孫雅琴

航空交通網(wǎng)絡是由空管航路管制網(wǎng)絡、航空公司航線運行網(wǎng)絡、航空物流運輸網(wǎng)絡構(gòu)成的復雜航空運行巨系統(tǒng)，具有節(jié)點異構(gòu)性、網(wǎng)絡規(guī)模性、調(diào)控時變性的特征。北京航空航天大學（以下簡稱“北航”）國家空管新航行系統(tǒng)技術(shù)重點實驗室副教授孫小倩的研究就是從航空交通多參與者的角度出發(fā)，基于多源異質(zhì)海量航空實際運行數(shù)據(jù)，對其進行建模分析及優(yōu)化調(diào)控。為此，她探索航空交通網(wǎng)絡的運行機理與規(guī)律，同時通過產(chǎn)學研合作，推動以航空交通應用為背景的成果。

2022年，站在科研人生第三個7年的尾巴上，孫小倩憑借在航空交通網(wǎng)絡、多模式交通系統(tǒng)、大規(guī)模復雜系統(tǒng)韌性等方向的突出成績，從激烈的競爭中脫穎而出，一舉斬獲第二十四屆茅以升科學技術(shù)獎-北京青年科技獎。對此她說，是努力所得，也是機遇贈予。

飛行器設(shè)計的多準則決策

總結(jié)起來，孫小倩的科研生涯是由“3個7年”組成的。2001—2008年，第?一個7年，她在有著濃厚國防軍工文化的西北工業(yè)大學（以下簡稱“西工大”）度過。西工大的校訓是“公誠勇毅”，校風是“三實一新”。孫小倩的本科專業(yè)是電氣工程及自動化，之后以優(yōu)異的成績保研到電子與電力傳動專業(yè)。她記憶中的大學生活，課業(yè)非常重，整日上課、自習。多年以后，她感慨，正因為這樣嚴格的要求才讓她打下了一個好底子，有機會前往德國留學。

2008—2015年，科研生涯的第二個7年，孫小倩在德國宇航院（German?Aerospace?Center，DLR）空中交通系統(tǒng)研究所完成了博士學業(yè)，并隨后繼續(xù)開展博士后研究。其間，她主要進行飛行器設(shè)計的多準則優(yōu)化。德國人注重工程應用的科研風格，給她留下了深刻印象?！拔覀兪窍到y(tǒng)分析組、飛行器設(shè)計組、航空交通基礎(chǔ)設(shè)施與過程組、航空公司運營組四組聯(lián)動。我在系統(tǒng)分析組，負責基于多準則的飛行器概念設(shè)計。研究所要求將這部分工作跟市場需求緊密結(jié)合。所以，我不僅要考慮設(shè)計，還要考慮市場、維修等因素，然而各種要素存在著潛在沖突，需要選一個折中的方案，多準則決策是我科研的一大特色。”

其間，孫小倩參與了德國聯(lián)邦教育研究部BMBF下一代機場系統(tǒng)預研項目“機場2030”項目。“德國人熱衷無起落架飛機（Ground-based?Landing?Gear?System），飛機設(shè)計最重要的目標之一就是減重。結(jié)構(gòu)重量減輕，意味著行李或乘客等有效載荷就可相應增加?！睂O小倩和同事提出，額外設(shè)計個起落架，就像“滑板”，當飛機起飛后，“滑板”就留在停機坪上。它可以自動回到跑道，并利用精準定位技術(shù)，預判、識別飛機的降落。相比傳統(tǒng)飛機，無起落架飛機在減重、耗油量、增加收益等方面都有著巨大優(yōu)勢。

混合機翼飛機（Blended?Wing?Body，BWB）也是孫小倩在德國時就接觸的研究。“在國內(nèi)叫‘翼身融合體，這意味著機翼部分也可裝載乘客。德國人重視乘客的體驗感，所以不光考慮設(shè)計，也考慮乘客的接受度、滿意度及運營風險等。我所在的課題組，要對此進行技術(shù)評估。”這又是多準則的，讓各類要素保持微妙的平衡，在孫小倩看來極有意思。

科學價值與國家需求相結(jié)合

2015年，孫小倩決定回國發(fā)展?！皠偮涞乇本?，國家空管新航行系統(tǒng)技術(shù)重點實驗室（以下簡稱‘實驗室）主任張軍院士就請我去北航作報告。張院士名聲在外，我是慕名前去。”那天報告一結(jié)束，張院士開門見山，邀請孫小倩加入北航?；叵肫饋?，孫小倩說她考慮了不到5分鐘就決定了?！氨焙娇平唐脚_廣闊，科研氛圍創(chuàng)新自由，又大力支持年輕學者，特別那還是一個擁有四五十名教授的院士團隊，我立刻就心動了?！?/p>

