專訪中國工程院院士錢七虎:通過數位化向智慧建造邁進

2020-09-04 新京報

2020年中國國際服務貿易交易會(簡稱服貿會)今天(9月4日)在京開幕。日前,中國工程院院士、國家最高科學技術獎獲得者錢七虎接受新京報記者專訪時表示,此次作為服貿會建築服務專題論壇主講嘉賓,他帶來的關鍵詞是「綠色發展」、「綠色建造」和「智慧建造」。

錢七虎指出,目前全球正面臨氣候變暖導致的生態環境惡化等多重挑戰,應對之策是要推進綠色發展和綠色建造。而在工程建設領域,實現綠色建造的必然選擇和最佳途徑是智慧建造。「信息技術要繼續深入地應用到建設工程中去,全面推廣數字工程和智慧工程,未來還要向少人化、無人化的方向發展。」

談綠色建造

工程建設應向「綠色建造」轉型

新京報:在上個世紀90年代我國「城市病」問題並不突出的時候,您就率先提出開發城市地下空間。當時為何會提出這一想法?

錢七虎:在上世紀90年代提出開發利用地下空間,可能對當時人均GDP剛超過1000美元的中國來說,是略為超前的,但在全世界範圍內就不是了。

我作為一名學者,參加了一些國際會議,也接觸到科學的前沿。當時我看了三本討論全球生態環境的著作,《寂靜的春天》、《增長的極限》和《只有一個地球》。《寂靜的春天》裡講述了由於大規模採用DDT等劇毒殺蟲劑,造成了「沒有鳥兒歌唱的樹林」「死亡的河流」的典型案例,說明「向大自然宣戰」「徵服大自然」的不科學,而應與之和諧相處。《增長的極限》講的是19世紀到20世紀全球生產力的發展、經濟社會的發展取得了巨大成就,但也帶來了嚴重的生態破壞、環境汙染、「城市病」等問題。經濟社會的發展要有能夠適應資源和環境的客觀限制,人類不能一味追求增長,不應該去想著戰勝自然,要適應自然,與自然和諧相處。所有這些談到的其實都是一個可持續發展的問題。

1992年,為了履行聯合國環境與發展大會通過的《21世紀議程》,中國承諾將可持續發展納入國家戰略,建設可持續發展的城市和社會。雖然當時中國因為城市化水平和經濟發展程度相對其他國家滯後,但是發達國家面臨的那些問題在中國也將很快顯露出來。

當時我們向中國工程院提出了諮詢課題《21世紀中國地下空間開發利用的戰略和對策》。充分利用地下空間,特別是大力發展以地鐵為骨架的軌道交通系統和集約可持續的城市基礎設施,從而節省土地資源,提高土地利用效率,釋放出大批地上空間用作綠色植被和生態空間,建設可持續城市。

可持續發展是一個長久的問題,現在進一步發展到綠色發展。在這次服貿會上,我也要講到綠色發展、綠色建造的問題。

新京報:在當下的經濟社會發展背景下,為何需要呼籲「綠色建造」?

錢七虎:現在可持續發展、綠色發展已經成為我們全社會包括國家領導人、科學家和大眾的普遍共識。在上個世紀,很多人還沒有意識到氣候變化、碳排放等可能引發的全球災難。現在我們能夠切身感受到了,比如,全球氣溫上升,洪水、風暴潮、颱風、颶風等自然災害增加。

在這次服貿會上,我也要給大家講一講在我們的工程建設領域,應該怎麼樣去應對未來全球氣候變化的挑戰。

為了適應綠色發展的要求,工程建設應該向「綠色建造」轉型。建築業是全球最大的原材料和能源消耗產業。目前,全球建築運營能耗已佔到總能耗的30%以上,加上建設過程中的能耗,這一指標接近50%。我國傳統的粗放建造資源消耗量大、浪費現象嚴重。許多老舊工程拆除數量規模巨大,許多遠未達到使用壽命期限的道路、橋梁、大樓被提前拆除,城市建築垃圾和建築物貢獻的溫室氣體,與建築有關的空氣汙染、光汙染等,都在呼籲「綠色建造」。

談智慧建造

「智慧建造是實現綠色建造的必然選擇和最佳途徑」

新京報:工程建設應該如何往「綠色建造」的方向發展?

