艾渤在北京交通大學(xué)實驗室向本刊記者展示仿真高鐵列車的運行控制系統(tǒng)。（本刊記者 侯欣穎／攝）

艾渤

1974年出生于陜西省西安市，本科畢業(yè)于中國人民武裝警察部隊工程大學(xué)，碩士和博士畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)，現(xiàn)任北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院院長、博士生導(dǎo)師。

6月，京廣高鐵復(fù)興號列車全線實現(xiàn)時速350公里。7月，在渝昆高鐵渝宜段，試驗列車跑出了385公里／小時的速度。這個夏天，在先進高鐵技術(shù)和一流運營品質(zhì)的基礎(chǔ)上，隨著部分線路逐級提速，高鐵這張“國家名片”越擦越亮。

7月初，《環(huán)球人物》記者走進位于北京交通大學(xué)思源樓12層的先進自主運行全國重點實驗室，目光瞬時被一個“大塊頭”吸引住了——1∶1還原復(fù)興號高鐵的仿真列車頭，可全景模擬在軌行駛過程。它周邊轟鳴作響的電子設(shè)備，正一刻不停地收發(fā)信號、傳輸數(shù)據(jù)。

“如果說列車運行控制系統(tǒng)是高鐵的‘大腦’，通信則是保證大腦信號可靠傳輸?shù)?lsquo;安全衛(wèi)士’。”北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院院長艾渤向記者介紹，“時速越高，信道（即電磁波傳輸?shù)穆窂剑┳兓娇欤魬?zhàn)越大。”

這是艾渤來到實驗室的第十七年。從一個20平方米的小實驗室，到設(shè)備精良的國家重點實驗室，從跟蹤無線通信技術(shù)，到推動并扶持相關(guān)產(chǎn)業(yè)的興起，他見證了通信技術(shù)在鐵路系統(tǒng)的發(fā)展。

“苦并快樂著”

“高鐵時速從60公里到480公里的相關(guān)數(shù)據(jù)，我們實驗室都有，數(shù)據(jù)總量大概能達到3億組。”艾渤自豪地說，做信道或者電波傳播特性研究，數(shù)據(jù)是最寶貴的。

2007年，從清華大學(xué)博士后出站，艾渤來到北京交通大學(xué)，進入無線通信專家鐘章隊教授的科研團隊，開啟高速移動復(fù)雜場景的無線信道理論與方法研究。列車高速移動下會引起信道的非平穩(wěn)性，如何準(zhǔn)確評估這種影響并找到解決辦法，彼時是國內(nèi)外專家都迫切想要解決的難題。

為了拿到一手數(shù)據(jù)，艾渤帶著幾名博士研究生開啟了“特種兵式”數(shù)據(jù)收集工作。

2009年鄭西高鐵試運行前夕，艾渤和團隊進行實地電場強度測量。列車運營時速如果預(yù)設(shè)是350公里，測試時就要跑到380公里左右。“我們早上7點上車，在鄭州和西安之間不斷往返，等下車時已經(jīng)是晚上7點。測試階段的高鐵窗戶還沒裝好，往往一跑起來車內(nèi)就塵土飛揚。”艾渤說。

2010年，團隊走訪了全國3家鐵道勘察設(shè)計院，跨越9座城市，調(diào)研范圍覆蓋5條高速線路，行程超過5000公里。

艾渤（右三）帶領(lǐng)學(xué)生在高鐵沿線收集信號數(shù)據(jù)。

艾渤（左）與學(xué)生探討高鐵信號傳輸問題。

為了保證測試時信道是平穩(wěn)的，有時需要在沒有人、沒有干擾的情況下進行測試，測試人員只能凌晨出動。艾渤記得，有一次連續(xù)11天晝伏夜出，大家都快熬成“夜貓子”了。高鐵沿線一些地方?jīng)]什么住戶，夜晚出奇安靜，有時測量地點就在墳地周邊，“幾個大小伙子，倒沒什么怕的”。夏夜里，面前蚊蠅紛飛，身邊連接設(shè)備的高速磁盤以1秒鐘1G的速度收集著數(shù)據(jù)，大家光著膀子喝啤酒，“苦并快樂著”。

基于艾渤團隊收集到的大量數(shù)據(jù)，團隊創(chuàng)新性地提出了高速移動復(fù)雜場景無線信道測量準(zhǔn)則與方法，以及符合信道非平穩(wěn)特征的方向性信道建模方法。他們通過數(shù)據(jù)搭建的模型，讓國內(nèi)很多鐵路勘察設(shè)計院擺脫了被“卡脖子”的狀況。“以前大家用國外的軟件，比如德國數(shù)據(jù)管理軟件AirCom，一套要四五十萬元人民幣，貴不說，參數(shù)還不公開，使用時連如何調(diào)整參數(shù)都不知道?，F(xiàn)在，所有的軟件代碼都是我們自己編寫的。”艾渤說。

