從全球工程前沿看土建工程未來發(fā)展趨勢
從全球工程前沿看土建工程未來發(fā)展趨勢
為研判工程科技前沿發(fā)展趨勢，敏銳抓住科技革命新方向，中國工程院等聯(lián)合發(fā)布了《全球工程前沿2023》報告，凝練187項全球工程，研判重點工程前沿未來5～10年的發(fā)展方向和趨勢。其中，工程前沿分為側(cè)重理論探索的工程研究前沿和側(cè)重實踐應用的工程開發(fā)前沿。土建工程領(lǐng)域有多個研究前沿和開發(fā)前沿上榜，涉及建筑學、市政工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃與風景園林、土木建筑材料等學科方向，聚焦工程科技中具有前瞻性、先導性和探索性的主要研究和技術(shù)方向。
人工智能引領(lǐng)，提供新動能。一方面，人工智能持續(xù)演進，成為前沿性首要技術(shù)。例如，工程研究前沿“基于人工智能的結(jié)構(gòu)損傷識別及性能預測”，旨在利用人工智能方法，從大量多源多模態(tài)數(shù)據(jù)中提取復雜的損傷特征模式，實現(xiàn)準確識別及性能預測。另一方面，“人工智能+”行動開啟，廣泛提升應用價值。人工智能與工程技術(shù)加速融合，有力地推動了基礎(chǔ)理論創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化應用。
交叉融合創(chuàng)新，發(fā)展新模式。當前，全球科技創(chuàng)新進入密集活躍時期，跨界融合、交叉擴散、群體突破的特征日益明顯。一是學科交叉融合持續(xù)推進。人工智能、機器人、可再生能源等新技術(shù)加速向各領(lǐng)域滲透融合，邁向智能化、無人化、精準化、低碳化，催生全球科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式。一方面，學科從單項創(chuàng)新到系統(tǒng)集成。通過技術(shù)集成、資源優(yōu)化配置達成整體目標，呈現(xiàn)出顯著的創(chuàng)新特色；另一方面，學科從并行發(fā)展到交叉融合。科研領(lǐng)域出現(xiàn)多技術(shù)融合、齊頭并進的變革，前沿技術(shù)創(chuàng)新釋放聚合效應。二是研究前沿與開發(fā)前沿加速融合，研究前沿中有開發(fā)任務，開發(fā)前沿中有科學問題與理論研究。
現(xiàn)實應用驅(qū)動，拓展新格局。應用前沿深入發(fā)展，以應用場景為驅(qū)動，以解決復雜問題為導向。一是從技術(shù)研發(fā)到場景應用。如“城市歷史文化資源保護與利用的數(shù)字化技術(shù)體系”，將最新的智能化數(shù)字技術(shù)導入傳統(tǒng)的歷史文化資源保護與利用領(lǐng)域，提高資源保護工作的體系化、拓展歷史文化資源利用的廣度和深度。未來重點發(fā)展方向為多源數(shù)據(jù)融合、風險監(jiān)測感知、評估推演預警、價值傳播利用和規(guī)劃技術(shù)集成。二是多目標協(xié)同、多維度解決復雜問題。如“巨型地質(zhì)災害鏈時空分布與智能化評估”融合多源數(shù)據(jù)和智能算法預測地質(zhì)災害鏈的發(fā)展趨勢，開發(fā)基于智能技術(shù)的地質(zhì)災害鏈實時監(jiān)測與早期預警系統(tǒng)，構(gòu)建智能化風險評估和防控決策體系。
以需求為導向，提升新品質(zhì)。工程前沿的發(fā)展將更加聚焦?jié)M足人民美好生活的新需要，更加聚焦?jié)M足高質(zhì)量發(fā)展的新需求。首先，工程前沿主要面向構(gòu)建智能安全結(jié)構(gòu)設(shè)施和拓展人類發(fā)展空間需求。例如，“基于人工智能的結(jié)構(gòu)損傷識別及性能預測”等前沿面向智能安全結(jié)構(gòu)設(shè)施，“安全韌性導向的高密度城市人居環(huán)境空間優(yōu)化”等前沿面向高質(zhì)量城市和空間環(huán)境。其次，持續(xù)在工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型方面下功夫。例如“裝配式構(gòu)件與模塊化結(jié)構(gòu)”等前沿體現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)型，“城市更新中的減碳方法與技術(shù)”等前沿展現(xiàn)綠色低碳發(fā)展理念。
科技賦能發(fā)展，創(chuàng)新決勝未來。土建工程領(lǐng)域的每一個方向都蘊含著無盡可能。工程前沿趨勢的研判，對把握科技發(fā)展大勢、降低科技革命的不確定性、推動工程科技的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。新的起點上，要緊緊抓住有利時機、用好有利條件，因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，加快推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。
