劉有婷

蘇虎

隨著我國經濟的發(fā)展，城市化速度的加快，我國城市軌道交通與公路交通也得到了快速發(fā)展。四通八達的地下與地上交通網絡，在方便人們生活的同時，也讓人們對車輛的安全駕駛提出了新的要求。

當前，互聯(lián)網、大數據、區(qū)塊鏈等數字化技術已經融入人類生活。身處數字化時代，如何利用當今先進的技術服務于車輛安全駕駛，一直是西南交通大學電氣工程學院副教授蘇虎奮斗的科研目標，而他主要從事的系統(tǒng)仿真領域的科研工作就為這一目標的實現提供了可靠的技術保障。

在蘇虎看來，車輛駕駛仿真研究具有理論和實用的意義。計算機仿真技術的逐漸成熟，使得虛擬現實等技術應用于駕駛仿真系統(tǒng)中成為可能。利用先進的計算機仿真技術，不僅可以提高傳統(tǒng)駕駛模擬器的性能，還可以使列車或汽車駕駛員對駕駛環(huán)境有更為逼真的體驗，優(yōu)化其操縱工作。從1999年起，蘇虎就開始致力于列車駕駛仿真器、汽車駕駛仿真器的研究、開發(fā)工作，如今已逾二十載?！胺抡?，包括軌道交通或者汽車的仿真，實際上就是利用計算機仿真技術，在數字世界中構建出一個虛擬的環(huán)境。”他介紹說。而就是在這虛擬的一方天地中，蘇虎開拓了屬于自己的科研世界。

腳踏實地的逐夢之路

受到父母在鐵路部門工作的影響，蘇虎從小就對軌道交通領域有著特殊的情感。因此，在高考報志愿時，他毫不猶豫報考了我國的老牌鐵道院?！髂辖煌ù髮W，并以優(yōu)異的成績如愿考入該校，成為西南交通大學自動控制專業(yè)的一名學生。

本科畢業(yè)后，蘇虎曾在鐵路局工作過一段時間，懷著對更加先進的交通領域知識的向往，他決心回到母校西南交通大學繼續(xù)攻讀研究生學位。研究生階段，蘇虎主要從事圖像處理的相關研究工作。在這一方向中，他主要通過圖像壓縮的相關技術，服務于我國鐵路檢測領域。通過多年的專業(yè)學習，蘇虎在圖像處理研究中積累了一定的經驗，并堅定了自己今后在相關科研領域馳騁開拓的決心。

1999—2002年，蘇虎開始攻讀西南交通大學的博士研究生。在這一階段，他幸運地遇到了自己的恩師——我國從事列車仿真領域的老專家周美玉教授，在她的引導下，蘇虎了解到：視景系統(tǒng)是列車仿真器的重要組成部分，而視景系統(tǒng)與圖形圖像的相關技術有著密切聯(lián)系，且與他之前的研究興趣十分一致。在這一背景下，蘇虎便開始追隨周教授開展列車仿真器中視景系統(tǒng)的相關研究。

事實上，從20世紀后期至今，視景系統(tǒng)已歷經幾十年的發(fā)展?！霸缜暗囊暰跋到y(tǒng)主要通過拍攝一些鐵路沿線視頻，然后再通過視頻可控播放技術實現軌道場景的動態(tài)仿真?！碧K虎說。但是這一研究方向經過多年的發(fā)展，幾乎已經走到了盡頭。在導師的引導與啟發(fā)下，蘇虎決心從圖像相關研究方向轉換到圖形方向。在這一過程中，他成功地將列車視景系統(tǒng)技術由視頻可控播放技術升級到了基于計算機圖形學的計算機圖像生成（CGI）技術，并成為國內完成這一技術升級工作的第一人。

創(chuàng)新列車/汽車駕駛仿真研究

進入21世紀，我國軌道交通進入大發(fā)展時期。在這一背景下，很多大城市都建立了屬于自己的軌道公司，大批軌道交通從業(yè)人員亟待培訓。彼時，我國從事列車仿真器領域研究的科研人才匱乏。2003年從西南交通大學載運工具運用工程專業(yè)博士畢業(yè)后，蘇虎毅然決然留在母校繼續(xù)開展工作，立志通過自己的研究為祖國列車仿真器的研制做出更多科研貢獻。

然而，這條道路并不是一帆風順的。留校之初，一系列問題就接踵而來。當時，國內列車仿真器主要為我國的鐵路部門服務，而地鐵在我國的大城市剛剛開始興起。在這一背景下，深圳地鐵準備采購一套性能先進的列車駕駛仿真器進行司乘人員的相關培訓，而蘇虎及其研究團隊便接下了開發(fā)全國首套分布式全功能列車駕駛仿真培訓系統(tǒng)——深圳地鐵一號線列車駕駛模擬器的重任。

