金建钢

九月伊始,2017级星友进入结题答辩季,许多星友晒出了答辩后摄于上海科学会堂的照片,笑意满满。笔者一直特别关注这一级中15位C类星友。他们是上海市科委首次推出青年科技启明星C类试点计划的担纲者。3年已过,项目执行情况如何?笔者和很多关心启明星的朋友对此都很关心,也因此我们选了其中一位——首批启明星C类计划执行人,上海交大船舶海洋与建筑工程学院金建钢副教授——作为本期启明星专访对象。金建钢承担的C类项目是由上海市市政工程设计研究总院(集团)有限公司牵头的城市地下空间应急避难保障优化方案的设计。

C类计划是根据创新主体企业的强烈需求应运而生的,旨在推动和鼓励在沪高校、科研院所35岁以下科技人员根据沪上企业的创新需求开展研究。具体由华谊集团、上海电气集团、上汽集团、上海市政工程设计研究总院等首批单位依托企业列出课题清单后招标。经面试等程序入选后将为每位入选者提供资助(经费总额与A、B类星友相同,由相关企业和上海市科委作为资助方各出一半经费)。

九月秋意浓,凉风暮雨天,采访金建钢那天下着大雨,不由让人加快步伐,因为建钢星友已在木兰船建大楼下等着我们。

享受学习,钟情逻辑

1985年,金建钢出生于江苏省南通市海门的一个农耕之家,他是家里的独生子。海门是中国闻名的“科技之乡”“教育之乡”,也是近代实业家、教育家张謇的故乡。有史记载,张謇曾就读于海门中学,而这里也正是金建钢求知生涯真正起步的地方。用他自己的话说,从小学到中学的学习都非常轻松。由于特别喜欢数理化,他觉得做理科题目是一种训练推理的享受,能从中收获很多成就感。一般情况下他只用考试时间的一半就能完成答卷,所以读书学习对他来说是一件很快乐的事。这里我们用三句话勾勒出热爱理科的金建钢同学学习生活的日常:第一,为了更多更好地玩耍,主动提高学习效率;第二,喜欢每一次考试,享受每一次考试;第三,推理过程本身就是一种享受的过程。之所以在这里多用些笔墨,是联想到时下越来越多的家长和孩子都在辅导班、请家教补课上牵扯了过多精力。或许是现在的竞争更甚于过去,但金建钢的经历也再次传递出这样的信息:回归学习本身,享受学习,反而能够激发自身潜能,寻找到适合自己的学习方法。

2004年,金建钢参加高考。向来成绩优异的他坦言自己当时没有发挥好,未能考取心仪的大学。经过一番思考,这位理科少年决定复读再考,第二年他被清华大学土木工程专业录取,开启了清华园大学生活。

在国际学术会议上分享研究成果

行胜于言,清华烙印

无体育,不清华。这恐怕是给刚刚进入大学校园的金建钢扑面而来的印象。“每天下午四点半以后,大家从图书馆、教室、实验室出来到操场去锻炼。到处是跑步的人群,龙腾虎跃,蔚为壮观。”他向我们介绍到:“我们男生每年要考3 000米跑的项目,必须在14分45秒内跑完全程,否则不能升级。现在还要求每个学生会游泳。校园到处贴有‘为祖国健康工作50年’的标语。清华的体育教育不仅仅局限于强健学生的体魄,更重视人格的塑造与意志品质的培养。”与中国乃至全世界最优秀的一群人共同学习,相伴成长,是“清华人”的烙印赋予金建钢最巨大的精神财富。“清华园的生活让我认识到,在大学期间最应该为将来的事业和人生积累三样财富:身体、知识和能力。”

“行胜于言是清华精神中让我印象最深的一句,也是一代代清华人赖以砥砺前行的座右铭。清华的校风非常严谨,可以不善言辞,但必须踏实做事。加上周围的同学都很优秀,都在很踏实用功地学习,到处都是努力向上的氛围。传统的科学精神和实干态度正是今日中国之必须。”谈到自己在清华园求学的日子,建钢星友提炼了以上这段话。

