“這一屋子的設(shè)備，幾乎能夠承載中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通所有的通信功能！”眼前這個(gè)身穿防輻射服的年輕人，一邊自豪地向科技日?qǐng)?bào)記者介紹著，一邊穿梭在實(shí)驗(yàn)室一排排轟鳴作響的黑色機(jī)柜之間，檢測(cè)著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
他叫陳為，35歲，北京交通大學(xué)現(xiàn)代通信研究所副所長(zhǎng)。
日復(fù)一日地推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式，調(diào)試計(jì)算機(jī)程序，與設(shè)備打交道。對(duì)于每天的工作，陳為用兩個(gè)字來(lái)形容——平凡。
10年前，斯坦福大學(xué)伊曼紐爾·坎迪斯教授的一堂課，引導(dǎo)陳為進(jìn)入了這個(gè)“平凡”的智慧感知研究領(lǐng)域。
2017年，陳為獲得了人工智能領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際會(huì)議ICCV的青年研究者獎(jiǎng)。未來(lái)，他的愿望是提高川藏線軌道交通智能化水平。
智慧感知 讓高鐵“耳聰目明”的前沿妙方
高能量效率和高可靠性的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化壓縮感知信息獲取技術(shù)，這么一大串拗口的詞放在一起，就是陳為的主要研究成果。這項(xiàng)技術(shù)可用于滿足高速鐵路的巨大通信安全運(yùn)營(yíng)需求。
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局報(bào)告顯示，2018年末，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)總里程達(dá)到13.2萬(wàn)公里，高鐵營(yíng)業(yè)總里程3萬(wàn)公里，超過(guò)世界高鐵總里程的三分之二，居世界第一位。
高鐵里程長(zhǎng)、速度快，但線路運(yùn)力并未充分發(fā)揮，信息傳輸瓶頸是其中的重要原因。陳為分析道：“鐵路沿線基站的密度較低，基站之間一般相隔3公里甚至更遠(yuǎn)，單個(gè)基站覆蓋面積很大，信息傳輸受限。為了安全起見(jiàn)，必須保障足夠的列車間距。”
基于5G的智慧感知技術(shù)可解決海量傳感器接入環(huán)境下的信息監(jiān)測(cè)問(wèn)題，支持高密度互聯(lián)的巨型鐵路物聯(lián)網(wǎng)。“運(yùn)行狀態(tài)等信息監(jiān)測(cè)更加精確，便可以縮短發(fā)車間距，鐵路運(yùn)載能力將會(huì)極大提高?！标悶橹v道。
在更高密度的感知下，災(zāi)害預(yù)警能力可以大幅度提高。如山體滑坡、暴風(fēng)雨雪、積雪厚度等要素對(duì)列車運(yùn)行產(chǎn)生的影響，智慧運(yùn)維系統(tǒng)都將及時(shí)通知列車，進(jìn)行導(dǎo)向安全決策。
夜以繼日 決心將理論底層面的架構(gòu)打通
10年前，陳為剛到劍橋大學(xué)攻讀博士學(xué)位，適逢斯坦福大學(xué)教授伊曼紐爾·坎迪斯（Emmanuel Candès）來(lái)訪，親自講授了壓縮感知的基礎(chǔ)理論。深入交流后，陳為決定在此深耕。
壓縮感知是人工智能的信息降維技術(shù)，也是后5G通信中的可能應(yīng)用技術(shù)之一。人工智能，對(duì)專攻了7年通信技術(shù)的他來(lái)說(shuō)，是個(gè)新詞匯。為了跟上進(jìn)度，陳為打了一場(chǎng)場(chǎng)“游擊戰(zhàn)”。當(dāng)時(shí)，劍橋大學(xué)不允許學(xué)生留宿實(shí)驗(yàn)室。為了抓緊做實(shí)驗(yàn)，他常常工作到凌晨，偷偷在沙發(fā)上睡一會(huì)兒，趕在樓管巡視之前溜出去，過(guò)一會(huì)兒再回來(lái)假裝剛剛上班。
終于，他成功運(yùn)用壓縮感知技術(shù)解決了物聯(lián)網(wǎng)中的能耗問(wèn)題，提高了物聯(lián)網(wǎng)的能量壽命，為之后的研究工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
這段海外求學(xué)經(jīng)歷，讓他深刻認(rèn)識(shí)到原創(chuàng)性基礎(chǔ)技術(shù)的重要性?！拔覈?guó)在很多科研領(lǐng)域已經(jīng)呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，但發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)體系相對(duì)完善。我國(guó)所借鑒的一些核心技術(shù)，隨時(shí)面臨掣肘風(fēng)險(xiǎn)。5G、物聯(lián)網(wǎng)這些新興技術(shù)，可能正是國(guó)家目前需要的?！睂W(xué)成之后，陳為立刻回國(guó)投入研究工作。
6年后，華為事件印證了他的觀點(diǎn)?，F(xiàn)在，他正在進(jìn)一步研究結(jié)構(gòu)化壓縮感知物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、海量機(jī)器通信隨機(jī)接入技術(shù)的理論基礎(chǔ)?！爸挥袑⒗碚摰讓用娴募軜?gòu)打通，才能做好應(yīng)用?！?
不急躁不盲從 坐熱科研的冷板凳
陳為坦言，做科研要坐得住冷板凳。理論成果一旦應(yīng)用，推廣起來(lái)可能也就一兩年，但之前20年、30年做的大量工作，沒(méi)有人知道?！岸鄠惗啻髮W(xué)杰弗里·辛頓（Geoffrey Hinton）教授早就提出了深度學(xué)習(xí)理論，2019年獲得圖靈獎(jiǎng)時(shí)已經(jīng)70多歲了。讓別人理解基礎(chǔ)技術(shù)的價(jià)值，是一件挺困難的事。即便如此，也一定要堅(jiān)持下去。”陳為認(rèn)為。
在陳為看來(lái)，智慧感知這門新興學(xué)科，只有少數(shù)人掌握最尖端的技術(shù)，其他學(xué)者往往是跟風(fēng)研究?！按罂儼l(fā)表出來(lái)的成果都是過(guò)去式，一味跟隨就會(huì)一直落后。坐上科研這張冷板凳，就要始終保持冷靜，不斷思考如何使自己更加先進(jìn)。”
團(tuán)隊(duì)帶頭人、中國(guó)高鐵GSM-R首席專家鐘章隊(duì)常常叮囑團(tuán)隊(duì)成員們，做科研就要回歸到科研的本質(zhì)和初心，踏踏實(shí)實(shí)把東西做出來(lái)，要有長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，不要尋求短期可兌現(xiàn)的利益。“這個(gè)冷板凳，我們不光要坐扎實(shí)，還要坐‘熱’了?！标悶樾χf(shuō)道。
關(guān)于未來(lái)，陳為的愿望很“簡(jiǎn)單”?！拔覀冋趨⑴c到川藏線的列控通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，希望能夠盡快實(shí)現(xiàn)每平方公里百萬(wàn)級(jí)的設(shè)備接入量，提高軌道交通智能化水平，助力川藏線建設(shè)?！?
