李力——清华大学自动化系教授

 2015-08-12

人力终有穷尽之时，人类探索未知领域需要自动化技术的发展。1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”的概念。经过60多年的发展，自动化技术不仅将人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解救出来，而且增强了人类认识世界和改造世界的能力。

建设智慧城市已成为当今世界城市可持续发展的必然选择。今年两会上，智慧城市建设也是代表委员热议的焦点。

“智慧城市离不开智能交通系统建设。”清华大学自动化系副教授李力介绍，智能交通本质上是交通信息的获取和利用，使人们的出行变得更加安全和便利。“我们通过智能设备逐步掌握了各大城市交通运行规律，能够为城市规划和交通发展提供更好的决策支持。” 

探索“智慧”之旅 

“心怀浩渺连广宇，于无声处听惊雷”，李力时常拿这句诗来形容自己对科研工作的广泛兴趣和寻求突破时的灵机一动。李力的父亲是华中科技大学控制系教授，受益于家庭熏陶，李力从小对自动化、人工智能等诸多领域产生了浓厚兴趣。2001年，李力赴美求学，在亚利桑那大学系统与工业工程系攻读硕士和博士学位，跟随导师从事智能汽车和智能交通领域研究。2006年李力回到清华大学任教，开始进行智能交通与车路协同的创新探索。

智能车路协同系统代表当今世界智能交通系统的最新发展方向。该系统采用先进的无线通信和新一代互联网技术，全方位实施人、车、路之间动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上，开展车辆主动安全控制、道路交通协同管理和行人安全辅助，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成安全、高效和环保的道路交通系统。李力向记者举例解释，“在没有红绿灯的情况下，智能车路协同系统也能让交叉路口的车辆安全地通过。”

李力在车路协同和智能交通领域不断开拓创新，先后主持和参与了国家自然科学基金面上项目、973项目、863项目等多个国家重大项目。经过近些年的不懈努力和实践探索，李力研究团队在冲突区域交通流数据收集、车辆（驾驶员）常见行为模式的提取和描述、冲突区域的车辆竞争与协同行为的建模和仿真、以及基于上述研究结果的交通控制策略设计四个方面得到了一系列互相关联的高水平研究成果。2014年10月9日，在青岛举行的智能交通系统国际会议上，李力所在的清华大学智能交通团队成功组织了车路系统专题探讨会和典型应用系统现场演示活动。国内外与会专家学者对该成果给予了高度评价，认为该研究开创了我国智能车路协同系统方向上的创新与实践，总体上同步达到美、日等国际先进水平。

李力告诉记者，他很推崇比尔.盖茨的自述“I never took a day off in my twenties. Not one.”并以此自勉。除了出差，在办公室从上午九点工作到晚上十一点已成为常态。无论是提想法、编代码还是写论文，李力都会亲历亲为。没有任何周末、一年休息3～5天，这是李力目前的工作状态。李力略带自豪的告诉记者：天道酬勤，有些科研想法“天外飞来，丝丝入扣”。作为第一作者或通讯作者，李力在智能交通领域国际一流学术期刊上发表SCI论文近50篇，多次获国际学术会议最佳论文奖，成果获得广泛好评和引用。 

开启“智慧”之路 

我国城市道路交叉口机动车抢行抢拐、行人闯红灯等交通违规现象严重，国际通用的交通流分析方法部分失效，国外引进的基于协同驾驶的交通控制系统无法高效实施。李力研究团队围绕交通冲突区域竞争与协同驾驶行为的科学问题，在智能交通领域开展了一系列具有理论创新和实用价值的原创性工作。

在智能交通大数据融合和预测方面，李力研究团队提出了新的交通时空关联特性和趋势特征学习模型、基于贝叶斯主成份分析模型的交通流缺失数据补偿方法，性能显著优于以往算法。在考虑交通系统不确定性的智能交通系统建模、评估和管控方面，李力研究团队提出了交通流随机时空状态演化模型成果，获中国智能交通学会二等奖。在智能车路协同方面，李力研究团队提出的基于计划树的路口协同控制算法已成为该领域具有代表性的设计方法，获智能交通领域国际顶级期刊《IEEE Trans. Intelligent Transportation Systems》2012-2013年度Best Survey Paper Award。

除了理论研究探索创新，李力研究团队还成功将科研成果转化为实践应用。综合数据解决方案是973项目（2006CB705506，2012CB725405）、863项目（2011AA110301）等国家重大课题中的关键技术，已在北京市交管局监控指挥系统中得到应用。交通系统评测和规划方法成功应用于全国首个园区电动微公交系统的设计实施。设计的车路协同系统已多次成功路演，并通过863项目（2011AA110401）评估，得到国内外专家学者的高度认可，目前正在深入推广中。 

“智慧”传承与发展 

“我不习惯觥筹交错的生活，时间基本都用于科研和培养学生。学科发展需要优秀青年传承”，李力直言：“我很喜欢上课，这是智能交通理念和知识传承的最好机会。我所讲授的课程内容多难度大，而清华学生求知欲强，两者相得益彰。很多课程教学评分在全校占前5%，这是学生对我的认可和鞭策。”上课和研究之余，李力还专注于教材编写，针对目前交通类教材内容偏传统的问题，出版了介绍最新前沿技术的中英文教材。“立足全新技术的系统教材编写和使用，能在很大程度上激发学生的兴趣，吸引更多优秀青年投身于智能交通研究。”

在培养青年人才方面，李力坚持秉承“有教无类，唯渡有缘”的教育理念。李力回忆道，曾有本科生在系里排名一百多名，在发现其编程潜力后，便着力培养其在交通仿真优化方面的编程能力，指导其发表多篇高水平论文，最后该生顺利进入美国麻省理工学院深造。九年来，李力指导并推荐诸多本科生进入麻省理工、普林斯顿、斯坦福、加州伯克利等世界著名学府，作为副导师指导的陈喜群博士现为浙江大学百人计划特聘研究员。

当被问到团队发展是否面临压力时，李力坦言：“交通是一门交叉学科，清华大学并没有独立的交通学院，相关研究团队被分散到多个院所。智能交通处于交通和自动化的交织点，在自动化系如何评价和认可智能交通研究的价值，如何帮助年轻学者获取资源支持安心科研，是值得多方探讨的问题。”

面向未来，李力认为智能交通至少还有十年黄金发展期。按照清华大学工科“顶天立地”的发展要求，李力将今后研究重点分为两个方向：一是“顶天”，即车路协同和无人驾驶方向，希望自己及团队能够开创交通新模式；二是“立地”，进一步做好微公交、电动公交、智慧拼车、智能停车、智能信号控制等工作，创造更多的社会和经济价值。李力期待智能交通研究成果可以使民众生活得更加舒适和幸福。

 来源：科学中国人 2015年第8期  封底人物