行胜于言,不是不言。言必求实,以行证言。打上了“清华烙印”,心就不曾离开。2009年夏,金建钢带着母校的烙印,来到新加坡国立大学,师从新加坡工程院院士、新加坡国立大学土木暨环境工程学系终身长聘教授李德纮,继续在土木与环境工程领域深造。

从“放羊找草吃”到算法高手

十年前,当金建钢怀揣着求学深造的梦想来到新加坡国立大学这所世界知名学府攻读博士学位时,他没有想到自己面临的第一个挑战就是要适应大学与导师新的教学与科研方法。“在中国高校的环境下,我们大都适应了‘关羊喂草’式的教学,而我的导师李德纮教授用‘放羊找草’的方法,为我的学习与科研工作打开了另一扇窗。”建钢回忆说,“现在想想自己真是受益者,但在头两年,在拼命去‘找草吃’的阶段,我几乎常常莫名奇妙地头疼,难以入眠,直到有一天我找到‘草’并且能‘吃饱’后才回归正常。”所谓放羊找草式管理,并不是不管学生,而是为学生指出一个开展研究的大方向,但在大方向下能否找到有意思的东西主要靠学生自己了。“其实,导师想教给我们的,恰恰就是我们中国学生比较缺乏的独立开展研究与教学的能力。”善之本在教,教之本在师。金建钢在这种“找草吃”的过程里,渐渐学会如何找到具体的科学问题,哪怕这些科学问题在文献里也很难找到。最终,金建钢在导师点拨并在师兄们的帮助下从找到的科学问题中提炼出科学道理,思考并得出具体的算法。第二年,金建钢就通过发表港口优化领域的文章帮助自己建立了学术自信。从此以后他就感觉摸到门路了,学术科研之路也越来越顺。

在新加坡求学的四年里,金建钢不仅如期完成了博士学位课程,也在课题历练中逐步成为港口物流优化及其算法的专业高手。具体而言,金建钢的博士论文工作就是要为效率更高的港口码头提供智能决策模型和算法,利用数据科学和运筹优化技术帮助港口实现智能化运作,包括港口泊位计划、集装箱堆场堆存计划、集卡作业调度计划等。

在新加坡攻博期间的最后两年,金建钢参加过两次国际运筹与管理学会的比赛,2013年金建钢与美国麻省理工学院运筹学中心的清华校友组队,参加在国际运筹学与管理学研究学会举办的铁路优化竞赛。比赛要求参加者针对交通运营中某个具体问题,提供模型算法的解决方案。最终金建钢这一组在全球近50组参赛队伍中脱颖而出,摘得桂冠,他们的获奖报告也由赛事组委会推荐至运筹学与管理学领域国际顶级期刊上发表。这些经历和成果让金建钢找到了自己今后要走的科研道路方向:可以帮助解决行业中的痛点问题——为与航运、铁路相关的交通运输系统的优化提供解决方案和具体算法。

新加坡读博最后一年,在一次国际会议上,建钢认识了上海交大一位学术带头人,他鼓励建钢加盟上海交大。2013年,金建钢来到了上海交大船舶海洋与建筑工程学院,成为该院交通工程系的一名“青椒”(大学青年教师)。

从“青椒”到启明星C类计划担纲者

2015年至2017年是金建钢在科研领域“努力绽放”的时期。除了日常教学工作外,他以学术兼职和科研服务充实自己,比如他担任SCI期刊《计算机与工业工程》领域主编;担任美国科学院交通运输研究理事会港口与航道委员会委员;加拿大自然科学与工程研究委员会评审专家等。在获得青年科技启明星人才计划资助之前,曾获得上海市教委晨光计划的资助。

