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目录|《智能建造学报(英文)》2025年第3期

已有 176 次阅读 2025-12-29 16:47 |个人分类:《智能建造学报(英文)》|系统分类:论文交流

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3卷3期速递

 Journal of Intelligent Construction第3卷第3期已刊发2篇综述、6篇研究论文和1篇案例研究,涵盖材料工程、岩土工程、水利工程、智能设备、地质工程等领域,识别二维码免费下载阅读文章。

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Review

Generative Artificial Intelligence in AEC Organizations: A Literature and SWOT Analysis

Ferzon Aziz

生成式人工智能(GenAI)被视为通过生成新颖内容及自动化流程与任务来提升建筑、工程与施工(AEC)组织效率的有效途径。生成式人工智能的快速发展正为AEC组织催生新的潜在应用场景,这要求对该技术进行详细理解并采用战略规划技术来评估其对组织的实用性。本研究旨在通过考察AEC行业中生成式人工智能的相关文献,确定生成式人工智能如何助力AEC组织的提升,从而填补这一领域的研究空白。为实现这一目标,本文识别了生成式人工智能在AEC组织中的应用方式,并提出了用于生成式人工智能在AEC组织中战略评估的优势-劣势-机会-威胁(SWOT)流程及要素。研究方法采用系统文献综述法。通过对79篇期刊文章和会议论文的分类分析发现,生成式人工智能正被探索用于创建建筑物的建筑和结构设计、优化施工流程以及提升风险管理和工作安全。然而,生成式人工智能模型在满足项目管理需求方面存在局限性,包括用于训练的低质量数据集、有效实施生成式人工智能所需的高成本、时间及计算资源,以及在AEC组织和项目中应用生成式人工智能时涉及的伦理和隐私问题。此外,本研究提出了SWOT流程,并开发并描述了20个SWOT要素:4个优势要素、5个劣势要素、5个机会要素和6个威胁要素。这些要素旨在为AEC组织评估并实现其生成式人工智能战略实施目标提供基础。本文明确了研究重点,并提出了SWOT流程及要素,这些内容可能对聚焦于AEC行业中生成式人工智能与SWOT的研究人员和行业从业者具有参考价值。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180094

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180094

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Research and Practice on the Intelligent Photovoltaic Power Station in Yalong River Basin

Peng Zhang, Haoyang Peng, Kaizhi Xiong

随着光伏市场规模的扩大及国际地缘政治经济格局的复杂化,越来越多的国家将发展本土光伏产业作为优先事项,以保障能源安全、提升全球产业竞争力并增加国内就业。本研究首先回顾了光伏产业当前发展现状及光伏电站的演化历史;其次,结合中国雅砻江流域智能光伏电站规划案例,提出了光伏电站智能规划的概念框架、目标及总体架构;最后,基于装机容量达1.00GW的可拉光伏电站实际实验,介绍了光伏电站智能技术,如数字孪生平台和无人机(UAV)智能巡检等。研究结果表明,光伏电站的智能化建设可提升整体效率、实现无人化管理、最大化经济效益、改善光伏发电质量、降低弃光率并增加电站总体收益。本研究为光伏电站智能化建设提供了实践参考。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180100

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180100

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Research Article

Safety-Oriented Human-Robot Collaboration in Construction Through Human Preference Alignment

Mao Tian, Zhengbo Zou

建筑业面临严峻挑战,包括高事故率与熟练劳动力短缺问题。随着行业日益倾向于通过集成机器人技术提升生产力,本文聚焦于人机协(HRC)中涌现的安全挑战。本文提出一种通过整合人类对机器人行为的反馈来定义安全导向的控制策略。该方法首先构建偏好预测模型,利用人类输入数据训练模型,有效引导机器人在复杂施工任务中采取更安全的行为模式。具体实施路径分为3步:首先设计专用在线标注工具,系统采集人类对协作任务中机器人行为的偏好数据;随后训练评分模型,实现对安全型机器人行为的优先级排序;最终可推演出以安全为导向的机器人行为策略。本研究强调将建筑机器人行为与人类偏好对齐的重要性,为提升建筑业职业安全提供了可扩展的解决方案。该成果通过人机协同优化,在保障施工效率的同时显著降低安全风险,为智能建造时代的职业安全防护体系构建提供理论支撑与实践路径。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180092

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180092

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Influences of Fiber Length on the Printability and Strength of Glass Fiber-Reinforced 3D-Printed Mortar

