研究生学院第173期“技术革新趋势”主题科技论坛活动于2024年4月25日，在湖西校区7教7716教室开办。参加本次论坛的同学为2023级研究生，本次主讲的10位同学分别为：蒋杰、吴庆华、王铮、夏传鹏、张哲音、韩欢欢、宋鹏举、巢阳、宣兆福、王海鹏。

01蒋杰——基于BIM的装配式建筑施工成本控制研究

装配式建筑是由预制好的构配件在施工现场进行装配、锚固的环保型建筑，具有施工周期短、建造精准、易于维护等优势。但是，由于装配式建筑在我国仍处于发展的初步阶段，其施工成本管理方式还不完善，存在着数据更新缓慢、信息流失严重等问题。BIM作为一项信息高度集成的技术，具有模拟性、数字化等优点。因此，以BIM作为装配式建筑施工成本控制的技术支撑，可以弥补传统施工成本管理的不足。装配式建筑将“进度-成本”计划编制、直接工程费采集、间接费用的采集与归集和成本偏差四个方面上传至BIM平台，利用施工模拟技术对不同的方案进行模拟比选，由此确定最终方案，再进行下一阶段施工，至此形成闭环施工成本控制方案。结果表明：以BIM为信息平台，为装配式建筑提供了精细化的施工成本控制方案；将BIM技术与作业成本法结合，建立了间接费归集库，分析了影响间接费的主要成本动因，弥补了传统归集方式下间接成本无法细致分摊的弊端，有助于消除施工中的非增值性作业，做到了对间接成本的实质控制；将BIM与挣值法结合，对施工进行直观、动态的管理，提高了挣值法的利用效率，能及时发现施工成本控制中的问题，并采取纠偏措施，有助于提升项目的管理和协调能力。

02吴庆华——技术革新趋势探索

技术革新，又称为技术改革或技术创新，是指在生产技术上的改进和提升，这包括但不限于工艺流程的优化、机器部件的设计改良、新材料的应用、以及信息技术的集成等。第一次技术革命（工业革命），标志着人类从依赖人力和畜力转向利用机械动力，开启了大规模的工厂生产和城市化进程。第二次技术革命（电气化革命），电力作为新的能源形式，彻底改变了生产、生活和社会面貌。第三次技术革命（信息时代），信息技术的进步导致了数据处理、信息传播和知识共享方式的根本改变，催生了数字经济、电子商务、社交媒体等新兴产业，极大地加速了全球化进程，影响了社会的各个方面，包括工作、教育、娱乐和社交。数字化转型、人工智能与机器学习、物联网（IoT）、5G及未来通信技术、可持续发展需求、生命科学与生物技术是当前技术革新的驱动力。随着技术创新的不断突破，人工智能与高级分析的深化应用、量子计算的突破、生物技术与基因编辑的进展、可持续技术与清洁能源、数字化转型的深化、元宇宙与扩展现实、网络安全与隐私保护、新材料与纳米技术等发展成为新趋势。未来，技术革新将面对社会、伦理、环境等方面的挑战，需要全球合作、政策引导和科技创新三者的有机结合，以确保技术进步能够促进社会的全面、协调、可持续发展。

03王铮——“双碳”目标下水利行业的“转型及发展思路”

“双碳”目标是一项复杂的系统性工程，涉及多学科、多层次、多维度的研究与改进。针对水利行业，可从减少碳源(能源供给侧、需求侧)及增加碳汇两个方面着手。减少碳源是指控制能源消耗、调整生产结构、发展新能源来减少碳排放；增加碳汇是指通过森林、草地、耕地、水体等载体增强二氧化碳的储存汇集。“双碳”目标下水利科研从开展新能源建设工程建设及技术开发和开展全地域、全过程生态保护修复科学研究两方面入手，以水资源为核心要素，推进水资源节约利用，挖掘水系统中的资源和能源利用潜力，加强研发污水资源化路径，研发绿色低能耗的供、排、节水关键技术；践行绿色发展理念,统筹山水林田湖草,全方位、全地域、全过程系统部署水源涵养、水土保持、防风固沙、海岸防护、生物多样性保护等生态修复任务。水利行业是经济社会可持续发展之根本,与“双碳”目标实现密不可分。作为水利科研工作者，需展现水利担当,从水利能耗方面节能减排，攻关清洁能源相关技术服务能源转型，开展生态保护修复加强碳汇能力，为早日实现可持续发展和民族复兴提供水利方案。

