LIFE CYCLE INTELLIGENT MONITORING AND MANAGEMENT
亚热带地区工程结构全寿命智能监控与管理团队
INTRO
团队介绍

亚热带地区工程结构全寿命智能监控与管理创新团队由苏成教授担任团长,包括汤立群教授、卢凯教授、程香菊教授、陈太聪副教授、魏鹏副教授,共6位固定成员;以及慕何青副教授、周立成副教授、邓逸川助理研究员等3位预备成员。其中2位成员年龄50-60岁,4位成员40-50岁,3位成员30-40岁,年龄结构组成合理,年富力强。团队成员来自土木、水利、交通、机械、力学、工程管理等多个专业方向,紧密结合国家的粤港澳大湾区和新基建发展战略,注重专业交叉和融合,致力于研究和解决新时期亚热带地区基础设施结构在设计、施工、运维全寿命周期内的高质量监控与管理关键问题,保障复杂灾害环境下的基础设施结构健康和安全,提升区域发展韧性。

亚热带地区工程结构全寿命智能监控与管理创新团队成立至今近15年来,一直秉承“顶天立地”的发展思路,立足国家和地区重要发展战略,紧密联系重大工程实践,提炼重要科学研究课题,指导开展基础理论和方法研究,形成关键工程技术,积极进行重大工程应用,推动行业进步。团队研究内容包括工程结构施工与运维监控、工程结构防灾减灾设计、工程结构优化设计、工程结构冲击破坏行为、智能交通设施与控制、智能水务工程等若干方向,共发表SCI和EI论文200余篇,承担国家重点项目2项、省部级重点项目2项,以及中新国际合作项目2项。

其中,重点在复杂工程结构抗震与减隔震理论创新与集成应用方向,创建了一类大型复杂结构非平稳随机振动时域显式系列方法,可以有效应用于百万-千万自由度规模非线性复杂系统的非平稳随机振动分析与结构随机优化设计。时域显式系列方法已编入新颁布实施的广东省《高层建筑混凝土结构技术规程》和广东省《钢结构设计技术规程》,在建筑结构专业设计软件ETABS系列中形成了专用分析模块,应用于珠海横琴金融岛、广州南沙大桥、重庆鹅公岩大桥等多个超高层建筑结构和超大跨桥梁结构,以及华能石岛湾高温气冷堆核电站结构的抗震分析验算和减隔震装置优化设计实践。2018年中国振动工程学会组织编撰的《随机振动理论与应用新进展》系列专集的第II辑中,总结了近10年来我国学者在随机动力学领域的一系列创新性学术研究成果,将结构非平稳随机振动分析的时域显式方法作为首个重要成果进行专题介绍。结构随机振动时域显式方法作为一种高效准确的随机振动新方法,已编入2021年同济大学主编的高校土木工程与交通运输工程专业研究生教材《高等桥梁结构动力学》。

此外,在复杂工程结构施工建造和长期健康监控方面,团队提出了复杂结构施工控制和健康监测可靠度方法,从概率层面解决控制精度确定和动力指纹评价等关键问题,研发完成了实时、自动、连续、智能的大型复杂结构健康监测系统,设计并建成“多指标两级预警”的在线结构预警体系,深化大跨桥梁结构风致振动可靠度评估和钢桥疲劳寿命精细化评估方法研究。相关成果已应用于广州黄埔大桥、广州新光大桥、佛山龙湾大桥、广州新图书馆、广州圆大厦、深圳宝安体育场、深圳汇德大厦主体结构、深圳大疆天空之城结构等大型结构的施工监控和健康监测安全分析,以及中山市桥梁结构的区域级健康监测系统建设。成果获广东省科技进步一等奖1项和广东省科技进步二等奖3项。

未来团队将聚焦粤港澳大湾区的城市韧性提升方向,重点开展大湾区城市在地震、洪涝、交通等多灾害环境下的全空间基础设施风险智慧管控理论与方法研究。研究粤港澳大湾区城市多灾害环境形成机理与演变机制;研究暴露于多灾害环境的城市全空间基础设施信息融合理论;研究多灾耦合城市全空间基础设施系统灾变规律与易损机理;研究城市全空间基础设施系统风险评估理论与智慧管控方法;研究面向全空间基础设施的城市环境大数据智慧云平台关键技术;开展多灾环境城市全空间基础设施风险智慧管控综合应用与示范。


RESEARCH CONTENT
研究内容

结合国家新出台的粤港澳大湾区发展规划,拟开展针对珠三角城市群的巨灾(震灾、风灾、水灾)风险评估分析研究。粤港澳三地同处珠江三角洲,属于典型的亚热带地域,地震、台风和洪水等灾害频发。同时,三地经济高度发达,拥有多个特大型城市。考察三地震灾、风灾和水灾的产生和作用机制,评估城市群的结构安全和经济损失,具有重要的现实意义。本团队拟联合广东、香港和澳门相关高校及科研机构,重点对粤港澳大湾区地震、台风和洪水致灾机理、结构灾害易损性分析和城市群灾害损失评估等多方面开展研究,发展新型高效的灾变作用分析方法,率先为特大城市群的巨灾风险评估奠定理论和技术基础。

结合近年来国家规划的基于5G物联网的新型智慧城市建设发展战略,拟开展结合BIM数据库和云平台的集群式结构健康监测系统研究。基于先进的无线传感技术、高速率的5G传输、集成化的BIM数据库以及大容量的计算云平台,结合本团队研发的数据分析和处理技术,可有效突破传统监测系统的技术瓶颈,打破单个结构健康监测的信息孤岛,实现多个结构同时在线的集群式健康监测系统,最终实现城市级结构健康监测技术云平台与政府政务云平台的互联互通,从而达成结构安全与维护自动管理以及城市安全自动预警等城市智能管理功能。