李文博

“一個(gè)平平無(wú)奇，沒(méi)有什么特別之處的人”——朱寧這樣評(píng)價(jià)自己。如果單從人生軌跡甚至是從業(yè)余愛(ài)好來(lái)看，似乎確實(shí)如此。從懵懂稚嫩的學(xué)生到成為天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部信息管理與管理科學(xué)系教授，一路走來(lái)，朱寧沒(méi)有過(guò)于坎坷的經(jīng)歷，沒(méi)有十分傳奇的際遇，主要研究的方向是當(dāng)下十分尋常的交通與物流系統(tǒng)中的運(yùn)營(yíng)管理與優(yōu)化問(wèn)題，工作之余最常做的也不過(guò)是照顧家庭或與朋友相聚。但有一個(gè)最重要的點(diǎn)值得被提及，那就是——朱寧是個(gè)執(zhí)著的人，執(zhí)著地追求真正熱愛(ài)的事業(yè)，執(zhí)著地迎難而上，執(zhí)著地攀登不止。這，正是千千萬(wàn)萬(wàn)科研人最質(zhì)樸，也最珍貴的精神品質(zhì)。

放棄與堅(jiān)持

2003年，已經(jīng)為會(huì)計(jì)學(xué)費(fèi)盡心思整整一年的朱寧選擇了放棄，決心尋找自己真正感興趣的方向。他坦言：“當(dāng)年我長(zhǎng)期處于一種‘學(xué)不進(jìn)去的狀態(tài)，會(huì)計(jì)學(xué)專業(yè)課成績(jī)很糟糕，這門學(xué)科大概不適合我?！蹦且荒?，朱寧在西安理工大學(xué)大一全校成績(jī)排名是前8%，符合學(xué)校規(guī)定的學(xué)院內(nèi)轉(zhuǎn)專業(yè)條件，他抓住這一機(jī)會(huì)來(lái)到更感興趣的信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)習(xí)。此時(shí)正是中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的探索成長(zhǎng)期，信息化領(lǐng)域發(fā)展呈現(xiàn)欣欣向榮之態(tài)，年輕、潮流且充滿了無(wú)數(shù)發(fā)展可能的知識(shí)體系深深吸引著朱寧一路向上攀登。

朱寧也曾有過(guò)科研之外的其他嘗試。

經(jīng)過(guò)碩士前兩年的學(xué)習(xí)，朱寧已經(jīng)可以在社會(huì)中謀求一份薪資不菲的工作。因此在進(jìn)入博士學(xué)習(xí)階段之前，他有近一年的時(shí)間都在為某軟件外包公司編寫(xiě)程序。起初他還志趣高昂，工作做得津津有味，然而時(shí)間一長(zhǎng)，朱寧發(fā)現(xiàn)根據(jù)市場(chǎng)導(dǎo)向編寫(xiě)程序并非他所擅長(zhǎng)的，也并非他所感興趣的：“在編寫(xiě)程序這件事上，我做得不算特別好，而且總想著做一些理論研究?！苯Y(jié)束一天的忙碌工作后，朱寧總會(huì)拿起專業(yè)教材認(rèn)真研讀，結(jié)合自己在工作中遇到的問(wèn)題反復(fù)推敲論證。

時(shí)間在日復(fù)一日的思考中流逝，朱寧越發(fā)感到自身知識(shí)的貧瘠，急需一位老師為他撥開(kāi)眼前的迷霧，他開(kāi)始為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

2008年10月，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)降臨了，管理科學(xué)工程年會(huì)在西安理工大學(xué)召開(kāi)。在這場(chǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議上，朱寧結(jié)識(shí)了天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部馬壽峰教授——這是朱寧后來(lái)的博士生導(dǎo)師，就是他帶領(lǐng)朱寧走進(jìn)了管理系統(tǒng)工程和城市交通管理的世界。