2017年9月，艾渤接到一項特殊的任務(wù)——在“面向印尼高速鐵路的移動通信網(wǎng)絡(luò)理論技術(shù)研究與示范應(yīng)用”項目中擔(dān)任負責(zé)人，為我國在印尼建設(shè)雅萬高鐵提供通信方面的技術(shù)支持。

印尼以多火山著稱，雅萬高鐵穿過的區(qū)域被當(dāng)?shù)厝朔Q為“眾神居所”，火山分布比其他省份更密集。“雖然火山可能不會爆發(fā)，但光火山灰就會讓無線傳播媒介受到干擾。”艾渤說，“此外，當(dāng)?shù)貋啛釒夂蛳碌挠辍L(fēng)、霧等復(fù)雜氣象條件，跟國內(nèi)也不一樣。”

幾年間，艾渤帶領(lǐng)團隊扛著無線信道模擬器和射線追蹤工具箱等設(shè)備，在雅加達和萬隆之間往返多次，只為建立一個適合當(dāng)?shù)氐男诺滥Ｐ?。?jīng)過所有建設(shè)者6年多的努力，2023年10月17日，雅萬高鐵正式開通運營，列車時速達350公里，將雅加達和萬隆間的通行時間從3個多小時縮短為40分鐘。

中國高鐵走向海外的“第一單”大獲成功，讓艾渤信心倍增。“我們的高鐵為什么能銷售到國際上？依靠的就是自主產(chǎn)權(quán)。雅萬高鐵的開通，證明我國全套全產(chǎn)業(yè)鏈的高鐵技術(shù)已經(jīng)成熟。”

艾渤（左三）與雅萬高鐵項目團隊在北京交通大學(xué)實驗室的仿真高鐵列車前合影。

艾渤在印尼雅萬高鐵工程建設(shè)現(xiàn)場。

“壞孩子”的逆襲

今年50歲的艾渤是個典型的西北漢子，性子直，還有些俠義情懷。野外收集數(shù)據(jù)那些別人眼中的“糙活兒”，在他看來都不算啥。了解他的人都知道，這位教授不走尋常路，從小到大幾乎沒當(dāng)過“好學(xué)生”，相反，抽煙、早戀、打架，都是他青春期的印記。

艾渤的父親曾是西北大學(xué)物理系研究生，母親從中國醫(yī)科大學(xué)（現(xiàn)北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院）畢業(yè)。生在高知家庭的艾渤，從小被寄予厚望。“從我2歲半起，父母就花重金買來日本進口的錄音機和英文磁帶，讓我學(xué)英語。3歲時，我就能完整地讀一些英文書信了。”天天被逼著學(xué)習(xí)，艾渤產(chǎn)生了極強的逆反心理。他跟父母談條件，玩3個摔炮才能背一個單詞，又把家里的小人書拿到街道上賣，得來的錢去買煙抽。從小頑劣的艾渤，沒少挨父親揍。讀高二時，因為一直暗戀的女同學(xué)交了男朋友，他直接不去上學(xué)了。后來，他勉強參加了高考，成績比想象中要好，超過本科線11分。

1993年，艾渤進入中國人民武裝警察部隊工程大學(xué)學(xué)習(xí)通信工程專業(yè)。第一堂課上，他就跟班長干起仗來，差點被勒令退學(xué)。父親知道后，把筷子掰折了，碗也摔了，“那時父親真的想放棄我了”。

艾渤身上的那股子倔勁在部隊有了用武之地。負重20公斤跑5公里越野，擒敵拳、散打、倒功，所有訓(xùn)練項目他都要做到自己滿意為止。高強度的訓(xùn)練和鐵的紀(jì)律，讓他很快從“問題少年”成長為部隊的標(biāo)兵。在軍校的4年間，他每年都拿到嘉獎，還立過一次三等功。

最重要的是，艾渤在這里找到了可以為之奮斗一生的專業(yè)。“說實話，通信工程專業(yè)最初是父親幫我選的，我連它是學(xué)什么的都不知道。”艾渤回憶，在部隊拉練過程中，每個營部之間要想通話，需要有人背著沉重的銅芯電纜跑幾公里。這讓他意識到，無線通信或許是未來解決問題的方向。

1997年畢業(yè)后，艾渤被分配到基層部隊負責(zé)帶兵訓(xùn)練。出于對通信專業(yè)的熱愛，他萌生了考研究生的想法。部隊晚上10點熄燈，艾渤就找地方繼續(xù)學(xué)習(xí)到凌晨2點，早上5點就起床。一年中，他幾乎每天只睡三四個小時，到了“鬧鈴一響，整個人都彈起來”的狀態(tài)。

