發(fā)布日期：2024-03-25
習近平總書記指出，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強，是推動高質(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，研判重點工程前沿未來5～10年的發(fā)展方向和趨勢。根據(jù)前沿所處的創(chuàng)新階段，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。其中，土木、水利與建筑工程領域有10項研究前沿和10項開發(fā)前沿上榜，涉及結(jié)構(gòu)工程、建筑學、地質(zhì)工程、交通工程、市政工程、水利工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃與風景園林、測繪工程、土木建筑材料、巖土及地下工程等學科方向。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，對土建工程未來發(fā)展有重要影響和指導作用。
人工智能引領，提供新動能。人工智能正帶來范圍更廣、層次更深的變革。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Top1，“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，析出結(jié)構(gòu)性能表征的關(guān)鍵參數(shù)，并基于實時數(shù)據(jù)的自我學習和強化機制，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)損傷的準確識別及性能預測；工程開發(fā)前沿Top1，“排水管道漏損智能探測與修復技術(shù)”，旨在通過數(shù)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)，實現(xiàn)排水管道的結(jié)構(gòu)性缺陷識別和修復。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，強有力地推動了基礎理論創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化應用，正加快現(xiàn)實生產(chǎn)力提升。2024年政府工作報告提出，深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應用，開展“人工智能+”行動?！叭斯ぶ悄?”首次寫進政府工作報告。人工智能在土建工程領域的廣泛應用將開啟新篇章。
交叉融合創(chuàng)新，發(fā)展新模式。當前，全球科技創(chuàng)新進入空前密集活躍的時期，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。如“在役道路、軌道與機場工程”，屬于工程研究前沿與工程開發(fā)前沿的共同范疇。傳統(tǒng)的“基礎研究-應用研究-開發(fā)試驗”創(chuàng)新鏈條呈現(xiàn)出非線性互動特征，研究前沿和開發(fā)前沿的界限不斷打破，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，兩者呈融合發(fā)展趨勢。
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、空間規(guī)劃響應、價值傳播利用和規(guī)劃技術(shù)集成。二是多目標協(xié)同、多維度兼顧解決復雜問題。如“巨型地質(zhì)災害鏈時空分布與智能化評估”，未來主要發(fā)展趨勢在于巨型地質(zhì)災害鏈時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(shù)據(jù)和智能算法預測地質(zhì)災害鏈的發(fā)展趨勢、評估潛在的風險與影響，同時開發(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)建超大尺度巨型地質(zhì)災害鏈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)。需求是技術(shù)演進的根本動力，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”“結(jié)構(gòu)與工程系統(tǒng)全壽命抗災韌性”等前沿，面向智能安全結(jié)構(gòu)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(xù)在工業(yè)化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型下功夫，努力為全社會提供高品質(zhì)產(chǎn)品。例如，“裝配式構(gòu)件與模塊化結(jié)構(gòu)”等前沿體現(xiàn)了工業(yè)化轉(zhuǎn)型；物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的融合體現(xiàn)了數(shù)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(xiàn)了綠色低碳發(fā)展理念。
科技賦能發(fā)展，創(chuàng)新決勝未來。土建工程領域的每一個方向，都蘊含著無盡的可能和機遇。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。
來源：山東省住房和城鄉(xiāng)建設廳
