同济大学:第489期:第02版:同济报

这里,子衿青青景正好 ———未来城市与交通联合实验室人才培养实践感受记


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   期次:第489期   



未来交通联合实验室



  学生遍布美国威斯康辛大学、 纽约大学巴法罗分校,澳大利亚莫 纳什大学,国内的上海交通大学、华 中科技大学、华南理工大学等十余 所名校,近40 位学生在大学任教; 国家自然科学基金委交通工程学科 优秀青年基金者6 人中有3 人在同 济,其中两人是他的学生;他的学生 在国内外各类交通科技大赛、创新 创业大赛中经常得奖。是什么让他 的学生成长得快、长得高、长得出类 拔萃?五彩缤纷的春天里,记者走进 位于我校嘉定校区交通运输工程学 院杨晓光教授的“未来城市与交通 联合实验室”(由车路联网与智能交 通控制系统联合实验室、全息城市 与交通智能计算联合实验室组成), 感受其人才培养的“法门”。
  “每个星期一上午都是这 样的组会”
  “每个星期一上午都是这样的 组会,大家汇报学习和研究工作进 展情况。”杨晓光教授告诉记者。早 早地,我们就坐在小会议室里。不一 会儿,房间内就坐满了团队成员,记 者数了数,共12 位学生(博士、硕 士、本科生都有),加上两位老师,房 间里已是气氛融融。
  没有寒暄,直奔主题。“我将开 题的学位论文题目是‘面向服务的 公共汽车路线优化方法研究’”, 2016 级博士生刘心雨对着 PPT介 绍。她将研究分为5 个部分,研究的 焦点集中在服务质量上。她说,近一 年来自己以上海巴士集团为对象展 开调研,并在杨老师和学长们的帮 助下确定了学位论文的基本思路。 这次汇报是她博士学位论文的预开 题。
  “论文开头虚的东西较多,你要 抓牢‘服务质量’,乘客原意坐公交, 这就是高水平的线路。现在,像上海 这样的大城市,地铁把长途公共汽 车客流吸引走了,共享单车又把短 途客流分走了,公交如何生存,确实 需要我们深入研究。公交的核心问 题就是‘服务—绩效’的最佳平衡问 题。大数据时代,我们不可还像国外 学者那样基于假定‘理论’模型展开 研究,我们应该抓住事物本质,这个 本质就是兼顾成本前提下的服务质 量如何提高?你要学着从这些原问 题中提炼出核心问题,比如如何找 到乘客舒适度、公交发车频率等公 交服务相关参数和公交成本的最佳 平衡点,从而确定公交路线的最佳 规模和相关参数。他指着技术路线 图中漏掉的箭头:“这个箭头没了, 技术路线走不出来了。基于服务与 面向服务,含义不一样。你要和张力 楠多沟通。研究要转换到基于数据, 不要溺于不切实际的抽象模型。下 周再用英语汇报。”杨晓光告诉记 者,前不久到中山大学访问中,发现 该校要求研究生经常用英文汇报研 究进展,值得借鉴,所以,特提出此 要求。
  紧接着,2014 级博士生张力楠 汇报学位论文“基于数据的公共交 通服务水平评价基础问题研究”进 展情况。“前三章已经完成,现在正 在做‘服务指标测算’,接下去做服 务水平评价、服务指数模型、服务目 标价值(班次密度)……”张力楠娓 娓道来;“你和刘心雨的研究关联性 很强,要多沟通。”杨晓光听完汇报, 要求学生们弄清公交服务的本质, 公交服务质量与和水平与哪些因素 关联,落实到一条线、多条线上,如 何变成吸引乘客的技术方法、点子。 “交通具有极强的复杂性和地域性, 我们基于大数据、云计算和人工智 能等展开研究,完全可以构建交通 的中国理论和方法体系,我们应奋 勇争先。”
  “公交医生,要继续深化, 准备参加工博会”
