专注人工智能研究 助力交通强国

——记中南大学二级教授、博导、交通运输工程学院副院长 刘辉

在交通飞速发展的今天，我们无时无刻不体会到列车风驰电掣、顷刻数里的安全与快感。幸福的背后总有人负重前行。

“以预测的独特视角，以大数据为主线，从智慧环境、智慧能源、智慧交通等角度阐述智慧城市大数据构建的重要理论与关键技术。”他在主编出版的英文专著中注解了最新科技。

一如专著中所阐述，他聚焦于交通装备与人工智能、机器人的交叉研究，为“交通强国”贡献力量。

他就是中南大学二级教授、博导、交通运输工程学院副院长刘辉。

与“双”结缘 奋发有为“双”丰收

“还是先从我的‘双’缘份开始吧。”见我们来访，刘辉开门见山地表示：“原来对自己的学习工作经历进行过盘点，发现自己跟‘双’很有缘。”

“我是福建莆田人，在2000年从福建仙游一中考入中南大学。先后在中南大学完成了本科、硕士和博士的学习。”刘辉凭着勤奋努力完成了中南大学本硕博连读。2011年师从田红旗院士，获得“载运工具运用工程”工学博士学位，入选全国百篇优博提名学位论文。

“为了更深一步提高专业能力，导师鼓励我出国求学。”刘辉说，在学校和导师的大力支持下，他踏上了德国之旅，进入“机器人”领域开展学习和工作。2013年在德国罗斯托克大学-德国CELISCA重点实验室，师从德国工程院院士K.Thurow教授，获得“自动化工程(机器人方向)”工学博士学位(Dr.-Ing.)。

在获得德国博士学位后，跨学科的交叉经历给刘辉的研究工作提供了有益推动。刘辉历任博士后、研究科学家、高级研究科学家、青年课题组长等职位。2014年1月，刘辉被任命为机器人研究所所长，并于2015年被德国联邦教研部(BMBF)公函任命为冠名的青年科学家团队带头人(BMBF Junior Group Leader)，获得德国联邦教研部430万欧元资助，领导跨学科的国际研究团队开展运载机器人前沿技术攻关。2016年，刘辉通过严格的独立授课、科研考核和公开答辩，获得机器人领域的德国教授资格(habil.),并受邀担任机器人席位的W2教授。

“科研报国，振兴中华。”刘辉始终存在着感恩报国之心：“一定学有所成，报效祖国，在交叉学科上做点力所能及的事情”，刘辉全职回国，回到中南大学开展教学和科研工作。

我们赞叹刘辉求学奋进这些年取得的业绩，可他比谁都清楚这背后的双倍努力和付出。时至今日，刘辉任中南大学二级教授、博导、交通运输工程学院副院长、校学术委员会工学部委员。先后入选国家万人计划“青年拔尖人才”、交通运输部“中青年科技创新领军人才”、交通运输部“青年科技英才”、中国工程院“中国工程前沿杰出青年学者”等重要人才计划，入选科睿唯安“全球高被引科学家”、爱思唯尔“中国高被引学者”、斯坦福大学全球2%顶级科学家终身榜单，长期工作在我国交通运输领域的科研、教学一线。

交叉研究 赋能交通装备

“回国前，我在德国主要从事机器人、人工智能与生命科学的交叉研究。回国后，我的研究对象从机器人转化为交通装备，主要做智能交通装备与人工智能的融合研究。”刘辉说，这种交叉融合研究，更能碰撞出科技的火花。他凭借中德交叉研究背景，在这一交叉方向取得了重要的研究进展。

他带领青年团队，与乌鲁木齐铁路局等单位合作，通过时序混合智能技术预测强风铁路沿线大风趋势，保障列车行车安全;与威胜集团等单位合作，研发非侵入式复合识别与监测技术，提取列车、新能源车辆及建筑设施的能量状态信号，新产品被纳入国家采购目录;与南京航空航天大学、科隆大学等单位合作，研发具备人脸/手势耦合自然功能的智慧物流机器人运载系统，完成跨楼栋多层精密加工实验室的全天候部件运输等。

“我的科研路是从参加青藏铁路的大风实验开始的。”谈到预测强风铁路沿线大风趋势的成果时，刘辉对过往的艰苦磨砺记忆犹新。在导师的指导下，当时刘辉参与研究青藏铁路沿线大风特征以及提出相应解决措施的任务。海拔5000多米、没有地标的无人区、零下30多摄氏度的气温等极端天气考验着参加实地测量风速数据的刘辉。“必须拿到第一手数据。”此刻，刘辉只有一个信念。最终，他在导师和团队的带领下，20多次深入青藏铁路，与团队成员共同完成了沿线52个站点之间的风速测量，为后来开展的铁路风速智能预测研究提供了第一手数据。

围绕“交通装备与人工智能”主题，刘辉教授主持国家自然科学基金4项，国家重点研发计划课题1项，以及来自德国联邦教研部、英国交通部、英国皇家工程院等国际科研项目4项。最值得可圈可点的是，他主持的国家重点研发计划课题《轨道交通系统全生命周期成本关键要素辨识与分析方法研究》经过课题级独立公开招标后获批。课题围绕轨道交通系统全生命周期成本影响要素开展大数据基础理论研究，提出了大数据框架下的成本要素辨识、敏感度量化、交互关联分析等方法，并基于理论成果开发了轨道交通系统全生命周期成本关键要素辨识分析软件。该课题结题优秀，成果已逐步得到落地和应用。

