编者按:教育奠基伟大复兴。党的二十大报告指出,要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动,加快建设教育强国、科技强国、人才强国。踔厉奋发担使命,精耕细作开新局。山东大学以党的二十大精神为引领,推出“学习贯彻党的二十大精神 谱写山大学科发展新篇章”主题系列报道,聚焦学校交叉学科、新兴学科、特色学科领域,讲述山东大学为夯实科技自立自强根基、建设世界科技强国、实现伟大复兴梦想提供关键支撑的生动实践,展示学校加强国家急需高层次人才培养、打造原始创新策源地和基础研究先锋力量的崭新成绩和可喜成就,书写中国特色世界一流大学建设的壮丽华章。
2022年2月24日,山东大学齐鲁交通学院申报的全国第一个“智能建造与智慧交通”本科生专业成功获批;
2022年3月26日,由山东大学牵头国家自然科学基金重大项目“超长跨海隧道的灾害规律和施工控制”中期学术交流会顺利召开,齐鲁交通学院研发的“轨交隧道结构内部检测机器人与结构表观检测机器人”获得与会专家高度评价;
2022年3月27日,山东大学齐鲁交通学院“钻爆法隧道智能地质探测创新团队”荣获首届国际交通基础设施智能仿真大赛一等奖;
2022年7月30日,由山东大学联合主办,济南地铁、兰州地铁、青岛地铁等沿黄7省11家轨道交通集团联合发起的“2022黄河流域轨道交通高质量发展论坛”成功举办,并在现场发布了山东大学研发的地铁巡检机器人装备、保泉装备和绿色材料;
2022年9月17日,山东大学牵头研发的首台搭载“五官一脑”的“智慧一号”盾构机下线始发,助力济南地铁盾构隧道建设迈入“智能时代”;
2022年11月7日,学院重点参与的“济南东南二环八车道公路隧道群”项目荣获“中国公路学会隧道与地下空间工程创新奖”特等奖;
2022年11月17日,山东大学参与共建高端工程机械智能制造全国重点实验室获批,为智能建造与智慧工程学科群建设提供国家级平台支撑;
2022年11月,学院获第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖1项、银奖3项,“2022中国-山东新旧动能转化高价值专利培育大赛”一等奖。
一项项优异的成绩单记录下科研团队创新攻关的喜悦、技术转化的成功应用、高端技术的高光时刻,这些成绩的取得是学院高质量发展的一个缩影。
科研引领,服务国家重大战略
党的二十大报告指出,要以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。
在中国广袤的国土之下,潜藏着规模巨大的地下工程。对交通、水电等支撑国民经济的重大基础设施来说,这些隧道就是它们的“咽喉工程”。齐鲁交通学院常务副院长李利平就是攻克地下工程“卡脖子”难题的一员。
2022年9月17日,由山东大学齐鲁交通学院与济南轨道交通集团联合研发的“智慧一号”盾构机,在济南地铁6号线施工现场正式“上岗”,济南地铁盾构隧道建设迈入“智能时代”。
“六年来,我和课题组聚焦泉域地铁安全和保泉技术痛点问题,与山东轨道交通研究院深度融合,先后研发了盾构搭载地质预报(火眼金睛)、地层感知(听波聪耳)、气体监测(超级巧鼻)、滚刀监测(钢牙神经)、同步注浆检测(号脉灵手)与辅助决策(人工智脑)等系列化智能系统。”李利平说。
搭载强大感官和智慧大脑的“智慧一号”盾构成功始发,对全面保障盾构安全施工与快速掘进起到了非常有益的效果。围绕盾构智慧掘进领域,形成了智能化建造、信息化感知与智慧化决策的新理念、新技术与新装备,为我国高端装备智能制造产业跨越发展起到积极的推动作用。
