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      作者:張雙虎 來源:中國科學報 發布時間:2021/10/21 16:41:52
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      黃海軍:靠科研創新和擁堵“博弈”

       

      過去40多年,在中國經濟騰飛的“宏大敘事”中,城市化、交通擁堵和新興城市群也成為我們“甜蜜的痛”。

      盡管深耕交通行為經濟學、交通運輸規劃與管理領域35年,研究成果作為決策輔助依據,對公眾生活產生了深遠影響,北京航空航天大學副校長黃海軍并不想給自己貼上‘治堵’的標簽。

      “我是一個做學問的,只研究why?最后怎么決策,采取什么措施我管不了。”黃海軍說,“擁堵是巨量有限理性智能體在資源受限環境下非合作博弈行為的結果,我們的研究為深入理解復雜交通行為、科學規劃與管理交通系統提供了理論基礎和分析工具,但擁堵和社會經濟發展相輔相成,兩者之間有種相互作用,從均衡到不均衡、再到均衡。比如,百姓要去工作、去消費,需求不斷增長、道路資源又有限,免不了會擁堵,如果哪天不堵了,說明可能蕭條了……”

      提到自己的研究,黃海軍滔滔不絕,他想解開交通的秘密,依靠科技創新和擁堵“博弈”。

      找到研究的“基點”

      上世紀80年代中期,作為經濟起飛的引擎,我國交通如何先行發展的問題被提上日程。

      1985年,黃海軍參與導師負責的“全國交通運輸結構優化”的課題,研究鐵路、公路、民航、水運和管道5種運輸方式的比例關系。為撰寫報告,黃海軍一次次到國家圖書館查閱資料,不久,他發現兩本外文刊物(《交通運輸科學》和《交通運輸研究B卷》)有點“看不懂”。

      “里面全是數學模型,是用數學邏輯分析城市擁堵的產生原因與演化規律。”黃海軍說,“事實上,優化理論、網絡與圖論等課程我也學過,但當時國內管理學界的研究基本上是‘闡釋性的’,就是先有觀點或者結論、再尋找‘合理性’,而國際上的研究更關注人們的出行行為,從個體行為涌現到整體交通狀態,認識擁堵發生和演變的規律,為基礎設施規劃和交通系統運行管理提供理論支持。”

      意識到中外研究“基點”的差異,黃海軍對各種數理模型更加著迷了。他認為,一個地區的道路規劃、出行政策,包括智慧交通系統的建設,如果沒有邏輯支持,沒有模型推演,盲目試錯的方法,成本和代價會很高。

      “如果在一個大的復雜系統內,把各要素之間作用關系與機理搞清楚了,找到其中的規律,我們就能用數理模型再現它的歷史和未來發展趨勢,通過模擬去評價政策,預判管理措施是否合理,這可以讓我們的交通規劃更富有預見性,管理措施更科學有效。”黃海軍說。

      1990年9月,黃海軍到香港理工大學做助理研究員,參與開發香港九龍交通規劃的數學模型。在香港理工大學的圖書館里,黃海軍找到了內地很難有的外文舊刊,這讓他感到“特別幸福”。

      “各種當期的、過期的刊物都有,借出很方便,復印也不要錢。”黃海軍說,“圖書館基本上就是我的半個住所。”

      那段時間,黃海軍經常找出一大摞書籍和期刊,在圖書館的地毯上圍著自己擺大半圈,一坐就是一整天。由于長時間沒去理發,再加上整天“泡”圖書館沒顧及形象,有一次在香港街頭,黃海軍被警察當成盲流截住盤問,不會講粵語,只好用英語解圍,他發現這招挺好用。

      憑著這股超乎常人的執著和勤奮,在港研究結束時,黃海軍在同一期《交通運輸研究B卷》上發表3篇論文。而這本交通研究領域的頂刊當時每年只出版6期,每期只刊載5篇左右文章。

      管理學的國際視野

      在香港的研究經歷讓黃海軍對管理科學研究的國際規范和國際學術交流有了更深刻的理解。

      “從香港回來后,無論在同行間還是面對學生,我都極力推動研究方法的規范化,做研究要冷靜,講邏輯、少帶情緒,爭取研究成果到國際期刊上發表。”黃海軍說。在20多年前,他把在國際期刊上發表論文比作參加學術界的奧運會。

