验室和工程研究中心等国家科研基地 16 个。学校还设有附属医院和 2 所附属学校。
近年来同济大学正在探索并逐步形成有自己特色的现代教育思想和办学理念。以本科教育为立校之本，以研究生教育为强校之路。确立“知识、能力、人格”三位一体的全面素质教育和复合型人才培养模式。坚持“人才培养、科学研究、社会服务、国际交往”四大办学功能协调发展，努力强化服务社会的功能，实现大学功能中心化。以国家科技发展战略和地区经济重点需求为指针，促进传统学科高新化、新兴学科强势化、学科交叉集约化。与产业链紧密结合，形成优势学科和相对弱势学科互融共进的学科链和学科群，构建综合性大学的学科体系，其中桥梁工程、海洋地质、城市规划、结构工程、道路交通、车辆工程、环境工程等学科在全国居领先地位。在为国家经济建设和社会发展做贡献的过程中，争取更多的“单项冠军”，提升学校的学术地位和社会声誉。学校正努力建设文理交融、医工结合、科技教育与人文教育协调发展的综合性、研究型、国际知名高水平大学。
同济大学已建成的校园占地面积 3700 多亩，分五个校区，四平路校区位于上海市四平路，沪西校区位于上海市真南路，沪北校区位于上海市共和新路，沪东校区位于上海市武东路。正在建设中的嘉定校区位于安亭上海国际汽车城内。
同济大学研究生院简介
同济大学一贯重视研究生教育，早在 20 世纪 50 年代初即在部分专业招收培养研究生。 1978 年学校恢复招收硕士研究生， 1981 年起招收博士研究生，同年被国务院学位委员会批准为首批有权授予博士、硕士学位的单位。 1986 年经国务院批准试办研究生院， 1996 年经评估正式成立研究生院，成为我国培养高层次专门人才的重要基地之一。同济大学现有一级学科博士学位授权点 12 个，二级学科博士学位授权点 68 个(含自主设置 10 个二级学科博士点)，硕士学位授权点 147 个(含自主设置 7 个二级学科硕士点)，分属哲学、经济学、法学、教育学、文学、理学、工学、医学、管理学等 9 个学科门类。其中土木工程、建筑学、交通运输工程、海洋科学、环境科学与工程、力学、材料科学与工程等学科处在全国优势和领先地位，机电、管理、理学等学科近年有了长足进展。我校还设有 13 个博士后科研流动站。近些年来，为了适应我国经济建设和社会发展的需要，学校还十分注重培养不同类型、多个层次、多种规格的高层次专门人才。学校既设科学学位，又设工商管理、行政管理、建筑学、临床医学、工程硕士(含 21 个工程领域)、口腔医学等多种专业学位；既培养学术型、研究型研究生，又培养应用型、复合型专业学位研究生；既有在校全日制攻读学位模式，又有在职人员攻读专业硕士学位或以同等学力申请硕士学位、中职教师在职攻读硕士学位、高校教师在职攻读硕士学位模式。此外，还面向社会举办多种专业研究生课程进修班等，充分发挥了我校学科优势和特色，由此形成了多渠道、多规格、多层次的办学模式，取得了良好的社会效益。
同济大学研究生院是校长领导下具有相对独立职能的研究生教学和行政管理机构，下设招生办公室、管理处、培养处、学位办公室、学科建设办公室和行政办公室。同时，学校党委还专门设立了研究生工作部。学校设有校学位评定委员会，各学院有学位评定分委员会，并设立了各学科、专业委员会，配有学位管理工作秘书、教务员、班主任、研究生教学秘书等教辅人员。研究生院曾多次被评为全国和上海市学位与研究生教育管理工作先进集体。
二十多年来，同济大学始终把全面提高培养质量作为研究生教育改革的指导思想，在严格质量管理方面采取了一系列切实有效的措施，取得了较好效果。在连续多年全国百篇优秀博士学位论文评选中，有 7 篇入选。同济大学为国家培养了一大批高素质的高级专门人才，至今已授予博士学位 1311 人，硕士学位近 9504 人，其中有相当一部分已成为我国社会主义现代化建设的重要骨干力量。至 2004 年 9 月，在校博士、硕士研究生约达 11000 多人，专业学位硕士生约 2700 人。根据本校研究生教育发展规划， 2006 年计划招收博士生、硕士生(含专业学位研究生)超过 4000 名。同济大学正在为我国经济建设和社会发展输送高层次人才做出更大的贡献。
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同济大学硕士研究生学费及奖助政策
收费和奖励
1) 按照国务院常务会议精神，从 2014 年秋季学期起，向所有纳入国家招生计划的新入学研究生收取学费。其中：工程管理硕士(125600)、MBA[微博](125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程领域工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)专业学位研究生的学费标准另行公布，其它硕士研究生学费不超过 8000 元/学年。
2) 对非定向就业学术型研究生和非定向就业专业学位硕士研究生，同济大学有完善的奖励体系(工程管理硕士(125600)、MBA(125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)的奖励由培养单位另行制订)。对亍纳入奖励体系的非定向就业学术型硕士生和非定向就业专业学位硕士生在入学时全部都可以获得 8000 元/学年的全额学业奖学金，该奖学金用以抵充学费。对纳入奖励体系的硕士研究生还可获得不少亍 600 元/月的励学金，每年发放10 个月。另外，纳入奖励体系的非定向就业研究生都可以申请励教和励管的岗位，获得额外的资励。所有非定向就业硕士研究生在学期间纳入上海市城镇居民基本医疗保险，可申请办理国家励学贷款，可参加有关专项奖学金评定。
3)工商管理硕士在职班、金融硕士在职班、公共管理硕士、工程管理硕士、会计硕士、护理硕士、教育硕士、汉语国际教育硕士、人文学院的艺术硕士采取在职学习方式，考生录取后，人事关系不人事档案不转入学校，在读期间不参加上海市大学生医疗保障，学校不安排住宿，毕业时不纳入就业计划。
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