滇中引水工程是位居我国重大节水供水工程之首的超级引水工程,全线总长755.44公里,横跨青藏高原东麓和横断山脉地区,共有58座主隧洞、120条施工支洞,山体地质复杂多变,内部水体丰富、突泥涌水频发,施工难度非同一般,拥有“六项世界之最”和“十大世界级技术难题”。为了解决滇中引水隧洞工程重大灾害预报预警及治理关键难题,云南省联合山东大学等单位建立了地下工程重大突水突泥灾害防控协同创新中心。
“我们奋力掘进一米,距离滇中幸福美好的明天就更近了一大步。”齐鲁交通学院交通系教师党支部书记蒋红光说。“只有身处其中,才深知每一米的掘进都是奋战在一线的科研工作者用所学所能,经历无数次失败和艰难险阻才铸就的。”
学院科研团队所在的主战场——香炉山隧洞,被称为“世界地质博物馆”,囊括了九大世界级难题,是整个滇中引水难度最大的控制性工程。在海拔2500米、20多度斜坡的隧洞里面作业,容易出现高原反应,而科研团队硬是把实验室扎根于此,能吃苦、肯钻研,第一时间发现并解决“卡脖子”难题。
心中有信仰,脚下有力量。滇中引水xtr5/260m多功能隧道(洞)掘进机研制成功并投入使用,解决了传统掘进机功能单一、工序交叉作业情况下施工效率低的问题。该设备是国内、乃至全球首创的集钻探、掘进等为一体的隧道(洞)施工设备。齐鲁交通学院副研究员刘洪亮作为设备技术研发团队的重要成员之一,至此,他也从土木工程专业成功转型智能建造。
“能够参与设备的研发,得益于教学工作过程中多学科的交叉融合,让我在自身的研究方向中吸取更多知识,进一步开拓视野,不断增强服务国家重大战略的能力。”刘洪亮说。
“智”字引领,打造一流专业体系
党的二十大报告指出,建设现代化产业体系。坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。
根据教育部公布的2021年度高校《普通高等学校本科专业目录》。山大齐鲁交通学院申报的“智能建造与智慧交通”专业赫然在列,山东大学成为全国首个设置该本科专业的高等学校。
该专业紧紧围绕国家新型基础设施这个主体,以智能建造与智慧交通为两翼,构建“一体两翼”的专业结构,其中智能建造方向侧重于基础设施的智能设计、智能施工装备与建造,例如城市地下空间工程、高速公路、高铁等工程的智能建造;智慧交通方向则强调基础设施的智能化及其智慧运维,例如智慧公路、车路协同、智能检测等。新专业涵盖了新型基础设施的智能设计与规划、智能装备与施工、智慧运维与管理。
“目前,只凭借单一学科知识无法解决新的问题,学科交叉融合是当前科学技术发展的重大特征,是新学科产生的重要源泉。”山东大学齐鲁交通学院副院长葛智说。学院在学科融合方面积极探索,基于交通土木、材料科学与信息技术三个学科,相关科研团队成功研发出一种应用于道路的智能材料,不仅可以通过电信号实时监测、反馈路面信息,而且还能在出现损坏时通过技术手段实现“自动愈合”,大大减小了道路病害以及运维成本。
围绕智能建造与智慧交通相关工程知识与发展前沿,学院在教学设置及课程安排中,始终以“智”字为先,学科交叉融合为统领,设置《数字电路与模拟电路基础》《机器学习与数据挖掘》等交叉学科课程,开设了《智能机械与机器人》《车联网智能系统》《智能交通感知技术》等多门微专业课程。同时,学院实施探究式、讨论式和案例式等教学方法,体现课程的高阶性、交叉性和挑战度,为学生打造全方位,多维度,立体式教学体系。
