华南理工这支智能建造团队,为工程施工做“体检”!
近日,广州新闻联播推出《老外看湾区》系列报道,采访在广州从事或参与到科技创新、乡村振兴、对外开放方面的外籍人员,以外籍人员的视角反映广州作为湾区核心引擎,如何辐射带动湾区,展现中国新时代高质量发展。
华南理工大学黄仕平副教授团队成员、来自巴基斯坦的中新国际联合研究院博士后Akbar Yasir,受邀参与节目录制。他在节目中分享了自己在华南理工大学的科研经历和生活感悟,表达了对华工、对广州、对中国的喜爱。
什么是智能建造?
怎样给大桥做“体检”?
一个巴基斯坦科学家
为何加入华南理工大学的这支团队?
......
智能建造规模与水平迅速增长
智能建造是面向工程产品全生命期,实现泛在感知条件下建造生产水平提升和现场作业赋能的高级阶段。智能建造贯穿工程立项策划、设计和施工技术与管理的信息感知、传输、积累和系统化过程,构建基于互联网的工程项目信息化管控平台,能够在既定的时空范围内通过功能互补的机器人完成各种工艺操作,实现人工智能与建造要求深度融合的一种建造方式。
就像在节目中Akbar Yasir指出的那样,过去十年,中国涌现大量的超级工程,这些工程使用了无线通讯设备、智能传感器等新技术,成功将传统建造转型为智能建造,目前中国智能建造的应用规模和水平已处于全球领先行列。
这其中,随着我国经济社会的发展和桥梁建造技术水平的提高,桥梁在公路里程中所占的比例越来越高。截至2021年底,全国公路桥梁96.11万座,检测/监测市场达数百亿规模。目前,传统的施工及管养方式已无法满足现代结构安全需求,发展智能建造对于提高大型建筑结构(特别是大跨桥梁)质量具有重要意义。
化“关键变量”为“最大增量”
过去,大部分桥梁自身“健康”状况主要依靠人力检测、现场勘察,缺少必要的结构健康监测系统,人力监测往往只能关注到桥梁表观缺陷,对于桥梁内部缺陷的检测和评估不够,无法保障桥梁整体运行安全,且大部分高速公路桥梁路段,缺少必要的桥梁结构安全监测设备,随着桥梁结构的老化,必然存在安全隐患。
面对这些不足,如何让科技创新“关键变量”成为智能建造高质量发展“最大增量”,黄仕平副教授及其团队将其作为一道必答题。他表示,智能建造一头连着科研技术,一头连着建筑结构工程,是两者互促发展的“融合体”。团队较早注意到了结构安全中的“ 薄弱点+盲区 ”,针对上述问题,团队已经初步给出了答案。
传感器测试模块
目前,团队已经成功研发了高精度振动传感器、倾角传感器、定位传感器、应变传感器、压力传感器等具有业内领先水平的检测/监测设备,并融合物联网技术,能够在复杂的施工现场实现无线、稳定的数据传输。
黄仕平副教授介绍道,这些传感器设备已囊括复杂结构在动力、静力工况下的核心参数测量,比如结构变形、振动及应力、应变等,可以实时动态监测结构安全。
团队研发的结构振动传感器
黄仕平副教授说,在施工及运营期桥梁的各类检查中,使用智能传感器,便能快速排查出因检查条件受限和检查人员认知等因素导致关键位置产生检查“盲区”的问题,并且不受野外环境作业影响,大幅提高数据测量精确度,通过无线模块和采集模块的一体化设计达到数据传输的高效、稳定。
随着智能建造技术的发展,团队研发的建筑结构智能传感器也快速进入大众视野,在多个重大工程项目中得到应用。
应用于多个重大工程项目
“发展智能建造是行业转型升级的必经之路,我们不仅要顺应这个趋势,更要不断加强技术研发和落地应用。”黄仕平副教授坦言,随着技术水平的提高和产业链的不断完善,未来智能建造的综合成本会更低,检测/监测效率的综合优势会愈加凸显。
广州鹤洞大桥施工中
在广州鹤洞大桥施工监控过程中,团队工作人员利用智能索力传感器对斜拉索进行实时监测,传感器通过无线模块将索力传输到控制台以控制现场索力的施工。安装传感器后,现场无需工作人员便能实现多根索的实时监控。
深圳艺术与城市规划馆
惠州北站
白云机场高速收费站
除了广州鹤洞大桥(主桥)大中修施工监控项目外,团队充分发挥国际科技创新平台优势,依托中新国际联合研究院,立足于重大工程项目全寿命周期下的结构健康检测,将研发的传感器先后用于深圳市当代艺术与城市规划馆检测,以及赣深铁路关键枢纽惠州北站、深圳大疆天空之城大厦钢羽桥、白云机场高速收费站等多个重大工程项目的施工监控中。目前,团队成果应用项目金额已超过1000万元,获多家企业用户一致好评。
中新国际联合研究院
中新国际联合研究院是在中国国家主席习近平和新加坡总理李显龙见证下签署成立的国际科技合作平台。研究院依托两国的科研优势及创新人才资源,由华南理工大学和新加坡南洋理工大学牵头建设,实现科研成果、人才资源的双向流动,打造中新两国科技创新互学互鉴的重要平台。
研究院自建院之初,就开始围绕广州市重点发展的IAB、NEM产业以及新加坡打造智慧城市的目标,聚焦新能源、新材料、人工智能、绿色建筑与智慧城市、污染控制与环境修复六大科研领域,至今累计开展70余项中新合作产业化项目,成功引进多项国外科技成果在穗转移转化。与多家海内外企业达成战略合作,打造多层次、多渠道、多元化的院企合作生态。目前,研究院入孵及投资企业40家,入孵企业中有国家级专精特新“小巨人”企业2家、国家高新技术企业9家、科技型中小企业12家,对接解决企业技术攻关难题近百项。
华南理工大学 学生记者团
信息来源:中新国际联合研究院
微信编辑:鲍恩
初审:鲍恩
二审:卢庆雷
终审:邹浩
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