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从全球工程前沿看土建工程未来发展趋势
2024-04-03 09:27:05来源:中国建设报    作者:王益鹤

为研判工程科技前沿发展趋势,敏锐抓住科技革命新方向,中国工程院等联合发布了《全球工程前沿2023》报告,凝练187项全球工程,研判重点工程前沿未来5~10年的发展方向和趋势。其中,工程前沿分为侧重理论探索的工程研究前沿和侧重实践应用的工程开发前沿。土建工程领域有多个研究前沿和开发前沿上榜,涉及建筑学、市政工程、城乡规划与风景园林、土木建筑材料等学科方向,聚焦工程科技中具有前瞻性、先导性和探索性的主要研究和技术方向。

人工智能引领,提供新动能。一方面,人工智能持续演进,成为前沿性首要技术。例如,工程研究前沿“基于人工智能的结构损伤识别及性能预测”,旨在利用人工智能方法,从大量多源多模态数据中提取复杂的损伤特征模式,实现准确识别及性能预测。另一方面,“人工智能+”行动开启,广泛提升应用价值。人工智能与工程技术加速融合,有力地推动了基础理论创新和产业化应用。

交叉融合创新,发展新模式。当前,全球科技创新进入密集活跃时期,跨界融合、交叉扩散、群体突破的特征日益明显。一是学科交叉融合持续推进。人工智能、机器人、可再生能源等新技术加速向各领域渗透融合,迈向智能化、无人化、精准化、低碳化,催生全球科技和产业发展新模式。一方面,学科从单项创新到系统集成。通过技术集成、资源优化配置达成整体目标,呈现出显著的创新特色;另一方面,学科从并行发展到交叉融合。科研领域出现多技术融合、齐头并进的变革,前沿技术创新释放聚合效应。二是研究前沿与开发前沿加速融合,研究前沿中有开发任务,开发前沿中有科学问题与理论研究。

现实应用驱动,拓展新格局。应用前沿深入发展,以应用场景为驱动,以解决复杂问题为导向。一是从技术研发到场景应用。如“城市历史文化资源保护与利用的数字化技术体系”,将最新的智能化数字技术导入传统的历史文化资源保护与利用领域,提高资源保护工作的体系化、拓展历史文化资源利用的广度和深度。未来重点发展方向为多源数据融合、风险监测感知、评估推演预警、价值传播利用和规划技术集成。二是多目标协同、多维度解决复杂问题。如“巨型地质灾害链时空分布与智能化评估”融合多源数据和智能算法预测地质灾害链的发展趋势,开发基于智能技术的地质灾害链实时监测与早期预警系统,构建智能化风险评估和防控决策体系。

以需求为导向,提升新品质。工程前沿的发展将更加聚焦满足人民美好生活的新需要,更加聚焦满足高质量发展的新需求。首先,工程前沿主要面向构建智能安全结构设施和拓展人类发展空间需求。例如,“基于人工智能的结构损伤识别及性能预测”等前沿面向智能安全结构设施,“安全韧性导向的高密度城市人居环境空间优化”等前沿面向高质量城市和空间环境。其次,持续在工业化、数字化、绿色化转型方面下功夫。例如“装配式构件与模块化结构”等前沿体现工业化转型,“城市更新中的减碳方法与技术”等前沿展现绿色低碳发展理念。

科技赋能发展,创新决胜未来。土建工程领域的每一个方向都蕴含着无尽可能。工程前沿趋势的研判,对把握科技发展大势、降低科技革命的不确定性、推动工程科技的创新发展具有重要意义。新的起点上,要紧紧抓住有利时机、用好有利条件,因地制宜发展新质生产力,加快推动建筑业转型升级和高质量发展。

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