為了完成這一任務，蘇虎和研究團隊成員還曾前往上海和香港的地鐵進行實地調查。當時，上海地鐵從德國KWM公司引進了一套昂貴的仿真設備，價格高達2000多萬元人民幣。世界列車仿真器排名第一的法國Corys公司對中國市場也是虎視眈眈?！叭绻覈牡罔F仿真設備一直依賴國外，不僅要承擔沉重的經濟負擔，也不利于我國的自主創(chuàng)新事業(yè)發(fā)展?！碧K虎說。在這一現狀下，他和研究團隊決心研發(fā)一套比肩國外先進水平的仿真設備來對國內仿真設備進行更新?lián)Q代。

雖然前行的道路步履維艱，但是蘇虎及研究團隊成員并沒有被眼前的困難打倒。在準確獲取深圳地鐵的信息需求之后，蘇虎團隊便開始制訂研究方案，并把他們所知的世界范圍內先進仿真器技術進行了透徹研究。經過大半年時間的調研與探索，他們了解到這些先進列車仿真器所采用的一些相關技術及基本思路。在借鑒了飛行仿真以及軍事仿真的相關技術、標準及方法的基礎上，蘇虎團隊成功設計了分布式架構的列車仿真系統(tǒng)，提出了全功能列車駕駛仿真器技術規(guī)范及指標要求，并實現了仿真教學主動觀摩理念，得到了相關地鐵專家的一致好評。經過實踐驗證，蘇虎團隊所研發(fā)的列車仿真系統(tǒng)，達到國際先進水平。而這臺仿真設備系統(tǒng)的開發(fā)成果，也為國內地鐵列車仿真器提供了標桿和樣本?！爸链?，國內的列車仿真器終于擺脫了對國外技術設備的依賴，而深圳地鐵列車仿真系統(tǒng)的相關方案、模式，一直供業(yè)界沿用至今?！碧K虎自豪地說。

在相關科研基礎的支撐下，蘇虎還主持完成了重慶公共交通職業(yè)技術學院等十余個高職院校的列車駕駛仿真器項目，其中重慶項目還接受了國家領導人視察。在將研究落到實處的過程中，他從事仿真系統(tǒng)研究的幸福感也愈加濃烈了。

在列車仿真系統(tǒng)研究之外，汽車仿真系統(tǒng)研究蘇虎也有所涉及?！捌嚨姆抡媾c地鐵列車有所不同，它不像地鐵列車的仿真系統(tǒng)動輒就是幾百萬甚至上千萬。汽車的仿真系統(tǒng)是有嚴格的經費限制的，如果成本太高，就會造成市場的流失。”蘇虎說。而相較于列車沿著軌道行駛，汽車行駛的自由度更大，因此仿真計算也更為復雜。在這種情況下，蘇虎及其科研團隊開發(fā)了相關的底層算法，解決了汽車行駛中交通流與模擬器的實時交互問題，并發(fā)表了相關的專利成果與理論文章。在相關科研技術的支撐下，他還主持完成三部委聯(lián)合科技行動計劃“道路交通安全”項目課題五的汽車駕駛模擬器子課題，項目成果入選國家“十一五”重大科技成就展，CCTV新聞聯(lián)播、新華網等媒體對相關成果予以了報道。

將研究蔓延到內地之外

從學習到超越，蘇虎及其科研團隊一步一個腳印，走出了一條屬于自己的特色研究之路。在堅實的科研成果支撐下，他們逐步在領域內打響了自己團隊的品牌效應，并吸引到香港地鐵公司MTRC（以下簡稱“MTRC”）的關注。

MTRC擁有多條地鐵線路、十余種型號的列車、上千名地鐵列車司機。為了對司機進行列車駕駛技能、應急處置能力培訓，MTRC采購了多種型號的列車仿真器。

在此之前，MTRC所采購的列車仿真器供應商均為英國、日本等發(fā)達國家。在了解到蘇虎團隊所做相關工作后，MTRC隨即與他們取得了聯(lián)系，并進行了相關的技術考察，對蘇虎團隊所做的工作予以了肯定。在當時香港軌道交通事業(yè)發(fā)展迅速的大背景下，MTRC決定在觀塘線、荃灣線等線路引進C型列車后，擬采購C型車仿真器，并對原有的機場線、東涌線的CAF型列車仿真器進行升級改造。在這一背景下，MTRC將這兩個項目合并為一個招標項目，向國際知名的仿真器供應商發(fā)出了招標邀請，同時也邀請了蘇虎團隊參加。

