周帆 為智能網聯汽車建構靈活“大腦”

趙漢琪

天還未亮，城市主干道一輛輛汽車的紅色尾燈已經排成了一條長龍，緩慢地向前挪動，這是人們再熟悉不過的早高峰場景。越來越大的城市，越來越多的人口，越來越多的汽車……讓解決交通問題變得前所未有地迫切。

隨著汽車科技創新加速，融合了物聯網、云計算、大數據、人工智能等多種新技術、新理念的智能網聯汽車，正成為全球汽車產業轉型升級的重要戰略方向。全國青聯委員、北京航空航天大學交通科學與工程學院助理教授周帆，正是研究如何用算法為智能網聯汽車建構更靈活的“大腦”。

2023年11月，“中國青年科技工作者日”全國活動月·吉林站暨“中國青年科學家助力吉林創新發展論壇”上，周帆作為青年科技工作者代表，圍繞“科技創新推動產業創新”進行了主旨演講。談及參加活動的感受，他表示備受鼓舞：“此次活動為科技工作者提供了一個交流和學習的平臺，讓我們可以分享經驗、學習新知識、探討科技的最新發展。看到同行的成就和貢獻，更加激發了我對科研事業的熱情，也時刻提醒我，科技工作者在推動科技進步、促進社會發展中扮演著重要角色，讓我感到使命在肩。”

既要有“智慧的路”，也要有“聰明的車”

隨著汽車工業的變革，車輛技術也在不斷發展，汽車給了人類距離的自由，同時也影響交通出行。如今，汽車已走進千家萬戶，科技的發展帶動著汽車產業變革，以智能網聯汽車為基礎的新交通生態體系正在構建。

從廣義上來說，具備駕駛輔助功能的汽車都可以稱之為智能網聯汽車（或稱自動駕駛汽車）。周帆介紹，按照國際通用標準，根據智能化程度的不同，智能網聯汽車可以被分為5個等級：L1-輔助駕駛、L2-部分自動駕駛、L3-有條件自動駕駛、L4-高度自動駕駛、L5-完全自動駕駛（無人駕駛）。

對于智能網聯汽車行業，L3成了產業的分水嶺。雖然近幾年，自動駕駛一直在風口上，低級別自動駕駛無論是法規、還是技術等方面紛紛開始普及，但是針對高級別的自動駕駛，商業化仍舊處于探索階段。周帆說，在技術方面，自動駕駛的底層架構和大部分技術問題已經被解決，剩下的5%的“長尾問題”逐漸成了制約自動駕駛發展的關鍵——這些問題包括各種零碎的場景、極端的情況和無法預測的人類行為。

自動駕駛技術已經在不少低速和限定場景得到大量應用，比如物流、港口、機場等，但這些場景一般路線固定、道路相對封閉，因此技術難度相對較小，而智能網聯汽車所要面對的則是更開放的道路、更復雜的場景和更大的交通密度，需要具備強大的環境感知定位、智能規劃決策以及控制執行能力，這對于相關技術無疑提出了更高要求。

“自動駕駛的落地，離不開一個核心條件：安全。”周帆說。目前，智能駕駛系統對于未知場景或者突發情況的應對能力仍需提升，而他主要的研究方向，就是針對智能網聯汽車在復雜場景、極端工況下面臨的“長尾問題”，即感知系統覆蓋度不足、安全防護設計不充分等問題，開展機器學習基礎算法與智能網聯汽車感知與決策相關研究，“用智慧的大腦，為多種場景賦能。”

近幾年，周帆所在團隊一直致力于破解智能網聯汽車的安全難題，其中，預期功能安全是一項重要內容。預期功能安全是為了解決系統能力邊界和駕駛員過度信任的問題，解決“由功能不足或由可合理預見的人員誤用所導致的危害和風險”。周帆所在團隊和華為合作的“L3+無人駕駛安全防護技術項目”中，提出了“安全副駕”這一概念。周帆介紹，“安全副駕”是基于“老司機”的安全駕駛經驗設計一個獨立的監督系統，對無人駕駛決策系統進行安全監督，在風險時進行必要干預，保證無人駕駛系統安全。

環境感知是自動駕駛的另一項重要功能，這也是周帆研究的主要方向之一。“當下行駛環境持續多變，要求智能駕駛系統應具備連續學習的能力，而當前，連續學習中存在的災難性遺忘問題和由此產生的泛化性能不足、難以有效遷移等問題，是制約連續學習算法應用的主要障礙。”2023年10月，周帆主持國家自然科學基金青年基金“智能駕駛系統連續學習算法知識遷移和災難性遺忘問題研究”項目，針對智能系統運行過程存在任務信息不可知的問題，設計自主檢測任務變化方法；針對車載系統存儲空間限制問題，使用模型參數分解和基于記憶重現的方法設計連續學習算法，克服災難性遺忘問題，“增強智能網聯汽車的大腦的記憶力。”

