頂天立地擔使命 智能交通付芳華

——記長安大學信息工程學院教授劉占文

 2023-12-28

作為一名誕生于改革開放之初，有幸見證我國多個科技領域從跟跑、并跑，到部分領跑的80后女性青年科技工作者，長安大學信息工程學院教授劉占文身上有著強烈的集體榮譽感和科研使命感。她長期從事人工智能、深度學習、計算機視覺、協同感知效能測試等方向的研究，近年來圍繞自動駕駛及網聯交通，開展了復雜動態交通環境全要素感知、車路協同群智融合感知與測試、智能網聯高速公路與城市交叉路口數字孿生研究等工作。當前，車路協同已進入新的發展階段，智能化、網聯化技術加速演進，傳統交通理論體系、技術體系、產業體系在大數據技術的驅動下正在發生劇烈轉變。擺在她面前的是前所未有的機遇挑戰，更是當仁不讓的時代責任。響應號召，“挑大梁、擔主角”，建設交通強國，為交通領域的智能網聯科技進步貢獻力量，是劉占文和團隊成員在新時代新浪潮之中的拳拳心聲。 

厚積薄發定位新航標 

高中畢業后，劉占文來到西安讀書，迄今已在西安生活20余年，她親切地稱呼這座古城為自己的“第二故鄉”。西安厚重的歷史文化底蘊熏陶著她，讓她不自覺地沉下心來，打磨自己。她說，正是西安教會她只有足夠的積淀，才能厚積薄發。

2006年從西北工業大學畢業后，劉占文進入長安大學，先后在此獲得碩士和博士學位，憑借出色的表現留校任教。博士階段，她擅長采用傳統機器學習方法針對弱對比度的夜間交通圖像進行車輛目標的檢測，因在接觸深度學習的過程中被其強大的特征提取能力所吸引，工作以后她一直緊跟人工智能科技前沿，保持著敏銳的學術嗅覺，研究復雜動態交通場景下各種交通目標的魯棒感知算法。

正是在逐步的積累中，劉占文堅定了在智能交通領域深耕下去的決心。相比解決具體的工程問題，她更渴望攻關核心關鍵技術背后的科學難題。2018年冬天，劉占文又前往美國加州大學伯克利分校先進交通技術研究所開展為期1年的訪問交流。她的國外合作導師從事自動駕駛貨車隊列控制方面相關的研究，而她則主要聚焦于頭車及跟隨車的交通環境全要素感知及其不確定性的研究。

其間，先進的科研理念、頂尖科學家的學術報告、多元文化背景的學術交流充盈著劉占文的訪學生活；她還深度參與了國外導師的國際合作項目，跟隨團隊一起前往沙特阿拉伯國家實驗室進行項目階段性交流與成果匯報。“這一年成為我科研歷程的重要轉折點，我了解到如何組建一支優良的科研團隊，更加認識到科研的真諦在于理論與實踐的結合。尤其是做科研要重視實際應用和效果，且要能在實際應用的問題中抽象出共性科學問題，這一方面是我至今都在努力的方向。”因此，2019年年底回國后，面向交通強國戰略的重大需求，突破車路協同感知核心關鍵技術及科學問題，為車路協同與自動駕駛先導示范工程提供技術支撐，促使科學研究成果走向落地應用，成為劉占文與團隊科研征程中的新航標。 

齊心協力斬獲新成就 

劉占文同時擔任陜西省車聯網與智能汽車測試技術工程研究中心建設辦公室主任，以及長安大學交通信息檢測與控制工程實驗室主任，主要負責實驗室的平臺建設工作。她創新性地將團隊積累的車路協同自動駕駛感知及測試的科研成果反哺于教學，打造了虛擬仿真實驗一流課程，使學生在理論學習與動手實踐方面同步成長。相關科研與教學成果獲陜西省科學技術進步獎一等獎3項，陜西省2019年高等教育教學成果獎特等獎1項，指導學生參加高水平學科競賽獲得國家級獎項十余項。采訪中，劉占文不止一次提及“頂天立地做科研”的重要性，希望能夠成長為獨具創新、知行合一的研究學者。緊跟國際前沿，挖掘原始創新性成果，立足國家戰略需求，為智能網聯交通發展作出實實在在的貢獻，是她與團隊的初心所在。

車路協同與自動駕駛領域目前面臨的最大挑戰之一是實際應用場景的復雜，研究者需要首先解決各類動態交通場景下的交通環境感知問題。因此，面向車路協同自動駕駛領域的重大需求，劉占文帶領團隊聚焦非一致場景下車路協同可信感知及測試研究方向，攻克了車路云一體化信息共享的多源異構數據融合、多模態多尺度數據幀間時空特征配準、非一致場景下多目標實時跟蹤及復雜車路系統虛實交互測試與評價等方面的核心關鍵技術，為解決車路協同自動駕駛領域中的可信感知及效能測試做出了有益嘗試。相關成果提高了車路協同自動駕駛的安全性，優化了道路交通系統，并進一步推動了我國智能交通數字經濟的創新發展。

其中，2022年獲得國家自然科學基金委資助的“多模態感知增強的目標軌跡計算與場景流數字孿生”項目致力于解決當前強耦合性、強隨機性、強非線性多目標的復雜動態環境下，單體智能感知易出現信息過載與感知失效，尤其在遮擋嚴重、超視距或盲區范圍時，導致無法實現正確決策與精準控制的難題。基于合作單位萬集科技的路側智慧基站采集的交通環境視頻與雷達點云兩種模態數據，劉占文帶領團隊針對多模態數據融合、目標運行軌跡提取、辨識與預測，以及場景流數字孿生問題展開系統研究，解決多模態幀間時空特征配準難、軌跡預測交通語義缺失、模擬場景流演化脫離真實動態目標運行軌跡3個關鍵問題。他們在此項目中提出的多模態感知增強的目標軌跡辨識、軌跡預測與場景流估計及數字孿生，能夠描述精細、準確、全面的中微觀交通運行態勢，突破車路協同產業的智能路側設備全域感知技術瓶頸，加速智能路側感知關鍵技術在車路協同示范應用中的測試驗證。

2023年3月，第十四屆陜西青年科技獎評選結果出爐，劉占文成功入選。得知消息時，劉占文正跟研究生進行周內例會。看著眼前進行研究匯報的青春面孔，她思緒紛飛、百感交集。“疫情這幾年困難很多，我和學生也是相互鼓著勁兒攻關項目、應對繁雜事務，見證了彼此的成長、蛻變與成熟。在這個求新求變的時代，我很清楚這個獎是我們在大平臺和大團隊支持下齊心協力獲得的榮譽。”

劉占文所在的車聯網與智能汽車測試技術研究院擁有十余個重點科研平臺，打造了國內高校唯一的交通部認定的“自動駕駛封閉場地測試基地”，形成了以她的導師趙祥模教授作為學術帶頭人，由50余名中青年學術骨干和300多名碩博研究生組成的學科交叉型創新研究團隊。在劉占文看來，上述每一項成果都是大家共同努力的結果。

如今，經過數年的積累，劉占文已經有了清晰的學術發展方向和穩定的團隊。針對車路協同示范工程可持續性、投入產出比等實際需求，依托交通強國示范工程——秦嶺隧道群安全防控體系、國家重點研發計劃項目——智慧城市車城交互與示范，未來她和團隊將致力于打造重點路段的全時全域融合感知及數字孿生，為智慧交通運營安全提供可靠的數據基礎與決策支持。

  來源：科學中國人  2023年11期