□首席记者 徐敏
桥梁,是人类跨越天堑的智慧结晶。近年来,在桥梁工程领域,一场以“智能化”为核心的革命已然到来。中国工程院院士、中交集团首席科学家张喜刚在近日举行的第二届交通基础设施工业化装配化技术大会上提出:“智能桥梁是打造桥梁行业新质生产力的根本着力点。”这一观点,不仅为桥梁产业的转型升级指明了方向,更揭示了建筑行业从“机械建造”到“数智赋能”的发展逻辑。
桥梁建造是人类与自然、社会、工程的智力互动过程。然而,传统建造模式长期依赖个人经验积累,资源分散、效率低下,难以应对现代桥梁“安全、高效、绿色、长寿”的高质量发展需求。尤其随着全球气候变化加剧、交通荷载持续增长,桥梁建养面临前所未有的挑战:大型桥梁结构韧性不足、中小桥梁事故频发、建养过程生态环保水平滞后……“突破传统模式,必须依靠数智技术赋能。”张喜刚指出,人工智能、大数据、数字孪生等技术的迅猛发展,为桥梁产业从“单智互动”迈向“众智互动”提供了历史性机遇。在他看来,智能桥梁的诞生标志着桥梁工程进入第三代发展阶段——以智能材料为基础,以全生命周期智能化建养为特征,真正实现“安全、智能、绿色”三位一体的高质量发展目标。
张喜刚团队经过十年探索,首次系统提出智能桥梁的七大核心认知:
一是发展智能桥梁要实现由外部技术被动牵引到高质量发展内部驱动的转变;
二是发展智能桥梁要针对工程要素,更加聚焦高质量发展中的智能、安全、绿色“三元特征”;
三是发展智能桥梁要以智能化特征,逐步上升到以智能化为核心的高度,也就是基于“智能+安全”可以实现更加安全,基于“智能+绿色”可以实现更加绿色;
四是发展智能桥梁要由信息化效率提升上升为数字化的价值创造;
五是发展智能桥梁要从桥梁工程建养过程拓展到社会资产价值,从而在应用中产生出新产业、新技术,真正产生新价值;
六是发展智能桥梁必须形成行业共识,进而通过基础端的迭代与产业端的升级,来推动桥梁工程向安全、智能、绿色发展;
七是发展智能桥梁必须面向工程的本质需求,借助智能信息,使桥梁更安全、更适用、更耐久。
基于此,智能桥梁被定义为:在桥梁全产业链技术充分发展的基础上,面向“安全、适用、耐久”三大本质需求,融合数字化、智能化技术,可实现智能设计、智能建造、智能管养、智能使用,满足“安全、智能、绿色”高质量发展目标的新一代桥梁工程。
张喜刚认为,建设安全、智能、绿色的桥梁强国,就是要紧紧围绕桥梁全生命周期涉及到的技术链、产业链进行性能提升、功能延伸和价值拓展,重点要关注安全长寿、数智赋能、绿色建养这三大方面的问题。“发展智能桥梁核心还是要突破关键核心技术。”他举例说,在桥梁安全长寿方面,主要攻克环境作用性能演化与寿命预测理论方法等方面的关键核心问题和技术;在绿色建养方面,要着力攻克建养工艺研究的问题;在数智赋能方面,主要对桥梁建养场景理论方法、关键算法、软件装备、建养装备等进行突破。“这必将会带来合作领域、合作模式、合作机制的变化,推动智能桥梁产业群的协同发展,显然智能桥梁也是我们实现桥梁高质量发展的最佳路径和高级形态。”
对此,张喜刚为智能桥梁的发展设定了三大目标:第一个目标是实现“智能建养用”关键技术突破,服务产业、社会高质量的发展需求;第二个目标是建设新一代桥梁学科,面向桥梁智能技术打造“桥梁+智能”的多层次专业人才梯队;第三个目标是建立创新平台和机制,聚合各方面优势资源,实施有组织的科研。同时,他也注意到推动智能桥梁发展是一个渐进的过程,“从局部的‘点’状应用到单个桥梁的‘整体’应用,再到全行业的推广应用。”
面向2035年桥梁强国目标,张喜刚团队制定了清晰的“三步走”战略:
2025年突破智能设计软件“卡脖子”技术,搭建建养大数据中心,推动部分重大桥梁入网;
2030年实现核心软件国产化,桥梁工程数字化率达60%,构建全国智能预警网络;
2035年数字化率突破90%,建成国家级桥梁监测系统,形成自主可控的建管技术体系。
“智能桥梁发展不是一蹴而就,需要全行业持之以恒的协同创新。”张喜刚强调,这一过程既是技术攻坚的“长征路”,更是培育新质生产力的“孵化器”。对此,他还提出五大实施路径:强化顶层设计——制定行业级智能桥梁发展规划,构建“四梁八柱”政策体系;搭建合作平台——发挥院士工作站、联合实验室等载体作用,促进跨界资源整合;深化产研融合——建立“企业出题、科研答题、市场验题”的攻关机制;革新教育模式——培育“桥梁+智能”复合型人才,完善技术技能双轨培养体系;推动范式变革——从基础研究到产业应用全链条布局,实现技术升维与价值跃迁。
“相信在人工智能技术迅猛发展的背景下,通过广大桥梁人的长期攻关,一定能够逐步实现桥梁全产业链的智能化升级,进而推动行业的高质量发展。”张喜刚期待,通过智能桥梁的实践,建筑行业将逐步形成“科技创新-产业升级-价值创造”的良性循环,为交通强国、数字中国建设注入强劲动能。