——記中南大學(xué)二級教授、博導(dǎo)、交通運輸工程學(xué)院副院長 劉輝

在交通飛速發(fā)展的今天，我們無時無刻不體會到列車風(fēng)馳電掣、頃刻數(shù)里的安全與快感。幸福的背后總有人負(fù)重前行。

“以預(yù)測的獨特視角，以大數(shù)據(jù)為主線，從智慧環(huán)境、智慧能源、智慧交通等角度闡述智慧城市大數(shù)據(jù)構(gòu)建的重要理論與關(guān)鍵技術(shù)。”他在主編出版的英文專著中注解了最新科技。

一如專著中所闡述，他聚焦于交通裝備與人工智能、機器人的交叉研究，為“交通強國”貢獻力量。

他就是中南大學(xué)二級教授、博導(dǎo)、交通運輸工程學(xué)院副院長劉輝。

與“雙”結(jié)緣 奮發(fā)有為“雙”豐收

“還是先從我的‘雙’緣份開始吧。”見我們來訪，劉輝開門見山地表示：“原來對自己的學(xué)習(xí)工作經(jīng)歷進行過盤點，發(fā)現(xiàn)自己跟‘雙’很有緣。”

“我是福建莆田人，在2000年從福建仙游一中考入中南大學(xué)。先后在中南大學(xué)完成了本科、碩士和博士的學(xué)習(xí)。”劉輝憑著勤奮努力完成了中南大學(xué)本碩博連讀。2011年師從田紅旗院士，獲得“載運工具運用工程”工學(xué)博士學(xué)位，入選全國百篇優(yōu)博提名學(xué)位論文。

“為了更深一步提高專業(yè)能力，導(dǎo)師鼓勵我出國求學(xué)。”劉輝說，在學(xué)校和導(dǎo)師的大力支持下，他踏上了德國之旅，進入“機器人”領(lǐng)域開展學(xué)習(xí)和工作。2013年在德國羅斯托克大學(xué)-德國CELISCA重點實驗室，師從德國工程院院士K.Thurow教授，獲得“自動化工程(機器人方向)”工學(xué)博士學(xué)位(Dr.-Ing.)。

在獲得德國博士學(xué)位后，跨學(xué)科的交叉經(jīng)歷給劉輝的研究工作提供了有益推動。劉輝歷任博士后、研究科學(xué)家、高級研究科學(xué)家、青年課題組長等職位。2014年1月，劉輝被任命為機器人研究所所長，并于2015年被德國聯(lián)邦教研部(BMBF)公函任命為冠名的青年科學(xué)家團隊帶頭人(BMBF Junior Group Leader)，獲得德國聯(lián)邦教研部430萬歐元資助，領(lǐng)導(dǎo)跨學(xué)科的國際研究團隊開展運載機器人前沿技術(shù)攻關(guān)。2016年，劉輝通過嚴(yán)格的獨立授課、科研考核和公開答辯，獲得機器人領(lǐng)域的德國教授資格(habil.),并受邀擔(dān)任機器人席位的W2教授。

“科研報國，振興中華。”劉輝始終存在著感恩報國之心：“一定學(xué)有所成，報效祖國，在交叉學(xué)科上做點力所能及的事情”，劉輝全職回國，回到中南大學(xué)開展教學(xué)和科研工作。

我們贊嘆劉輝求學(xué)奮進這些年取得的業(yè)績，可他比誰都清楚這背后的雙倍努力和付出。時至今日，劉輝任中南大學(xué)二級教授、博導(dǎo)、交通運輸工程學(xué)院副院長、校學(xué)術(shù)委員會工學(xué)部委員。先后入選國家萬人計劃“青年拔尖人才”、交通運輸部“中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”、交通運輸部“青年科技英才”、中國工程院“中國工程前沿杰出青年學(xué)者”等重要人才計劃，入選科睿唯安“全球高被引科學(xué)家”、愛思唯爾“中國高被引學(xué)者”、斯坦福大學(xué)全球2%頂級科學(xué)家終身榜單，長期工作在我國交通運輸領(lǐng)域的科研、教學(xué)一線。

交叉研究 賦能交通裝備

“回國前，我在德國主要從事機器人、人工智能與生命科學(xué)的交叉研究。回國后，我的研究對象從機器人轉(zhuǎn)化為交通裝備，主要做智能交通裝備與人工智能的融合研究。”劉輝說，這種交叉融合研究，更能碰撞出科技的火花。他憑借中德交叉研究背景，在這一交叉方向取得了重要的研究進展。

