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杨佩昆:同济交通工程的“甲子光年” | 十校十师

2019-10-15

来源 : 赛文交通网

作者 : 乌云豆

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《十校十师·杨佩昆》完整版

杨佩昆,同济大学交通工程学科创始人,我国交通工程学科主要奠基人和开拓者之一。 

杨佩昆:我1953年同济道路系毕业留下来当助教,到1956年,我们学校请来了俄罗斯专家(杜拉也夫),他是莫斯科城市建设学院的教授。

随后,根据他的建议,我们同济大学就成立了一个城市建设系、城市建设教研室,还开办了城市建设专业,从道路教研室调来两位老教授(赵骅、罗孝登),还有包括我在内的一批助教。

这样一来,我就从原来的道路工程转为城市交通方向了,主讲的城市建设课程,包括城市交通、城市运输网,这可以说是我第一个专业上面的转折点。  

1960年,同济大学接到编写城建专业全国统编教材的任务,时任同济大学城市建设系城市建设教研室主任的杨佩昆充分学习和吸收了苏联波良可夫的《城市交通与街道规划》,参与编写了《城市道路》中关于城市交通部分内容,并建议将教材名称由《城市道路》改为《城市道路与交通》。

全国第一本《城市道路与交通》统编教材就这样诞生了,并在1961年秋冬季学期正式开始给同济大学城建专业四年级讲授《城市道路与交通》课程,交通工程学科的雏形就这样在中国落地了。 

杨佩昆:教这门课的时候发现,教材里面有关平面交叉口通行能力计算有问题,但究竟问题出在哪里,我解释不了。

那么我就想解决这个问题,便向学校申请去考察交叉口的运行情况,希望把这个事情弄清楚,学校方面很好,就批准我了。

那时候信号灯是手控的,基本上是两个相位,指导我操作信号灯的人对我说,要特别注意这个方向的自行车,同对面方向过来的左转车交叉点的交通情况,这个给了我一个启发,我就特别注意这一点。

我观察了很多交通情况,我头脑里面就打下了这个,关于车辆交叉运行的感性认知,但是我没数据,理性上面没办法分析。

所以我后来当了教研室主任以后,就安排我下面的那些年轻的教师,再到上海大世界交叉口做交通调查。调查回来后统计观测数据,研究两相位信号直行车与左转车交叉通过这个时候的通行能力,研究交叉口的通行能力,从这个时候开始的。

在对观测数据作了分析后,杨佩昆列出了一个计算左、直车辆通过冲突点通行能力的公式,并写了一篇文章:“车辆通过冲突点的红绿灯交叉口通行能力的分析方法”。

1981年在同济学报第3期上发表,这是杨佩昆从1961年就开始做调查观测、数据分析,形成研究成果的第一篇学术论文。

后来,杨佩昆进一步将“两相位信号控制下车辆通过左、直冲突点的通行能力”的研究论文,送1982年在澳大利亚悉尼召开的“第十七届世界道路工程学术会议”,被接受在会上作报告。

后来,论文又在澳大利亚ARRB杂志上发表。

杨佩昆当交通警察的经历以及日后几十年的教学与研究生涯,践行了一条交通工程学科由实践到理论,再由理论指导实践的正确道路。

当交警期间,杨佩昆直接全面深入地观察了交叉口交通流的运行现象,经过思考与提炼,以及通过手动操控信号灯来控制交通流的实践,深刻理解了交叉口交通运行机理,为其日后提出交通信号控制领域“冲突点法“的核心理论奠定了坚实的基础。

十年动荡期(1966~1976),同济大学城市建设系城市建设教研室被迫终止,于是在文革后期,杨佩昆返回同济大学路桥工程系道路教研室。这次的劫难并未阻止杨佩昆关于交通的学习和研究的欲望。

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杨佩昆:我在文化大革命后期(1975年),在图书馆看到1961年美国HRB道路工程研究会所的刊物,上面有个声明,他说,我们道路工程研究所现在所研究的课题,已经远远的超过了道路的范畴,大量的在研究交通工程了。

