艾渤在北京交通大學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，碩士和博士畢業(yè)于西安電子科技大學，現(xiàn)任北京交通大學電子信息工程學院院長、博士生導師。

6月，京廣高鐵復興號列車全線實現(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’。”北京交通大學電子信息工程學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?，挑?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，從清華大學博士后出站，艾渤來到北京交通大學，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)學生在高鐵沿線收集信號數(shù)據(jù)。

艾渤（左）與學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雜場景無線信道測量準則與方法，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”項目中擔任負責人，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?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?shù)貋啛釒夂蛳碌挠?、風、霧等復雜氣象條件，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?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，從小到大幾乎沒當過“好學生”，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物理系研究生，母親從中國醫(yī)科大學（現(xiàn)北京協(xié)和醫(yī)學院）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。”天天被逼著學習，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交了男朋友，他直接不去上學了。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學習通信工程專業(yè)。第一堂課上，他就跟班長干起仗來，差點被勒令退學。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，所有訓練項目他都要做到自己滿意為止。高強度的訓練和鐵的紀律，讓他很快從“問題少年”成長為部隊的標兵。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帶兵訓練。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)學習到凌晨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。科研帶頭人鐘章隊在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。“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。“復興號高速列車項目以及我主持的‘關(guān)于高速移動復雜場景信道特征和傳輸理論’項目分別榮獲國家科學技術(shù)進步獎特等獎和國家自然科學基金二等獎。高鐵技術(shù)樹起國際標桿，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。