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土木信息智慧技术

/civil-informatics smart technology/
条目作者李晓军林晓东闫治国
条目作者李晓军

李晓军

林晓东

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闫治国

闫治国

最后更新 2024-12-05
浏览 187
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就土木工程建设与运维的过程而言,土木信息智慧技术涵盖智能材料与结构、智能设计与建造、智慧运营维护与养护等内容。

英文名称
civil-informatics smart technology
所属学科
土木工程

“智慧”一词出现在《墨子·尚贤中》:“若此之使治国家,则此使不智慧者治国家也,国家之乱,既可得而知已。”这里的“智慧”,即聪明才智。

一般认为,在信息技术中,数据-信息-知识-智慧经常被置于一个框架下予以讨论,即所谓的DIKW框架(data-information-knowledge-wisdom framework)。DIKW框架是一个金字塔形,数据在最底层,智慧在最顶层。对数据经过加工和处理之后,即形成人们便于理解的信息;对信息经过综合和提炼之后,即形成知识;而智慧指在知识的基础上,再综合运用经验和创造力等来解决人们所碰到的问题。

进一步地,关于智能、智慧也可以这样理解:智能为初级阶段,描述简单系统;智慧为高级阶段,描述复杂系统。智慧是在智能的基础上,融入了理性思维、伦理和道德等因素,并且包含人的创造性。智能强调具备自动化、自学习、自组织和自适应的能力,而智慧更多地强调最终的成效,如土木工程应具备韧性、智能、绿色、人文四项智慧品质。

土木工程智慧技术大致经历了3个发展阶段,初期多聚焦于业务部门的信息化建设,提高工程质量和工作效率;随着信息化的推进,通过跨系统的数据共享交换和业务规范化运行,实现资源动态优化配置和业务数字化集成响应;21世纪以来,芯片、模组、终端及应用场景的逐渐成熟,与物联感知和人工智能的融合发展成为土木工程智慧技术发展重点,实现业务少人化直至无人自主运行。

土木工程智慧技术主要内容:①智能材料与结构,模仿生物体同时具有感知和响应执行功能的材料或结构。它可以感知环境并分析相关信息,同时做出类似于生物体的反应,如自诊断、自适应与自修复。智能材料应用范围越来越广,是工程学科的发展前沿。智能材料在土木工程中的应用将极大地提高工程建设和服务的质量,改善土木工程建设者和使用者的工作和生活环境。②智能设计与建造、智慧运营维护与养护,其核心技术是土木工程设计、建造与运维过程中信息化技术的高效应用,如采用建筑信息模型(Building Information Model; BIM)一系列新技术、新材料、新工艺、新方法的研发、应用与推广,有助于全面提升土木工程的韧性、智能、绿色与人文的智慧品质,提高智慧土木工程的建设质量与服务水平,整合传统建筑设计、建造、运维过程中产生的各类信息,提高土木工程设计、建造、运维中的工作效率和工程质量。

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