Leo Gu Li, Bofeng Xiao, Shicong Kou

为提升三维打印混凝土(3DPC)的打印性能与力学特性,纤维增强已被证实为一种高效手段。在各类纤维中,玻璃纤维因其优异性能与成本效益,在3DPC中的应用备受关注。然而,关于玻璃纤维特性(尤其是纤维长度)对3DPC性能影响的研究仍不充分。本研究制备了不同水灰比(W/C=0.24~0.32)和玻璃纤维长度(5.00~25.00 mm)的3D打印砂浆(3DPM)试样,系统评估其打印性能与力学性能。研究结果表明:适当降低水灰比可显著改善打印性并提升强度;玻璃纤维长度的增加能显著提高材料的可挤出性、尺寸稳定性及构建性,使抗弯强度提升约75.0%,但抗压强度最高降低约22.0%。对比打印试样与浇筑试样的强度差异发现,挤出与叠层工艺对两者均有显著影响——抗弯强度可能提升92.6%,而抗压强度最高降低46.8%。这提示在玻璃纤维增强3DPC的工程应用中需关注抗压强度折减问题,可通过降低水灰比或添加增强型外加剂等策略进行优化。本研究为玻璃纤维增强3DPC的实际工程应用提供了关键数据支撑与优化方向。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180093

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180093

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Deformation-Based Compaction Quality Control Using a Smart Roller Compactor

Yixiang Wang

传统压实控制方法主要依赖基于密度的标准,存在耗时且劳动力密集的局限性。本文提出一种基于变形的压实质量控制(QC)方法,采用配备变形监测系统的智能压路机(SRC)实现。通过2种不同级配材料(材料A与材料B)的现场试验验证该方法有效性。研究结果显示:滚动变形(RDV)随压实遍数增加呈下降趋势,且RDV与干密度之间存在强相关性——两种材料的决定系数(R²)分别达0.9227和0.9069。此外,基于RDV与压实仪数值(CMV)数据构建的支持向量机(SVM)分类模型,对压实质量的判别准确率高达94%。本研究表明:该方法通过实时变形监测可显著减少传统密度检测的工作量,提升压实质量评估的可靠性,为替代传统密度基方法提供了具有前景的技术路径。该成果在道路工程、土方施工等领域具有重要应用价值,可推动压实工艺向智能化、高效化方向革新。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180098

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180098

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An Intelligent Probabilistic Framework for Stability Evaluation of Heterogeneous Reservoir Soil Slope Under Combined Hydraulic Conditions: Water Level Fluctuation and Rainfall

Manyu Wang, Jianxing Wu, Yaosheng Tan, Yong Liu

近年来,由水位波动和持续降雨引发的库区滑坡灾害已引发广泛关注,并可能威胁水电工程安全。然而,随着气候变化导致类似灾害频发,对具有非均匀渗透性特征的此类水库土质边坡失稳机制仍需更全面的认知。基于此,本研究提出一种智能概率框架,用于评估耦合水力条件下非均匀水库土质边坡的稳定性。该框架将土壤渗透系数的空间变异性模拟为均匀分布的随机场,并整合到有限元边坡模型中。蒙特卡洛模拟(MCS)结果表明:对于仅受水头差作用而无降雨影响的边坡,随机土壤中产生的不规则渗流场会改变土骨架的力学状态,导致安全系数(FoS)出现波动。在相同库水位(RWL)条件下,持续降雨会使安全系数呈现不同幅度的降低,但安全系数直方图的分布特征保持高度相似性。与降雨入渗相比,库水位上升对边坡稳定性的破坏作用更为显著——因其导致孔隙水压力(POR)大幅增加,进而改变土体应力状态并降低其抗剪强度。此外,尽管土壤渗透系数随机场的多尺度水平相关长度对边坡内部不规则渗流场有显著影响,但其对整体边坡稳定性的影响有限。这些发现可为优化水库土质边坡智能监测系统设计提供技术参考,对推进库区滑坡灾害动态风险管理、提升防灾减灾策略可靠性具有重要的实践价值。该研究成果可支撑构建更科学的边坡稳定性预警体系,助力实现从被动应对到主动防控的灾害管理转型。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180097

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180097

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Exploration of the Storage Capacity and Suitability of the Ordovician Saline Water Layer for Carbon Sequestration in the Huainan Mining Area

