青春筑梦，智慧守护建筑安全 | “华为杯”第五届中国研究生人工智能创新大赛三等奖专访

刘晨，重庆大学土木工程学院2022级硕士，新加坡国立大学联合培养硕士。入学以来，获得重庆大学优秀学生、优秀共青团员，带领团队参加创新创业实践活动，获得第五届中国研究生人工智能竞赛国家级三等奖，主持重庆市研究生创新项目一项。

在“华为杯”第五届中国研究生人工智能创新大赛中，来自重庆大学土木工程学院的刘晨团队，在指导教师郭惠勇老师的带领下，凭借项目《为建筑‘把脉问诊’》取得了国家级三等奖的优秀成绩，为建筑结构健康检测领域带来了创新的解决方案。

筑梦安居 智检未来

“建筑如同生命体，它们也需要定期的‘体检’来确保结构健康，每一次精准的检测都是对建筑结构安全与使用者安全的负责与守护。”自2022年踏入研究生学习的殿堂，刘晨便将目光聚焦于结构健康监测这一充满挑战的领域。在这一过程中，他以不懈的努力和持续的探索，逐步积累了宝贵的知识和经验，最终在该领域取得了初步成果。

《为建筑‘把脉问诊’》项目的核心在于探索如何利用神经网络技术，建立滞回曲线数据与滞回模型参数之间的强非线性关系，再利用抗震规范中的滞回曲线评价方法，对结构进行合理评价。

刘晨团队的研究在建筑结构的抗震性能评价具有显著的创新性。首先，与单一的基于数据驱动的神经网络算法相比，刘晨团队通过将物理规律引入深度学习的训练中，增加了神经网络训练的合理性。与未使用物理损失函数的神经网络相比，利用已知的现有物理规律可以剔除不符合物理规律的预测情况。其次，刘晨团队的项目使用显隐式方法，自动学习结构的非线性特征（例如捏拢、刚度退化等），从而避免了手动选择特征的主观性和不确定性，并通过集成多个模型提升预测精度和稳定性。案例研究表明，该方法效率高于人工构造的滞回模型，泛化性能优于纯数据驱动的滞回模型。最后，刘晨团队采用了多种评价指标，在基于滞回曲线的基础上，考虑了多维性态指标以及不同构建之间的影响，能够综合反应出结构的健康程度，使得建筑结构的评价更加全面和精确。

“23年7月齐齐哈尔市三十四中体育场坍塌导致11人死亡，仅4个月后佳木斯市体育馆又发生坍塌导致3人死亡；2019年台湾宜兰大桥倒塌，6人遇难……”谈到项目的研究背景，刘晨列举出若干令人痛心的倒塌事件。“结构健康监测领域针对桥梁方面进行了很多研究，然而建筑结构方面的研究却非常滞后。”“目前，国内也有很多重要建筑、公共建筑急需结构安全评估。如果建筑结构健康监测能够做到定期、综合、精准，是不是能够减少人员伤亡呢……”正是这些悲剧的发生，让刘晨更加坚定了投身于建筑结构健康监测研究的决心，为建筑结构安全贡献一份力量，让悲剧不再重演。

云端聚智 攻坚克难

“由于竞赛主要是在假期，所以时间上是较为充裕的，但同时也需要我们做好合理的统筹规划，并与队员们做好即时的沟通与配合。”在假期，即使分散在各地，刘晨团队的成员们也通过定期的视频会议、即时通讯和项目管理工具，保持了高效的沟通和协作；通过制定详细的时间表和分工明确的任务计划，在保证学业和个人生活的同时，合理分配时间，高效地推进项目进度，确保项目按时完成。

刘晨作为团队的核心，展现出了非凡的领导力和协调能力。他不仅确保了团队成员之间的信息流通和任务分配，还鼓励团队成员积极面对困难，共同寻找解决方案。在遇到技术难题时，刘晨带领团队深入研究，不断试验，最终克服了一个又一个难关。

  “这是本团队的第一次合作，我们后续应该会对模拟数据与结构最终健康度的端对端关系进行一定的研究，探索具有较为公信力的方法。”对于与团队成员后续的合作，刘晨很有信心。

科研征途 经验传承

  最后，刘晨为低年级的同学们分享了自己在竞赛与科研道路上的宝贵心得。他建议：“项目规划宜早不宜迟，内容的广度与深度同样重要，这将大大提升项目在评审中的竞争力。”他还提到：“在科研探索中，广泛阅读文献是关键，前人的智慧和方法是我们的宝贵财富。至于竞赛，选择那些含金量高、能够真正锻炼能力的比赛参与，将更有助于个人成长和专业提升。”