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

在交通飛速發(fā)展的今天，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不體會(huì)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(cè)的獨(dú)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(jī)器人的交叉研究，為“交通強(qiáng)國(guó)”貢獻(xiàn)力量。

他就是中南大學(xué)二級(jí)教授、博導(dǎo)、交通運(yùn)輸工程學(xué)院副院長(zhǎng)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(kāi)始吧。”見(jiàn)我們來(lái)訪，劉輝開(kāi)門見(jiàn)山地表示：“原來(lái)對(duì)自己的學(xué)習(xí)工作經(jīng)歷進(jìn)行過(guò)盤點(diǎn)，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(yùn)工具運(yùn)用工程”工學(xué)博士學(xué)位，入選全國(guó)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(lì)我出國(guó)求學(xué)。”劉輝說(shuō)，在學(xué)校和導(dǎo)師的大力支持下，他踏上了德國(guó)之旅，進(jìn)入“機(jī)器人”領(lǐng)域開(kāi)展學(xué)習(xí)和工作。2013年在德國(guó)羅斯托克大學(xué)-德國(guó)CELISCA重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，師從德國(guó)工程院院士K.Thurow教授，獲得“自動(dòng)化工程(機(jī)器人方向)”工學(xué)博士學(xué)位(Dr.-Ing.)。

在獲得德國(guó)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(dòng)。劉輝歷任博士后、研究科學(xué)家、高級(jí)研究科學(xué)家、青年課題組長(zhǎng)等職位。2014年1月，劉輝被任命為機(jī)器人研究所所長(zhǎng)，并于2015年被德國(guó)聯(lián)邦教研部(BMBF)公函任命為冠名的青年科學(xué)家團(tuán)隊(duì)帶頭人(BMBF Junior Group Leader)，獲得德國(guó)聯(lián)邦教研部430萬(wàn)歐元資助，領(lǐng)導(dǎo)跨學(xué)科的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展運(yùn)載機(jī)器人前沿技術(shù)攻關(guān)。2016年，劉輝通過(guò)嚴(yán)格的獨(dú)立授課、科研考核和公開(kāi)答辯，獲得機(jī)器人領(lǐng)域的德國(guó)教授資格(habil.),并受邀擔(dān)任機(jī)器人席位的W2教授。

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

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

交叉研究 賦能交通裝備

“回國(guó)前，我在德國(guó)主要從事機(jī)器人、人工智能與生命科學(xué)的交叉研究。回國(guó)后，我的研究對(duì)象從機(jī)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(shuō)，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(jìn)展。

他帶領(lǐng)青年團(tuán)隊(duì)，與烏魯木齊鐵路局等單位合作，通過(guò)時(shí)序混合智能技術(shù)預(yù)測(cè)強(qiáng)風(fēng)鐵路沿線大風(fēng)趨勢(shì)，保障列車行車安全;與威勝集團(tuán)等單位合作，研發(fā)非侵入式復(fù)合識(shí)別與監(jiān)測(cè)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(hào)，新產(chǎn)品被納入國(guó)家采購(gòu)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(shì)耦合自然功能的智慧物流機(jī)器人運(yùn)載系統(tǒng)，完成跨樓棟多層精密加工實(shí)驗(yàn)室的全天候部件運(yùn)輸?shù)取?/p>

“我的科研路是從參加青藏鐵路的大風(fēng)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的。”談到預(yù)測(cè)強(qiáng)風(fēng)鐵路沿線大風(fēng)趨勢(shì)的成果時(shí)，劉輝對(duì)過(guò)往的艱苦磨礪記憶猶新。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，當(dāng)時(shí)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(méi)有地標(biāo)的無(wú)人區(qū)、零下30多攝氏度的氣溫等極端天氣考驗(yàn)著參加實(shí)地測(cè)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(gè)信念。最終，他在導(dǎo)師和團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，20多次深入青藏鐵路，與團(tuán)隊(duì)成員共同完成了沿線52個(gè)站點(diǎn)之間的風(fēng)速測(cè)量，為后來(lái)開(kāi)展的鐵路風(fēng)速智能預(yù)測(cè)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(guó)家自然科學(xué)基金4項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)，以及來(lái)自德國(guó)聯(lián)邦教研部、英國(guó)交通部、英國(guó)皇家工程院等國(guó)際科研項(xiàng)目4項(xiàng)。最值得可圈可點(diǎn)的是，他主持的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題《軌道交通系統(tǒng)全生命周期成本關(guān)鍵要素辨識(shí)與分析方法研究》經(jīng)過(guò)課題級(jí)獨(dú)立公開(kāi)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(kāi)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(shí)、敏感度量化、交互關(guān)聯(lián)分析等方法，并基于理論成果開(kāi)發(fā)了軌道交通系統(tǒng)全生命周期成本關(guān)鍵要素辨識(shí)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(guó)工程院K.Thurow院士團(tuán)隊(duì)共同成功開(kāi)發(fā)全球第一套仿生運(yùn)載機(jī)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(jiǎng)、教育部技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、中國(guó)物流與采購(gòu)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、吳文俊人工智能科技進(jìn)步獎(jiǎng)等10余項(xiàng)，參與獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)等4項(xiàng)。獲中國(guó)智能交通協(xié)會(huì)優(yōu)秀科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、湖南省青年科技獎(jiǎng)、中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)首屆青年獎(jiǎng)、寶鋼優(yōu)秀教師獎(jiǎng)等榮譽(yù)。發(fā)表SCI/EI論文127篇，其中ESI熱點(diǎn)論文、ESI高被引論文20余篇，累計(jì)SCI他引超6000次。第1發(fā)明人授權(quán)美國(guó)、歐洲、日本、俄羅斯等國(guó)際發(fā)明專利16項(xiàng)、國(guó)家發(fā)明專利112項(xiàng)。第1發(fā)明人獲日內(nèi)瓦、紐倫堡等國(guó)際專利金獎(jiǎng)7項(xiàng)。