錢七虎:首先是理念上的推動,大家要認識到綠色建造的重要性,它與人類命運共同體、與未來可能的全球災難是什麼樣的關係,要重視並自覺地在實踐中貫徹執行綠色發展的理念。其次是政策驅動,比如政府部門對單位和家庭不同等量的用水、用電採取不同的收費價格,鼓勵大家節能;也可以通過標準驅動,例如制定綠色建築標準等對建設項目進行準入,使得高耗能項目退出。

當然最重要的,還是要依靠科技的發展,發展大數據技術、人工智慧技術、物聯網、5G技術等,有了這些科技基礎,建設才會更加高效節能、低碳排放,甚至零排放。這些技術應用到工程建設中,其實就是這次要談到的另一個主題——智慧建造。智慧建造是實現綠色建造的必然選擇和最佳途徑。

新京報:在工程建設中,「智慧建造」有哪些體現?

錢七虎:首先是全面的透徹感知系統。拿我熟悉的地下工程、隧道工程來講,地下工程是高風險的工程,因為地下存在很多不確定性,比如地下有沒有水、水量多大,地下巖體是破碎的還是堅固的,破碎的巖體有沒有可能導致塌方等。這些情況,人都是看不到感受不到的,要通過設備、傳感器、信息化的設備去全面感知,摸清情況。

第二是通過物聯網、網際網路的全面互聯實現感知信息(數據)的高速和實時傳輸。只能感知還不行,獲取的信息一定要快速傳輸出去,如果當下獲得的信息要過幾天才能看到,只能進行事後分析,工程建設就不能實時地反饋和服務。有了網際網路、物聯網、5G技術後,信息傳輸非常快。

另一個是智慧平臺的打造,技術人員要通過這個平臺對反饋來的海量數據進行綜合分析、處理、模擬,得出決策,從而及時發布安全預警和處理對策預案,這是非常有必要的。有了這些技術,工程建設的風險更低,施工人員更安全,同時也能最大限度地節省材料和減少環境破壞。

新京報:「智慧建造」中的「智慧」,和「智能」的區別是什麼?

錢七虎:我認為,智能是相對於簡單的、局部的系統,是對某項技術、某個功能和某種設備單元而言的,比如智慧型手機、智能傳感器等。

智慧是對複雜的大系統和巨系統而言,包括感知、認知、傳輸、處理、服務等多功能的系統。例如城市是一個巨系統,包括人、自然和社會等的綜合體,所以有智慧城市。建設工程也是一個大系統,包括工程本體、工程環境、工程建設者和運營者的綜合體,所以有智慧工程。在工程建造裡面,智慧也代表著最高水平、最高技術含量的產物。

談科技創新

「智慧工程未來要向無人化、少人化發展」

新京報:「智慧建造」以科技創新為基礎。我國工程建設領域的科技創新,經歷了怎樣的發展歷程?

錢七虎:我國工程領域的科技創新經歷了從低到高,從局部到全面的發展歷程。改革開放以來,工程建設經歷了機械化和信息化的發展,比如地下工程原來都是採取鑽爆法、人工打眼、人工放炮,後來可以大量應用機械臺鑽,多鑽臺車施工,現在可以採取數位化掘進。再如地鐵隧道施工目前大都採用盾構法,使用全斷面的TBM掘進機施工。我們已經成功研發生產了直徑15米的盾構掘進機,正在設計直徑18.2米的,這是機械化的巨大進步。

信息化的發展體現在地下工程的地質探測工作中。建地下工程,需要把地下的情況了解得很清楚,地下有沒有水,石頭有沒有節理、裂隙,有沒有斷層,如何防止地下安全事故發生,這都是靠信息化設備來提升安全性能的。

新京報:未來工程領域的創新方向是什麼?