周帆坦言，智能網聯汽車在城市交通管理和智慧交通系統方面已經取得了顯著的進展，并且未來的發展空間依然巨大。“未來的城市智能交通，既要有‘智慧的路’，也要有‘聰明的車’。”他認為，隨著技術的發展，未來智能網聯汽車有潛力實現與完全自動化的交通管理系統的無縫對接，實現更高效、更安全的交通流，通過對大量交通數據的分析，可以更準確地預測交通流量和模式，實現更加智能化的交通管理。

周帆的家鄉在山東臨沂，高考時，他選擇了車輛工程相關專業。在北京航空航天大學讀碩士期間，周帆進行了新能源汽車智能控制的相關研究。2017年，他來到加拿大拉瓦爾大學攻讀計算機科學專業博士，研究深度遷移學習理論與算法方向。一路走來，周帆閃閃發光的履歷，仿佛是為現在的科研方向“量身定制”。

熱心學生工作的周帆，到加拿大的第二年就當選拉瓦爾大學中國學生學者聯誼會主席，組織學聯開展了一系列聯誼、講座、論壇等活動，有力增強了當地華人學子的凝聚力和愛國熱情，樹立了中國留學生良好形象。2020年8月，他當選全國青聯委員。

2020年底，即將博士畢業的周帆，和身邊很多海外學子一樣，準備回國發展。可在找工作的過程中，他發現自己對國內招聘信息知之甚少，經過調研，他發現信息不對稱是很多海外青年回國就業時遇到的問題。

2021年初，在全國青聯秘書處舉辦的“青聯思享匯”上，周帆反饋了這一情況。他建議：“搭建海外人才引進信息發布和政策宣傳平臺，實時更新國內對海外人才的需求信息及相關政策措施，加大面向海外青年高科技人才的政策信息宣傳力度，打破信息壁壘，打通海外人才同國內相關行業產業的聯系渠道。”在當年的全國兩會上，全國青聯以團體名義提交了《關于加快吸引海外青年科技人才回國發展的提案》，就加快吸引海外青年科技人才回國發展問題，有針對性地提出了具體建議。

在2023年1月結束了在拉瓦爾大學的博士后研究之后，周帆順利入職北京航空航天大學交通科學與工程學院汽車工程系，擔任助理教授。

周帆和學生們的年齡差距并不大，在學生們眼中，課下的周老師是個隨和、細心的人，經常和學生們一起吃飯；而課上的他則比較嚴厲，對學生的指導也是一針見血。在研究生李秋月眼中，導師周帆是個很有計劃的人，在科研上有自己的堅持。“在指導我確定研究方向時，周老師完全尊重我的想法，并且針對我糾結的各個方向都進行細致地解答，讓我爭取能夠做出最適合自己的判斷。”李秋月說。

身兼碩士研究生導師、本科生班主任多職，如何平衡科研與教學，這也是讓周帆思索良久的問題。多年的科研經歷讓他具備嚴謹、高效的工作能力，他通過日常設立工作計劃表和優先級，設置合理的期望值和合理的科研和教學目標，避免過度負擔。此外，他還會抽出時間，參與日常的科普活動、科技節，和一些講座、研討會，與業界其他學者進行研究成果的分享和討論。

當被問及為何選擇回國發展，周帆淡然道：“這是自然而然的事。”

這份“自然而然”，就是從心底深處流淌出的家國情懷和矢志報效祖國的追求。在“中國青年科技工作者日”全國活動月·吉林站的活動現場，聽到各位青年科技工作者分享創新奮斗的故事，感受到他們科技報國的赤誠情懷，周帆說：“作為一名人民教師、青年科技工作者，我有責任激發和引領青年群體的積極性和創造性，特別是在科技創新領域，要致力于科學研究和技術創新，不斷探索和解決智能網聯汽車發展面臨的問題。在科技發展的同時，當然也要關注科技對社會的影響。我也希望能夠通過公眾教育和科技普及活動，提高社會對科學技術的認識和興趣，尤其是在青少年中培養科學精神和創新能力。”

展望未來，周帆也充滿期待。“我仍需要深化專業領域研究，追求創新和突破，希望能為智能網聯汽車領域帶來新的見解和發展。我會更多地參與跨學科的研究合作，結合發展需求將科研成果轉化為實際的技術應用。最重要的是在不斷變化的科技領域中保持學習態度，不斷提升自己的知識和技能。”

責任編輯 華南