高自友(北京交通大学教授)

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高自友，男，1963年出生，安徽人，理学博士，是北京交通大学的教授、博士生导师。1988年，高自友获得中国科学院应用数学研究所运筹学与控制论专业硕士学位。高自友，系统科学研究所所长，长江学者特聘教授，973计划项目首席科学家，国家杰出青年科学基金获得者，新世纪百千万人才工程国家级人选，教育部“长江学者与创新团队计划”创新团队的带头人，国家自然科学基金委员会管理学部副主任，国务院系统科学学科评议组成员，北京交通大学校学术委员会副主任，交通运输学院学术委员会主任。中国交通运输系统工程学会常务理事、副理事长；中国管理现代化研究会常务理事；中国系统工程学会常务理事。

社会职务

高自友曾任中国管理科学与工程学会理事长、中国优选法统筹法与经济数学研究会副理事长。

国际学术期刊《Journal of Transportation Safety and Security》副主编；《Transportmetrica》、《The Open transportation Journal》、《The Open Civil Engineering Journal》、及《International Journal of Systems, Control and Communications 》编委；《交通运输系统工程与信息》副主编/常务编委；《系统工程理论与实践》常务编委；国家中华人民共和国国家自然科学基金委员会管理科学部学科评审组专家；北京市第三届学位委员会委员；俄罗斯自然科学院外籍院士。

2023年8月，中国工程院2023年院士增选有效候选人名单公布，高自友在列。

主要贡献

高自友教授在运输与物流管理、复杂系统建模和交通运输系统复杂性领域进行了系统而深入的研究，在理论、方法及应用三方面均取得了突出成绩。主持了国家973计划、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点、教育部创新团队及教育部跨世纪优秀人才培养计划基金等20多项重点科研项目。SCI引用500余次，EI收录论文100余篇，出版学术著作7本，获国家发明专利3项，教育部自然科学奖2项、科技进步奖1项，北京市科学技术奖2项，同时还培养全国优秀百篇博士论文获得者2人。高自友教授取得的主要学术贡献和重要创新成果表现在以下几方面：

1）建立了基于信息及控制作用下的交通流动力学模型

一般道路交通流动力学模型已经比较成熟，而建立基于信息及控制作用下的交通流动力学模型是国际上的研究热点。候选人通过引入自适应巡航控制及辅助信号控制系统成功地给出了基于信息及控制作用下的交通流动力学模型，推导了模型的稳定性条件。研究发现：自适应巡航及辅助信号控制系统能够提高交通流的稳定性，抑制交通拥堵，提高通行能力。成果对构建先进的交通控制和管理系统具有极为重要的理论与应用价值。相关成果发表在《PhysicalReview E》、《European PhysicalJournal B》、《Chinese Physics》、《Physica A》、《InternationalJournal of Modern Physics C》《物理学报》等国内外著名期刊上。并已获得3项国家技术发明专利授权。

2）分析了基于出行行为分析的城市交通网络承载能力

何种城市交通网络的拓扑结构可以承载更大的交通流量，一直是交通管理界公认的难点，而现有研究集中于从微观角度对路网局部结构进行规划与设计，而从宏观角度研究路网拓扑结构与交通承载能力之间关系方面国际上一直没有进展。候选人基于复杂网络及行为科学的相关理论，分析了三种路网拓扑结构的交通承载能力。研究发现：具有无标度特征的路网拓扑结构可以承载更大的交通流量。成果对指导城市时空结构的科学规划和交通需求管理具有极为重要的理论意义和应用价值3）建立了拥挤条件下公交车最优发车频率及公交均衡配流优化模型

现有的公共交通配流模型一般都假设公交工具具有无限的承载能力，如何解决这一问题，则一直是国际上广泛关注和研究的热点。候选人在充分考虑公交工具实际承载能力的基础上，同时考虑了乘客在公交站的等待时间及需转乘车次等因素，构建了拥挤条件下公交车最优发车频率及公交均衡配流的优化模型，设计了有效的求解算法。成果对于提高公共交通管理的科学性，具有重要的理论支撑作用。相关研究成果发表在运筹与管理领域顶尖的学术刊物《TransportationResearch-B》以及《Annals of OperationsResearch》、《European Journal of Operational Research》等国际知名期刊上。TR-B顾问编委、 N\u0026SE副主编、利兹大学Watling教授等充分肯定了候选人等在建立公交车最优发车频率建模方面的重要贡献。 Watling等提出的模型就是在此基础上的引申和推广。加拿大皇家学会院士， INFORMS 会士（Fellow）Gilbert Laporte等还将此成果收入著名的运筹与管理手册中（Handbooksin Operational Research and 管理学 Science, Vol.14）。