錢七虎:今後,工程領域的進步要通過數位化向智慧方向邁進,比如數字工程的BIM(Building Information Modeling)技術在建築工程中的應用。原來我們做設計是用圖紙的,但圖紙和工程實體是分離的,比如不同圖紙上畫出來的線可能都是交叉的、矛盾的,到建設中就會出現很多問題。進入BIM時代後,技術人員可以在計算機裡建立立體的可視化工程模型。另外怎麼樣安裝、怎麼樣開挖效率最高,通過這個模型都可以模擬得到結論。

當前科技創新最主要的標誌,就是信息技術繼續深入地應用到建設工程中去,也就是全面地推廣數字工程和智慧工程。未來,數字工程和智慧工程還要向少人化、無人化的方向發展。

新京報記者 吳嬌穎

編輯 樊一婧 校對 危卓

相關焦點

  • 錢七虎 工程領域要向「智慧建造」邁進
    錢七虎 中國工程院院士、國家最高科學技術獎獲得者 新京報記者 李凱祥 攝2020年中國國際服務貿易交易會(簡稱服貿會)即將開幕。日前,中國工程院院士、國家最高科學技術獎獲得者錢七虎接受新京報記者專訪表示,此次作為服貿會建築服務專題論壇主講嘉賓,他帶來的關鍵詞是「綠色發展」、「綠色建造」和「智慧建造」。錢七虎指出,目前全球正面臨氣候變暖導致的生態環境惡化等多重挑戰,應對之策是要推進綠色發展和綠色建造。而在工程建設領域,實現綠色建造的必然選擇和最佳途徑是智慧建造。
  • 工程院院士錢七虎:中國智慧建造必將走在世界前列
    「今年新冠肺炎疫情防控和復工復產的速度,中國是全球最快的。我相信,未來智慧建造和智慧工程的發展,我們也會是全球最快的。」說這句話時,中國工程院院士、83歲的錢七虎語氣堅定。本屆服貿會上,本報記者專訪了錢七虎院士。這位為防護工程事業奉獻了整整60年的專家表示,短短四十年,工程建設便完成了從人工向機械化的轉變。
  • 「人文廣東」中國工程院九院士齊聚汕頭,探討隧道技術
    錢七虎、周福霖等9位中國工程院院士齊聚汕頭,研討穿江越海超大斷面盾構隧道建造技術創新與突破等重大問題。此次論壇由中國土木工程學會隧道及地下工程分會、中信城市開發運營有限責任公司、中國中鐵隧道局集團有限公司、盾構及掘進技術國家重點實驗室聯合主辦,中國工程院院士錢七虎、周福霖、聶建國、杜彥良、鈕新強、鄭健龍、任輝啟、謝先啟、李術才以及上百名行業權威和專家出席
  • 中國工程院院士、華中科技大學教授丁烈云:智能建造為武漢提供巨大機遇
    (圖為中國工程院院士、記者胡冬冬 攝)長江日報-長江網10月24日訊(記者劉睿徹)智能建造推動建築產業變革。24日,中國工程院院士、華中科技大學教授丁烈雲在2020年數字經濟高峰論壇上表示,我國是建造大國,中國經濟社會發展的兩大驅動輪:大製造、大建造。
  • 專訪中國工程院院士趙振堂:大科學裝置是布局未來的創新載體
    (科創上海)專訪中國工程院院士趙振堂:大科學裝置是布局未來的創新載體中新社上海11月2日電 題:專訪中國工程院院士趙振堂:大科學裝置是布局未來的創新載體作者 樊中華 鬱玫大科學裝置一直以來被視為是推動科學進步的「國之利器」。
  • 錢七虎院士:「巖爆」可測時代即將到來
    錢七虎院士記者 彭科峰日前,第十三屆全國巖石動力學會學術會議在重慶召開,近200名學者、專家參加了此次會議。防護工程專家、中國工程院院士錢七虎在會後接受《中國科學報》記者採訪時表示,當前我國的巖石動力學已經取得豐碩成果,並在巖石爆炸預測預報方面取得重要進展。錢七虎介紹說,作為巖土工程的一個分支學科,地震、爆炸、巖爆等都是巖石動力學所涉及、研究的內容。當前,巖土動力學可廣泛應用在高層建設時土體爆炸壓密、地震波預報、液燃氣開採等方面。
