刘占文——长安大学信息工程学院教授

顶天立地担使命 智能交通付芳华

——记长安大学信息工程学院教授刘占文

 2023-12-28

作为一名诞生于改革开放之初，有幸见证我国多个科技领域从跟跑、并跑，到部分领跑的80后女性青年科技工作者，长安大学信息工程学院教授刘占文身上有着强烈的集体荣誉感和科研使命感。她长期从事人工智能、深度学习、计算机视觉、协同感知效能测试等方向的研究，近年来围绕自动驾驶及网联交通，开展了复杂动态交通环境全要素感知、车路协同群智融合感知与测试、智能网联高速公路与城市交叉路口数字孪生研究等工作。当前，车路协同已进入新的发展阶段，智能化、网联化技术加速演进，传统交通理论体系、技术体系、产业体系在大数据技术的驱动下正在发生剧烈转变。摆在她面前的是前所未有的机遇挑战，更是当仁不让的时代责任。响应号召，“挑大梁、担主角”，建设交通强国，为交通领域的智能网联科技进步贡献力量，是刘占文和团队成员在新时代新浪潮之中的拳拳心声。 

厚积薄发定位新航标 

高中毕业后，刘占文来到西安读书，迄今已在西安生活20余年，她亲切地称呼这座古城为自己的“第二故乡”。西安厚重的历史文化底蕴熏陶着她，让她不自觉地沉下心来，打磨自己。她说，正是西安教会她只有足够的积淀，才能厚积薄发。

2006年从西北工业大学毕业后，刘占文进入长安大学，先后在此获得硕士和博士学位，凭借出色的表现留校任教。博士阶段，她擅长采用传统机器学习方法针对弱对比度的夜间交通图像进行车辆目标的检测，因在接触深度学习的过程中被其强大的特征提取能力所吸引，工作以后她一直紧跟人工智能科技前沿，保持着敏锐的学术嗅觉，研究复杂动态交通场景下各种交通目标的鲁棒感知算法。

正是在逐步的积累中，刘占文坚定了在智能交通领域深耕下去的决心。相比解决具体的工程问题，她更渴望攻关核心关键技术背后的科学难题。2018年冬天，刘占文又前往美国加州大学伯克利分校先进交通技术研究所开展为期1年的访问交流。她的国外合作导师从事自动驾驶货车队列控制方面相关的研究，而她则主要聚焦于头车及跟随车的交通环境全要素感知及其不确定性的研究。

其间，先进的科研理念、顶尖科学家的学术报告、多元文化背景的学术交流充盈着刘占文的访学生活；她还深度参与了国外导师的国际合作项目，跟随团队一起前往沙特阿拉伯国家实验室进行项目阶段性交流与成果汇报。“这一年成为我科研历程的重要转折点，我了解到如何组建一支优良的科研团队，更加认识到科研的真谛在于理论与实践的结合。尤其是做科研要重视实际应用和效果，且要能在实际应用的问题中抽象出共性科学问题，这一方面是我至今都在努力的方向。”因此，2019年年底回国后，面向交通强国战略的重大需求，突破车路协同感知核心关键技术及科学问题，为车路协同与自动驾驶先导示范工程提供技术支撑，促使科学研究成果走向落地应用，成为刘占文与团队科研征程中的新航标。 

齐心协力斩获新成就 

刘占文同时担任陕西省车联网与智能汽车测试技术工程研究中心建设办公室主任，以及长安大学交通信息检测与控制工程实验室主任，主要负责实验室的平台建设工作。她创新性地将团队积累的车路协同自动驾驶感知及测试的科研成果反哺于教学，打造了虚拟仿真实验一流课程，使学生在理论学习与动手实践方面同步成长。相关科研与教学成果获陕西省科学技术进步奖一等奖3项，陕西省2019年高等教育教学成果奖特等奖1项，指导学生参加高水平学科竞赛获得国家级奖项十余项。采访中，刘占文不止一次提及“顶天立地做科研”的重要性，希望能够成长为独具创新、知行合一的研究学者。紧跟国际前沿，挖掘原始创新性成果，立足国家战略需求，为智能网联交通发展作出实实在在的贡献，是她与团队的初心所在。

车路协同与自动驾驶领域目前面临的最大挑战之一是实际应用场景的复杂，研究者需要首先解决各类动态交通场景下的交通环境感知问题。因此，面向车路协同自动驾驶领域的重大需求，刘占文带领团队聚焦非一致场景下车路协同可信感知及测试研究方向，攻克了车路云一体化信息共享的多源异构数据融合、多模态多尺度数据帧间时空特征配准、非一致场景下多目标实时跟踪及复杂车路系统虚实交互测试与评价等方面的核心关键技术，为解决车路协同自动驾驶领域中的可信感知及效能测试做出了有益尝试。相关成果提高了车路协同自动驾驶的安全性，优化了道路交通系统，并进一步推动了我国智能交通数字经济的创新发展。

其中，2022年获得国家自然科学基金委资助的“多模态感知增强的目标轨迹计算与场景流数字孪生”项目致力于解决当前强耦合性、强随机性、强非线性多目标的复杂动态环境下，单体智能感知易出现信息过载与感知失效，尤其在遮挡严重、超视距或盲区范围时，导致无法实现正确决策与精准控制的难题。基于合作单位万集科技的路侧智慧基站采集的交通环境视频与雷达点云两种模态数据，刘占文带领团队针对多模态数据融合、目标运行轨迹提取、辨识与预测，以及场景流数字孪生问题展开系统研究，解决多模态帧间时空特征配准难、轨迹预测交通语义缺失、模拟场景流演化脱离真实动态目标运行轨迹3个关键问题。他们在此项目中提出的多模态感知增强的目标轨迹辨识、轨迹预测与场景流估计及数字孪生，能够描述精细、准确、全面的中微观交通运行态势，突破车路协同产业的智能路侧设备全域感知技术瓶颈，加速智能路侧感知关键技术在车路协同示范应用中的测试验证。

2023年3月，第十四届陕西青年科技奖评选结果出炉，刘占文成功入选。得知消息时，刘占文正跟研究生进行周内例会。看着眼前进行研究汇报的青春面孔，她思绪纷飞、百感交集。“疫情这几年困难很多，我和学生也是相互鼓着劲儿攻关项目、应对繁杂事务，见证了彼此的成长、蜕变与成熟。在这个求新求变的时代，我很清楚这个奖是我们在大平台和大团队支持下齐心协力获得的荣誉。”

刘占文所在的车联网与智能汽车测试技术研究院拥有十余个重点科研平台，打造了国内高校唯一的交通部认定的“自动驾驶封闭场地测试基地”，形成了以她的导师赵祥模教授作为学术带头人，由50余名中青年学术骨干和300多名硕博研究生组成的学科交叉型创新研究团队。在刘占文看来，上述每一项成果都是大家共同努力的结果。

如今，经过数年的积累，刘占文已经有了清晰的学术发展方向和稳定的团队。针对车路协同示范工程可持续性、投入产出比等实际需求，依托交通强国示范工程——秦岭隧道群安全防控体系、国家重点研发计划项目——智慧城市车城交互与示范，未来她和团队将致力于打造重点路段的全时全域融合感知及数字孪生，为智慧交通运营安全提供可靠的数据基础与决策支持。

  来源：科学中国人  2023年11期