李力：點(diǎn)亮“智慧”之光

本刊記者 范國(guó)軒 孫秋霞

人力終有窮盡之時(shí)，人類探索未知領(lǐng)域需要自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。1946年，美國(guó)福特公司的機(jī)械工程師D.S.哈德最先提出“自動(dòng)化”的概念。經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)不僅將人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解救出來(lái)，而且增強(qiáng)了人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。

建設(shè)智慧城市已成為當(dāng)今世界城市可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。今年兩會(huì)上，智慧城市建設(shè)也是代表委員熱議的焦點(diǎn)。

“智慧城市離不開(kāi)智能交通系統(tǒng)建設(shè)。”清華大學(xué)自動(dòng)化系副教授李力介紹，智能交通本質(zhì)上是交通信息的獲取和利用，使人們的出行變得更加安全和便利?！拔覀兺ㄟ^(guò)智能設(shè)備逐步掌握了各大城市交通運(yùn)行規(guī)律，能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃和交通發(fā)展提供更好的決策支持?！?/p>

探索“智慧”之旅

“心懷浩渺連廣宇，于無(wú)聲處聽(tīng)驚雷”，李力時(shí)常拿這句詩(shī)來(lái)形容自己對(duì)科研工作的廣泛興趣和尋求突破時(shí)的靈機(jī)一動(dòng)。李力的父親是華中科技大學(xué)控制系教授，受益于家庭熏陶，李力從小對(duì)自動(dòng)化、人工智能等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚興趣。2001年，李力赴美求學(xué)，在亞利桑那大學(xué)系統(tǒng)與工業(yè)工程系攻讀碩士和博士學(xué)位，跟隨導(dǎo)師從事智能汽車和智能交通領(lǐng)域研究。2006年李力回到清華大學(xué)任教，開(kāi)始進(jìn)行智能交通與車路協(xié)同的創(chuàng)新探索。

智能車路協(xié)同系統(tǒng)代表當(dāng)今世界智能交通系統(tǒng)的最新發(fā)展方向。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的無(wú)線通信和新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全方位實(shí)施人、車、路之間動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)信息交互，并在全時(shí)空動(dòng)態(tài)交通信息采集與融合的基礎(chǔ)上，開(kāi)展車輛主動(dòng)安全控制、道路交通協(xié)同管理和行人安全輔助，充分實(shí)現(xiàn)人車路的有效協(xié)同，保證交通安全，提高通行效率，從而形成安全、高效和環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。李力向記者舉例解釋，“在沒(méi)有紅綠燈的情況下，智能車路協(xié)同系統(tǒng)也能讓交叉路口的車輛安全地通過(guò)?！?/p>

李力在車路協(xié)同和智能交通領(lǐng)域不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，先后主持和參與了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、973項(xiàng)目、863項(xiàng)目等多個(gè)國(guó)家重大項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)近些年的不懈努力和實(shí)踐探索，李力研究團(tuán)隊(duì)在沖突區(qū)域交通流數(shù)據(jù)收集、車輛（駕駛員）常見(jiàn)行為模式的提取和描述、沖突區(qū)域的車輛競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同行為的建模和仿真、以及基于上述研究結(jié)果的交通控制策略設(shè)計(jì)四個(gè)方面得到了一系列互相關(guān)聯(lián)的高水平研究成果。2014年10月9日，在青島舉行的智能交通系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議上，李力所在的清華大學(xué)智能交通團(tuán)隊(duì)成功組織了車路系統(tǒng)專題探討會(huì)和典型應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)演示活動(dòng)。國(guó)內(nèi)外與會(huì)專家學(xué)者對(duì)該成果給予了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為該研究開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)智能車路協(xié)同系統(tǒng)方向上的創(chuàng)新與實(shí)踐，總體上同步達(dá)到美、日等國(guó)際先進(jìn)水平。

李力告訴記者，他很推崇比爾.蓋茨的自述“I never took a day off in my twenties. Not one.”并以此自勉。除了出差，在辦公室從上午九點(diǎn)工作到晚上十一點(diǎn)已成為常態(tài)。無(wú)論是提想法、編代碼還是寫論文，李力都會(huì)親歷親為。沒(méi)有任何周末、一年休息3～5天，這是李力目前的工作狀態(tài)。李力略帶自豪的告訴記者：天道酬勤，有些科研想法“天外飛來(lái)，絲絲入扣”。作為第一作者或通訊作者，李力在智能交通領(lǐng)域國(guó)際一流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文近50篇，多次獲國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議最佳論文獎(jiǎng)，成果獲得廣泛好評(píng)和引用。

開(kāi)啟“智慧”之路

我國(guó)城市道路交叉口機(jī)動(dòng)車搶行搶拐、行人闖紅燈等交通違規(guī)現(xiàn)象嚴(yán)重，國(guó)際通用的交通流分析方法部分失效，國(guó)外引進(jìn)的基于協(xié)同駕駛的交通控制系統(tǒng)無(wú)法高效實(shí)施。李力研究團(tuán)隊(duì)圍繞交通沖突區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同駕駛行為的科學(xué)問(wèn)題，在智能交通領(lǐng)域開(kāi)展了一系列具有理論創(chuàng)新和實(shí)用價(jià)值的原創(chuàng)性工作。

