本刊记者 黄雪霜 谢玟琳
运筹帷幄千里之外 荟萃交融保一路平安
——访北京交通大学、“青年千人计划”获得者闫学东教授
本刊记者 黄雪霜 谢玟琳
闫学东在驾驶模拟器实验室
如果您曾经驾驶过车辆,您是否曾遭遇过这样尴尬而危险的经历:车开至交叉口,眼看着绿灯已经变为黄灯,进退两难间,您是闯黄灯还是不闯?当您正常驶进交叉路口,是否遭遇过有违规车辆横穿而来“杀”您个措手不及,命悬一线的危险时刻?当此类事件不幸发生时,往往会造成车毁人亡的重大交通安全事故。
事实上,随着人类交通运输事业的不断发展,交通运输环境已经变得越来越复杂,它就像是一张纵横交织的网。在这张网里,不仅只有路境、路况等基本要素,还错综复杂地牵扯到人的行为和心理、车的行驶状态以及环绕在路面的光线条件、景观等一系列的环境问题。牵一发而动全身,任一环节出现问题都有可能导致不可挽回的损失。
面对纷繁复杂的交通运输环境,人类何以规避危险?第一批 “青年千人计划”获得者、北京交通大学交通运输学院教授闫学东向我们展现了当今国际交通运输领域研究的前沿热点:即多学科交叉融合于一体的综合性研究。古语有云:运筹帷幄之中,决胜千里之外。看闫教授的研究,犹如“大杂烩”,他将交通规划与道路设计、道路交通设施的设计与管理以及驾驶行为过程中所涉及的人、车、环境等各个因素及相互关系的研究囊括其中。其最主要工作是意图通过多学科技术的融合,深入准确地理解驾驶员心理特征,对整个交通系统进行统筹规划综合设计,寻求体现驾驶员特点的交通安全改善措施。尤其是利用现代化智能交通技术手段来帮助人们实现安全的驾驶环境,保一路平安!
对传统的交通运输行业来说,以闫学东教授为代表的新一批从研者所倡导并正在执行的多学科交叉融合的理念无疑为传统的交通运输行业注入了新鲜血液,带来了新局面。而这一新局面的获取,要感谢一项国家重大人才引进计划——“千人计划”。
2010年12月,中央人才工作协调小组批准通过了《青年海外高层次人才引进工作细则》,“青年千人计划”正式启动。“青年千人计划”犹如一股清风,吹进了各大高校,包括北京交通大学这所中国交通研究领域里的“黄埔军校”。而闫学东则有幸在激烈的竞争中脱颖而出,成为中国第一批“青年千人计划”获得者,并成为该批获得者中唯一一个在交通工程领域里的学者。
谁曾想过,这样一个在交通运输领域里崭露头角的专家是学建筑出身的?闫学东,1999年毕业于西安建筑科技大学建筑学院,获城市规划方向学士学位;后至北京工业大学攻读建筑学方向硕士学位。第二年,闫学东与妻子一同赴美国奥兰多市中佛罗里达大学留学深造。原本打算继续攻读建筑学或城市规划方向,为了能与妻子在土木工程系共同攻读博士学位,权衡之下,他最终选择了与城市大系统较为接近的交通工程方向,由此开启了一段崭新的“交通工程研究之旅”。
“我并不觉得跨学科是件多大的事情,在国外一个人拿多个不同行业的学位是非常常见的,它的好处是可以使你的眼界变得开阔,分析问题的思路不会受单一学科的局限。当然,跨学科刚开始时,我需要付出比常人多许多的努力,譬如需要恶补新学科的基础知识等。”正因闫学东清楚意识到自己的优劣势,经过一段时间的奋起直追,他逐渐在科学实践中找到了自己的研究哲学和风格。分别于2003年、2005年顺利获得中佛罗里达大学土木工程(交通工程方向)专业硕士和博士学位。
2005年博士毕业以后,闫学东真正踏上了他的交通工程实践之旅。先后于2005年~2007年担任中佛罗里达大学副研究员,负责并参予多项佛罗里达交通部的研究项目。自2007年8月~2011年2月担任美国东南交通研究中心科研主任,其间在田纳西大学土木环境工程系担任科研助理教授/博士生导师。先后完成了他科研路上的两大亮点工作。
闫学东在佛罗里达州交通厅申请到的第一个研究课题是关于道路设计和驾驶模拟器的研究,通过一种新的道路标志设计,并利用驾驶模拟器测试其对于减少闯红灯情况概率的影响效果。最终测试的结果很可观,数据证明得益于该道路标志,闯红灯概率减少了2倍以上。
