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道路交通智能檢測專家趙祥模:科研工作者心中要有家國

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過去的這個九月,對我國道路交通智能檢測領域知名專家趙祥模教授來講,一如既往地保持著忙碌而有序的“快節奏”,他從容地在多重身份之間及時、精準切換。

作為大學校長,趙祥模在九月初從西安工業大學調任西安建筑科技大學。任命一結束,他直接從會場來到校史館,邊聽邊問邊思考。到任十余天,趙祥模已密集調研了近半數的職能處室。創新,是他調研中提到最多的詞。務實,是干部師生對他的第一印象。

作為全國人大代表,趙祥模處處調研、思考著與行業發展和高等教育相關的熱點難點問題,為明年全國“兩會”帶去有分量的提案提前做著充分準備。

而在趙祥模心目中,自己首先是一名大學教師,一名科研工作者,這也是他最為看重的身份。

作為二十余名碩士和博士研究生的學術導師,他雷打不動地定期與學生見面,劃定必讀書目,交流探討時既分析學術問題、答疑解惑,也講講做事做人一脈相承的道理。一抽出零散時間,就逐字逐句修改審定學生論文的每個細節。

作為項目組首席科學家,趙祥模每周召集課題組開會,逐項落實牽頭國家重大項目的每個環節和細節。做科研,不容半點馬虎。承擔國家項目,更是重任在肩。

邁小步、不停步,有情懷、有擔當,嚴律己、寬待人,堅持不懈、精益求精……這是接觸過他、熟悉他的人對他的評價。

尊德性而道問學,致廣大而盡精微。他經常以《中庸》里的這兩句話勉勵學生和課題組成員,也是他科研教學實踐中的生動體現。

求索:方向對了,接下來就是好好干

電子信息,是趙祥模近40年科學研究事業的基礎和起點。

上世紀70年代末到80年代初期,電視機、半導體收音機是一個富裕家庭的象征,供給少、價格高,使得很多城市居民省吃儉用多年才能買得起一臺黑白電視。

當時還在重慶市大足縣讀高中的趙祥模,通過讀書看報對大山之外的世界充滿了向往,也了解到我國通訊電器和自動化領域與當時國外先進技術之間的巨大差距。

讀書就是為了改變落后面貌。作為農民的兒子,這是深植于趙祥模心中的樸素理想。高考填報志愿時,趙祥模沒有猶豫,就是它了。

1983年,趙祥模以優異成績考入重慶大學無線電技術專業,如饑似渴地在這所底蘊深厚的高等學府學習深造。遇事多琢磨,辦法總會有的。趙祥模就是這樣一個喜歡鉆研、善于思考的勤奮學子。

為了貼補拮據的生活費用,大學期間,趙祥模參加勤工助學,通過競聘擔任了宿舍樓水電管理組長,生活樸素、精打細算的他一“上任”就開始琢磨:如何能節約水電。

課余時間里,趙祥模在宿舍樓里仔細觀察,分析同學們生活中用水用電的相關因素,找出關鍵點和節約路徑,做宣傳、發號召,并帶著小組成員每天檢查水龍頭是否關閉,嚴防跑冒滴漏現象。

一學期下來,兩組數據拿來一比較效果明顯,還真為學校節省了不少水電。他們的成功經驗也成為社會實踐典型,在全校推廣開來。

任何大的成就,無不是從小事做起的。把簡單的事情能夠做到極致就是不簡單。不論是參加工作后,在原西安公路學院(現長安大學)負責管理中型計算機房的中央空調時,針對影響數據運行安全的關鍵問題,對恒溫恒濕自動控制系統和機房自動消防系統開展研究。還是立足實踐,他將自動化研究基礎與交通領域前沿問題相結合,推動我國智能交通和無人駕駛技術的發展和進步,一路走來,無不是在踏實肯干的基礎上,大處著眼,小處著手,一步一個腳印地埋頭苦干。