  张力楠作为组里最年长的在读 博士生,他在杨老师指导下牵头的 “数据驱动的城市公交健康分析与 智能诊断系统”在去年中国国际大 数据挖掘大赛中,从11035 支团队、 50000 多人中脱颖而出,荣获二等 奖。
  “公交病是城市交通的病根之 一”,张力楠汇报完博士论文进展 后,接着汇报“公交医生”项目进展 情况,它是上述获奖项目的深化结 果,研发团队成员包括博士生刘心 雨、章程、杨泽林、赖金涛等,并安排 正在做毕业论文的本科生徐天宸也 参加进来。张力楠说,我们在刘心雨 巴士一汽调研的基础上,优化了网 络数据构成,金涛他们的仿真试验 进一步验证了我们诊断的准确率与 可靠性。目前我们的公交医生平台 已经具备了数据的基本预处理、专 业化处理、病因诊断分析等能力;心 雨是我们这个项目的“经理”。
  公交也有医生?原来,这是杨晓 光带领的团队针对“城市交通病”率 先提出的新的研究领域,“公交医 生”是其一部分,是对现实中公交所 存在的线网规划不合理、准点性低、 供求不匹配、运行速度慢、服务水平 不高等交通“健康问题”展开的分析 与智能诊断。其检查是基于 IC 卡、 GPS调度信息、公交wi fi 数据、手 机信令、视频监控等数据形成若干 “检查手段”,类似医院的问诊、化 验、 B 超、 CT、 X 光拍片等,然后得 出公交“健康指标”数据并进行致因 分析,开出优化线网、调整时刻表、 变更站点位置、增减专用道、改变驾 驶员行为等治疗“处方”。
  张力楠继续汇报实验室情况。 听毕汇报,杨晓光说,实验室的日常 管理是通过研究生组织来运行的。 他说,前端感知设备接入情况进展 如何,实验车辆及路测信息进来没 (一辆黄色的实验车被称之为“中国 车路协同第一车”);政府开放数据 接入没(上海、南京、宁波、深圳、佛 山及广东省高速公路、安徽高速的 数据);芜湖智慧城市项目有反馈 没?杨老师问得仔细,张力楠答得到 位,讨论一锤一钉,钉钉落实。说着 说着又说到“公交医生”上来了,杨 晓光说,我们的终极目标是要精准、 快速、有效地给出治疗公交病的药 方,按照这个目标,你们几位要加紧 工作,按计划参加今年的上海工博 会。“正在加紧工作,四月中旬我们 会交上去。”张力楠说,具体工作心 雨全面负责。
  问题从实际中来,成果到 实际中去畅通、安全、品质的城市交通, 需要以科学为基础加以优化规划、 设计、管理与服务乃至决策。因此, 杨晓光教授针对当今我国乃至世界 城市交通的痛点、难点和要点以及 发展趋势,把“未来城市与交通联合 实验室”定位为两大部分,“全息城 市与交通智能计算联合实验室”和 “车路联网与智能交通控制系统联 合实验室”。学生培养也正围绕这两 块展开。
  王一喆是“车路联网与协同交 通控制”方向的博士生,他所做的研 究就是面向将成为常态的“常规车 路+ 网联车辆+ 自动驾驶车辆”新 型混合交通流协同控制问题。他在 杨晓光教授带领下,率领交通学院 周莉、郝若辰、刘洋东,电信学院学 生丘永春,并联合北京大学学生金 建栋共同完成的作品———智能驾驶 小秘书,去年年底一举夺得了中国 “互联网+ 交通运输”创新创业大 赛总决赛桂冠,荣获交通运输创客 大赛特等奖。“现在要做的事情就是 在满足系统最优的同时,满足个体 需求。比如消防、救护、 VIP 等特殊 车辆,我们要做的就是保证其优先 通过。”这是他对记者说的话。记者 前去嘉定听课的当天,他正率领4 人团队参加滴滴 Di - Tech 算法大 赛,日前获悉他们从1500 多支队伍 中脱颖而出,获得决赛亚军。
