当AI助力大工程,桥梁抗震、海上建桩都有了 “江苏新方案”
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2025-12-10 05:00:23
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同样是建桥梁、飞无人机,为什么江苏的技术方案能让成本降低、让中国方案走出国门?近日,在南京举行的第六届江苏工程师大会上,“2025年度江苏省工程师学会科学技术奖”揭晓。记者专访多项特等奖项目,发现人工智能技术已在无形中融入基础设施建设,与百姓生活息息相关的重大工程正在变得更“抗造”、更便利。

为长三角桥梁群筑牢抗震防线

建设韧性城市是国家重要战略,这意味着交通基础设施不仅要保障日常通行安全,还需要在灾害、突发事件中经得起考验。由东南大学、合肥工业大学等单位完成的获奖项目“区域桥梁群网络系统隔震-自复位协同韧性提升关键技术及应用”,就专注于桥梁在地震等自然灾害中韧性的提升。

该项目主要完成人合肥工业大学副教授钟剑介绍,过去桥梁抗震重点关注单座桥梁“不倒”,但现今韧性城市的理念,要求桥梁抗震不仅要“扛得住”,更要不影响功能;此外,不仅要求关注个体桥梁安全、更要关注区域的“桥梁群”。

为此,团队提出了“桥梁墩塔震中损伤-震后自复位双控技术”等创新成果,现在的技术能让桥梁通过“自复位”等技术,让桥梁结构在地震之后进行适当的修复,还能完全发挥之前的功能,大大减少了对桥梁重建的成本。

针对长三角都市圈等地区复杂的桥梁网络,团队还依靠AI技术破解了大规模桥梁分析慢的难题,提出“区域桥梁网络隔震-自复位协同韧性提升技术”,显著提升了百座级桥梁网络抗震韧性分析的计算效率,精准定位出需要重点加固/修复的桥梁。目前该技术已应用在全国40余座大跨度桥梁、多条重要交通干线及城市桥梁网络中,为保障大桥抗震安全与韧性、区域桥梁网络韧性提供重要理论和技术支撑。

撑起共建“一带一路”工程的“定海神针”

获奖项目“海洋工程大直径钢管桩‘打-承-韧’理论体系及关键技术研究与工程应用”则瞄准的是国家海洋强国战略下的基础设施建设问题。主要完成人、东南大学教授戴国亮介绍,在海上风电、跨海大桥等重大工程中,大直径钢管桩犹如“定海神针”,是现代海洋工程基础结构的主要形式,造价往往占到工程总造价的三分之一左右。然而,面对复杂多变的海底地质,如何解决打桩过程中的土阻力隐患、精准评估承载性能以及提升长期服役的韧性,一直是行业面临的巨大挑战。

为此,项目团队历经数年的研究与实践,针对大直径钢管桩的“打入”“承载性能”和“韧性控制”三个核心环节,开展了系统性的理论创新与技术攻关。在打桩环节,解决了土塞效应引发的隐患;针对长期面临的风浪荷载与地震威胁,研发了韧性提升技术,将工程整体防灾减灾水平提升了10%—30%。

该技术的经济效益同样显著。通过精准的设计与性能评估,项目成功将工程造价成本降低了5%—10%。目前,这一技术体系不仅支撑了国内海上风电场的建设,还走出国门,在共建“一带一路”工程中得到了广泛应用,为海洋工程的基础设施建设提供了中国方案。

让智能设备“编队”运行

鸟类迁徙、鱼群觅食,动物界中这些行为,都可以用“群体智能”来解释。而这一概念,现在已经可以延伸到人工智能领域。由南京工业大学教授史建涛带领完成的获奖项目“群体智能系统的分布式滤波、控制及智能运维理论与应用”,则聚焦于解决多智能体协作中的“通信软肋”。在无人机编队、机器人集群等群体智能系统中,通信是维系协作的纽带。一旦出现网络拥塞、数据丢包或传感器故障,轻则导致编队失败,重则引发碰撞坠毁等后果。

传统方法通常是增加硬件备份提高可靠性,团队另辟蹊径,提出了一种“软件备份”的创新思路。当系统监测到外界干扰或异常时,无需依赖昂贵的硬件冗余,而是通过算法实时切换,确保群体在没有地面指挥的情况下,依然能靠“自组织”能力完成预定任务。

这一理论成果已在多个前沿领域落地开花。在智能网联汽车领域,该技术被用于优化车辆间的交互通信,缓解交通压力,已经在苏州、合肥等地的智能网联汽车企业进行转化;在新能源汽车领域,算法被纳入锂离子电池组的管理系统,实现了分布式能源的优化调度与控制。从天空中的无人机群到地面上的智能网联汽车,该技术正在为群体智能的安全运行保驾护航。

来源:交汇点新闻

编辑:唐凯

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