朱寧此前在信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)所學(xué)的內(nèi)容，在當(dāng)年被統(tǒng)稱為“信息化”，后來(lái)則有一個(gè)更為響亮的名字——人工智能。人工智能與管理系統(tǒng)和城市交通結(jié)合，這不就是智慧城市中最重要的一環(huán)嗎？交通管理領(lǐng)域需要大量使用計(jì)算機(jī)仿真、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)優(yōu)化算法等工具來(lái)提高效率、增加可靠性、降低成本。要想做好整個(gè)城市的交通管理，并沒(méi)有那么容易。對(duì)沒(méi)有交通工程背景的朱寧而言，這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

為了補(bǔ)上這一短板，2010年10月，朱寧作為聯(lián)合培養(yǎng)博士生遠(yuǎn)渡海外，千里迢迢到美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校，在交通工程系開(kāi)始了為期一年的訪問(wèn)學(xué)習(xí)。與國(guó)內(nèi)博士培養(yǎng)策略最大的不同在于，加州大學(xué)的博士生需要在前兩年中吸收大量的理論知識(shí)，不斷夯實(shí)基礎(chǔ)，而非快速地融入項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作研究，朱寧這個(gè)交通領(lǐng)域的“門外漢”也就因此有了足夠的成長(zhǎng)時(shí)間。

一年時(shí)間，能做什么？同專業(yè)博士生多則有6年、少則有4年的學(xué)科沉淀，朱寧真的能在這短得可憐的時(shí)間中牢固掌握交通工程的相關(guān)知識(shí)并將其熟練應(yīng)用嗎？沒(méi)有人敢保證，朱寧自己也不敢，他只能抓緊一切學(xué)習(xí)的時(shí)間，課上用來(lái)傾聽(tīng)和思考，課下用來(lái)總結(jié)和推敲。困難是有的，遠(yuǎn)離故土的鄉(xiāng)愁、百思不得其解的困惑、看不完的文獻(xiàn)、道不盡的孤獨(dú)……但朱寧是個(gè)執(zhí)著的人，執(zhí)著地堅(jiān)守在夢(mèng)想的陣地上不愿后退一步。他想，自己選擇的道路，無(wú)論如何也要堅(jiān)持。

一年后，回歸導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的朱寧已經(jīng)能夠?qū)⑷斯ぶ悄芘c交通管理充分結(jié)合，在團(tuán)隊(duì)中充分發(fā)揮自己的能力，與同伴們開(kāi)展新的研究探索，尋求優(yōu)化城市交通方案的科學(xué)方法，進(jìn)一步為社會(huì)建設(shè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

理論與實(shí)踐

朱寧的研究涉及智慧城市運(yùn)營(yíng)、大數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化、信息管理與信息系統(tǒng)，具體包括公共交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理與優(yōu)化、災(zāi)難救援中的運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題、車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下交通設(shè)施的布局管理問(wèn)題、通信與云計(jì)算管理與優(yōu)化等。雖然其中涉及諸多小方向，面向多個(gè)應(yīng)用層面，但朱寧通常將自己的研究歸結(jié)為兩大類——理論與實(shí)踐。對(duì)他而言，理論研究是線，貫穿整個(gè)科研生涯;實(shí)踐研究是點(diǎn)，點(diǎn)線相連才得以組成系統(tǒng)的科研成果，組成他精彩紛呈的科研生活，二者相輔相成，缺一不可。

在城市交通管理方面，有效的交通信息采集能為交通管理與控制提供強(qiáng)大的支撐，朱寧的研究也是從數(shù)據(jù)收集開(kāi)始的。交通系統(tǒng)用于信息采集的主要設(shè)備叫作交通檢測(cè)器。交通檢測(cè)器主要以車輛為檢測(cè)目標(biāo)，對(duì)異常交通流信息如擁堵、事故等也能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但因其形式多樣，成本差異較大，如何高效地布設(shè)交通檢測(cè)器成為交通管理部門面臨的重要挑戰(zhàn)之一。針對(duì)現(xiàn)實(shí)情況，朱寧對(duì)檢測(cè)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了建模與求解分析，采用將理論方法與具體應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合的方式，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)優(yōu)化、人工智能、統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算機(jī)仿真等多領(lǐng)域的方法，取得了豐富的研究成果。他首先分析了檢測(cè)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)交通信息應(yīng)用的影響機(jī)制，探索了不同類型檢測(cè)器如環(huán)形感應(yīng)線圈、超聲波檢測(cè)器、紅外線檢測(cè)器等在功能、價(jià)格、性能上的差異，并通過(guò)線性代數(shù)和圖論的相關(guān)理論對(duì)其進(jìn)行了定量分析，由此確立并設(shè)計(jì)了檢測(cè)器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部替代效應(yīng)機(jī)制和求解模型。

