冬日，武漢理工大學(xué)余家頭校區(qū)，陽(yáng)光愜意。

在航海大樓的旁邊，矗立著一塊“揚(yáng)帆啟航”的石碑和一個(gè)船錨的雕塑，仿佛把乘風(fēng)破浪、不畏艱難、勇往直前、默默奉獻(xiàn)的精神，扎根在這座美麗的校園，延續(xù)在師生心中。

2019年12月5日上午，在武漢理工大學(xué)智能交通系統(tǒng)研究中心實(shí)驗(yàn)室里，中國(guó)工程院院士、國(guó)家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心主任、武漢理工大學(xué)首席教授嚴(yán)新平接受了本報(bào)記者的專訪。

1四十一年如一日? 水運(yùn)夢(mèng)想從未歇

1978年，通過(guò)恢復(fù)高考后的全國(guó)統(tǒng)考，嚴(yán)新平走進(jìn)了武漢水運(yùn)工程學(xué)院（現(xiàn)武漢理工大學(xué)），水運(yùn)夢(mèng)想從此生長(zhǎng)，到如今已有41年。從船機(jī)制造及修理專業(yè)起步，到武漢理工大學(xué)首席教授、智能交通系統(tǒng)研究中心和能源與動(dòng)力工程學(xué)院博士生導(dǎo)師、交通運(yùn)輸工程和船舶與海洋工程學(xué)科帶頭人，再到今年11月22日當(dāng)選中國(guó)工程院院士，41年前的青年，如今已生華發(fā)。

“我們那個(gè)時(shí)候考大學(xué)跟現(xiàn)在是有很大區(qū)別的，我是1976年高中畢業(yè)，之后下過(guò)鄉(xiāng)，也當(dāng)過(guò)煤礦工人。1978年得以有機(jī)會(huì)參加統(tǒng)考上大學(xué)，也是想通過(guò)上大學(xué)來(lái)進(jìn)一步提升自己，這是一個(gè)非常強(qiáng)烈的愿望。我老家是在江西省蓮花縣，那是一個(gè)革命老區(qū)，當(dāng)時(shí)也是貧困縣;我小時(shí)候就有個(gè)夢(mèng)想，到大江大海去看看，所以就填了武漢水運(yùn)工程學(xué)院船舶機(jī)械專業(yè)為第一志愿，從此進(jìn)入了水路交通工程領(lǐng)域?！眹?yán)新平回憶道。

1982年7月，嚴(yán)新平本科畢業(yè)留校，是所在專業(yè)留校擔(dān)任專業(yè)教師的二人之一。當(dāng)時(shí)正值我國(guó)改革開(kāi)放之初，百業(yè)待興，高等教育需要大力發(fā)展，教師隊(duì)伍建設(shè)成為當(dāng)務(wù)之急。

1984年9月，他考取了本校的碩士研究生，開(kāi)啟了漫漫科研之路。

1994年9月，他考取了西安交通大學(xué)博士研究生，奠定了他從事科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

上世紀(jì)90年代，嚴(yán)新平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展磨損監(jiān)測(cè)技術(shù)在船舶動(dòng)力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷研究，牽頭成立了可靠性工程研究所;

2000年，在學(xué)校牽頭組建智能交通系統(tǒng)研究中心，這是國(guó)內(nèi)最早的智能交通系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)之一，開(kāi)始了水路運(yùn)輸系統(tǒng)的智能化研究工作，同時(shí)開(kāi)展內(nèi)河通航運(yùn)行系統(tǒng)的研制;

2006年，牽頭申報(bào)并獲批教育部水路交通安全控制與裝備工程研究中心;

2013年，牽頭組建交通運(yùn)輸部?jī)?nèi)河智能航運(yùn)交通運(yùn)輸業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái);