他帶領(lǐng)青年團隊，與烏魯木齊鐵路局等單位合作，通過時序混合智能技術(shù)預(yù)測強風(fēng)鐵路沿線大風(fēng)趨勢，保障列車行車安全;與威勝集團等單位合作，研發(fā)非侵入式復(fù)合識別與監(jiān)測技術(shù)，提取列車、新能源車輛及建筑設(shè)施的能量狀態(tài)信號，新產(chǎn)品被納入國家采購目錄;與南京航空航天大學(xué)、科隆大學(xué)等單位合作，研發(fā)具備人臉/手勢耦合自然功能的智慧物流機器人運載系統(tǒng)，完成跨樓棟多層精密加工實驗室的全天候部件運輸?shù)取?/p>

“我的科研路是從參加青藏鐵路的大風(fēng)實驗開始的。”談到預(yù)測強風(fēng)鐵路沿線大風(fēng)趨勢的成果時，劉輝對過往的艱苦磨礪記憶猶新。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，當(dāng)時劉輝參與研究青藏鐵路沿線大風(fēng)特征以及提出相應(yīng)解決措施的任務(wù)。海拔5000多米、沒有地標(biāo)的無人區(qū)、零下30多攝氏度的氣溫等極端天氣考驗著參加實地測量風(fēng)速數(shù)據(jù)的劉輝。“必須拿到第一手?jǐn)?shù)據(jù)。”此刻，劉輝只有一個信念。最終，他在導(dǎo)師和團隊的帶領(lǐng)下，20多次深入青藏鐵路，與團隊成員共同完成了沿線52個站點之間的風(fēng)速測量，為后來開展的鐵路風(fēng)速智能預(yù)測研究提供了第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

圍繞“交通裝備與人工智能”主題，劉輝教授主持國家自然科學(xué)基金4項，國家重點研發(fā)計劃課題1項，以及來自德國聯(lián)邦教研部、英國交通部、英國皇家工程院等國際科研項目4項。最值得可圈可點的是，他主持的國家重點研發(fā)計劃課題《軌道交通系統(tǒng)全生命周期成本關(guān)鍵要素辨識與分析方法研究》經(jīng)過課題級獨立公開招標(biāo)后獲批。課題圍繞軌道交通系統(tǒng)全生命周期成本影響要素開展大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)理論研究，提出了大數(shù)據(jù)框架下的成本要素辨識、敏感度量化、交互關(guān)聯(lián)分析等方法，并基于理論成果開發(fā)了軌道交通系統(tǒng)全生命周期成本關(guān)鍵要素辨識分析軟件。該課題結(jié)題優(yōu)秀，成果已逐步得到落地和應(yīng)用。

劉輝與德國工程院K.Thurow院士團隊共同成功開發(fā)全球第一套仿生運載機器人系統(tǒng)

劉輝主持的相關(guān)研究成果，獲教育部自然科學(xué)二等獎、教育部技術(shù)發(fā)明二等獎、中國交通運輸協(xié)會科技進步一等獎、中國物流與采購聯(lián)合會科技進步一等獎、吳文俊人工智能科技進步獎等10余項，參與獲國家科技進步一等獎、中國鐵道學(xué)會科技進步特等獎等4項。獲中國智能交通協(xié)會優(yōu)秀科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、湖南省青年科技獎、中國交通運輸協(xié)會首屆青年獎、寶鋼優(yōu)秀教師獎等榮譽。發(fā)表SCI/EI論文127篇，其中ESI熱點論文、ESI高被引論文20余篇，累計SCI他引超6000次。第1發(fā)明人授權(quán)美國、歐洲、日本、俄羅斯等國際發(fā)明專利16項、國家發(fā)明專利112項。第1發(fā)明人獲日內(nèi)瓦、紐倫堡等國際專利金獎7項。

著書立說 合作研究走向國際

筆耕不輟，著書立說。在科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，劉輝積極總結(jié)成果，撰寫學(xué)術(shù)專著，在國際上宣傳推廣相關(guān)創(chuàng)新工作。他主編出版的英文專著《Smart Cities: Big Data Prediction Method and Applications》(智慧城市：大數(shù)據(jù)預(yù)測方法與應(yīng)用)入選2021年度Springer·Nature“中國新發(fā)展獎”，每年全球共10項獲獎。頒獎詞認(rèn)為：“原創(chuàng)解決方案的廣泛應(yīng)用，是對構(gòu)建城市智慧大腦與推動城市可持續(xù)發(fā)展方面的突出貢獻。該書是全球智慧城市大數(shù)據(jù)預(yù)測方向的首部英文學(xué)術(shù)專著。”在頒獎典禮上，該專著獲得國內(nèi)外專家學(xué)者的高度贊譽。

