發(fā)布日期：2024-03-25
習近平總書(shū)記指出，加快實(shí)現高水平科技自立自強，是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。工程科技是改變世界的重要力量，工程前沿代表工程科技未來(lái)創(chuàng )新發(fā)展的重要方向。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。報告凝練獲得187項全球工程前沿，研判重點(diǎn)工程前沿未來(lái)5～10年的發(fā)展方向和趨勢。根據前沿所處的創(chuàng )新階段，工程前沿分為側重理論探索的工程研究前沿和側重實(shí)踐應用的工程開(kāi)發(fā)前沿。其中，土木、水利與建筑工程領(lǐng)域有10項研究前沿和10項開(kāi)發(fā)前沿上榜，涉及結構工程、建筑學(xué)、地質(zhì)工程、交通工程、市政工程、水利工程、城鄉規劃與風(fēng)景園林、測繪工程、土木建筑材料、巖土及地下工程等學(xué)科方向。報告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，對土建工程未來(lái)發(fā)展有重要影響和指導作用。
人工智能引領(lǐng)，提供新動(dòng)能。人工智能正帶來(lái)范圍更廣、層次更深的變革。一方面，人工智能持續演進(jìn)，成為前沿性首要技術(shù)。例如，工程研究前沿Top1，“基于人工智能的結構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)數據中提取復雜的損傷特征模式，析出結構性能表征的關(guān)鍵參數，并基于實(shí)時(shí)數據的自我學(xué)習和強化機制，實(shí)現對結構損傷的準確識別及性能預測；工程開(kāi)發(fā)前沿Top1，“排水管道漏損智能探測與修復技術(shù)”，旨在通過(guò)數字底座技術(shù)、智能探測技術(shù)、智慧評估技術(shù)、高效修復技術(shù)，實(shí)現排水管道的結構性缺陷識別和修復。另一方面，“人工智能+”行動(dòng)開(kāi)啟，廣泛提升應用價(jià)值。人工智能與工程技術(shù)加速融合，強有力地推動(dòng)了基礎理論創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)化應用，正加快現實(shí)生產(chǎn)力提升。2024年政府工作報告提出，深化大數據、人工智能等研發(fā)應用，開(kāi)展“人工智能+”行動(dòng)?！叭斯ぶ悄?”首次寫(xiě)進(jìn)政府工作報告。人工智能在土建工程領(lǐng)域的廣泛應用將開(kāi)啟新篇章。
交叉融合創(chuàng )新，發(fā)展新模式。當前，全球科技創(chuàng )新進(jìn)入空前密集活躍的時(shí)期，跨界融合、交叉擴散、群體突破的特征日益明顯。一是學(xué)科交叉融合持續推進(jìn)。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(wú)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(xué)科從單項創(chuàng )新到系統集成。通過(guò)技術(shù)集成、資源優(yōu)化配置達成整體目標，呈現出顯著(zhù)的創(chuàng )新特色。另一方面，學(xué)科從并行發(fā)展到交叉融合?？蒲蓄I(lǐng)域出現多技術(shù)融合、齊頭并進(jìn)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(kāi)發(fā)前沿加速融合。如“在役道路、軌道與機場(chǎng)工程”，屬于工程研究前沿與工程開(kāi)發(fā)前沿的共同范疇。傳統的“基礎研究-應用研究-開(kāi)發(fā)試驗”創(chuàng )新鏈條呈現出非線(xiàn)性互動(dòng)特征，研究前沿和開(kāi)發(fā)前沿的界限不斷打破，研究前沿中有開(kāi)發(fā)任務(wù)，開(kāi)發(fā)前沿中有科學(xué)問(wèn)題與理論研究，兩者呈融合發(fā)展趨勢。
現實(shí)應用驅動(dòng)，拓展新格局。應用前沿深入發(fā)展，以應用場(chǎng)景為驅動(dòng)，以解決復雜問(wèn)題為導向。一是從技術(shù)研發(fā)到場(chǎng)景應用。如“城市歷史文化資源保護與利用的數字化技術(shù)體系”，將最新的智能化數字技術(shù)導入傳統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(lái)重點(diǎn)發(fā)展方向為多源數據融合、風(fēng)險監測感知、評估推演預警、空間規劃響應、價(jià)值傳播利用和規劃技術(shù)集成。二是多目標協(xié)同、多維度兼顧解決復雜問(wèn)題。如“巨型地質(zhì)災害鏈時(shí)空分布與智能化評估”，未來(lái)主要發(fā)展趨勢在于巨型地質(zhì)災害鏈時(shí)空分布模式判別和災變機理明晰，并在此基礎上融合多源數據和智能算法預測地質(zhì)災害鏈的發(fā)展趨勢、評估潛在的風(fēng)險與影響，同時(shí)開(kāi)發(fā)基于智能技術(shù)的地質(zhì)災害鏈實(shí)時(shí)監測與早期預警系統，構建超大尺度巨型地質(zhì)災害鏈智能化風(fēng)險評估和防控決策體系。
以需求為導向，提升新品質(zhì)。需求是技術(shù)演進(jìn)的根本動(dòng)力，工程前沿的發(fā)展將更加聚焦滿(mǎn)足人民美好生活的新需要，更加聚焦滿(mǎn)足高質(zhì)量發(fā)展的新需求。首先，工程前沿主要面向構建智能安全結構設施和拓展人類(lèi)發(fā)展空間需求。例如，“基于人工智能的結構損傷識別及性能預測”“結構與工程系統全壽命抗災韌性”等前沿，面向智能安全結構設施；“安全韌性導向的高密度城市人居環(huán)境空間優(yōu)化”“人工智能支持下的大型公共建筑空間策劃生成技術(shù)”等前沿，面向高質(zhì)量城市和空間環(huán)境。其次，持續在工業(yè)化、數字化、綠色化轉型下功夫，努力為全社會(huì )提供高品質(zhì)產(chǎn)品。例如，“裝配式構件與模塊化結構”等前沿體現了工業(yè)化轉型；物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等技術(shù)的融合體現了數字化升級；“城市更新中的減碳方法與技術(shù)”“多源固廢制備負碳建筑材料技術(shù)”等前沿展現了綠色低碳發(fā)展理念。
科技賦能發(fā)展，創(chuàng )新決勝未來(lái)。土建工程領(lǐng)域的每一個(gè)方向，都蘊含著(zhù)無(wú)盡的可能和機遇。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(dòng)工程科技的創(chuàng )新發(fā)展具有重要意義。新的起點(diǎn)上，要緊緊抓住有利時(shí)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(dòng)建筑業(yè)轉型升級和高質(zhì)量發(fā)展。
來(lái)源：山東省住房和城鄉建設廳