從這座嘈雜的中型機房起步,他的科學研究視角愈加寬廣,研究方向愈發清晰,發表第一篇高水平學術論文,承擔第一個國家項目,道路交通智能檢測技術、自動駕駛與智能網聯汽車測試技術領域的教學和研究之路自此起步,先后主持完成國家863計劃項目、國家重點研發計劃項目、國家物聯網重大示范工程科研項目、國家自然科學基金重點項目與面上項目、國家西部交通建設重大科技項目、省部級重點科技攻關項目及國有大中型企業技術改造項目等縱、橫向研究課題30多項,其中6項成果經鑒定達到國際領先水平,9項成果經鑒定達到國際先進水平或國內領先進水平,10多項成果得到廣泛的推廣應用,團隊在“中國智能車未來挑戰賽、“WIDC世界智能駕駛大賽”、“CIVC中國智能汽車大賽”、“i-VISTA自動駕駛汽車挑戰賽”等多個無人駕駛汽車重要比賽中獲得了優異成績。

在趙祥模看來,動腦和動手能力,從解決小問題到完成大項目,都是從一件件的小事去培養起來的。正如他常說的,只要初心不改、熱忱不減、努力不倦,所有美景都會恰逢其時,所有美好都能如約而至,所有努力都會開花結果。

創新:要立足實踐和前沿做有用的科研

位于西安市北郊,與繞城高速相鄰的長安大學車聯網與智能汽車測試技術研究院,擁有我國高校唯一的車聯網與智能汽車試驗場。

長達2.4公里的高速環形跑道上,各類測試車輛疾馳而過。近些年來,趙祥模一抽出時間就來到這里。而他所注視的車型,關乎智慧交通的新方向和新未來——智能網聯汽車。

自動駕駛封閉場地測試是自動駕駛開放道路測試及自動駕駛汽車大規模市場化應用的必要前提。而之前國內的測試場地及建設技術難以滿足多種技術形式的自動駕駛汽車的測試需求。

在國家重點研發計劃課題“自動駕駛電動汽車封閉測試環境構建與場地測試技術研究”的支持下,建成了交通運輸部首批認定的自動駕駛封閉場地測試基地,擁有多種形式的道路與路面組合,開發完成了一條基于柔性化組合和壓縮交通場景的自動駕駛汽車測試賽道,可實現自行車避撞、行人避撞、S彎道快速通行、緊急停車避碰、交叉口自動通行、隧道自動通行、無人車之間相互超車等復雜場景環境下的無人車功能與性能測試。

趙祥模從車路協同系統概念入手,以智能交通領域的熱點需求為目標,采用模塊化構建方法,逐一攻克系統中的技術難題,取得了顯著效果,為智慧交通發展提供了重要的科技支撐。

趙祥模帶領自動駕駛汽車與車路協同研發隊伍,開發了“信達號”和“前行者”無人車,多傳感器融合技術的使用,實現了車載視覺傳感器、激光雷達、毫米波雷達等多源異構傳感器的融合。首次建立了智能汽車測試的金字塔模型,將智能汽車測試分為“元功能測試—性能測試—加速虛擬測試—真實環境測試—用戶體驗測試”5個層次和“仿真測試、實驗室測試、封閉測試、開放測試”4種類型。開發出一套虛實結合的智能汽車快速測試系統,構建了一個包含城市道路、鄉村道路、高速公路等多種道路交通場景的測試用例數據庫,完成了車輛、臺架和虛擬現實子系統之間的深度融合,制定了科學的測試流程和規范性測試方法,可實現智能汽車復雜任務的自動化和流程化測試,并最終完成了一系列測試產品樣機開發。

趙祥模主持開發的世界上首套無人車室內測試平臺,可以模擬車輛運動軌跡控制精度測試、移動目標物體防碰撞測試、平面交叉口信號燈識別與響應測試、隧道模擬測試、綜合工況測試等30多個虛擬場景,可以在臺架上實現無人車的智能度和控制穩定性加速測試,還可以實現混合現實場景下無人車與人工駕駛車輛的博弈能力測試。