在研究方案中，相較于國外方案及原有系統(tǒng)中的視景子系統(tǒng)采用昂貴的SGI工作站。蘇虎團隊設計了分布式體系結構的PC工作站集群實現高逼真的視景仿真，實現了多通道畫面同步，取得了良好的效果。除此之外，他們建立了整車的邏輯仿真模型、動力學模型，提高了車輛仿真性能與逼真度，不但可訓練正常行車，還對各類復雜的非正常工況進行仿真，提升了訓練效果。經過激烈的角逐，蘇虎團隊不負所望，一舉中標。

通過研究合作，蘇虎研究團隊打開了內地與香港在相關科研領域交流的窗口，并受到了香港地區(qū)相關領域的極大認可，先后承擔了MTRC的Q型、K型、屯門輕軌等多型列車仿真培訓系統(tǒng)的研發(fā)工作。在良好的合作契機之下，他們還順利與香港警察部隊進行了相關項目的友好合作。

當時，香港警察部隊為提高警務駕駛能力，擬采購一套沖鋒車仿真器、一套警用摩托車仿真器。需要制作多個街區(qū)、山區(qū)、高速公路的高逼真度仿真訓練場景，并完成數百個突發(fā)事件仿真、數十種警務仿真訓練任務。美國、法國等國家的多家知名企業(yè)參與了競爭。

在了解到香港警察部隊的需求后，蘇虎團隊提供了完善的技術方案、周到的服務保障及合理的價格，并順利贏得這個合同。在此之后，他們通過研究開發(fā)了高精度的超微觀仿真模型，實現了大規(guī)模交通場景中復雜交通流的實時仿真，實現了普通交通參與者、目標任務對象與仿真器主車對象的實時交互。他們還設計實現了用于摩托車仿真器七自由度運動的仿真系統(tǒng)，受到了香港警察部隊的肯定與一致好評。

團隊合影

春風化雨育人才

孜孜不倦學者路，矢志不渝育桃李。蘇虎深知：要想使科學研究有延續(xù)性的發(fā)展，科研傳承必不可少。從2003年留校參加工作至今，蘇虎扎根教學領域，已成功培養(yǎng)碩士研究生20余名。從一名初入科研與教學領域的學者，到如今成為一名具有豐富經驗的科研人與教學引領者，蘇虎一直在用自己的行動，為祖國的科研事業(yè)點燃星星之火，培養(yǎng)后繼之才。

如今，每每想起自己的博士生導師，蘇虎都心懷感恩。“周美玉教授不僅在研究的大方向及科研基礎的研究上，都給予我很好的引領與幫助，在生活中，她也是一位寬厚待人的長者?！碧K虎說。一位良師對于學生的影響是潛移默化的，更是持久而又深遠的，而蘇虎也想成為這樣的一位引領者。

從學生時代一路走來，蘇虎很清楚很多學生從本科進入碩士階段，都會經歷一段迷茫的時期，會經常困惑自己需要做什么。這時候，就需要老師對學生進行引領。在蘇虎看來，研究生在學校兩年多的時間是短暫而又寶貴的。如若想要在今后的事業(yè)中有所開拓，一定要將自己的格局打開，開闊自己的視野，及早地做好人生規(guī)劃。作為師長，蘇虎認為，老師有責任幫助和引導自己的學生，讓他們將自己的人生目標和理想結合起來，朝著自己所設定的方向努力。在日常的研究學習中，他也盡可能地幫助自己的學生學習、掌握科學研究的基本方法，加強其對研究工作的深入認識；在相關專業(yè)基礎上，給予學生在求職和就業(yè)方面的相關指導等。如今，蘇虎培養(yǎng)出來的學生，已經扎根在祖國的各行各業(yè)，為國家的建設和發(fā)展發(fā)揮自己的長處和力量。

隨著時代的進步，仿真系統(tǒng)領域的相關技術也在不斷更迭。未來，蘇虎也希望在研究領域中有一些新的嘗試——將一些領域新技術應用到列車/汽車仿真系統(tǒng)中。例如：在自動駕駛車輛的仿真環(huán)境測試中，運用相關技術為自動駕駛測試和相關的交通系統(tǒng)測試提供支撐平臺等。

道阻且長，興則將至?！拔覀兊墓ぷ骶褪菫樯鐣?chuàng)造更大的價值，去推動相關領域的發(fā)展?！比缃裾勂鹱约旱某跣呐c理想，蘇虎的內心依然堅定。