艾渤，“高铁大脑”的卫士

6月，京广高铁复兴号列车全线实现时速350公里。7月，在渝昆高铁渝宜段，试验列车跑出了385公里/小时的速度。这个夏天，在先进高铁技术和一流运营品质的基础上，随着部分线路逐级提速，高铁这张“国家名片”越擦越亮。

7月初，《环球人物》记者走进位于北京交通大学思源楼12层的先进自主运行全国重点实验室，目光瞬时被一个“大块头”吸引住了——1：1还原复兴号高铁的仿真列车头，可全景模拟在轨行驶过程。它周边轰鸣作响的电子设备，正一刻不停地收发信号、传输数据。

“如果说列车运行控制系统是高铁的‘大脑’，通信则是保证大脑信号可靠传输的‘安全卫士’。”北京交通大学电子信息工程学院院长艾渤向记者介绍，“时速越高，信道（即电磁波传输的路径）变化越快，挑战越大。”

这是艾渤来到实验室的第十七年。从一个20平方米的小实验室，到设备精良的国家重点实验室，从跟踪无线通信技术，到推动并扶持相关产业的兴起，他见证了通信技术在铁路系统的发展。

“苦并快乐着”

“高铁时速从60公里到480公里的相关数据，我们实验室都有，数据总量大概能达到3亿组。”艾渤自豪地说，做信道或者电波传播特性研究，数据是最宝贵的。

2007年，从清华大学博士后出站，艾渤来到北京交通大学，进入无线通信专家钟章队教授的科研团队，开启高速移动复杂场景的无线信道理论与方法研究。列车高速移动下会引起信道的非平稳性，如何准确评估这种影响并找到解决办法，彼时是国内外专家都迫切想要解决的难题。

为了拿到一手数据，艾渤带着几名博士研究生开启了“特种兵式”数据收集工作。

2009年郑西高铁试运行前夕，艾渤和团队进行实地电场强度测量。列车运营时速如果预设是350公里，测试时就要跑到380公里左右。“我们早上7点上车，在郑州和西安之间不断往返，等下车时已经是晚上7点。测试阶段的高铁窗户还没装好，往往一跑起来车内就尘土飞扬。”艾渤说。

2010年，团队走访了全国3家铁道勘察设计院，跨越9座城市，调研范围覆盖5条高速线路，行程超过5000公里。

为了保证测试时信道是平稳的，有时需要在没有人、没有干扰的情况下进行测试，测试人员只能凌晨出动。艾渤记得，有一次连续11天昼伏夜出，大家都快熬成“夜猫子”了。高铁沿线一些地方没什么住户，夜晚出奇安静，有时测量地点就在坟地周边，“几个大小伙子，倒没什么怕的”。夏夜里，面前蚊蝇纷飞，身边连接设备的高速磁盘以1秒钟1G的速度收集着数据，大家光着膀子喝啤酒，“苦并快乐着”。

基于艾渤团队收集到的大量数据，团队创新性地提出了高速移动复杂场景无线信道测量准则与方法，以及符合信道非平稳特征的方向性信道建模方法。他们通过数据搭建的模型，让国内很多铁路勘察设计院摆脱了被“卡脖子”的状况。“以前大家用国外的软件，比如德国数据管理软件AirCom，一套要四五十万元人民币，贵不说，参数还不公开，使用时连如何调整参数都不知道。现在，所有的软件代码都是我们自己编写的。”艾渤说。

2017年9月，艾渤接到一项特殊的任务——在“面向印尼高速铁路的移动通信网络理论技术研究与示范应用”项目中担任负责人，为我国在印尼建设雅万高铁提供通信方面的技术支持。

印尼以多火山著称，雅万高铁穿过的区域被当地人称为“众神居所”，火山分布比其他省份更密集。“虽然火山可能不会爆发，但光火山灰就会让无线传播媒介受到干扰。”艾渤说，“此外，当地亚热带气候下的雨、风、雾等复杂气象条件，跟国内也不一样。”

几年间，艾渤带领团队扛着无线信道模拟器和射线追踪工具箱等设备，在雅加达和万隆之间往返多次，只为建立一个适合当地的信道模型。经过所有建设者6年多的努力，2023年10月17日，雅万高铁正式开通运营，列车时速达350公里，将雅加达和万隆间的通行时间从3个多小时缩短为40分钟。

中国高铁走向海外的“第一单”大获成功，让艾渤信心倍增。“我们的高铁为什么能销售到国际上？依靠的就是自主产权。雅万高铁的开通，证明我国全套全产业链的高铁技术已经成熟。”

“坏孩子”的逆袭

今年50岁的艾渤是个典型的西北汉子，性子直，还有些侠义情怀。野外收集数据那些别人眼中的“糙活儿”，在他看来都不算啥。了解他的人都知道，这位教授不走寻常路，从小到大几乎没当过“好学生”，相反，抽烟、早恋、打架，都是他青春期的印记。

艾渤的父亲曾是西北大学物理系研究生，母亲从中国医科大学（现北京协和医学院）毕业。生在高知家庭的艾渤，从小被寄予厚望。“从我2岁半起，父母就花重金买来日本进口的录音机和英文磁带，让我学英语。3岁时，我就能完整地读一些英文书信了。”天天被逼着学习，艾渤产生了极强的逆反心理。他跟父母谈条件，玩3个摔炮才能背一个单词，又把家里的小人书拿到街道上卖，得来的钱去买烟抽。从小顽劣的艾渤，没少挨父亲揍。读高二时，因为一直暗恋的女同学交了男朋友，他直接不去上学了。后来，他勉强参加了高考，成绩比想象中要好，超过本科线11分。