1999年，艾渤考上西安電子科技大學(xué)研究生，專業(yè)方向為信息通信。博士畢業(yè)后，他又進入清華大學(xué)博士后工作站，研究方向依然與通信相關(guān)。博士后出站，他來到北京交通大學(xué)?？蒲袔ь^人鐘章隊在1997年就提出要在鐵路系統(tǒng)應(yīng)用無線通信，而不是傳統(tǒng)的軌道電路和應(yīng)答器。2008年京津城際鐵路開通，中國邁入“高鐵時代”，無線通信在鐵路系統(tǒng)有了更大的發(fā)揮空間。

當(dāng)兵時培養(yǎng)出的敢打敢拼、能吃苦的勁頭用到科研上，艾渤成了大家口中的“拼命三郎”。他剛到實驗室時，幾乎把家安在了這里，一住就是4年，每天睡4個小時。“領(lǐng)導(dǎo)交過來的任務(wù)到了其他同事那里，可能他們還會想想‘有什么好處’，但對我這個部隊出身的人來說，很簡單，干就完了。”這樣的干勁和執(zhí)行力，讓艾渤在通信領(lǐng)域很快干出了名堂。

很多人覺得艾渤的經(jīng)歷就是一個“壞孩子”的逆襲史，艾渤覺得逆襲談不上，只能證明“起點高低不重要，在一條路上堅持到最后的人，才是勝者”。

“只要你相信，就會有奇跡”

艾渤現(xiàn)在出行有個偏好，只要車程不超過7小時，他一律選擇乘高鐵，因為高鐵上有信號，可以保證工作不間斷，而且如今智能化的高鐵背后，也有他的貢獻。

對于高鐵乘客普遍反映的信號仍不夠強的問題，艾渤解釋，高鐵系統(tǒng)其實是被兩張“網(wǎng)”覆蓋的。一張是離鐵軌一兩百米以外的鐵塔，是中國移動等電信運營商鋪設(shè)的“公網(wǎng)”；另一張則是離鐵軌非常近的基站組成的“專網(wǎng)”。公網(wǎng)面向公眾，專網(wǎng)則負責(zé)列車運行控制信號的傳輸。

“你們應(yīng)該也會有感受，以前高鐵經(jīng)過隧道時，手機很可能就沒有信號了，但現(xiàn)在不一樣了。”艾渤說，此前，為了保證專網(wǎng)線路在隧道內(nèi)正常運行，鐵路系統(tǒng)會禁止運營商將信號系統(tǒng)鋪設(shè)進隧道，如今隨著通信技術(shù)提高，已能排除同頻或者鄰頻信號的干擾，給公網(wǎng)留出了更大空間。

“為什么高鐵不能24小時運行呢？”艾渤又拋出一個問題。他解釋，因為鐵路部門需要在晚上檢測軌道、供電以及其他基礎(chǔ)設(shè)施，排除故障。而且，這種檢測每天都要重復(fù)。“要想高鐵全天候運營，未來可能要加強通信和感知的深度融合，比如通過給列車加裝專業(yè)設(shè)備，使其在經(jīng)過軌道的同時，對周邊所有基礎(chǔ)設(shè)施完成深度的同步檢測。”

面對高鐵提速以及無人駕駛高鐵時代的到來，艾渤感受到不小的挑戰(zhàn)。“速度更快時，傳播時延（信號從網(wǎng)絡(luò)一端到另一端的時間）要更低，不然很多信息會過時，無法給預(yù)警和決策留出時間。而高鐵開啟自動駕駛后，對傳輸信號的可靠性提出了更高要求。”艾渤說，他們團隊正在研究6G技術(shù)在軌道交通等場景中的應(yīng)用，“未來在車上可能體驗跟地面完全一樣的通信感受”。

今年6月，全國科技大會、國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會、兩院院士大會在人民大會堂舉行，艾渤在現(xiàn)場。“復(fù)興號高速列車項目以及我主持的‘關(guān)于高速移動復(fù)雜場景信道特征和傳輸理論’項目分別榮獲國家科學(xué)技術(shù)進步獎特等獎和國家自然科學(xué)基金二等獎。高鐵技術(shù)樹起國際標(biāo)桿，是千萬鐵路人的自豪。”

艾渤現(xiàn)在的成就是父親早年想不到的，未來交通的發(fā)展可能也是我們今天想不到的。“只要你相信，就會有奇跡”，這是艾渤最喜歡的一句歌詞。他說，有時希望可能很渺茫，但不能抹殺，只要一直在路上，堅持踏實做事，就會有奇跡。