4）设计了求解路网交通均衡配流问题的高效算法

交通网络配流模型的求解一直是国际上的研究热点，传统的可行方向法计算效率太低，阻碍了先进模型的实际运用。候选人为一大类组合配流模型设计了基于非单调技术和分解技术算法，大大提高了计算效率。并提出了求解离散网络设计(NP-hard)问题的支撑函数法，部分解决了这一国际公认最具挑战性的难题。此算法目前被国际同行认为是当今国际上四个求解离散网络设计问题最有效的算法之一。相关研究成果发表在管理与运筹领域顶尖的学术刊物《TransportationResearch-B》及《European Journal ofOperational Research》、《AppliedMathematics and Computation》等国际知名期刊上。雅典国立技术大学的Stathopoulos教授，对40多年来国际上交通网络设计问题(NPhard)的求解算法进行系统总结，文中将候选人等提出的支撑函数法列为是当今国际上求解D-NDP问题的四个有效算法之一（其他3种均为国际上著名的经典算法：分支定界法；Lagrange松弛法；对偶下降法）。

5）提出了求解列车调度问题的新方法

调度问题是制订列车运行计划的核心问题，是当前国际运输管理领域研究的热点与难点。候选人基于轨道交通的全局信息，将模拟思想与优化方法相结合，建立了列车调度问题的优化模型与求解算法。成果对于指导我国轨道交通系统的建设和运营管理具有重要意义。相关研究成果发表在运筹与管理领域顶尖的学术刊物《TransportationResearch-B》，值得指出的是，这是大陆学者首次在此运筹与管理领域顶尖刊物上发表的轨道交通管理领域论文。TR-B主编、卡耐基·梅隆大学Carry教授充分肯定了此成果，认为“This papergives an important extension…, and should be of great interest to the trainscheduling community.”

6）候选人及研究团队取得的主要应用成果

（1）针对北京市北京二环路三里河地区区域混合交通流进行了深入研究，提出主要路段疏导混合交通流的交通组织管理方案，以及交通分阶段疏堵实施方案。专家组评价为“…项目研究方法科学、技术路线准确、基础数据详实，研究内容全面，提出的组织优化措施和改善方案具有较强的可设施性。…”，并为北京奥运会交通组织管理做了大量研究工作，为奥运交通畅通作出了贡献。

（2）2006年候选人和北京四通智能交通系统集成有限公司正式签订了发明专利转让合同，就候选人拥有的交叉口信号控制发明专利进行了推广应用（见附件）；

（3）主持开发了“旅客列车开行效益模型研究”，其成果在中国铁路哈尔滨局集团有限公司得到使用，用户鉴定认为“通过运行测试和数据模型校验，其运行结果可靠、误差率小、所求数据正确，比较真实地反映了旅客列车的开行效益状况”。

7）上述研究成果已得到国际运输与物流管理领域许多著名专家学者的多次正面引用，如：Bell、Patriksson、de Palma、Nuzzolo、Lindsey、Shalaby、Hickman、Sumalee、Watling等等。据中国科学技术信息研究所检索，论文被SCI引用达500余次。

8）加拿大工程院院士、Calcary大学Wirasinghe教授对候选人及其团队的多项研究工作给予了极高的评价，

为“theresearch group has made significant contributions in the 搬运作用 aspectssuch as…as well as case studies inBeijing for model calibration and validation, and have exerted a greatinfluence in the relevant fields.”。

指导孙会君博士完成的学位论文《物流中心选址与库存控制的双层规划模型及求解算法研究》入选2006年“全国优秀博士学位论文”。

指导吴建军博士完成的学位论文《城市交通网络拓扑结构复杂性研究》入选2010年“全国优秀博士学位论文”。

人才培养

教育思想

高自友认为基础研究探索性强、偶然性多，要想取得突破需要一个长期的积累过程，期间会经历无数次的挫折甚至失败，这就需要科学家沉得住气耐得住寂寞，没有十年磨一剑的精神很难坚持下去。

讲授课程

在教学方面，截至2018年9月，高自友先后为多个专业的硕士生及博士生开设了多门新课，如《城市交通平衡网络设计》《运筹学在城市交通中的应用》《双层规划理论、方法及其应用》《现代物流与交通运输系统》等。

编著教材

高自友编著出版的《现代物流与交通运输系统》在2003～2004年度被教育部研究生工作办公室推荐为“全国研究生教学用书”（2004年度全国交通运输学科唯一一本）。

指导学生

高自友教授指导孙会君博士完成的学位论文《物流中心选址与库存控制的双层规划模型及求解算法研究》入选2006年“全国优秀博士学位论文”。吴建军博士完成的学位论文《城市交通网络拓扑结构复杂性研究》获得2010年“全国优秀博士学位论文”，指导教师为高自友教授。谢东繁的《基于微观模型的城市道路交通流若干典型问题研究》博士学位论文获得提名2013年“全国优秀博士学位论文”，指导教师也是高自友。