土木工程智能科学与技术研究现状及展望

  • 智能材料

    • 传统:以经验为主

    • 材料性能预测

      • 微观结构+智能算法
    • 材料逆向设计

      • 主动学习算法

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    • 材料表征

      • 计算机视觉+图像电子显微镜处理
      • 卷积神经网络+材料质量识别
    • 材料模拟

      • 第一性原理训练样本+人工智能算法
    • 深度问题:

      • 建立材料信息库
      • 设计、合成、表征一体化开发框架
      • 虚拟智慧材料科学家
  • 智能设计
    • 传统设计无法获得全局最优解
    • 建筑艺术自动生成
    • 建筑结构自动优化
      • 设计域、边界条件、荷载条件+ 计算机
      • 无有限元迭代+拓扑优化+人工智能
  • 智能建造
    • 信息技术+工程建造
    • BIM
      • 深化设计
      • 辅助施工
      • 可视化控制
    • 物联网
      • 施工人员
      • 机械设备
      • 物料
      • 工法
      • 环境
    • 3D打印
    • 大数据和人工智能
      • 场景安全状态识别
    • 地下空间
      • 感知、分析、决策、控制、预测
  • 智能运维

    • 结构健康监测

      • 传统:模特分析识别
      • 发展智能运维系统理论、方法
    • 计算机视觉技术

      • 结构损失精准识别
      • 依赖先验知识和经验
    • 结构健康监测、损伤识别领域

      • 图像分类
      • 目标检测
      • 语义分割
    • 三维重构

      • 特定结构设计

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        • https://api2.mubu.com/v3/document_image/28c65ebf-c121-487c-b8c9-bf034d64106a-4654227.jpg

    • 数字孪生、信息-物理系统

      • 动态虚拟建模出相同属性的数字实体
  • 智能防灾

    • 研究内涵

      • 抗灾设计方法
      • 装备与系统
      • 危险性评估理论
      • 应急救援体系
    • 视频图像

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      • https://api2.mubu.com/v3/document_image/ec0e32af-f096-4f0c-a94e-1c91eb02d62f-4654227.jpg

    • 风险管控本质:解决有约束条件下的复杂优化决策问题

  • 虚拟科学家
    • 机器学习数据范式+土木系统物理定律
    • 应用机器学习挖掘数据蕴含的物理规律
    • 方程发现:机器学习+物理过程——>控制方程