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校庆特稿(二)

      高自友:探索城市交通拥堵现象背后的产生机理4Vk北京交通大学新闻网

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      2006年8月,首个被列入“973”计划的交通类项目——“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”通过科技部审批正式立项。作为首席科学家,我校交通运输学院的高自友将带领一支由79名教授及副教授和科研人员组成的庞大科研队伍,开始对这一项目进行为期5年的深入研究。4Vk北京交通大学新闻网

      首个列入“973”计划的交通类项目、交通领域前所未有的庞大科研队伍……高自友面临的压力是巨大的。然而,凭借着学术上的深厚积累以及严谨的学术作风,他将用自己独特的学术魅力凝聚这支科研队伍,共同为中国交通科学的发展提供新的理论和方法体系……4Vk北京交通大学新闻网

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      打通城市的“动脉硬化”4Vk北京交通大学新闻网

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      “交通是城市的‘大动脉’,严重的交通堵塞就如同城市的‘动脉硬化’”,谈到城市交通的堵塞,“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”项目的课题负责人之一毛保华教授一语道出了它的危害。4Vk北京交通大学新闻网

      众所周知,交通拥堵是一系列城市交通问题的突出表现。严重的交通问题会影响到城市经济建设和社会发展的运行效率,给人们的工作、生活带来极大的不便和损害。据统计,北京、上海市中心区的高峰期车辆平均时速不到20km/h。由于严重的交通拥堵浪费了大量的出行时间,仅2003年一年,大面积交通拥堵给我国带来的经济损失就高达2000亿元人民币。不仅如此,交通拥堵还衍生出交通环境污染、交通能耗等多种问题。研究表明,当汽车时速从40km/h降至10km/h时,燃料消耗量增加一倍,环境负荷增加2至4倍。4Vk北京交通大学新闻网

      “大城市的交通拥堵已经‘捆绑’住了中国经济的发展”,高自友认为,我国的交通拥堵问题已经到了非解决不可的地步。4Vk北京交通大学新闻网

      近年来,我国一些城市正竭尽全力,投入巨资,多修道路、控制车辆及其行驶方式,寻求交通拥堵的破解之法。然而,当前城市交通拥堵“病情”不仅毫无缓解,反而雪上加霜,一些大城市甚至出现“路通到哪,车堵到哪”的怪现象。不仅如此,由于缺乏科学的控制管理措施,原有的一些道路交通资源无法得到充分利用,导致了交通基础设施的重复建设。出现这些问题的根源都在于缺乏先进的理论指导。负责主持制订北京交通发展规划的北京市交通发展研究中心主任全永燊教授曾这样写道:“我们对城市交通发展的属性特征及其自身发展的内在规律还缺乏足够的、准确的认识。因此,我们解决交通问题的思路和具体方法就难免带有一定的盲目性,事倍功半(甚至事与愿违)也就是自然的结果了。”4Vk北京交通大学新闻网

      上世纪80年代后期,我国部分城市曾相继从国外引进先进的交通管理控制系统。然而,由于我国交通的特点是非机动车、行人数量巨大,相互干扰严重,而国外交通则以单纯的机动车为主,这些在国外行之有效的交通管理控制系统一来到中国,就出现了“水土不服”的现象。究其学术上的原因,主要是因为这些管理控制体系假设条件过于理想、处理手段过于简单,缺乏对交通行为等本质方面的研究。4Vk北京交通大学新闻网

      这些经验教训使我国的科研工作者逐渐意识到:“诊治”城市交通“动脉硬化”的关键在于,应从理论上全面系统地研究城市交通的各种机理。然而,多年来,我国城市交通的研究往往局限于工程管理层面,各种研究主要围绕着道路运输网络和交通控制体系的规划、设计和建设而进行的。高自友领导的“973” 团队经过多年研究不断总结提出,由于城市交通系统涉及到人、车、道路及管理控制系统等诸多因素,同时又与政策、法规、管理和控制方法等密切相关,所以城市交通拥堵现象的产生和演变过程极其复杂。因此,只有将交通行为机理认识清楚了,才能真正认识城市交通拥堵背后的产生机理,有效地规划、控制和管理交通系统。4Vk北京交通大学新闻网