      2000年,時任全國人大常委會副委員長、國家自然科學基金委員會管理科學部主任成思危找黃海軍談話,希望他到管理學部做些工作,也表達了“中國管理科學不要關起門來做研究,不要簡單地跟隨別人研究”的要求和期望,這和黃海軍的想法不謀而合。

      和自然科學領域相比,我國的管理科學研究和國際接軌較晚。一開始基本上是跟蹤研究,還有些干脆就是“翻譯研究”,把國外的管理學著作或論文翻譯過來。

      到國家自然科學基金委員會工作后,黃海軍更是利用一切機會,鼓勵學者按國際標準和范式去做研究。他繼續保持和香港學者的交流與合作的同時,積極拓展與荷蘭、英國、美國等國學者的合作,推動聯合培養學生。

      時至今日,黃海軍仍在和歐盟學者合作進行一項關于城市交通可達性的研究。他的研究組和法國巴黎薩克雷大學聯合建立了未來城市實驗室。他擔任三個著名國際刊物的主編、副主編,提高了這個領域中國學者的影響力。

      尊重“無用的研究”

      黃海軍的研究很接“地氣”,與我們的日常生活直接相關,他在停車問題、逃生問題、登機過程、充電樁,乃至駕車行為與尾氣排放、智能交通與智慧城市建設等方面有所建樹。他建立的理論模型、發表的論文、總結的發現,或通過培訓班、報告會形式向城市管理部門建言獻策,成為決策的參考依據,或直接影響公眾的出行生活。

      在一次小型學術研討會上,主持人稱黃海軍是中國管理學界最早跟國際接軌、并按照國際學術規范開展研究的學者,大家都受益于他對基礎研究的追求態度和呼吁時,黃海軍笑著否認道:“我從事的是應用基礎研究,沒有做純基礎研究的科學家那么偉大,我特別敬重那些‘沒用’的研究。”

      黃海軍認為,探索現象背后的機理很重要,但一開始往往難以得到經費支持,也可能沒有同行的鼓勵和幫助,看不到應用前景,甚至不被人理解。

      “很多時候,科學家靠的是熱愛與堅持,這種精神非常值得弘揚”。黃海軍說,“很多問題的根源是我們基礎科學層面的研究不夠,知其然不知其所以然,沒搞清道路擁堵的真正原因。”

      黃海軍認為,現代工程技術的主要成果幾乎都基于西方學者的發現或原創理論,要成為科技強國、思想強國,科學家的擔子比工程技術專家更重。所幸科學基金高舉交通科學的旗幟,支持一些“無用之用”的研究,“除管理科學部外,工材、信息、數理等學部也在支持與交通相關的基礎研究”。

      從不走“捷徑”

      “我對自己做學問的要求是靜心、精心、小心。”黃海軍說,“也要求學生不偷懶、不馬虎、不走捷徑。”

      因為要進行計算機模擬,黃海軍長期堅持自己親自寫代碼,直到幾年前他才罷手。

      “我寫過很多程序,最多的有上萬行。”黃海軍說。

      早期建模過程中,黃海軍把交通流當粒子流,用流體力學理論研究道路交通,模擬高速公路上車流密度、速度、流量之間的關系,用行為經濟學理論模擬大量的出行者如何在復雜結構的網絡中選擇時空路徑和交通工具。當模擬計算結果與實際不符合或者不合常識時,就要檢查哪里出了問題。在當時的條件下,修改一行程序、調一個參數,電腦再“跑”一天,“跑”完發現不對,再調一下,又得心急火燎地等待結果……

      對中國的道路交通,黃海軍做了很多模擬,也經常帶著學生去實地觀測,在高速公路旁“數車”,在立交橋上拍攝車流,在地鐵口數進出人數,在站臺上數上下車人數,坐出租車記錄車輛換道與超車次數,反復體驗城際出行的兩端市內耗時與車上耗時……

      不論研究還是教學,黃海軍堅持“不走捷徑”,這種堅守和認真也影響著他的合作者和學生。截至目前,他指導畢業的29位博士中,有10位教授,13為副教授,其中不乏“優青”“杰青”“長江學者”“青年長江特聘教授”及省市人才計劃入選者。

       
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