“通過課題組跨學科的協同攻關,研究成果有效推動了我國智能網聯汽車測試場地的技術進步。目前我國多個大型測試場已能夠支持對移動通信技術多種通信制式的測試,各測試場的場景規劃也不斷完善,尤其是在氣候特征模擬、路況模擬、場景模擬等方面紛紛打造了自身獨有的特色。我們在這些研究及應用成果的基礎上,提出的智能網聯汽車試驗場車聯網國際標準已在國際標準組織ISO成功立項,引領了行業發展。”趙祥模表示。

智能交通領域未來的發展方向,正在趙祥模眼前逐漸變得清晰可見,并描繪出了自己心中的規劃路線圖——圍繞‘智能網聯’這個核心,大力發展車聯網、車路協同、自動駕駛等相關產業,實現智能交通系統的高精度感知、高可靠通信、高性能計算,從而推進交通運載工具與交通基礎設施的深度融合,實現交通運輸系統的網聯化、自主化和智慧化運行,建立我國自主的標準體系、產業體系和話語體系。

面向國家需求,立足發展前沿,做有用、有價值的科研。實現這一目標,趙祥模充滿信心。

堅守:科研工作是厚積薄發的過程

在平常的教育工作中,趙祥模十分注重學生創新能力的培養。他認為高校應發揮學科優勢、科研優勢、師資優勢、平臺優勢,將創新能力培養融入到學生學習實踐的全過程,努力培養出具有交叉思維、復合能力的高素質、拔尖創新人才。然而,成才和成功不是一朝一夕就可以完成和實現。創新之外,趙祥模強調最多的,則是堅守。

在今年西安建筑科技大學開學典禮上,趙祥模寄語新同學:求學之路不是短時間的發力疾馳,而是長期坐冷板凳的堅持。要保持定力,守得住寂寞、耐得住辛苦、經得住誘惑,靜下心來打好基礎,從一點一滴、一時一事做起,不斷積累,才能攀越追尋真理的人生高度。

作為一名教育工作者,身教勝過言傳。堅守初心,坐得住冷板凳,趙祥模是這樣說,也是這樣做的。

2021年11月,趙祥模團隊再傳佳音,其主持完成的“道路與橋梁多源協同智能檢測技術與裝備開發”項目,獲得了2020年度國家科學技術進步獎二等獎。

這是趙祥模第三次獲得該項重要獎勵。然而這一榮譽的背后,是該課題組對道路與橋梁智能檢測理論與關鍵共性技術難題堅持了12年的系統研究——

首次突破了基于稀土超磁致伸縮換能器的道路與橋梁大體積混凝土結構快速無損檢測技術;

提出對稱式激光位移檢測和基準傳遞與多傳感器融合的檢測方法;

研發高精度、高可靠、抗干擾性強的激光位移系列傳感器和多功能激光路面檢測系統,實現道路路面平整度、構造深度、車轍、磨耗、跳車、變形類病害的高速動態檢測;

發明長壽命、高亮度、低功耗多路同步配光、多路聚焦LED連續配光和頻閃配光系統,解決野外復雜光照條件下的路面與橋梁表面全天候高清成像檢測難題;

地基打得牢,科技事業大廈才能建得高。高度凝練的成果表述后面,凝結的是他和團隊夜以繼日、年復一年的辛勞付出。實驗室加班加點做實驗,帶著設備跑現場做調研采集數據是家常便飯。耿直、厚道、善良的性格,帶動和影響著團隊和身邊的每個人,也把敬業、細節和奉獻等抽象的品質具象化。

“趙老師辦公室的燈經常亮到十一二點”“課題資料、研究數據,學術文章中的細小錯誤也逃不過趙老師的火眼金睛”,說起自己的導師,學生們充滿了尊敬和感動。“沒有上下班的概念”“等不著回家吃飯”“經常端著碗打盹”,是家人對他不無心疼的抱怨。

