劉占文 | 頂天立地?fù)?dān)使命 智能交通付芳華

作為一名誕生于改革開放之初，有幸見證我國多個科技領(lǐng)域從跟跑、并跑，到部分領(lǐng)跑的80后女性青年科技工作者，長安大學(xué)信息工程學(xué)院教授劉占文身上有著強(qiáng)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(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺、協(xié)同感知效能測試等方向的研究，近年來圍繞自動駕駛及網(wǎng)聯(lián)交通，開展了復(fù)雜動態(tài)交通環(huán)境全要素感知、車路協(xié)同群智融合感知與測試、智能網(wǎng)聯(lián)高速公路與城市交叉路口數(shù)字孿生研究等工作。當(dāng)前，車路協(xié)同已進(jìn)入新的發(fā)展階段，智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)加速演進(jìn)，傳統(tǒng)交通理論體系、技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)體系在大數(shù)據(jù)技術(shù)的驅(qū)動下正在發(fā)生劇烈轉(zhuǎn)變。擺在她面前的是前所未有的機(jī)遇挑戰(zhàn)，更是當(dāng)仁不讓的時代責(zé)任。響應(yīng)號召，“挑大梁、擔(dān)主角”，建設(shè)交通強(qiáng)國，為交通領(lǐng)域的智能網(wǎng)聯(lián)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)力量，是劉占文和團(tuán)隊成員在新時代新浪潮之中的拳拳心聲。

▲劉占文

厚積薄發(fā)定位新航標(biāo)

高中畢業(yè)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(xiāng)”。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(fā)。

2006年從西北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)后，劉占文進(jìn)入長安大學(xué)，先后在此獲得碩士和博士學(xué)位，憑借出色的表現(xiàn)留校任教。博士階段，她擅長采用傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法針對弱對比度的夜間交通圖像進(jìn)行車輛目標(biāo)的檢測，因在接觸深度學(xué)習(xí)的過程中被其強(qiáng)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(xué)術(shù)嗅覺，研究復(fù)雜動態(tài)交通場景下各種交通目標(biāo)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(lǐng)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(guān)核心關(guān)鍵技術(shù)背后的科學(xué)難題。2018年冬天，劉占文又前往美國加州大學(xué)伯克利分校先進(jìn)交通技術(shù)研究所開展為期1年的訪問交流。她的國外合作導(dǎo)師從事自動駕駛貨車隊列控制方面相關(guān)的研究，而她則主要聚焦于頭車及跟隨車的交通環(huán)境全要素感知及其不確定性的研究。

▲劉占文與團(tuán)隊成員合影

其間，先進(jìn)的科研理念、頂尖科學(xué)家的學(xué)術(shù)報告、多元文化背景的學(xué)術(shù)交流充盈著劉占文的訪學(xué)生活；她還深度參與了國外導(dǎo)師的國際合作項目，跟隨團(tuán)隊一起前往沙特阿拉伯國家實驗室進(jìn)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(zhuǎn)折點，我了解到如何組建一支優(yōu)良的科研團(tuán)隊，更加認(rèn)識到科研的真諦在于理論與實踐的結(jié)合。尤其是做科研要重視實際應(yīng)用和效果，且要能在實際應(yīng)用的問題中抽象出共性科學(xué)問題，這一方面是我至今都在努力的方向?！币虼耍?019年年底回國后，面向交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的重大需求，突破車路協(xié)同感知核心關(guān)鍵技術(shù)及科學(xué)問題，為車路協(xié)同與自動駕駛先導(dǎo)示范工程提供技術(shù)支撐，促使科學(xué)研究成果走向落地應(yīng)用，成為劉占文與團(tuán)隊科研征程中的新航標(biāo)。

齊心協(xié)力斬獲新成就

劉占文同時擔(dān)任陜西省車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車測試技術(shù)工程研究中心建設(shè)辦公室主任，以及長安大學(xué)交通信息檢測與控制工程實驗室主任，主要負(fù)責(zé)實驗室的平臺建設(shè)工作。她創(chuàng)新性地將團(tuán)隊積累的車路協(xié)同自動駕駛感知及測試的科研成果反哺于教學(xué)，打造了虛擬仿真實驗一流課程，使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)與動手實踐方面同步成長。相關(guān)科研與教學(xué)成果獲陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎3項，陜西省2019年高等教育教學(xué)成果獎特等獎1項，指導(dǎo)學(xué)生參加高水平學(xué)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(chuàng)新、知行合一的研究學(xué)者。緊跟國際前沿，挖掘原始創(chuàng)新性成果，立足國家戰(zhàn)略需求，為智能網(wǎng)聯(lián)交通發(fā)展作出實實在在的貢獻(xiàn)，是她與團(tuán)隊的初心所在。