2014年，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，研究船舶的智能應(yīng)用系統(tǒng)成為嚴(yán)新平和團(tuán)隊(duì)的重要方向，“航行腦系統(tǒng)”隨之提出，并在當(dāng)年成功申報(bào)了科技部國(guó)家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心;

2016年，牽頭組建科技部智能航運(yùn)與海事安全國(guó)際合作示范基地;

……

“回首30多年的教學(xué)科研工作經(jīng)歷，我個(gè)人的成長(zhǎng)見(jiàn)證和親歷了我國(guó)改革開(kāi)放快速發(fā)展的歲月，也算為我國(guó)水路交通科技創(chuàng)新發(fā)展略盡薄力。我取得的成果跟我的團(tuán)隊(duì)常年的努力是分不開(kāi)的，我經(jīng)常跟我的學(xué)生講，人生有三個(gè)詞特別重要。第一是規(guī)劃，每個(gè)人都要有理想，有家國(guó)情懷，要立志為祖國(guó)為民族的發(fā)展去努力，去做貢獻(xiàn)，特別是從年輕的時(shí)候就要有這種志向，一個(gè)人的規(guī)劃如果無(wú)法跟集體、行業(yè)、國(guó)家的需要結(jié)合在一起，是很難真正實(shí)現(xiàn)的。第二是勤奮，一定要努力，只有通過(guò)自己的辛勤勞動(dòng)，才能取得工作的成果，獲得社會(huì)的尊重。第三是堅(jiān)守，要耐得住寂寞，不要隨波逐流，我覺(jué)得這個(gè)很重要?！眹?yán)新平感慨道。

2推動(dòng)船舶動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行管理向視情維修發(fā)展

船舶動(dòng)力設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，是保證船舶航行的基礎(chǔ)。由于船舶動(dòng)力故障，導(dǎo)致船舶無(wú)法正常航行，甚至有可能發(fā)生災(zāi)難事故。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，船舶動(dòng)力設(shè)備故障占船舶機(jī)械故障的80%以上，其中，船舶動(dòng)力系統(tǒng)的主、輔機(jī)因磨損引起的故障占45%以上。船舶機(jī)械設(shè)備傳統(tǒng)上是按照時(shí)間周期來(lái)安排維修計(jì)劃，這不僅消耗了備件，增加了維修成本，而且有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生維修不當(dāng)?shù)囊馔馔C(jī)損失。

如何在線檢測(cè)磨損信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常磨損，是困擾船舶動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行安全和船舶在航率的重大難題。

嚴(yán)新平通過(guò)主持國(guó)家自然科學(xué)基金、交通部人才專項(xiàng)等項(xiàng)目，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了摩擦學(xué)、動(dòng)力學(xué)、性能參數(shù)和軸功率“四法結(jié)合”的船舶動(dòng)力設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法，研發(fā)了“船載、機(jī)務(wù)中心、診斷中心”三級(jí)的船舶動(dòng)力設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已在我國(guó)疏浚、救助、運(yùn)輸和國(guó)防等在役船艦動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行安全保障中推廣應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。

“我們團(tuán)隊(duì)還先后在大連港、上海港、南京港、南通港等多家港航企業(yè)，建立油液監(jiān)測(cè)中心，推動(dòng)了我國(guó)航運(yùn)企業(yè)由經(jīng)驗(yàn)管理、定期維修向?qū)崟r(shí)檢測(cè)、視情維修模式的發(fā)展，為船舶動(dòng)力設(shè)備的磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷提供了技術(shù)手段?！眹?yán)新平介紹道。

從線下到線上，從定期取樣到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，場(chǎng)景、手段的變化背后，卻是嚴(yán)新平和團(tuán)隊(duì)攻克了數(shù)不清的難關(guān)。