為研判工程科技前沿發(fā)展趨勢，敏銳抓住科技革命新方向，中國工程院等聯(lián)合發(fā)布了《全球工程前沿2023》報告，凝練187項全球工程，研判重點工程前沿未來5～10年的發(fā)展方向和趨勢。其中，工程前沿分為側(cè)重理論探索的工程研究前沿和側(cè)重實踐應用的工程開發(fā)前沿。土建工程領(lǐng)域有多個研究前沿和開發(fā)前沿上榜，涉及建筑學、市政工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃與風景園林、土木建筑材料等學科方向，聚焦工程科技中具有前瞻性、先導性和探索性的主要研究和技術(shù)方向。
人工智能引領(lǐng)，提供新動能。一方面，人工智能持續(xù)演進，成為前沿性首要技術(shù)。例如，工程研究前沿“基于人工智能的結(jié)構(gòu)損傷識別及性能預測”，旨在利用人工智能方法，從大量多源多模態(tài)數(shù)據(jù)中提取復雜的損傷特征模式，實現(xiàn)準確識別及性能預測。另一方面，“人工智能+”行動開啟，廣泛提升應用價值。人工智能與工程技術(shù)加速融合，有力地推動了基礎(chǔ)理論創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化應用。
交叉融合創(chuàng)新，發(fā)展新模式。當前，全球科技創(chuàng)新進入密集活躍時期，跨界融合、交叉擴散、群體突破的特征日益明顯。一是學科交叉融合持續(xù)推進。人工智能、機器人、可再生能源等新技術(shù)加速向各領(lǐng)域滲透融合，邁向智能化、無人化、精準化、低碳化，催生全球科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式。一方面，學科從單項創(chuàng)新到系統(tǒng)集成。通過技術(shù)集成、資源優(yōu)化配置達成整體目標，呈現(xiàn)出顯著的創(chuàng)新特色；另一方面，學科從并行發(fā)展到交叉融合�？蒲蓄I(lǐng)域出現(xiàn)多技術(shù)融合、齊頭并進的變革，前沿技術(shù)創(chuàng)新釋放聚合效應。二是研究前沿與開發(fā)前沿加速融合，研究前沿中有開發(fā)任務，開發(fā)前沿中有科學問題與理論研究。
現(xiàn)實應用驅(qū)動，拓展新格局。應用前沿深入發(fā)展，以應用場景為驅(qū)動，以解決復雜問題為導向。一是從技術(shù)研發(fā)到場景應用。如“城市歷史文化資源保護與利用的數(shù)字化技術(shù)體系”，將最新的智能化數(shù)字技術(shù)導入傳統(tǒng)的歷史文化資源保護與利用領(lǐng)域，提高資源保護工作的體系化、拓展歷史文化資源利用的廣度和深度。未來重點發(fā)展方向為多源數(shù)據(jù)融合、風險監(jiān)測感知、評估推演預警、價值傳播利用和規(guī)劃技術(shù)集成。二是多目標協(xié)同、多維度解決復雜問題。如“巨型地質(zhì)災害鏈時空分布與智能化評估”融合多源數(shù)據(jù)和智能算法預測地質(zhì)災害鏈的發(fā)展趨勢，開發(fā)基于智能技術(shù)的地質(zhì)災害鏈實時監(jiān)測與早期預警系統(tǒng)，構(gòu)建智能化風險評估和防控決策體系。
以需求為導向，提升新品質(zhì)。工程前沿的發(fā)展將更加聚焦?jié)M足人民美好生活的新需要，更加聚焦?jié)M足高質(zhì)量發(fā)展的新需求。首先，工程前沿主要面向構(gòu)建智能安全結(jié)構(gòu)設(shè)施和拓展人類發(fā)展空間需求。例如，“基于人工智能的結(jié)構(gòu)損傷識別及性能預測”等前沿面向智能安全結(jié)構(gòu)設(shè)施，“安全韌性導向的高密度城市人居環(huán)境空間優(yōu)化”等前沿面向高質(zhì)量城市和空間環(huán)境。其次，持續(xù)在工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型方面下功夫。例如“裝配式構(gòu)件與模塊化結(jié)構(gòu)”等前沿體現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)型，“城市更新中的減碳方法與技術(shù)”等前沿展現(xiàn)綠色低碳發(fā)展理念。
科技賦能發(fā)展，創(chuàng)新決勝未來。土建工程領(lǐng)域的每一個方向都蘊含著無盡可能。工程前沿趨勢的研判，對把握科技發(fā)展大勢、降低科技革命的不確定性、推動工程科技的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。新的起點上，要緊緊抓住有利時機、用好有利條件，因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，加快推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。