  • 中國工程院院士
    中國工程院院士(以下簡稱院士),是中國設立的工程科學技術方面的最高學術稱號,為終身榮譽。中國工程院院士由選舉產生。中國工程院資深院士,是對年滿80周歲的院士授予的稱號。資深院士不擔任院及學部的領導職務,不參加對院士候選人的提名和選舉,可以自由參加院士會議及諮詢、評議和學術交流等活動。享受資深院士津貼。
  • 中國工程院院士丁烈雲談武漢人工智慧產業發展——人工智慧現在有...
    人物簡介 丁烈雲,中國工程院院士,土木與建築工程管理專家,華中科技大學教授,全國人大代表。長期從事數字建造、工程安全理論與技術研究。
  • 2018年度國家最高科學技術獎獲得者—錢七虎
    錢七虎,1937年10月26日出生於江蘇崑山,少將軍銜,防護工程專家、軍事工程專家、教育家,中國工程院院士1988年,錢七虎被授予少將軍銜。1994年,錢七虎當選中國工程院院士(首批) 。1996年10月起,錢七虎兼任中國人民解放軍總參謀部科技委副主任,常委、教授 。2000年01月起,錢七虎兼任國際城市地下空間聯合研究中心理事,亞洲區主任 。
  • 專訪兩院院士李德仁:沒有想像邊界的北鬥
    中國科技新聞網12月16日訊(趙芙瑤)他是攝影測量與遙感學家;他是中國科學院院士、中國工程院資深院士;同時他還是武漢市科學技術協會主席、武漢·中國光谷首席科學家。他長期從事遙感、全球衛星定位和地理信息系統為代表的地球空間信息學的教學研究,提出了處理測量誤差的可靠性和可區分理論和空間數據挖掘理論。
  • 中國工程院院士盧秉恆:湖南率先探索「3D列印+精準醫療」
    增材製造行業的院士、專家,還有航空航天、裝備、材料、檢測等龍頭企業的代表,共同探討了增材製造技術的前景及發展趨勢。現場,中國工程院院士盧秉恆圍繞「3D列印+」作主題發言。盧秉恆在接受星辰全媒體記者專訪時表示:做好「3D列印+」這篇文章後,增材製造將為湖南乃至全國的智能製造業發展,帶來更強大的助力。(中國工程院院士盧秉恆[右]在大會新聞中心接受採訪。)
  • 中國工程院院士、華中科技大學教授丁烈云:武漢發展人工智慧優勢得天獨厚
    9月5日,剛剛參加完一場學術會議的中國工程院院士、華中科技大學教授丁烈雲還來不及休息,欣然接受了長江日報-長江網的專訪。對於武漢獲批建設國家新一代人工智慧創新發展試驗區,他充滿了信心。此外,中國光谷光電產業的延伸,都屬於數字產業之一。「數字產業資源發展,成為了終端數字載體的產品優勢。」在產業數位化領域,武漢傳統製造產業的升級又有著得天獨厚的條件。武漢一直都是我國製造業的基地,發展較好的航空航天、雷射等產業,都面臨著轉型升級的需要。
  • 中國工程院院士聶建國來長授課 胡忠雄要求:發揮院士作用提升長沙...
    中國工程院院士聶建國來長沙授課胡忠雄要求:發揮院士作用 提升長沙品質長沙晚報掌上長沙12月24日訊(記者 錢娟)12月24日,長沙市政府特邀中國工程院院士、清華大學未來城鎮與基礎設施研究院院長聶建國來長授課,圍繞「當前城市建設存在的一些問題及對策」主題進行專題講座。
  • 陳雲出席穿江越海超大斷面盾構隧道建造技術高端論壇
    中國中鐵總裁陳雲、總工程師孔遁與中國工程院院士錢七虎、周福霖、聶建國、杜彥良、鈕新強、鄭健龍、任輝啟、謝先啟、李術才,國際隧道和地下空間協會主席嚴金秀,以及劉輝、洪開榮、肖觀平、王杜娟、陳健等行業權威齊聚一堂,共同探討我國穿江越海隧道建造技術難題及應對措施。