作為往屆獲獎代表，以及大會唯一的學(xué)術(shù)主旨報告嘉賓，2023年11月21日，劉輝在2023年度Springer·Nature“中國新發(fā)展獎”頒獎典禮上作了題為《Big Data Forecasting and Its Applications in Smart Transportation, Robots, Energy and Cities》的學(xué)術(shù)報告，向國內(nèi)外學(xué)者匯報交流了第二代大數(shù)據(jù)預(yù)測技術(shù)的最新研究進展及其在交通、機器人、能源和城市等領(lǐng)域的交叉應(yīng)用前景。

施普林格·自然S. von Holtzbrinck主席向劉輝頒發(fā)“中國新發(fā)展獎”

“通過合作交流，不僅能開拓視野，也能將我們的最新成果推向國際。”劉輝積極與德國、英國、美國、新加坡等國家的合作者開展合作研究。2023年3月，英國皇家工程院公布了年度“杰出國際工程師計劃”獲獎科學(xué)家名單，本年度全球共11名專家入選，劉輝成功入選。他將帶領(lǐng)國際研究團隊，與英國交通部、英國氣象局、英國艾倫-圖靈人工智能研究所等機構(gòu)聯(lián)合開展“數(shù)字孿生預(yù)測工具”方面的合作研究。

2023年12月，劉輝受邀參加中國工程院第八屆中國工程前沿青年研討會。由于表現(xiàn)優(yōu)異，經(jīng)評審并被選拔為中國工程院與美國工程院聯(lián)合舉辦的第八屆中美工程前沿研討會(CAFOE)的中方代表，獲得“中國工程院-中國工程前沿杰出青年學(xué)者”榮譽稱號，將于2024年6月赴美國工程院參會。

教書育人 培育國之棟梁

“扎根基礎(chǔ)研究，祛除浮躁，坐穩(wěn)‘冷板凳’，這樣才能為實現(xiàn)科技自立自強做出自己應(yīng)有的貢獻。”劉輝經(jīng)常對學(xué)生說，我們要沉下心來開展研究。他積極鼓勵學(xué)生參與學(xué)術(shù)前沿探索，在實際項目中提出問題，攻克難點，以此通過磨礪鍛煉出科研探索的興趣和志向。

除科研之外，劉輝積極為學(xué)院本科生、碩士/博士研究生新開設(shè)了《人工智能與自動駕駛》《智能系統(tǒng)與先進控制》等專業(yè)課程，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，積極把科研成果融入到課堂教學(xué)中，并引入國內(nèi)外優(yōu)勢教學(xué)資源，盡可能將專業(yè)知識結(jié)合應(yīng)用場景，講得盡可能通俗易懂，讓學(xué)生有更大的樂趣去探索更深奧的知識。回國后，劉輝與英國利茲大學(xué)、德國科隆大學(xué)、澳大利亞蒙納士大學(xué)等國外高校的知名教授聯(lián)合開設(shè)人工智能類的研究生國際課程2門。主講的本科/研究生課程先后入選湖南省精品課程、湖南省高水平教材、湖南省教學(xué)改革項目、湖南省課程思政項目、湖南省研究生培養(yǎng)基地等計劃，個人獲得寶鋼優(yōu)秀教師獎榮譽。

經(jīng)過多年的努力和探索，科研育人成效得到不斷提升。劉輝所指導(dǎo)的博士研究生段鑄先后獲得全國鐵路青年科技創(chuàng)新獎、全國交通運輸領(lǐng)域青年學(xué)術(shù)會議優(yōu)秀論文獎、湖南省“新能源之星”等學(xué)術(shù)獎勵，目前繼續(xù)在課題組開展中英聯(lián)合培養(yǎng)博士后研究，作為核心骨干承擔(dān)英國交通部重大科學(xué)基金研究。所指導(dǎo)的博士后高思霄在獲得東京大學(xué)機械工程博士學(xué)位后即加入課題組，并入選國家博士后引進計劃，在機器人手臂柔性控制方面取得了原創(chuàng)性的成果。高思霄出站后被比亞迪工程研究院聘任為最高等級的引進關(guān)鍵技術(shù)崗位人才，帶領(lǐng)團隊開展新能源汽車的人工智能技術(shù)攻關(guān)。博士后陳俊入選湖南省首批優(yōu)秀博士后人才計劃，致力于軌道交通裝備智能故障診斷研究，出站后被華為研究院聘任為項目首席科學(xué)家主持高端裝備研發(fā)。

追求卓越，馳而不息。站在人工智能科技的最前沿，劉輝必將為交通裝備的科技騰飛貢獻更大力量。(文 / 滕飛)

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