集成現(xiàn)場(chǎng)能夠直接獲取磨粒圖像的新型檢測(cè)傳感器;針對(duì)不同的動(dòng)力設(shè)備特點(diǎn)，積極與設(shè)備廠家和船東進(jìn)行討論;開(kāi)展大量的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，采集多工況的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)……終于，實(shí)現(xiàn)了船舶動(dòng)力設(shè)備磨損故障在線監(jiān)測(cè)，并可與岸基的實(shí)驗(yàn)室分析同步進(jìn)行。這種遠(yuǎn)程的故障診斷，可以直接把故障的實(shí)時(shí)提取信息通過(guò)通訊的方式傳遞到岸基的航運(yùn)公司管理部門，為設(shè)備的維修決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。

3推動(dòng)內(nèi)河通航狀態(tài)向動(dòng)態(tài)感知變革

內(nèi)河水運(yùn)是世界公認(rèn)的綠色運(yùn)輸方式，具有運(yùn)能大、運(yùn)距長(zhǎng)、占地少、能耗低的比較優(yōu)勢(shì)。

隨著《關(guān)于加快長(zhǎng)江等內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展的意見(jiàn)》《長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃綱要》的先后發(fā)布，發(fā)展內(nèi)河水運(yùn)上升為國(guó)家戰(zhàn)略?！笆濉币詠?lái)，長(zhǎng)江、西江及京杭運(yùn)河國(guó)家高等級(jí)航道建設(shè)逐年加強(qiáng)，我國(guó)內(nèi)河高等級(jí)航道主干網(wǎng)已基本形成。

然而，國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明：僅僅保障航道的通航尺度等“硬件”是不夠的。建設(shè)與航道基礎(chǔ)設(shè)施配套的“軟件”系統(tǒng)，是保障安全、高效通航與提升內(nèi)河運(yùn)能的重要技術(shù)支撐。

在國(guó)家863計(jì)劃、交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目等支持下，嚴(yán)新平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與長(zhǎng)江航道局、長(zhǎng)江三峽通航管理局、中國(guó)交通通信信息中心、交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院、長(zhǎng)江海事局等單位開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，提出綜合應(yīng)用水運(yùn)管理、信息工程、通航工程等多學(xué)科技術(shù)，建立通航運(yùn)行各要素的實(shí)時(shí)感知、交互、分析與管理的軟硬件平臺(tái)體系，構(gòu)建“一圖兩網(wǎng)四平臺(tái)”的國(guó)家內(nèi)河高等級(jí)航道通航運(yùn)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通航運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控與服務(wù)。

嚴(yán)新平向記者介紹道：“該系統(tǒng)是以電子航道圖為載體，在航船舶、航道要素感知網(wǎng)為依托，航道在線服務(wù)、多級(jí)船閘調(diào)度、船舶位置服務(wù)、海事實(shí)時(shí)監(jiān)管等服務(wù)平臺(tái)為支撐的一個(gè)工程化的應(yīng)用系統(tǒng)?！?/p>

“以長(zhǎng)江為例，在長(zhǎng)江航道局等單位建立的電子航道圖基礎(chǔ)上，構(gòu)建了在航船舶感知網(wǎng)和航道要素感知網(wǎng)。在航船舶感知主要通過(guò)建立AIS、VTS、CCTV和RFID等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在航船舶位置和動(dòng)態(tài)的感知;航道要素感知主要是通過(guò)自動(dòng)水位站、航標(biāo)的遙測(cè)、遙控、遙報(bào)采集裝置，形成一個(gè)水文和氣象條件的通航要素感知系統(tǒng)?！彼M(jìn)一步解釋道。

經(jīng)過(guò)多年努力，內(nèi)河高等級(jí)航道通航運(yùn)行系統(tǒng)在我國(guó)長(zhǎng)江、西江和運(yùn)河等通航運(yùn)行服務(wù)部門、船舶運(yùn)輸企業(yè)和水運(yùn)信息技術(shù)與設(shè)備制造企業(yè)等單位得到推廣和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)內(nèi)河在航船舶的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管控，引領(lǐng)了我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)信息化技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)我國(guó)內(nèi)河通航運(yùn)行狀態(tài)由人工觀測(cè)為主向自動(dòng)感知的變革。