  • 專訪專訪中國工程院院士寧光:做原始創新是中國的大國擔當(轉載
    專訪專訪中國工程院院士寧光:做原始創新是中國的大國擔當(轉載)在中國工程院院士、上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院院長寧光看來,百年未有之大變局反而促進了中國各界對科學鏈完整性>「雖然原始創新不是在醫院裡發生的,但它最早期最重要的源頭可能就來自醫院,」寧光說,例如瑞金醫院的王振義院士
  • 專訪|中國工程院院士柴立元:做好「水文章」 講好可持續發展中國故事
    中國工程院院士、中南大學環境工程學科帶頭人柴立元。紅網時刻記者 胡用梅 廖晨昊郴州報導近日的福城,群英薈萃、智者雲集。國內外可持續發展研究領域的頂尖學者、知名專家蒞臨郴州,為推動郴州國家可持續發展議程創新示範區建設,更好擔當國家使命,代表中國向世界提供可持續發展方案,進行國際性的探討交流。郴州國家可持續創新示範區應該在哪些方面推進水資源可持續利用與綠色發展?
  • 數字賦能城市智慧發展,2020智能建造與智慧城市高端論壇昨日召開
    會上智慧城市與智能建造產業創新聯盟(以下簡稱「聯盟」)正式揭牌成立,意味著55家全國智慧城市與智能建造領域相關企業、大專院校、科研機構及社會團體匯聚一起,共謀發展。雙智論壇上,智能計算機領域專家、中國工程院院士高文,中國爆破行業協會會長、中國工程院院士謝先啟,阿里雲創始人、中國工程院院士王堅,數字建造領域專家、中國工程院院士丁烈雲等四位院士專家先後圍繞人工智慧、城市大腦、城市更新、智能建築等多個主題進行分享與解讀,華中科技大學校長、中國工程院院士李元元出席並致辭,五位院士共同為中國建造行業轉型升級建言獻策,推動和主導人工智慧
  • 陳祖煜錢七虎等人發起「蓮花池倡議」,推進國之重器TBM建設
    中國科學院院士陳祖煜在接受科技日報採訪時表示。同時,隨著國內TBM項目不斷增加,通過TBM雲平臺積累了海量的施工數據。」李建斌說。 針對目前海量數據共享的急迫需求和行業內信息孤島普遍存在的主要矛盾,陳祖煜、錢七虎、程耿東、何滿潮、楊華勇等院士和以李建斌為代表的掘進機行業領軍人物共同發起了「蓮花池倡議」,呼籲解決行業數據標準化和共享難題,共同推進大數據和人工智慧在掘進機行業的應用,早日將中國這個TBM大國建設為TBM強國。
  • 數字經濟引領高質量發展 2020智能建造與智慧城市高端論壇即將啟幕
    本屆活動以「人工智慧、智能建造、智慧城市」為主題,邀請華中科技大學校長、中國工程院院士李元元出席活動,同時智能計算機領域專家、中國工程院院士高文,中國爆破行業協會會長、中國工程院院士謝先啟,阿里雲創始人、中國工程院院士王堅,數字建造領域專家、中國工程院院士丁烈雲等四位院士專家,也將圍繞人工智慧、城市大腦、城市更新、智能建築等多個主題進行分享與解讀,清華大學、同濟大學、東南大學、重慶大學等多位高校學科帶頭人
  • 「時政快訊」劉永坦、錢七虎獲得2018年度國家最高科學技術獎
    8日上午,中共中央、國務院在北京隆重舉行國家科學技術獎勵大會,劉永坦、錢七虎獲得2018年度國家最高科學技術獎。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平為獲獎者頒發獎章、證書,並請兩位獲獎者到主席臺就座。