車路協(xié)同與自動駕駛領(lǐng)域目前面臨的最大挑戰(zhàn)之一是實際應(yīng)用場景的復(fù)雜，研究者需要首先解決各類動態(tài)交通場景下的交通環(huán)境感知問題。因此，面向車路協(xié)同自動駕駛領(lǐng)域的重大需求，劉占文帶領(lǐng)團(tuán)隊聚焦非一致場景下車路協(xié)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(gòu)數(shù)據(jù)融合、多模態(tài)多尺度數(shù)據(jù)幀間時空特征配準(zhǔn)、非一致場景下多目標(biāo)實時跟蹤及復(fù)雜車路系統(tǒng)虛實交互測試與評價等方面的核心關(guān)鍵技術(shù)，為解決車路協(xié)同自動駕駛領(lǐng)域中的可信感知及效能測試做出了有益嘗試。相關(guān)成果提高了車路協(xié)同自動駕駛的安全性，優(yōu)化了道路交通系統(tǒng)，并進(jìn)一步推動了我國智能交通數(shù)字經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。

其中，2022年獲得國家自然科學(xué)基金委資助的“多模態(tài)感知增強(qiáng)的目標(biāo)軌跡計算與場景流數(shù)字孿生”項目致力于解決當(dāng)前強(qiáng)耦合性、強(qiáng)隨機(jī)性、強(qiáng)非線性多目標(biāo)的復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下，單體智能感知易出現(xiàn)信息過載與感知失效，尤其在遮擋嚴(yán)重、超視距或盲區(qū)范圍時，導(dǎo)致無法實現(xiàn)正確決策與精準(zhǔn)控制的難題。基于合作單位萬集科技的路側(cè)智慧基站采集的交通環(huán)境視頻與雷達(dá)點云兩種模態(tài)數(shù)據(jù)，劉占文帶領(lǐng)團(tuán)隊針對多模態(tài)數(shù)據(jù)融合、目標(biāo)運行軌跡提取、辨識與預(yù)測，以及場景流數(shù)字孿生問題展開系統(tǒng)研究，解決多模態(tài)幀間時空特征配準(zhǔn)難、軌跡預(yù)測交通語義缺失、模擬場景流演化脫離真實動態(tài)目標(biāo)運行軌跡3個關(guān)鍵問題。他們在此項目中提出的多模態(tài)感知增強(qiáng)的目標(biāo)軌跡辨識、軌跡預(yù)測與場景流估計及數(shù)字孿生，能夠描述精細(xì)、準(zhǔn)確、全面的中微觀交通運行態(tài)勢，突破車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)的智能路側(cè)設(shè)備全域感知技術(shù)瓶頸，加速智能路側(cè)感知關(guān)鍵技術(shù)在車路協(xié)同示范應(yīng)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(jié)果出爐，劉占文成功入選。得知消息時，劉占文正跟研究生進(jìn)行周內(nèi)例會。看著眼前進(jìn)行研究匯報的青春面孔，她思緒紛飛、百感交集?！耙咔檫@幾年困難很多，我和學(xué)生也是相互鼓著勁兒攻關(guān)項目、應(yīng)對繁雜事務(wù)，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(tuán)隊支持下齊心協(xié)力獲得的榮譽?！?/p>

劉占文所在的車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車測試技術(shù)研究院擁有十余個重點科研平臺，打造了國內(nèi)高校唯一的交通部認(rèn)定的“自動駕駛封閉場地測試基地”，形成了以她的導(dǎo)師趙祥模教授作為學(xué)術(shù)帶頭人，由50余名中青年學(xué)術(shù)骨干和300多名碩博研究生組成的學(xué)科交叉型創(chuàng)新研究團(tuán)隊。在劉占文看來，上述每一項成果都是大家共同努力的結(jié)果。

如今，經(jīng)過數(shù)年的積累，劉占文已經(jīng)有了清晰的學(xué)術(shù)發(fā)展方向和穩(wěn)定的團(tuán)隊。針對車路協(xié)同示范工程可持續(xù)性、投入產(chǎn)出比等實際需求，依托交通強(qiáng)國示范工程——秦嶺隧道群安全防控體系、國家重點研發(fā)計劃項目——智慧城市車城交互與示范，未來她和團(tuán)隊將致力于打造重點路段的全時全域融合感知及數(shù)字孿生，為智慧交通運營安全提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與決策支持。