2015—2022年，這是孫小倩科研生涯的第三個7年。相比母校西工大的厚重整肅，北航校訓是“德才兼?zhèn)?，知行合一”，校風是“艱苦樸素、勤奮好學、全面發(fā)展、勇于創(chuàng)新”。在這里，她主持完成了國家自然科學基金中德國際合作與交流項目和青年基金各1項，參與重點項目和重大研究計劃等4項，相關(guān)研究涉及無人機臨近空間平臺與衛(wèi)星組網(wǎng)機理與驗證研究、航空網(wǎng)絡運行安全與優(yōu)化等。迄今，孫小倩共發(fā)表論文90余篇，其中在《交通科學》（Transportation?Science）、《交通研究》A/B/C/E系列（Transportation?Research?Part?A/B/C/E）等期刊上發(fā)表一作或通訊《科學引文索引》（SCI）論文50余篇，谷歌學術(shù)引用1300余次（3篇基本科學指標數(shù)據(jù)庫高被引論文），引用學者包括英國皇家工程院院士、美國麻省理工學院航空航天系副主任、哈佛大學教授等;獲國際/國內(nèi)會議最佳論文獎6次。因突出表現(xiàn)，她先后入選北航“卓越百人”、“青年拔尖”和“青年科學家團隊”人才計劃;獲2018年中國智能交通協(xié)會科學技術(shù)一等獎1項（排名第5），2019年國家科學技術(shù)進步獎二等獎1項（排名第9），2020年交通運輸部青年科技英才稱號，2021年中國航空學會航電與空管分會優(yōu)秀青年學者稱號，2022年第二十四屆茅以升科學技術(shù)獎-北京青年科技獎。

航空交通網(wǎng)絡優(yōu)化設(shè)計研究，孫小倩做得挺有成就感?！霸谖覈娇展具\營中，除飛機購置成本外，機組人員費用、燃油費用等也相當高。飛行成本高，票價便降不下來。”孫小倩認為，如能改善運營網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)，低票價將成為現(xiàn)實。“比如，西安到北京客流量大，可以針對性地采用大型飛機，將每次運載的乘客數(shù)量從300人提升到600人甚至800人?；蛘卟捎门c高鐵合作的模式，航空公司收益提高，自然可讓利給消費者，降低票價，進而刺激消費，拉動市場，實現(xiàn)多方共贏?！?/p>

城市空中交通無人機是孫小倩的在研項目之一?！叭缃裨诤贾荩瑹o人機貨運已經(jīng)應用到外賣行業(yè)。早高峰時期，在應用程序上下單沒多久，無人機載著咖啡就送來了?！贝送?，這項研究還可應用于載客。在大城市，從市中心到機場往往要倒好幾趟地鐵，開車還常遇擁堵路段。如果坐無人機，假使以100千米每小時的速度，可能20分鐘就到了，效率大大提高。城市空中交通無人機的出現(xiàn)，有助于緩解城市交通壓力，在幾年內(nèi)有望落地推廣。

孫小倩相信，好奇心和信念感之于科學家有重要意義，所以她總是在做既具科研價值又對社會有益的研究，在個人興趣和社會責任間尋求平衡。如今，航空交通網(wǎng)絡研究與航空工程結(jié)合的“大交通”已成為發(fā)展趨勢。國家提倡打造綜合交通規(guī)劃建設(shè)運營大平臺，推動實現(xiàn)“規(guī)劃一張圖、布局一張網(wǎng)、運行一張表、出行一張票”，孫小倩也正致力于此。

科研與教學緊密融合

近年來，產(chǎn)學研一條龍已經(jīng)發(fā)展為實驗室的一大特色。實驗室在張軍院士的帶領(lǐng)下，秉持“大團隊、大項目、大科研、大獎項”的理念，依托中國民航空管局、數(shù)據(jù)通信有限責任公司、北京首都國際機場等進行產(chǎn)學研合作，在成都、杭州等均建立了校企合作的創(chuàng)新研究院。

緊跟實驗室開放的步伐，孫小倩以全球視野與國際同行保持著緊密的聯(lián)系。她是航空交通領(lǐng)域知名期刊《航空運輸管理雜志》（Journal?of?Air?Transport?Management）副主編、國際民航組織航空航天工程教育聯(lián)盟理事會委員、中國交通運輸協(xié)會青年科技工作者委員會委員，以及由美國聯(lián)邦航空局和歐洲航行安全組織舉辦的航空交通國際研究會議（ICRAT）45名學術(shù)委員中僅有的兩名中國學者之一，是航空研究探討會（SOAR）16名學術(shù)委員中僅有的中國學者。2018年、2019年，她先后以德國亞琛工業(yè)大學馮卡門學者、德國德累斯頓工業(yè)大學德累斯頓學者的身份出國訪學。2019年7月—2022年3月，她還擔任北京航空航天大學國際通用工程學院副院長，發(fā)揮國際合作特長，多次組織承辦國際學術(shù)會議，為北航打造出了國際合作與交流的新名片。

目前，孫小倩課題組（Multi-Modal?Mobility?Networks）有5名碩士生和5名博士生。她讓學生以興趣、能力及優(yōu)勢等選擇研究方向，航線網(wǎng)絡設(shè)計、無人機路徑規(guī)劃、機器學習智能優(yōu)化算法、航空公司運營優(yōu)化等方向都有人在做。她還根據(jù)學生的職業(yè)規(guī)劃，進行精準培養(yǎng)?！氨焙揭讶∠麑ΥT士生的論文發(fā)表要求，如有學生對發(fā)文章不感興趣，我就會讓其盡早到行業(yè)單位實習并安心寫畢業(yè)論文?！痹趯O小倩看來，一名合格的導師不僅要讓學生順利畢業(yè)，還要讓他們找準自己的人生道路，培養(yǎng)他們成為優(yōu)秀的航空航天人才。

（責編：王芳）07AEAAD5-8D02-4FB2-9564-64CFF3C0ED87