在智能交通大數(shù)據(jù)融合和預(yù)測(cè)方面，李力研究團(tuán)隊(duì)提出了新的交通時(shí)空關(guān)聯(lián)特性和趨勢(shì)特征學(xué)習(xí)模型、基于貝葉斯主成份分析模型的交通流缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)償方法，性能顯著優(yōu)于以往算法。在考慮交通系統(tǒng)不確定性的智能交通系統(tǒng)建模、評(píng)估和管控方面，李力研究團(tuán)隊(duì)提出了交通流隨機(jī)時(shí)空狀態(tài)演化模型成果，獲中國(guó)智能交通學(xué)會(huì)二等獎(jiǎng)。在智能車路協(xié)同方面，李力研究團(tuán)隊(duì)提出的基于計(jì)劃樹(shù)的路口協(xié)同控制算法已成為該領(lǐng)域具有代表性的設(shè)計(jì)方法，獲智能交通領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《IEEE Trans. Intelligent Transportation Systems》2012-2013年度Best Survey Paper Award。

除了理論研究探索創(chuàng)新，李力研究團(tuán)隊(duì)還成功將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)踐應(yīng)用。綜合數(shù)據(jù)解決方案是973項(xiàng)目（2006CB705506，2012CB725405）、863項(xiàng)目（2011AA110301）等國(guó)家重大課題中的關(guān)鍵技術(shù)，已在北京市交管局監(jiān)控指揮系統(tǒng)中得到應(yīng)用。交通系統(tǒng)評(píng)測(cè)和規(guī)劃方法成功應(yīng)用于全國(guó)首個(gè)園區(qū)電動(dòng)微公交系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施。設(shè)計(jì)的車路協(xié)同系統(tǒng)已多次成功路演，并通過(guò)863項(xiàng)目（2011AA110401）評(píng)估，得到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的高度認(rèn)可，目前正在深入推廣中。

“智慧”傳承與發(fā)展

“我不習(xí)慣觥籌交錯(cuò)的生活，時(shí)間基本都用于科研和培養(yǎng)學(xué)生。學(xué)科發(fā)展需要優(yōu)秀青年傳承”，李力直言：“我很喜歡上課，這是智能交通理念和知識(shí)傳承的最好機(jī)會(huì)。我所講授的課程內(nèi)容多難度大，而清華學(xué)生求知欲強(qiáng)，兩者相得益彰。很多課程教學(xué)評(píng)分在全校占前5%，這是學(xué)生對(duì)我的認(rèn)可和鞭策?！鄙险n和研究之余，李力還專注于教材編寫，針對(duì)目前交通類教材內(nèi)容偏傳統(tǒng)的問(wèn)題，出版了介紹最新前沿技術(shù)的中英文教材?！傲⒆闳录夹g(shù)的系統(tǒng)教材編寫和使用，能在很大程度上激發(fā)學(xué)生的興趣，吸引更多優(yōu)秀青年投身于智能交通研究。”

在培養(yǎng)青年人才方面，李力堅(jiān)持秉承“有教無(wú)類，唯渡有緣”的教育理念。李力回憶道，曾有本科生在系里排名一百多名，在發(fā)現(xiàn)其編程潛力后，便著力培養(yǎng)其在交通仿真優(yōu)化方面的編程能力，指導(dǎo)其發(fā)表多篇高水平論文，最后該生順利進(jìn)入美國(guó)麻省理工學(xué)院深造。九年來(lái)，李力指導(dǎo)并推薦諸多本科生進(jìn)入麻省理工、普林斯頓、斯坦福、加州伯克利等世界著名學(xué)府，作為副導(dǎo)師指導(dǎo)的陳喜群博士現(xiàn)為浙江大學(xué)百人計(jì)劃特聘研究員。

當(dāng)被問(wèn)到團(tuán)隊(duì)發(fā)展是否面臨壓力時(shí)，李力坦言：“交通是一門交叉學(xué)科，清華大學(xué)并沒(méi)有獨(dú)立的交通學(xué)院，相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)被分散到多個(gè)院所。智能交通處于交通和自動(dòng)化的交織點(diǎn)，在自動(dòng)化系如何評(píng)價(jià)和認(rèn)可智能交通研究的價(jià)值，如何幫助年輕學(xué)者獲取資源支持安心科研，是值得多方探討的問(wèn)題。”

面向未來(lái)，李力認(rèn)為智能交通至少還有十年黃金發(fā)展期。按照清華大學(xué)工科“頂天立地”的發(fā)展要求，李力將今后研究重點(diǎn)分為兩個(gè)方向：一是“頂天”，即車路協(xié)同和無(wú)人駕駛方向，希望自己及團(tuán)隊(duì)能夠開(kāi)創(chuàng)交通新模式；二是“立地”，進(jìn)一步做好微公交、電動(dòng)公交、智慧拼車、智能停車、智能信號(hào)控制等工作，創(chuàng)造更多的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。李力期待智能交通研究成果可以使民眾生活得更加舒適和幸福。