著書立說(shuō) 合作研究走向國(guó)際

筆耕不輟，著書立說(shuō)。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(guó)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(cè)方法與應(yīng)用)入選2021年度Springer·Nature“中國(guó)新發(fā)展獎(jiǎng)”，每年全球共10項(xiàng)獲獎(jiǎng)。頒獎(jiǎng)詞認(rèn)為：“原創(chuàng)解決方案的廣泛應(yīng)用，是對(duì)構(gòu)建城市智慧大腦與推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展方面的突出貢獻(xiàn)。該書是全球智慧城市大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)方向的首部英文學(xué)術(shù)專著。”在頒獎(jiǎng)典禮上，該專著獲得國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的高度贊譽(yù)。

作為往屆獲獎(jiǎng)代表，以及大會(huì)唯一的學(xué)術(shù)主旨報(bào)告嘉賓，2023年11月21日，劉輝在2023年度Springer·Nature“中國(guó)新發(fā)展獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)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(bào)告，向國(guó)內(nèi)外學(xué)者匯報(bào)交流了第二代大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)技術(shù)的最新研究進(jìn)展及其在交通、機(jī)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(guó)新發(fā)展獎(jiǎng)”

“通過(guò)合作交流，不僅能開(kāi)拓視野，也能將我們的最新成果推向國(guó)際。”劉輝積極與德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、新加坡等國(guó)家的合作者開(kāi)展合作研究。2023年3月，英國(guó)皇家工程院公布了年度“杰出國(guó)際工程師計(jì)劃”獲獎(jiǎng)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(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，與英國(guó)交通部、英國(guó)氣象局、英國(guó)艾倫-圖靈人工智能研究所等機(jī)構(gòu)聯(lián)合開(kāi)展“數(shù)字孿生預(yù)測(cè)工具”方面的合作研究。

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

教書育人 培育國(guó)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(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。”劉輝經(jīng)常對(duì)學(xué)生說(shuō)，我們要沉下心來(lái)開(kāi)展研究。他積極鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)術(shù)前沿探索，在實(shí)際項(xiàng)目中提出問(wèn)題，攻克難點(diǎn)，以此通過(guò)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(kāi)設(shè)了《人工智能與自動(dòng)駕駛》《智能系統(tǒng)與先進(jìn)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(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)教學(xué)資源，盡可能將專業(yè)知識(shí)結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景，講得盡可能通俗易懂，讓學(xué)生有更大的樂(lè)趣去探索更深?yuàn)W的知識(shí)�；貒�(guó)后，劉輝與英國(guó)利茲大學(xué)、德國(guó)科隆大學(xué)、澳大利亞蒙納士大學(xué)等國(guó)外高校的知名教授聯(lián)合開(kāi)設(shè)人工智能類的研究生國(guó)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(xiàng)目、湖南省課程思政項(xiàng)目、湖南省研究生培養(yǎng)基地等計(jì)劃，個(gè)人獲得寶鋼優(yōu)秀教師獎(jiǎng)榮譽(yù)。

經(jīng)過(guò)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(guó)鐵路青年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)、全國(guó)交通運(yùn)輸領(lǐng)域青年學(xué)術(shù)會(huì)議優(yōu)秀論文獎(jiǎng)、湖南省“新能源之星”等學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，目前繼續(xù)在課題組開(kāi)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(guó)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(jī)械工程博士學(xué)位后即加入課題組，并入選國(guó)家博士后引進(jìn)計(jì)劃，在機(jī)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(jí)的引進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)崗位人才，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(jì)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(xiàng)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(xiàn)更大力量。(文 / 滕飛)

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