“此次新专业的成功获批是全面推进‘新工科’建设,聚焦基础设施建设前沿领域的人才培养,探索交叉融合的本科专业建设思路的生动实践,也是学校‘双一流’建设的一项重要举措。”齐鲁交通学院交通系主任吴建清说。
截至目前,学院地下工程灾害智能预报预警防控技术达到世界前列,研发了无线自组网高性能传感器、海量机器视觉实时监测预警装备,在铁路、公路、水利、市政等领域推广应用,切实保障了工程安全建造。其中,在四川泸石高速大岗山隧道,多元信息远程实时监测,成功预警了2起突水诱发的垮塌灾害。在世界最大规模双向八车道公路隧道群,采用点域联合监测成功预警3起围岩垮塌灾害。在北京广渠路(通州区协同发展的生命线工程)综合管廊,下穿高风险污水管区段全程自动化围岩力场监测,提前预警了1起大规模塌方灾害,避免了人员伤亡和安全事故。
校企合作,提升人才培养质量
新时代的交通基础设施领域面临“交通强国”、国家综合立体交通网建设、山东省“交通强省”建设等重大政策、战略机遇叠加期,也为学校深化科教协同、产教融合的校企合作新思路带来了新课题、新要求。
近年来,在川藏铁路、滇中引水、胶州湾第二海底隧道等一系列重大工程中,学院与山东高速集团、中铁股份、中铁五局、济南地铁、东海集团等多家大型企业开展深入合作,在我国交通强国建设征程中,书写下浓墨重彩的一笔。
齐鲁交通学院是山东大学与山东高速集团联合共建的创新型示范学院。“抓好与山东高速集团的共建合作,服务山东交通强省战略,既是学院成立的初心使命,也是推进一流学院、一流学科建设的重要支撑。”齐鲁交通学院党委书记周作福说。
临滕高速是助力革命老区红色沂蒙腾飞发展的东西大道,对促进鲁豫融合协同,护航黄河流域高质量发展具有重要意义。其涵盖特长、长、中、短里程多类型隧道,普遍存在长距离浅埋、水平层状围岩发育、岩体结构破碎等特征,面临安全重大挑战和智能化建设需求。学院开展掌子面区域特种作业机器人与无人化关键技术、施工工序智能装药机器人技术等研究,构建了智能建造实施方案,并在依托工程应用了地质编录与超欠挖测量机器人、施工期支护结构质量检测机器人等智能装备。在集团打造“山东的路”和“山东的桥”之后,双方共同致力于打造“山东的智隧”。
学院与山东高速集团充分发挥校企共建、合作办学的特色与优势,整合优质资源,搭建高效平台,推动实施共建高端工程机械智能制造全国重点实验室工作。在人才共聘共享、科研互融共赢、成果高效转化等方面深化产教融合,不断提高社会服务水平与科研成果转化效率,打造校企合作共建2.0。
依托国家虚拟仿真实验教学中心、山东省地下基础设施工程灾害预报预警与控制协同创新中心、大型地下洞室群教育部工程研究中心、地下基础设施工程灾害预报预警与控制省部共建协同创新中心、山东省隧道与地下工程灾害防控工程实验室等国家和省部级平台,让学生有机会参与更多项目,用真实情景打磨学生的知识融合运用能力,推动人才培养创新。
依托“智能建造与智慧交通创新创业平台”,以产业需求为导向,基于实际工程问题,通过立项支持、组织比赛等方式启发学生的创新意识,激发学生的创新热情。近年来,学生在全国“挑战杯”、互联网+、节能减排、“创青春”等大赛中屡获佳绩。
“拥有数量充足、结构合理、素质优良的技术人才,才能源源不断为企业和经济发展作出贡献,而联合共建学院可以为企业直接提供‘量身定做’的高素质技能型人才,就像齿轮一样精准卡进去。”吴建清说。
新起点新征程,山东大学齐鲁交通学院将充分发挥校企共建、合作办学的特色与优势,自觉履行高水平科技自立自强的使命担当,不断推动交通运输高质量发展,为加快建设交通强国作出更大贡献。
来源:山东大学党委宣传部
作者:张严、车慧卿