4推動(dòng)人工智能技術(shù)在船舶工程領(lǐng)域應(yīng)用

近年來(lái)，人工智能技術(shù)在交通系統(tǒng)的應(yīng)用掀起了一陣熱潮。

統(tǒng)計(jì)顯示人因?qū)е碌拇昂叫惺鹿蔬_(dá)60%以上。船舶智能化技術(shù)發(fā)展的總體趨勢(shì)是船舶技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)和新一代人工智能技術(shù)進(jìn)一步深度融合，通過(guò)智能化的設(shè)備、技術(shù)、方法減少當(dāng)前航運(yùn)體系中、船舶航行過(guò)程中、設(shè)備維護(hù)中的人員負(fù)擔(dān)和人因事故，實(shí)現(xiàn)船舶安全、綠色、高效、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展目標(biāo)。

“我提出的‘航行腦系統(tǒng)，是服務(wù)于智能船舶的人工智能系統(tǒng)，由感知、認(rèn)知、決策和執(zhí)行等功能空間組成?！眹?yán)新平說(shuō)。

據(jù)介紹，“感知空間”獲取船舶在航環(huán)境和自身狀態(tài)信息;“認(rèn)知空間”根據(jù)感知的信息抽象出航行態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)自身狀態(tài)辨識(shí)，最終基于人工駕駛記錄和深度學(xué)習(xí)建立智能船舶航行行為譜;“決策空間”利用“感知空間”反饋的信息修正“認(rèn)知空間”的態(tài)勢(shì)認(rèn)知，并通過(guò)“執(zhí)行空間”在航行行為譜的支持下實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的智能控制，實(shí)現(xiàn)船舶的智能航行和自主航行，達(dá)到減少配員、降低排放和提高船舶航行安全性的目的。

在談到智能化和自主化的區(qū)別時(shí)，嚴(yán)新平說(shuō)：“智能化發(fā)生在當(dāng)下，自主化著眼于未來(lái)。智能化將從單個(gè)設(shè)備、單項(xiàng)功能的改善、突破、替代興起，朝著全船、全系統(tǒng)、全生態(tài)的智能化發(fā)展。以智能技術(shù)輔助人員、提升能力，從人機(jī)共融、人機(jī)共生入手，減少人為誤操作、提升駕駛安全，提供全航程支持、全周期規(guī)劃和全周期維護(hù)，將重復(fù)的、單一的航運(yùn)活動(dòng)和操作交給智能系統(tǒng)，減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度、解放人的創(chuàng)造力。而自主化是智能化的最終形態(tài)，必將經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)成熟的過(guò)程?！?/p>

他也毫不諱言：“人工智能技術(shù)本身還有不少難題需要攻克。以無(wú)人車為例，已經(jīng)從最早的數(shù)字實(shí)驗(yàn)、模型實(shí)驗(yàn)，到封閉測(cè)試場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在逐步嘗試在開(kāi)放實(shí)際場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)，然而它要真的大批應(yīng)用，還有很長(zhǎng)的路要走。船舶的智能航行系統(tǒng)也是如此。我提出研發(fā)的‘航行腦系統(tǒng)要想達(dá)到替代船員的水平，還需要大樣本數(shù)據(jù)、高質(zhì)量知識(shí)和長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練，而現(xiàn)行深度學(xué)習(xí)等人工智能算法的適用性，也有待驗(yàn)證?！?/p>

“況且，船舶一旦發(fā)生事故，不僅涉及人命和財(cái)產(chǎn)安全，而且水域污染控制和應(yīng)急救助面臨的問(wèn)題非常突出，這與其他交通方式有很大的不同。所以，我們研究船舶智能系統(tǒng)首先要確保安全、可靠?！眹?yán)新平嚴(yán)肅地說(shuō)。