12年里,僅此一項課題,形成發明專利47項、實用新型專利和軟件著作權79項。發表高水平論文136篇,項目關鍵技術及系列產品在我國10多個省市得到推廣應用,并通過合作企業出口到多個國家,取得了顯著的經濟社會效益。

而趙祥模歷時十余年立足智能交通研究加強人才培養的探索和實踐,通過課程庫補鏈、實踐庫擴維、師資庫增效、評價庫保質,不斷優化人才培養鏈條,重構課程、實踐、師資、評價四維并舉的拔尖創新人才培養整體架構。該成果也在今年結出了璀璨花朵——“面向智能汽車產業鏈,建多學科交叉融合大團隊大平臺,培養拔尖創新人才”榮獲2022年度國家級教學成果一等獎。

擔當:科研工作者心中要有家國、有人民

趙祥模認為,要在科技自立自強中永立潮頭,需要有遠大的學術志向,那就是科技報國。

在多年的研究中,趙祥模經常在心中默默告訴自己,我國智能交通系統研究起步較晚,未來要在全球占有一席之地,就必須緊緊抓住智能交通系統向網聯化和協同化轉型這一關鍵期。

趙祥模和團隊扎扎實實研究真問題,真研究問題,扎根科研與技術開發第一線,勇于攻克“卡脖子”技術難題,做到了“板凳寧坐十年冷,文章不寫半句空”。

“在自動駕駛與智能網聯汽車測試方面,我國已逐漸具備了較為明顯的優勢。底氣來自實力。”2023年兩會期間,在接受記者采訪時,趙祥模無不自豪地說。目前在交通智能檢測算法和傳感器等方面,我國與國外先進技術相比,基本上實現了由“跟跑”向“并跑”的跨越,部分領域甚至實現了領跑。

實現高水平科技自立自強,歸根結底是高水平人才、高水平教育的自立自強。趙祥模表示,高校要堅持為黨育人、為國育才,落實立德樹人根本任務,瞄準國際科技前沿、關鍵核心技術領域、經濟社會發展需求,特別注重對學生科學精神、創新思維的培養,提升學生的科學興趣和創新能力,為國家高水平科技自立自強提供堅強的人才保障。

第一次參加全國兩會,在討論政府工作報告時,趙祥模建議,要加強科技成果轉化體制機制建設,打通科技成果轉化堵點。“圍繞創新鏈、產業鏈打造人才鏈,多措并舉引導科技人才服務企業一線,加強科技經紀人隊伍建設,讓科技成果轉化更有人才保障”,趙祥模說。

作為國際車聯網與智能汽車測試技術創新聯盟理事長,他密切關注并著力推動行業技術進步與成果轉化。在中國科協年會“智慧交通與自動駕駛科技創新高峰論壇”上,他以國外不斷出現的智能汽車事故向與會者敲響警鐘,指出智能汽車必須經過嚴密測試才能商用。日前在西安出席第七屆國際絲路新能源與智能網聯汽車大會時,他呼吁陜西要立足汽車產業自身發展的階段性特征,堅持創新驅動,持續精準發力,彰顯特色優勢。

“面向未來,新一代智能交通一定是國家數字經濟的重要組成部分,是新型基礎設施建設的重要領域,是實現‘雙碳’目標的重要途徑,也必然是交通強國的重要體現和應有之意。”趙祥模說。然而,要加快突破自動駕駛、車路協同等技術的商用瓶頸,需要深入研究制定《智能網聯汽車產業中長期發展戰略》,立法支持自動駕駛、車路協同等技術的規模化商用和構建一套統一的標準體系,從而形成可在全國范圍進行大規模復制推廣的成套技術和標準體系。

趙祥模依舊忙碌著,思考著,行動著。把論文寫在祖國的大地上,積極推動交通信息科技成果造福行業、造福社會、造福人類,為國家科技自立自強、國民經濟發展和交通強國建設做貢獻,他孜孜以求,在前行之路上不遺余力。(西安建筑科技大學供稿)

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