刘辉与德国工程院K.Thurow院士团队共同成功开发全球第一套仿生运载机器人系统

刘辉主持的相关研究成果，获教育部自然科学二等奖、教育部技术发明二等奖、中国交通运输协会科技进步一等奖、中国物流与采购联合会科技进步一等奖、吴文俊人工智能科技进步奖等10余项，参与获国家科技进步一等奖、中国铁道学会科技进步特等奖等4项。获中国智能交通协会优秀科技创新领军人才、湖南省青年科技奖、中国交通运输协会首届青年奖、宝钢优秀教师奖等荣誉。发表SCI/EI论文127篇，其中ESI热点论文、ESI高被引论文20余篇，累计SCI他引超6000次。第1发明人授权美国、欧洲、日本、俄罗斯等国际发明专利16项、国家发明专利112项。第1发明人获日内瓦、纽伦堡等国际专利金奖7项。

著书立说 合作研究走向国际

笔耕不辍，著书立说。在科技创新的基础上，刘辉积极总结成果，撰写学术专著，在国际上宣传推广相关创新工作。他主编出版的英文专著《Smart Cities: Big Data Prediction Method and Applications》(智慧城市：大数据预测方法与应用)入选2021年度Springer·Nature“中国新发展奖”，每年全球共10项获奖。颁奖词认为：“原创解决方案的广泛应用，是对构建城市智慧大脑与推动城市可持续发展方面的突出贡献。该书是全球智慧城市大数据预测方向的首部英文学术专著。”在颁奖典礼上，该专著获得国内外专家学者的高度赞誉。

作为往届获奖代表，以及大会唯一的学术主旨报告嘉宾，2023年11月21日，刘辉在2023年度Springer·Nature“中国新发展奖”颁奖典礼上作了题为《Big Data Forecasting and Its Applications in Smart Transportation, Robots, Energy and Cities》的学术报告，向国内外学者汇报交流了第二代大数据预测技术的最新研究进展及其在交通、机器人、能源和城市等领域的交叉应用前景。

施普林格·自然S. von Holtzbrinck主席向刘辉颁发“中国新发展奖”

“通过合作交流，不仅能开拓视野，也能将我们的最新成果推向国际。”刘辉积极与德国、英国、美国、新加坡等国家的合作者开展合作研究。2023年3月，英国皇家工程院公布了年度“杰出国际工程师计划”获奖科学家名单，本年度全球共11名专家入选，刘辉成功入选。他将带领国际研究团队，与英国交通部、英国气象局、英国艾伦-图灵人工智能研究所等机构联合开展“数字孪生预测工具”方面的合作研究。

2023年12月，刘辉受邀参加中国工程院第八届中国工程前沿青年研讨会。由于表现优异，经评审并被选拔为中国工程院与美国工程院联合举办的第八届中美工程前沿研讨会(CAFOE)的中方代表，获得“中国工程院-中国工程前沿杰出青年学者”荣誉称号，将于2024年6月赴美国工程院参会。

教书育人 培育国之栋梁

“扎根基础研究，祛除浮躁，坐稳‘冷板凳’，这样才能为实现科技自立自强做出自己应有的贡献。”刘辉经常对学生说，我们要沉下心来开展研究。他积极鼓励学生参与学术前沿探索，在实际项目中提出问题，攻克难点，以此通过磨砺锻炼出科研探索的兴趣和志向。

除科研之外，刘辉积极为学院本科生、硕士/博士研究生新开设了《人工智能与自动驾驶》《智能系统与先进控制》等专业课程，不断创新教学方法，积极把科研成果融入到课堂教学中，并引入国内外优势教学资源，尽可能将专业知识结合应用场景，讲得尽可能通俗易懂，让学生有更大的乐趣去探索更深奥的知识。回国后，刘辉与英国利兹大学、德国科隆大学、澳大利亚蒙纳士大学等国外高校的知名教授联合开设人工智能类的研究生国际课程2门。主讲的本科/研究生课程先后入选湖南省精品课程、湖南省高水平教材、湖南省教学改革项目、湖南省课程思政项目、湖南省研究生培养基地等计划，个人获得宝钢优秀教师奖荣誉。

经过多年的努力和探索，科研育人成效得到不断提升。刘辉所指导的博士研究生段铸先后获得全国铁路青年科技创新奖、全国交通运输领域青年学术会议优秀论文奖、湖南省“新能源之星”等学术奖励，目前继续在课题组开展中英联合培养博士后研究，作为核心骨干承担英国交通部重大科学基金研究。所指导的博士后高思霄在获得东京大学机械工程博士学位后即加入课题组，并入选国家博士后引进计划，在机器人手臂柔性控制方面取得了原创性的成果。高思霄出站后被比亚迪工程研究院聘任为最高等级的引进关键技术岗位人才，带领团队开展新能源汽车的人工智能技术攻关。博士后陈俊入选湖南省首批优秀博士后人才计划，致力于轨道交通装备智能故障诊断研究，出站后被华为研究院聘任为项目首席科学家主持高端装备研发。

追求卓越，驰而不息。站在人工智能科技的最前沿，刘辉必将为交通装备的科技腾飞贡献更大力量。(文 / 滕飞)

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