他預(yù)測(cè)，船舶智能化技術(shù)將重塑全行業(yè)生態(tài)，從設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、保險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)、保養(yǎng)、維護(hù)、回收等全周期提升航運(yùn)業(yè)的智能化水平。隨著船舶智能化技術(shù)發(fā)展，岸基船舶遠(yuǎn)程操控人員將成為船員從事的新型職業(yè)模式;編隊(duì)航行的自主式水路運(yùn)輸系統(tǒng)將成為船舶的新型航行模式;數(shù)字航運(yùn)企業(yè)將成為積極發(fā)展的新型航運(yùn)業(yè)態(tài)。

5潛心開(kāi)展人才培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新

嚴(yán)新平教授作為一名從事高等教育事業(yè)37年的教師，他始終將教書育人和科技創(chuàng)新，作為扎根于心的內(nèi)在使命和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

他是交通運(yùn)輸部科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、教育部輪機(jī)工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，曾被評(píng)為國(guó)家教育部“萬(wàn)千骨干教師計(jì)劃”優(yōu)秀教師，并以第一完成人獲國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。“得天下英才而育之”也是他潛藏于心的愿望。

“我作為一名在高校工作了多年的教師，期間還有幸參與了學(xué)校管理工作16年，應(yīng)該說(shuō)對(duì)于高校教師的責(zé)任和使命十分清楚。人才培養(yǎng)始終是教師的第一任務(wù)，我與我的團(tuán)隊(duì)一直倡導(dǎo)‘治學(xué)求新、育人唯實(shí)的宗旨，開(kāi)展我們的教書育人、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承等工作。”嚴(yán)新平說(shuō)。

令他感到欣慰的是，他培養(yǎng)的學(xué)生在高校、研究院所、企業(yè)、部隊(duì)等崗位上，積極開(kāi)拓創(chuàng)新，發(fā)揮了骨干作用，為國(guó)家發(fā)展和民族振興貢獻(xiàn)了他們的力量。

他認(rèn)為，建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)，特別需要重視人才建設(shè)。人才是核心競(jìng)爭(zhēng)力，擁有一大批交通運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等方面的人才，才能為交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)提供智力保障?！拔覀兪且院胶５葘I(yè)特色為重點(diǎn)建設(shè)的高校，隨著水運(yùn)行業(yè)智能化的發(fā)展，我們也在考慮完善專業(yè)設(shè)置和人才培養(yǎng)方向，使之與行業(yè)對(duì)人才的需求更緊密，如航海技術(shù)專業(yè)，將逐步培養(yǎng)岸基操控船舶人才，遠(yuǎn)程駕駛船舶人才等等?！?/p>

嚴(yán)新平深知，當(dāng)選院士是國(guó)家給予的最高學(xué)術(shù)榮譽(yù)，這份榮譽(yù)屬于大家，但也賦予了重要責(zé)任。這是一個(gè)新的起點(diǎn)?！敖衲曛泄仓醒牒蛧?guó)務(wù)院發(fā)布了《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》，為我國(guó)當(dāng)前到本世界中葉的交通發(fā)展描繪了藍(lán)圖，明確了目標(biāo)，為水運(yùn)業(yè)未來(lái)發(fā)展指明了方向。我覺(jué)得要特別注重綠色和智能技術(shù)，與我們傳統(tǒng)、古老，也是非常重要的水運(yùn)業(yè)進(jìn)行結(jié)合，在保障綠水青山和生態(tài)友好的前提下，提高運(yùn)輸效率和安全性，提升航道通行能力，發(fā)展自主式水路交通的運(yùn)輸模式，讓水路運(yùn)輸承擔(dān)更多的貨運(yùn)份額，這樣也可以降低我國(guó)的物流成本?！?/p>

嚴(yán)新平懷著他的“初心”，似飛鷹展翅，朝著更高更闊的水路交通運(yùn)輸?shù)奶祀H翱翔。