Yuchen Tian, Shiqi Liu, Shuxun Sang, Yinghai Liu, Helong Zhang, Sijian Zheng

在全球气候变化加剧、碳减排压力持续攀升的背景下,碳捕获、利用与封存(CCUS)技术作为缓解温室气体排放的关键手段已引发广泛关注。其中,深部咸水层CO₂地质封存因储层分布广泛、储量规模大、长期稳定性强,被视为最具前景的技术路径之一。然而,相较于油气田CO₂封存研究,煤矿区深部咸水层CO₂封存的系统性研究仍显不足,尤其在封存容量评估与适宜性评价方面存在明显缺口。以中国重要煤炭生产基地及能源工业中心——淮南矿区为例,其奥陶系咸水层具备优越的地质封存条件与潜力,但长期缺乏系统的科学评估。本研究基于淮南矿区现有地质数据,结合盖层岩性分析,对奥陶系咸水层CO₂封存能力及适宜性开展了定量评价与综合分析。研究结果表明:该区域奥陶系马家沟组石灰岩咸水层分布范围广,孔隙度与渗透率较高;上覆多层泥岩、页岩及致密砂岩盖层厚度大、渗透率低,形成理想的"储-盖"组合,为长期CO₂封存提供了稳定地质条件。通过残留圈闭与溶解圈闭机制的量化分析,测算得出淮南矿区奥陶系咸水层总封存容量3611万t,其中以残留圈闭为主导机制——这与残留圈闭快速物理封存特性密切相关,而溶解圈闭因化学过程缓慢,短期内贡献较小。从空间分布看,谢桥向斜深部构造带、潘集背斜南翼构造带及朱集逆冲构造带封存容量最为突出。 在适宜性评价方面,本研究构建了涵盖工程地质条件、封存潜力及社会经济因素的多指标评估体系。结果显示:谢桥向斜深部构造带、潘集背斜南翼构造带、朱集逆冲构造带被评为最适宜封存区,凸显其地质优势;潘集背斜北翼、顾桂过渡构造带等区域为次适宜区;而八公山弧形单斜构造带、舜耕山断块及抚顺断块构造带则因地质条件限制被划为不适宜区。 本研究从盖层匹配性、封存容量评估、适宜性分区三个维度系统揭示了淮南矿区奥陶系咸水层CO₂地质封存特征,为淮南矿区及同类地区深部咸水层CO₂封存工程的规划部署提供了科学依据,对推动碳封存技术规模化应用、构建低碳能源体系具有重要实践价值。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180096

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180096

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Evaluation of the Logistics Resilience of Prefabricated Buildings via DEMATEL-PROMETHEE II

Jun Xiao, Chenghua Li

为应对预制构件生产过程中可能引发供应延迟或中断的潜在不确定性与生产扰动,本研究聚焦于评估预制建筑的物流韧性,旨在提升其在不确定性与突发事件中的适应能力与抗风险水平。为此,本研究采用系统文献综述(SLR)方法构建物流韧性评价指标体系,涵盖预测能力、响应能力、适应能力、恢复能力及学习能力五大维度。随后,运用决策实验室分析法(DEMATEL)确定各指标权重,并结合偏好排序组织法-Ⅱ(PROMETHEE II)多准则决策分析模型,构建预制建筑物流韧性评价体系。最终,选取四个代表性预制建筑项目进行实证分析,量化其物流韧性表现。研究结果显示,目标项目的物流韧性排序为:项目A > 项目C > 项目B > 项目D,表明在面对不确定事件时,项目A、C、B、D的韧性依次递减。  本研究证实,通过科学评估与优化物流韧性,可显著提升预制建筑项目的施工效率及整体抗风险能力。该成果为预制建筑行业构建韧性供应链、实现风险防控前移提供了理论支撑与实践路径,对推动建筑工业化高质量发展具有重要参考价值。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180095

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180095

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Case Study

Design Considerations of Glacial Lake Outburst Floods and Secondary Hazards of Earthquakes for Hydropower Projects

Chongjiang Du

本文阐述了某水电工程在连续两年内因破坏性地震次生灾害及冰川湖溃决洪水(GLOF)双重作用而遭受严重破坏的情况。通过复核原设计并制定修复方案,研究分析了灾害影响的作用机制。在此基础上,本文提出了若干设计考量要点以增强结构抗灾能力,这些要点可转化为设计标准与规范,为高地震区域或面临GLOF风险的水电工程设计建设提供实用指导。  案例研究表明,余震对水电设施的影响可能超过主震,具体取决于震中到设施的距离。因此,设计时需综合考虑近场与远场地震效应。值得注意的是,与通常提到的可能最大洪水(PMF)不同,GLOF的实际流量往往大于PMF。本文推荐的设计考量要点为编制设计标准或指南提供了重要参考,同时也可为地震引发的堰塞湖或其他滑坡坝溃决洪水的防治提供借鉴。本研究通过实际灾害案例揭示了复合灾害对水电工程的破坏规律,强调了动态设计理念在提升工程韧性中的关键作用。其成果不仅完善了高风险地区水电工程设计理论体系,更为全球气候变化背景下极端水文地质灾害的工程防御提供了科学依据与技术路径。

Journal of Intelligent Construction, 2025, 3, 9180091

https://doi.org/10.26599/JIC.2025.9180091

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