所以我们要把HRB改名为TRB(交通工程研究所),我才知道交通原来不单是一种(车辆在道路上运行)的现象,它还是一个学科,

这让杨佩昆恍然大悟,原来在1961年所做的交叉口通行能力的研究,就是在做交通工程的研究。杨佩昆希望交通工程能够在我国发展。

1978年的全国科技大会召开后,杨佩昆即翻译了英文版的《道路交通分析与设计》第三篇《交通信号控制》,其篇幅虽少,却是当时最前沿的内容。

杨佩昆:要开全国科学大会(1978年3月)的信息一出来以后,道路系的系主任朱照宏教授,非常敏感,他召集当时的骨干教师开座谈会,大家商量。

他说:我们要做准备,我们道路教研室应该做做什么科学研究,选题目订个科研计划。挨到我发言时,我说:我们道路工程最相近的学科,是交通工程,要研究交通工程。

搞道路的老师们都不知道交通工程是怎么回事,就有人问:我跟他们讲了(文革期间看到的HRB内容)。

所以我在这个会上就跟大家讲,我想要在道路教研室做交通工程的研究。其他参加会议的教师,就是一句话:交通工程?我们不懂,我们不能做。

那个时候已经成立了上海城市建设学院(同济分校),学院道路系的主任是赵骅,我和他曾经一起编写过《城市道路与交通》教材。所以我向学校打了一个报告,提出要到他那边去搞交通工程。李国豪校长看了后,找我谈为什么要调走。

我将情况讲清楚后,他说:很好,你说得很对,我们改革开放交通也会发展,没有这个事情的研究,以后的交通问题解决不了。德国所有土木系的高等院校都有交通工程研究所。他就支持,成立了交通工程研究室。

成立后把我调去当研究室的主任。这个研究室是全国第一个研究室,所以这是一个先机,这一个先机落到我头上,接下来就有一连串的先机落到我头上了。

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(从左到右依次是赛文小编章羽佳、杨佩昆教授夫人、同济大学倪颖教授、同济大学李克平教授)

1979年,在杨佩昆的助推下,同济大学成立了交通工程研究室。

从1980到1981年,交通工程研究室在对1977年以来积累的大量交叉口观测数据进行分析处理的基础上,陆续写成包含“车辆通过两相位信号控制交叉口冲突点通行能力”、“小面积平面交叉口通行能力”、“平面交叉口停车线最佳位置设计方法”、“地下隧道通行能力“等在内的20篇专题报告,并打印成《交通工程技术资料》分送给全国有关的院校与单位,标志了当时交通工程研究的理论水平,奠定了交叉口信号控制与交通设施通行能力的研究基础。

1984年8月,由教育部指定,同济大学道路与交通工程教研室担任“交通工程专业”统编教材组组长单位,杨佩昆担任组长,主编了《交通管理与控制》教材。从杨佩昆主编的第一本国家级规划教材《交通管理与控制》诞生到2017 年,该教材已经修订出版到第五版,目前第六版正在修订中。

1980年,中国教育部将唯一一个1982年赴美国进修学习交通工程的访问学者名额,下达到同济大学,学校将这个名额给了杨佩昆,杨佩昆成为我国大陆第一个国家公派出国进修交通工程的访问学者。杨佩昆向加州加利福尼亚大学伯克利分校UCB提出了申请,阿道尔夫·梅教授接收了杨佩昆的申请。杨佩昆开始了为期一年的访问学习。

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杨佩昆:去当时的导师叫梅(阿道尔夫·梅)教授,他是国际上最权威的学术机构——交通流理论学术会议十位执行委员之一,我到那边去,学到了三样东西。

第一,发现那边的平面交叉口设计方法、方式,和我们不一样,我们国内,直行是一条线,交叉口也是一条线,在他们那边,交叉口左转,加一道左转车道,右转专门加一道右转车道,中间就是直行车道,信号灯就是有左右转这样的,按照这个通车,当时我就做了观察,他们就教我了,我们把这个交叉口叫做“新式交叉口”。

第二个让我学到了什么东西呢?自适应定时信号控制系统的TRANSYT-7F,这个信号控制系统,信号按照配好的时间变化,适应不同时间的交通量通过的需求,这里面有很多交通模型的知识,我在那个时候参加他们做设计,而且也参加了做这个系统所需的各类交通数据的调查。

还有我在那里,因为梅教授讲的高速公路入口匝道信号控制系统,我就去听课,听课后就知道了,哪种情况下,要采用哪一种入口匝道控制方式,不同的交通情况采用不同的方式。 

1983年杨佩昆回国,便开始将自己在美国所学到的知识,学以致用,首先做的就是在全国推广“新式交叉口”。

杨佩昆:最初接受这个做法的是深圳市,因为我第一个博士生曾静康在深圳工作,办了一个交通工程研究所,于是,我让他按照我在美国学到的“新式交叉口”,教他做深圳的交叉口改建设计。

做下来以后,提高通行能力效果非常好,于是深圳好多交叉口就开始逐步地修改了。深圳成功后,我到别的城市开始宣传做“新式交叉口”,后来大家知道了,就请我去做。

这样一来,我慢慢地在全国推广“新式交叉口”,差不多现在所有的城市都是这么做的。

在各城市推广“新式交叉口“取得显著成效的基础上,还有另外一件对杨佩昆而言意义非凡的事情。

杨佩昆:1991年上海市在四平路开始推广了新式交叉口,效果很好,2000年上海建委批准我同交警队科技处滕工提出的编写上海市地方标准《城市道路平面交叉口规划与设计规程》。