      高自友将带领一支由79人组成、涉及数学、物理、力学、统计、信息、管理、交通工程、系统科学等多学科的综合交叉科研团队,展开对交通需求生成、交通拥堵形成等机理方面的研究,为缓解中国城市的“动脉硬化”提供一剂良方。4Vk北京交通大学新闻网

      在该项目申请立项书中,高自友和他的科研团队阐述了他们的共同认识:“本项目的研究不仅对充分利用我国现有城市交通资源,改善城市环境、提高城市生活水平、保障城市化建设的可持续发展具有重要的战略意义,而且对于促进交叉学科发展、建立符合我国国情的现代交通科学理论、提高我国在该领域的基础科学研究水平和国际上的学术地位具有重要的作用。”4Vk北京交通大学新闻网

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      用学术凝聚队伍4Vk北京交通大学新闻网

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      由国家科技部组织实施的国家重点基础研究发展计划(即“973”计划),在批准立项过程中,有着复杂而严格的遴选方法。申请团体必须“闯过六关”,说服国家科技部的28位战略科学家,才能最终顺利立项。作为“973‘计划中第一个立项的交通类科研项目,“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”的立项过程也不是一帆风顺的,“交通领域的科学家用了四年的时间才闯关成功”。4Vk北京交通大学新闻网

      2005年初,高自友作为建议项目首席科学家,开始组建申报“973”研究项目的科研团队。在两年的申请过程中,高自友团队在交通领域的科研实力不断得到认可,他的科研队伍也随之不断壮大。这支团队聚集了一批我国交通科学与工程领域杰出的科学家,其中包括1名中科院院士、1名俄罗斯自然科学院外籍院士、5名交通及相关领域的国家杰出青年科学基金获得者、5名交通及相关领域的“长江学者奖励计划”特聘教授,以及多名教育部“跨(新)世纪优秀人才”等,成为拥有国内最强大的交通科学家的研究队伍。4Vk北京交通大学新闻网

      吸引如此大批优秀科研人员进行项目研究,并非易事。最重要的是要得到这些优秀科研工作者的“认可”。作为首席科学家,除了各兄弟单位的大力支持以外,高自友在交通领域的基础理论方面深厚的造诣,无疑成为凝聚这支团队相互协作的重要因素之一。4Vk北京交通大学新闻网

      “高教授是学应用数学出身的,基础深厚。不仅如此,他的知识面广,有着很深的积累,并且取得了一大批成果,在学术界影响很大”,项目组重要成员之一、毛保华教授认为,高自友成为该项目的首席科学家是个“水到渠成”的过程。4Vk北京交通大学新闻网

      纵观高自友的学术经历,我们不难想象他的学术吸引力。高自友作为我校“交通运输规划与管理”(工学)和“系统科学”(理学)的主要学科带头人,担任着轨道交通控制与安全国家重点实验室主任、北京交通大学校学术委员会副主任、交通运输学院学术委员会主任等重要工作。4Vk北京交通大学新闻网

      他在学术上的丰硕成果,则奠定了他在交通基础理论研究领域中的重要地位。他先后提出了一种能改变车辆在交通瓶颈处无序运行状态的有效控制方法,建立了城市交通系统各种微观复杂特性与宏观复杂网络之间的关系,并在理论上证明了具有无标度网络特征的运输网络具有最大承载能力等等。近些年,他发表学术论文百余篇,出版交通领域学术专著4本。2005年,他所主持的国家杰出青年基金项目“城市综合交通网络设计的模型与算法”获得了国家自然科学基金委管理学部专家的高度评价。专家组在他的鉴定书中写道:“……从发表的文章看,该同志的研究达到了国内国际一流水平;具有明确的理论创新性。明显具有国际前沿水平……对本学科研究成果国际化与显示度提升有示范作用。推进复杂系统的一些基础问题的研究以及在交通系统中的应用将产生重要影响。”4Vk北京交通大学新闻网