  “上海南北高架道路天天堵”, 汇报会上杨泽林介绍研究课题“南 北高架快速路通行能力分析”后,杨 老师接着说,平日坐校车去嘉定校 区常看到上海南北高架道路严重 拥堵,于是建议上海交通运输委员 开展研究工作,得到了高度重视。 杨泽林所做的研究工作正是市交 委委托课题的一部分。
  “我们把南北高架道路主线看 成一根管子,像这样”,杨泽林指着 图片说。“你这根管子画得好像有 问题,应该注意细节,细节体现专 业素养”,杨老师插话,杨泽林面露 羞赧,停了数秒,继续介绍“高架上 通行能力大小受到车辆数量、天 气、速度、驾驶行为等等因素动态 影响,因此应是一个随机变量。”我 们选择从畅通到拥堵过程的三个 截面,计算其通行能力,并给出治 堵措施。
  “这位同学是去年入学的西南 交大跨校推免研究生,该校运输学 科较强。”杨老师介绍说,通行能力 究竟由哪些要素构成,哪些是静态 的、哪些是动态的影响因素?哪些 在变,又是哪些原因引起的?是下 雨路滑导致的,是车型原因引起 的,你只有抓住本质问题,才能确 定实时的通行能力。你要把所学的 运输管理专业的强项和同济交通工 程研究人和物移动的优势结合起 来,进一步深化研究。下一步,你要 获取更丰富的数据,6 月份拿出通 行计算方法以及优化控制措施。”杨 晓光对其研究工作做了交代。
  马岳、赖金涛、徐天宸……汇报 的同学一个接一个。赖金涛参与搭 建南北高架交通分析仿真平台、广 东省高速公路网运行健康指标体 系。汇报中,数据损坏、图像模糊条 件下的数据提取利用研究工作给我 的印象深刻,因为杨老师的一句问 话:“完全损坏了怎么办,有无办 法?”“大家不但要把成果变成应用 的方法,还要注意把研究成果变成 论文,要有出成果意识。”杨老师说。 本科生徐天宸研究的是公交车时刻 表编制方法,他加入的是智能公交 研究组。“公交车时刻表是城市交通 精准服务的标志。调查研究显示,市 民对公交到达间隔大于8 分钟的较 为敏感;所以,有了时刻表,公交出 行就有可计划性,并能有效地提高 公交的准点率。”杨晓光说。
  在学生们的成果“公交医生” 中,记者发现一张“上海公交时刻表 发布”,里面清楚列出曹路4 路、合 庆1 路、浦东19 路、169 路、1207 路 等23 条线路的行程时间准点率、评 价等级等情形,建议道:7 条一级线 路有条件发布时刻表;8 条二级线 路,改善后可以发布时刻表。原来, 这张表就是张力楠、刘心雨带领徐 天宸等完成的。
  如何让刚进校的学生对交通研 究更有兴趣,怎么引进门?硕士生马 岳所做报告———交通运行状态评价 指标综述,看起来很平常。待他汇报 完毕后,杨老师说:“马岳同学所讲 的这个题目很有意思,北京曾经编 制过拥堵指数等标准,上海、广州、 深圳、济南等地也都提出过各自的 标准,但比较各方发布的城市交通 评价表,差异很大,某一拥堵排名前 三的城市到另一排名表中却前十都 见不到它。作为全国城市道路交通 文明畅通提升行动计划专家组专 家,杨晓光教授认为应建立一套科 学实用的“城市交通健康评价指数 系统”,可否就叫“同济- 城市交通 健康指数”,给出客观的交通健康 (拥堵、安全等)指数。杨晓光看着张 力楠,说:“你们可请马岳加入研究 团队,帮他先研究‘交通指数与交通 评价’问题,把评价方法和实现路径 等先搞明白,然后尝试发布‘同济交 通指数’。”
  转眼间,一上午过去了。往饭堂 走的路上,我看着身边这位“交通运 输工程”一流学科培养拔尖人才培 养基地的责任教授,琢磨着其人才 培养模式,或可称为:“项目是熔炉, 导师引领;同辈老带新,实战成 才。” (程国政)

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