考慮到在現(xiàn)實(shí)生活中，用戶常常產(chǎn)生對(duì)旅行時(shí)間進(jìn)行估計(jì)的需求，朱寧與其合作者共同考察了裝有信號(hào)燈的單一道路上的車輛行駛軌跡規(guī)律，建立了基于復(fù)雜交通條件下的旅行時(shí)間估算的檢測(cè)器布設(shè)優(yōu)化模型，并從微觀車輛行駛的角度，考慮多種污染物排放估算的檢測(cè)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，分析了檢測(cè)器在交通網(wǎng)絡(luò)中的分配機(jī)制。而后，朱寧探究了在不確定、動(dòng)態(tài)交通環(huán)境下的檢測(cè)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式。他們考慮時(shí)空相關(guān)性的檢測(cè)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在流量的估算上更接近現(xiàn)實(shí)交通環(huán)境的要求;提出了移動(dòng)檢測(cè)器調(diào)度模型，滿足動(dòng)態(tài)交通環(huán)境下的流量檢測(cè)需求;將風(fēng)險(xiǎn)成本引入優(yōu)化模型，考慮了交通環(huán)境中路徑選擇的不確定性，建立了相應(yīng)的檢測(cè)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法;同時(shí)，考慮將優(yōu)化方法擴(kuò)展到實(shí)際交通管理問(wèn)題的建模中等。

作為信息收集設(shè)備本身，交通檢測(cè)器有一定概率發(fā)生故障，給用戶帶來(lái)一定損失。為了有效應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，考慮檢測(cè)器自身故障條件的檢測(cè)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式，朱寧在已有的模型基礎(chǔ)上，將檢測(cè)器故障情況和流量覆蓋相結(jié)合，建立兩階段檢測(cè)器布設(shè)隨機(jī)規(guī)劃模型;綜合組合數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)優(yōu)化方法，考察了在故障條件下，最小化高速道路中旅行時(shí)間估算誤差的檢測(cè)器布設(shè)優(yōu)化模型。

解決了初步的信息收集有效性和準(zhǔn)確性問(wèn)題，下一步亟待解決的自然就是車輛路徑優(yōu)化問(wèn)題。定向問(wèn)題是交通運(yùn)輸領(lǐng)域經(jīng)典問(wèn)題車輛路徑優(yōu)化問(wèn)題的一個(gè)變體，在定向問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)中，客戶的收益往往受到多種因素的影響，如服務(wù)的質(zhì)量、服務(wù)是否隨到達(dá)時(shí)間而衰減、服務(wù)時(shí)間是否與收益相關(guān)等?；诖耍鞂幭到y(tǒng)性地研究了收益隨時(shí)間變化的定向問(wèn)題。對(duì)節(jié)點(diǎn)的收益為依賴于時(shí)間的非線性函數(shù)的定向問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，并設(shè)計(jì)了融合非線性規(guī)劃與禁忌搜索法的精確及高效率元啟發(fā)式算法。這一模型與算法可用于受災(zāi)地區(qū)檢測(cè)，交通路況檢測(cè)等多種應(yīng)用場(chǎng)景，為決策者提供決策依據(jù)，有效地提高目標(biāo)對(duì)象的訪問(wèn)效率與經(jīng)濟(jì)收益。

在公共交通管理與優(yōu)化研究中，朱寧最先關(guān)注到的是一個(gè)十分平常的問(wèn)題——公交站點(diǎn)的動(dòng)態(tài)排隊(duì)問(wèn)題。隨著城市化的發(fā)展，我國(guó)大中型城市的日常出行量急劇增加，擁堵加劇，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。發(fā)展城市公共交通系統(tǒng)是緩解交通擁堵的重要舉措。地面常規(guī)公交的通行能力是衡量公交運(yùn)行效率的重要指標(biāo)，公交站臺(tái)?？繀^(qū)的排隊(duì)問(wèn)題則決定了公交車輛的通行能力。