谈及启明星C类计划,金建钢认为,这项启明星计划的新品种具有试水的意义。该计划是在上海市科委支持下,由作为创新主体的企业提出亟需破解、仅靠企业自身力量往往无法攻克的课题。课题的接标人一般都是来自高校或科研院所的年轻科技人员,但前提是要具有与课题相关的研究经历。金建钢这次中标的课题来自上海市政工程设计研究总院提出的“城市地下空间的安全评估与应急保障”。由于建钢在新加坡期间在港口物流优化算法方面的出色工作,故被市政总院挑中为该课题的担纲者,也因此成为启明星历史上首次推出的C类计划的首批入选者。针对该项目立项的背景以及金建钢在课题中的表现等问题,笔者专门电话采访了上海市政总院的范益群总工程师,范总同时也是此项目中金建钢的副导师。

范益群说立项的背景是2003年国家提出城市网格化管理要求后,城市地下空间也纳入其中。对地下空间的管理一直是空白,包括城市地下空间安全评估和应急保障管理,同时要为国家有关防灾避难场所的标准编制提供研究基础。要做这样的大事仅靠市政院的力量是不够的,为此向上海市科委提出了申请,希望和高校的研究力量结合起来共同实施。当时上海市科委也正好有这样的想法,即鼓励高校、科研院所的年轻科研人员参与到企业提出的课题中,这些需求和想法也促成了启明星C类计划的问世。

与学生共享毕业喜悦

范益群还介绍到,当时他们发布了这一课题信息后有好几位投标人,最后选中金建纲是因为他承担过新加坡和上海重要港口码头物流优化模型、算法的编制,经过实践检验而且已在这个领域发表过不少文章。范老师说,在项目执行中,院里与这个项目有关的工作都请建钢参加,平均每季度都会沟通一次。在范老师看来,建钢做事很利索,也很主动,并且定期汇报工作执行情况。

院里当时对这个项目的期望就是研究工作能为相关规范标准的制定提供理论和知识上的支撑。而从这一点来考量,金建纲所做的完全达到了要求。范总举例说这次项目是想为地下空间纳入应急避难体系提供可行的算法和模型,譬如一个区域里要考虑多个地下空间之间的关系,涉及应急管理如何疏散、保障等,包括路径、规模的合理调配规划,如怎么去避难,怎么跑更合理,需要有一套理论来支撑。金建钢作为这个项目的担纲者提供了完整的模型方法。

C类计划的经历会让我更关注接地气的科研

谈起启明星C类计划对自己成长的帮助,金建钢说:“像我这样的大学青年讲师从事的大多是理论研究,过去对我们的考核和人才评选标准主要是以理论成果为主。其实,我们都有能力利用理论优势做出更接地气的成果,为企业技术创新服务。C类计划正是这样一个开发‘青椒’潜力的舞台。三年来,我和其他受到资助的星友一样,深深感受到C类计划在实施过程中不仅探索了科技人才流动机制,而且可以引导高校院所科研团队与企业长期合作,特别是在为人才服务方面,在人才本身与企业双方都有意愿的情况下,部分人才可转岗到企业。与此同时,对于企业而言,也希望与入选计划的人才紧密合作,通过人才培养促进科学、技术、装置、工程、产品、用户、市场7个环节连接,解决企业在发展过程中的痛点。总之,这段与C类启明星计划的缘分将使我在未来的科研教学中更关注接地气的科研。”

随着启明星计划的结题,作为上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院副教授、博士生导师的金建钢接下来在专业上会有怎样的考虑?金建钢回应说,除了上好课,在研究上,他会继续把研究聚焦于集装箱港口运营优化、交通系统网络设计(航运、航空、铁路)、公共交通系统优化等。未来三年,他将集中精力完成国家基金委国际合作研究项目“突发及特殊事件下的多模式公共交通系统应急管理研究”与重点项目“绿色港口与航运网络运营管理优化研究”。前者是国家基金委与加拿大魁北克研究基金会共同资助两国科学家在智慧城市与大数据领域开展合作研究的项目。“我参与这些项目主要是因为智慧交通、绿色环保与应急系统运转的背后都有赖于更高级、更独特的算法。而这方面我可以发挥自己的优势。”金建钢如是说。

侯璟琼、江世亮采写于2020年9月17日