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1河北省建设工程标准编制研究中心 河北 石家庄 050000
2河北省建筑科学研究院有限公司 河北 石家庄 050000
摘要：随着科技的进步，人工智能技术迅速发展，目前人工智能在各个领域都成为了研究和应用的热点内容，以AR技术、3D打印技术为代表的人工智能技术在各个生产方面都起到了重要应用。对于土木工程而言，人工智能为其带来了新的发展机遇。本文对土木工程中人工智能技术的应用展开了分析，对人工智能的应用意义、在土木工程各个阶段的应用方法等内容分别进行论述，目的在于提高读者对土木工程中人工智能技术的应用的认识，以供参考。
关键词：土木工程；人工智能；应用
人工智能（ArtificialIntelligence），是伴随着科技革命而产生的计算机科学的一门全新分支，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，可以预见到在未来的生产活动中人工智能必将占据重要位置。对于土木工程而言，人工智能技术对建筑设计、建筑施工乃至后期运营等工作都具有重要的应用意义。
1人工智能在土木工程中的应用意义
对于土木工程而言，现代土木工程与现代工业是密切结合的，但其基础设施的机械化、自动化、智能化和信息化的程度还较低，很多工作还是要人力资源来完成。而在科技高度发达、智能化程度极高的未来，人工智能技术必将渗透于人类社会活动和生产活动的各个方面，人类大规模体力劳动和恶劣环境下的工作必将被机器或机器人所取代。因此在土木基础设施领域，必须及早引入人工智能技术，让人工智能技术能与土木基础设施规划、设计、建造等工作进行全方面融合，才能推动土木工程的发展，实现土木工程的跨越式进步。
2人工智能在土木工程各个阶段的应用
2.1建筑工程规划
建筑规划阶段可以使用机器学习技术。机器学习是人工智能的核心，根据数据和以往的经验改进优化算法。通过机器学习现有周边的环境、地质条件、人与交通等行为的客观因素和需求的大数据，结合虚拟现实情境再现技术，创造新模式下的规划设计，并规避现实可能出现的错误，提供更加绿色的建筑环境，实现智能规划。
2.2建筑方案设计
在进行建筑方案设计工作时，BIM等技术具有很高的应用价值，BIM即建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM），由美国佐治亚理工大学Eastman教授于1975年提出。应用BIM技术，可以有效提高建造效率。
中国第一高楼上海中心、北京第一高楼中国尊、华中第一高楼武汉中心等均应用了BIM技术，其中上海中心的工程实践证明：应用BIM技术，可以排除90%图纸错误，减少60%返工，缩短10%施工工期，提高项目效益。通过应用BIM技术、虚拟现实、云计算等技术，可以消除错漏碰缺等设计问题，降低设计方案的模拟分析和优化计算的成本，有效地缩短施工工期，提高设计成果的可视化水平，显著提升设计效率和品质。
2.3建筑施工阶段
3D打印技术、机器人及传感器等广泛应用在施工阶段。目前主要建筑3D打印技术归纳为三类:基于混凝土分层喷挤叠加的增材建造方法、基于砂石粉末分层黏合叠加的增材建造方法和大型机械臂驱动的材料三维构造建造方法。该项技术不仅显著地加快施工进度，节省建筑材料，减少人力成本，还能循环使用建筑垃圾，实现绿色智慧建造。同时，随着机器人深度的研发和普遍的使用，以及5G高带宽、低时延和高可靠的特点，各种功能类型的机器人在施工过程中逐渐替代人工操作。比如，上海西岸池舍艺术馆项目中，施工现场采用自动砌砖机器人、数模控制的钢筋网铺设和焊接机器人、无人操作的挖土机等，这些自动或智能加工建造既可以显著提升建筑质量，极大地节省加工及建造过程中人力成本的开支，又能提高复杂形体加工的精度和效率。另外,我国正在全面建成北斗卫星导航系统，实现全球范围覆盖。传感器和北斗卫星的结合使人们方便准确地定位目标，及时获取相关信息，进行实时的分析，准确地了解施工现场的情况，保障建筑设施的性能、保证工序正确，实现各个模块的实时追踪和检查，从而帮助人们及时地发现并解决问题。
2.4工程后期运营阶段
在土木工程后期的使用运营阶段中，人工智能技术主要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。
3总结
在土木工程领域,人工智能技术有着极高的应用价值。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。
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