接下来,建设部召开《制订工程规范规划会议》,指定要我编写国标。

于是,我就召集了同济大学交通工程学科相关老师,并组织同京、津、沪、深等城市市政设计院合作,大家一起来编写国际《城市道路交叉口规划规范》

规范初稿经反复修改后,国家标准《城市道路交叉口规划规范》于2012年1月1日公布执行。其中,“新式交叉口”的规划设计方法是该规范的主要内容之一。2012年,《规范》荣获住建部颁发的“优秀规范奖”。

得益于美国访问期间对区域信号控制优化系统TRANSYT-7F的调查与研究,1985年杨佩昆应公安部科技处邀请,合作申报承担了“七五”国家重点科技攻关项目“城市交通信号控制系统“,项目编号75-2443,杨佩昆带领团队自主研发了国内第一个"城市交通信号自适应实时控制系统”核心软件,经过专家组现场考察、鉴定评审,该成果获得两部一委(科技部、财政部、发改委)颁发的’七五’攻关科技攻关重大成果奖,被公安部评为科技进步一等奖,个人获得公安部、南京市科技攻关突出贡献一等奖。

国际经济评价(香港)中心,从报上获得这一科研项目完成、运行的信息后,专门派遣专家组来作系统运行测试及驾车运行测试系统时效。1999年,中心所属的世界华人重大科学技术成果评审委员会,授予杨佩昆世界华人重大科学技术成果证书。

杨佩昆在美国进修的第三个收获,高速公路匝道信号控制的方法,也在重要的项目中得到实践应用。

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杨佩昆:我回国以后,广州造了一条高架环路,叫我去做进口匝道的信号控制系统。

我就想了,不同的交通情况,采用不同的信号控制的方式太不方便,我就动脑筋想,要做一个什么东西呢?能够适应于所有交通方式的一个控制系统,自适应优选入口匝道控制方式的控制系统。

因为世界银行贷款的项目,要报世界银行去审批的,世界银行看了以后说,这个东西是不可能做的,不通过,第一次不通过。

第二次也不通过,第三次我讲了怎么做,讲清楚以后,他们就同意可以找一个地方做试点,说试试看,试试看就做起来了,运行下来以后,效果很好,就这样这件事就做成了。

2001年研发方案上报后经受了三次的严格书面审查提问,最终于2005年获得世界银行贷款资助项目,这让杨佩昆非常高兴,在这个方案中杨佩昆就做成了自己的创新点,研发出自适应优选入口匝道信控方式的控制系统。 

上世纪80年代,国际上逐渐开展“智能交通(ITS)”相关研究,而杨佩昆的“智能交通”可以追溯到1982年在美国的时光,当属最早走进“智能交通”领域的中国践行者。

1996年美国公布了《美国国家ITS体系结构》,这是个开发ITS的上层体系结构,对美国的ITS研发意义十分重大。1997年杨佩昆受国家自然科学基金重点项目资助研究“国家智能交通体系结构”,并于2000 年出版专著《智能交通运输体系结构》。

杨佩昆:我们国家同美国,老百姓的交通需求是不一样的。

所以,第一步我先把国内的交通需求做了一份调查,带着研究生叫蒋金勇,做了一份调查,之后,教他把我们中国的居民交通需求先做出来,然后有个研究生叫杨超,我让他做成一个整体的智能交通需求体系结构。

作为一个课题,获得上海科委批准了,2000年底就写了一本书,《中国智能交通运输体系结构》。

然后呢,2003年国际上有个组织叫IEEE,就是国际电气电子工程师学会,正好到上海来开年会,他们了解到我们中国还做了这么多事情,杨晓光特别介绍了同济大学杨佩昆老师的工作,IEEE给我颁发了“中国智能交通研究突出贡献奖”,这是我所得的最高奖项。 

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(“同济大学”交通工程学科发展历程)

几十年的教学职业生涯,杨佩昆为我国培养了大批交通工程领域骨干人才。为纪念在同济大学建立交通工程研究室,鼓励在交通工程学科学习、研究成绩优秀的研究生,弟子及长期合作的社会咨询机构在2012年杨佩昆80寿辰日,以杨佩昆之名设立研究生奖学基金——同济佩昆交通人才基金,2016年在同济大学交通运输工程学院还设立了“同济大学杨佩昆奖学金”。 

身系百年同济,杨佩昆教授投身交通工程研究一甲子,桃李天下,践行了“同心同德同舟楫,济人济事济天下”的同济精神。

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