常規(guī)公交?？空究煞譃橹本€式與港灣式，其中港灣式站臺(tái)存在公交車輛與相鄰車道的社會(huì)車輛分流和合流現(xiàn)象，常會(huì)因?yàn)檫M(jìn)出公交站造成的延誤或者旁側(cè)車流量大而導(dǎo)致以站臺(tái)為中心的周邊區(qū)域運(yùn)行效率降低。從公交車在站內(nèi)運(yùn)行特性的角度分析，公交站內(nèi)延誤的原因主要可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：駕駛員?？繒r(shí)強(qiáng)行加塞導(dǎo)致隨后車輛?？坷щy;公交車不按規(guī)定?？吭谥付ㄎ恢茫踔琳加酶蹫呈秸九_(tái)內(nèi)的行車道上下乘客;公交站出站時(shí)，由于前兩種因素的共同作用，使得服務(wù)完的公交車與加塞車輛和不規(guī)范停靠車輛發(fā)生沖突;駕駛員進(jìn)站時(shí)不了解站內(nèi)?？课豢臻e信息，具有盲目性。除此之外，由于港灣式公交站能容納較多公交線路?？浚Ｐ藿ㄓ诠痪€路密集的區(qū)域，候車乘客較多，因而在站內(nèi)常見(jiàn)乘客來(lái)回跑動(dòng)，客流交織情況頻發(fā)。引起這一現(xiàn)象的主要原因是由于公交停靠位置與乘客所站位置有一定差異。

朱寧注意到，在我國(guó)大型城市中，相關(guān)部門為公交車的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定并在公交站點(diǎn)設(shè)置固定的公交泊位，這不僅有利于從車輛一方入手提高公交運(yùn)行效率，而且能夠借此規(guī)定乘客排隊(duì)位置，提高乘客上車效率的同時(shí)也降低了乘客由于來(lái)回跑動(dòng)而發(fā)生事故的概率，可謂一舉多得。但在我國(guó)中小型城市中，這樣的規(guī)劃卻十分罕見(jiàn)。為了優(yōu)化中小型城市公共交通方案，朱寧以現(xiàn)實(shí)中存在的不同類型公交站點(diǎn)為研究對(duì)象，針對(duì)公交站點(diǎn)出現(xiàn)的復(fù)雜現(xiàn)象，分析乘客和司機(jī)行為對(duì)公交站點(diǎn)服務(wù)性能的影響機(jī)制，建立定量分析模型;依據(jù)公交系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性和隨機(jī)性，設(shè)計(jì)車輛靜態(tài)優(yōu)化控制策略;同時(shí)基于對(duì)實(shí)時(shí)狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)的分析，綜合考慮各種控制手段、公交網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同控制目標(biāo)設(shè)計(jì)最優(yōu)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制策略……根據(jù)這些已經(jīng)取得的研究成果，朱寧建立了考慮公交站點(diǎn)擁堵的公交車輛在途速度優(yōu)化控制模型和考慮站點(diǎn)排隊(duì)及車輛超車行為的排隊(duì)模型，從而獲得了公交站點(diǎn)系統(tǒng)效率的分析模型，并能基于數(shù)學(xué)優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)車時(shí)間間隔控制。

圍繞交通系統(tǒng)的優(yōu)化與管理開(kāi)展理論與實(shí)踐研究的這些年來(lái)，朱寧始終以服務(wù)社會(huì)為目標(biāo)導(dǎo)向。對(duì)他而言，無(wú)論是鉆研理論，推動(dòng)行業(yè)認(rèn)知的進(jìn)步，還是積極推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化，切實(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活，抑或是教書(shū)育人，為行業(yè)發(fā)展儲(chǔ)備有生力量，這些都是服務(wù)社會(huì)的重要體現(xiàn)，值得他一生為此竭盡全力，奮斗不止。

（責(zé)編：袁園）