值得一提的是,闫学东在美国东南交通研究中心任科研主任期间,创办了目前国际上唯一一个以交通安全与安保为主题的期刊——Journal of Transportation Safety & Security(《交通安全与安保》),并担任主编。期刊由国际最大的出版社之一——Taylor &Francis出版,在业内影响深远。编委会中的许多专家学者都是世界各国科研机构中交通安全领域的顶级专家。这一工作成为闫学东工作以来最具代表性的亮点工作。
2011年,乘着“千人计划”的“清风”,闫学东接过北京交通大学抛来的橄榄枝,回国担任该校交通运输学院教授/博士生导师,城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室执行主任。在北交大这样一个高水平的学术平台之上,闫学东立志于将交通运输过程中所涉及到的多学科,如交通工程学、管理学、车辆工程学、驾驶行为心理学甚至还有生理医学等融合为一体进行综合研究的梦想得以进一步实践。
回国后,他除了主持“青年千人计划”项目之外,还获得了“教育部新世纪优秀人才”荣誉称号,成功申请并主持了国家科技部“863”项目、国家自然科学基金面上项目、教育部博士点基金项目等重要课题。他的主要研究工作包括:
利用统计学的知识,对已发生的事故进行历史数据分析,根据相关变量建立起数据库,从而发现各种各样事故类型及其规律,然后据此统计预测这些事故的发生率。
研究驾驶人员的行为与心理、生理因素的关系。通过驾驶模拟器,研究包括驾驶人员因性别、年龄等特征所产生的个异性;眼球运动状态和脑电波等驾驶人员心理参数与坡度和车流密度等道路交通环境参数之间的关联等。通过这些行为研究个体在不同环境差异下所发生的交通安全问题,从而寻求改善这些问题的方法。
通过地理信息管理系统、G I S技术,建立起大的信息库,在里面创建知识决策系统。包括研究动静态诱导资源如何优化,诱导设施的位置、形式、设置方式以及信息表达方式等。
在闫学东的研究项目中,经常会使用到驾驶模拟器仿真平台,除了之前提到的关于对驾驶人员行为心理生理进行模拟分析之外,还涉及到其在城市道路、景观设计规划中的应用等,某一种新的道路设计创新概念在实施之前,先利用驾驶模拟器测试使用效果如何,获得可靠的实验数据,为设计者提供参考意见,也使规划者在决策中更有把握。通过多项实践来将驾驶模拟器开发成为交通安全测试、交通环境评估、重大道路设施评估、城市景观设计方法论证以及智能交通技术开发工具。
以文首的两个例子为例,闫学东的研究致力于通过技术手段来减少甚至规避这些交通事故的出现,包括试图通过智能驾驶预警信息技术为面临“黄灯困扰”和正常行驶时无法预知外来潜在危险的驾驶人员提供综合信息提醒等帮助。“当前的智能交通技术还没有纯熟到开展应用的阶段,包括国际上的相关科研主要处于技术研发阶段,虽然前景广阔,却也还有很长一段路要走。”闫学东对自己所从事的行业有着清醒的认识,正如他所说:“交通运输与物理数学等学科比起来是一门难出诺贝尔奖的传统学科,但却是和百姓出行息息相关的一门重要学科。在我心里,无论是哪一学科都有着它自身的价值体现,既无高下之分,也无轻重之别。就像以前我学建筑学时仰望的是建筑学里贝聿铭、梁思成等大师,而等到我从事交通运输领域时,同样敬重于这一领域的院士、名家,我们现在所从事的工作与每个市民的生活便利和生命安全紧密相连,衣食住行,缺一不可,而‘行’每天都在变化,我们的研究也在跟着变化,以期做到与时俱进。”
虽然回国的时间并不长,但闫学东在北交大的相关工作进展相当顺利:他的驾驶模拟实验室目前建设已经初具规模,拥有一个真车高仿真系统,可以通过投影仪投影到三百度的环视野,通过各类实验,已获得了大量宝贵数据。他所领导的教研组的师资力量也逐渐壮大,相关科研、学生培养工作进展顺利。
回国后,为了扩大期刊的影响力,同时也为了向国内引进最领先的学术思想,闫学东积极奔走协调,最终为北京交通大学争取到与田纳西大学共同承办《交通安全与安保》期刊的机会。
对于未来,闫学东已经有了清晰规划:希望他所在的实验室在年内彻底完善硬件设施,今后一步一个脚印,期望在未来5~10年内使其成为国际领先的实验室。他欢迎和期望各式各样对学术研究有冲劲的有志之士加入到他们团队中来。多学科荟萃交融,共筑交通运输美丽新世界。