1993年，艾渤进入中国人民武装警察部队工程大学学习通信工程专业。第一堂课上，他就跟班长干起仗来，差点被勒令退学。父亲知道后，把筷子掰折了，碗也摔了，“那时父亲真的想放弃我了”。

艾渤身上的那股子倔劲在部队有了用武之地。负重20公斤跑5公里越野，擒敌拳、散打、倒功，所有训练项目他都要做到自己满意为止。高强度的训练和铁的纪律，让他很快从“问题少年”成长为部队的标兵。在军校的4年间，他每年都拿到嘉奖，还立过一次三等功。

最重要的是，艾渤在这里找到了可以为之奋斗一生的专业。“说实话，通信工程专业最初是父亲帮我选的，我连它是学什么的都不知道。”艾渤回忆，在部队拉练过程中，每个营部之间要想通话，需要有人背着沉重的铜芯电缆跑几公里。这让他意识到，无线通信或许是未来解决问题的方向。

1997年毕业后，艾渤被分配到基层部队负责带兵训练。出于对通信专业的热爱，他萌生了考研究生的想法。部队晚上10点熄灯，艾渤就找地方继续学习到凌晨2点，早上5点就起床。一年中，他几乎每天只睡三四个小时，到了“闹铃一响，整个人都弹起来”的状态。

1999年，艾渤考上西安电子科技大学研究生，专业方向为信息通信。博士毕业后，他又进入清华大学博士后工作站，研究方向依然与通信相关。博士后出站，他来到北京交通大学。科研带头人钟章队在1997年就提出要在铁路系统应用无线通信，而不是传统的轨道电路和应答器。2008年京津城际铁路开通，中国迈入“高铁时代”，无线通信在铁路系统有了更大的发挥空间。

当兵时培养出的敢打敢拼、能吃苦的劲头用到科研上，艾渤成了大家口中的“拼命三郎”。他刚到实验室时，几乎把家安在了这里，一住就是4年，每天睡4个小时。“领导交过来的任务到了其他同事那里，可能他们还会想想‘有什么好处’，但对我这个部队出身的人来说，很简单，干就完了。”这样的干劲和执行力，让艾渤在通信领域很快干出了名堂。

很多人觉得艾渤的经历就是一个“坏孩子”的逆袭史，艾渤觉得逆袭谈不上，只能证明“起点高低不重要，在一条路上坚持到最后的人，才是胜者”。

“只要你相信，就会有奇迹”

艾渤现在出行有个偏好，只要车程不超过7小时，他一律选择乘高铁，因为高铁上有信号，可以保证工作不间断，而且如今智能化的高铁背后，也有他的贡献。

对于高铁乘客普遍反映的信号仍不够强的问题，艾渤解释，高铁系统其实是被两张“网”覆盖的。一张是离铁轨一两百米以外的铁塔，是中国移动等电信运营商铺设的“公网”；另一张则是离铁轨非常近的基站组成的“专网”。公网面向公众，专网则负责列车运行控制信号的传输。

“你们应该也会有感受，以前高铁经过隧道时，手机很可能就没有信号了，但现在不一样了。”艾渤说，此前，为了保证专网线路在隧道内正常运行，铁路系统会禁止运营商将信号系统铺设进隧道，如今随着通信技术提高，已能排除同频或者邻频信号的干扰，给公网留出了更大空间。

“为什么高铁不能24小时运行呢？”艾渤又抛出一个问题。他解释，因为铁路部门需要在晚上检测轨道、供电以及其他基础设施，排除故障。而且，这种检测每天都要重复。“要想高铁全天候运营，未来可能要加强通信和感知的深度融合，比如通过给列车加装专业设备，使其在经过轨道的同时，对周边所有基础设施完成深度的同步检测。”

面对高铁提速以及无人驾驶高铁时代的到来，艾渤感受到不小的挑战。“速度更快时，传播时延（信号从网络一端到另一端的时间）要更低，不然很多信息会过时，无法给预警和决策留出时间。而高铁开启自动驾驶后，对传输信号的可靠性提出了更高要求。”艾渤说，他们团队正在研究6G技术在轨道交通等场景中的应用，“未来在车上可能体验跟地面完全一样的通信感受”。

今年6月，全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会在人民大会堂举行，艾渤在现场。“复兴号高速列车项目以及我主持的‘关于高速移动复杂场景信道特征和传输理论’项目分别荣获国家科学技术进步奖特等奖和国家自然科学基金二等奖。高铁技术树起国际标杆，是千万铁路人的自豪。”

艾渤现在的成就是父亲早年想不到的，未来交通的发展可能也是我们今天想不到的。“只要你相信，就会有奇迹”，这是艾渤最喜欢的一句歌词。他说，有时希望可能很渺茫，但不能抹杀，只要一直在路上，坚持踏实做事，就会有奇迹。

编辑 尹洁/美编 苑立荣/编审 张建魁

艾渤

1974年出生于陕西省西安市，本科毕业于中国人民武装警察部队工程大学，硕士和博士毕业于西安电子科技大学，现任北京交通大学电子信息工程学院院长、博士生导师。