人工智能在土木工程中的应用

人工智能在土木工程中的应用摘要：人工智能（ArtificialIntelligence,AI）是计算机科学的一个分支，指人类制造的机器所表现出的智能，最终目标是让机器具有像人脑一般的智能水平。人工智能为土木工程学科的发展带来新的机遇,人工智能技术深度融合土木工程基础设施规划、设计、建造和养维护的全生命周期,深刻变革土木工程科学、技术与工程的发展。本文从基于人工智能的城市智能规划、结构智能设计、智能建造、智能养维护、智能防灾等方面阐述人工智能在土木工程领域的相关研究和应用。关键词：人工智能；土木工程；智能规划；智能建造0.引言人工智能（ArtificialIntelligence,AI）是计算机科学的一个分支，指人类制造的机器所表现出的智能，最终目标是让机器具有像人脑一般的智能水平。人工智能为土木工程学科的发展带来新的机遇,人工智能技术深度融合土木工程基础设施规划、设计、建造和养维护的全生命周期,深刻变革土木工程科学、技术与工程的发展[1]。本文从基于人工智能的城市智能规划[2,3]、结构智能设计、智能建造、智能检测维护[4]等方面阐述人工智能在土木工程领域的相关研究和应用[5]。1.城市智能规划人工智能技术中结合图片识别技术可以实时预测交通流量，在智能交通系统中运用大数据技术进行人工智能深度计算从而预测实时交通流量。虽然对于交通信息空间定位的准确度和计量对象数量庞大等一些问题会有影响，但是整体可执行效果还是很可观。在一些特殊节假日或者人流量特别大的商业、学校等地段，当通过监控发现人流密集的时候，及时发现并给出指令让交警到达现场处理解决问题，提高效率。包括操控一些指示灯改变道路拥挤的现象和筛查违章与控制无人驾驶等，这些技术可以投入实际应用为交通指挥提供技术保障。2.结构智能设计智能化生成式结构设计是智能建造的重要内容。现有设计方法效率不够高、且依赖具体设计人员经验，难以满足智能设计需求。生成对抗网络通过生成网络与判别网络的对抗学习，进而具备优异的高维数据特征提取和方案生成能力，与智能设计的经验学习和设计生成需求高度匹配。因此，本研究提出了生成对抗式智能化结构设计方法。初步解决了输入建筑图像生成结构设计图像、设计条件文本指导设计、力学原理增强设计、以及经验规则约束设计等关键难题。案例研究表明，该方法生成的结构方案水平接近人类专家水平，满足结构方案设计阶段需求，设计效率显著提升，且在其他结构体系智能化设计方面有进一步发展的空间。3.智能建造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；是工程立项策划、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，是构建基于互联网的工程项目信息化管控平台，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。综合以上的特征与内容，智能建造是能建造是以BIM、物联网、人工智能、云计算、大数据等技术为基础,可以实时根据需求而调整的高度集成与协同的建造系统。智能建造不是一个面向单一生产环节的技术,而是一个高度集成多个环节的互联的建造系统,即融合了设计、生产、物流、施工和客户要求等关键环节。在这个建造系统内,各个环节可以实现数据实时共享和业务相互协同,从而可以对各环节的变化需求(如设计变更、供应变化)快速响应,即实现建造过程的弹性和效率。4.智能检测维护对于人工智能在工程成果验收方面可以通过机器人来完成当机器人到达现场，第一步是通过激光雷达将周围的一切以3D的形式呈现在系统中，与原有模型进行对比，以找出其中的问题。另外，其还将通过超声波对地板厚度等进行检测，全方面保证工程的安全和质量。之后，通过通讯系统，机器人会联系甲方，实时传送现场画面，让客户对整体作一个判定。这时候，机器人就是一个通讯介质，乙方将通过机器人与甲方进行直接的交流。此外，在验收过后的维护方面，可以由无人机和机器人来代替，从内到外、从上到下的对工程进行检修和维护。在土木工程后期的使用运营阶段中，人工智能技术负责建筑的筑监控预测和维护工作，可以使用用无人机、计算机视觉、深度学习等技术来完成。例如无人机在土木工程领域视觉监控建设和运行方面的应用具有巨大潜力。无人机通过搭载不同类型的传感器，可以快速获得大量拍摄区域的高精度、大比例高清图像，生成三维模型，能及时更新实时道路信息，为紧急救援提供更准确快速的实时信息，以协助相关部门迅速准确地制定出最佳的应急和处置方案。5.结束语从的城市智能规划、结构智能设计、智能建造、智能检测维护多方面论述人工智能在土木工程领域的应用，在整个土木工程的各个阶段，人工智能都可以提供新的方法，更好地实现土木工程项目的建设，进一步推进智能化、自动化的发展。目前，人工智能在土木工程领域的研究和应用仍处于起步阶段，但是未来人工具有很大的发展空间，必将为土木工程带来变革与进步。参考文献[1]李春云.数字建造时代正在到来!——专访中国工程院院士、华中科技大学校长丁烈云[J].住宅与房地产：中,2018(10):4.[2]吴志强.人工智能辅助城市规划[J].时代建筑,2018(1):6.[3]麦克·巴迪,沈尧.城市规划与设计中的人工智能[J].时代建筑,2018(1):8.[4]李惠,鲍跃全,李顺龙,等.结构健康监测数据科学与工程[J].工程力