      高自友的成果不但得到了国内学术界的认可,也得到了国际的认可。2003年9月,经俄罗斯自然科学院中国科学中心推荐,高自友被聘为俄罗斯自然科学院外籍院士,成为该中心目前在册的15名外籍院士之一。4Vk北京交通大学新闻网

      高水平的研究能力、卓越的学术成果,注定了高自友的学术影响力,而严格自我要求的科研精神则更增添了他的学术吸引力。作为首席科学家,高自友常说,“我们先要确保自己搞好科研工作”。目前,他已全身心地投入到“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”的项目中。人们相信,凭借着强有力的学术影响力和身先士卒的优良作风,高自友将与这支优秀的科研队伍,共同为中国交通领域的发展带来最先进的理论与方法。4Vk北京交通大学新闻网

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      勇担学科建设重任4Vk北京交通大学新闻网

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      交通运输学科是我校的特色学科之一。作为学科带头人之一,高自友肩负重任。4Vk北京交通大学新闻网

      高自友所主持的“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”项目是我校首批“973”立项项目之一,也是我校主持的层次最高、经费最多和影响面最大的科研项目。据毛保华教授透露,当初之所以积极申报“973”项目,就是希望发挥交通运输学特色学科的地位,在全院起到“领头羊”的作用,来实现学校“973”项目零的突破,为学校的学科建设提供最有力的科研保障。4Vk北京交通大学新闻网

      2006年依托北京交通大学建立轨道交通控制与安全国家重点实验室获得国家科技部的正式批准立项,担任实验室首任主任的高自友,作为国家重点实验室申报与建设工作的主要负责人之一,为此付出了多年的心血。4Vk北京交通大学新闻网

     作为一名学科带头人,高自友并没有把自己的工作仅仅局限于科研。在出色的完成科研工作的同时,他又担负起了教学重任。4Vk北京交通大学新闻网

      高自友先后为多个专业的硕士生及博士生开设了多门新课,如《城市交通平衡网络设计》、《运筹学在城市交通中的应用》、《双层规划理论、方法及其应用》、《现代物流与交通运输系统》。在为博士生主讲《城市交通网络设计》和《现代物流与交通运输系统》课程时,针对国内外在此方面尚无研究生使用的专门教材,他根据博士生课程的特点,在查阅国内外大量最新成果的基础上,结合自己的研究成果,撰写了两本研究生教材《城市交通平衡网络设计--理论与方法》和《现代物流与交通运输系统》。教材出版后受到了广大博士生的一致好评。而《现代物流与交通运输系统》一书,则在2003~2004年度被国家教育部研究生工作办公室推荐为当年唯一一本全国交通运输学科的“全国研究生教学用书”。4Vk北京交通大学新闻网

      近年来,高自友指导和培养了硕士生、博士生及博士后20余名。由于在教学过程中注重扩大学生知识面、培养学生解决问题能力,这些学生不但积极从事科研工作,而且均有多篇高水平论文的发表。其中一些学生已在中科院、北京理工大学、清华大学等高校任教授或博士生导师。而在今年,他指导的博士研究生孙会君博士完成的学位论文《物流中心选址与库存控制的双层规划模型及求解算法研究》入选2006年度“全国百篇优秀博士学位论文”。4Vk北京交通大学新闻网

      在教学科研之余,高自友还积极致力于学术队伍的培养。2001年,他创建成立了北京交通大学系统科学研究所,在2004年度全国学位办举行的全国一级学科系统科学学科评比中排名第一。作为国家级重点学科交通运输规划与管理学科的带头人,他兢兢业业,勤奋工作,亲任优秀博士论文指导小组组长,为该重点学科的建设做出了重要贡献。而在学术队伍建设方面,他不断加大培养力度,积极引进人才,教师队伍从当初的3人发展到10余人。4Vk北京交通大学新闻网

      2005年4月,高自友获得北京市劳动模范(先进工作者)的荣誉称号。虽然,在他的众多荣誉中,这并不是最响亮的称号。但作为一名科技工作者和一名高校教师,这个荣誉无疑是对他辛勤劳动、严谨治学的最好肯定与褒奖。4Vk北京交通大学新闻网