04夏传鹏——SWAT模型

SWAT模型是一种基于GIS基础之上的分布式流域水文模型，近年来得到了快速的发展和应用，主要是利用遥感和地理信息系统提供的空间信息模拟多种不同的水文物理化学过程。SWAT模型适用于降雨分布和坡度条件变化较大的地区，需要DEM高程数据、气象数据、土壤数据及流域数据，气候变量包括日降水量、最高、最低气温、太阳辐射、风速和相对湿度，能够模拟地形变化较大和降雨分布不均的地区的多种不同的水文物理化学过程，适用于科研工作者、有一定建模基础的水文模型应用者以及水文、水资源、水土保持工程相关专业的学生。其水文过程子模块可以根据定义形成河流所需要的最小集水区面积来调整，还可以通过增减子流域出口数量进行进一步调整；土壤侵蚀子模块是主要的输入参数之一，土壤数据质量的好坏会对模型的模拟结果产生重要影响；污染负荷子模块可以模拟不同形态氮的迁移转化过程。在swat模型原有的数据库中添加自己的土壤数据、天气数据，建立索引表；建立土地利用数据索引表；使用SWAT-CUP软件对SWAT模型模拟出的数据与实测数据对比，并对水文参数进行率定，得出结果进行分析。

05张哲音——工程项目进度管理前沿汇报

由于工程项目的增多，从而需要更多的技术对项目进行管理，如何提高施工质量，保证工程的施工进度，有效控制风险，减少损失，其重要性已被越来越多的有关部门重视，也引起了广大研究人员的关注。目前国外有关于工程项目进度管理的研究，主要在项目进度管理的算法和自动化方面体现。决策实验室分析法（DEMATEL）通过运用图论和矩阵工具进行系统分析，是一种系统科学的方法论，能有效分析每个因素对其他因素的影响度和被影响度，确定每个因素在系统中的地位和因素之间的因果关系，对项目施工进度管理影响因素分析具有一定的适用性。工厂信息模型技术(plant information modeling，PIM)借鉴了建筑信息模型(BIM)的思想，以三维数字孪生技术为基础，集成工厂建设过程中各类信息的数据模型，是对智慧工厂项目实体和功能特性的数字化表达。主成分分析(Principal Components Analysis，简称PCA)是一种对多组因素降维分析的方法，将多个指标转换为少数几个综合指标，一些专家学者在MP模型的基础上，进行神经网络模型的研究，各种新的学习规则和改进的网络模型算法被提出，其中包括BP神经网络，提出将反向传播学习算法应用于神经网络的方法，系统而彻底地解决了学习多层神经网络隐藏层的连接性问题。

06韩欢欢——基于源网荷储协同接纳新能源灵活性的方法

基于主动配电网在全天内的新能源消纳量、全天内的运行费用和用户满意度建立目标函数，并考虑电源端、网架端、负荷端、储能端的灵活性约束以及支路潮流、节点功率平衡、节点电压、支路电流、上级电网交互功率等配电网的约束。提出电源侧线性化策略、电网侧线性化策略、负荷侧线性化策略、储能侧线性化策略，引入二次线性递减惯性权重的粒子群优化算法，采用IEEE-33节点配电系统进行仿真分析，新能源、可控负荷和储能分别接入不同的节点处。最后得出：在深入研究多灵活性资源协调调度对新能源优质消纳作用机理的基础上，通过全面刻画多环节灵活性资源的灵活互动特性，充分发挥多灵活性资源间的协调互动特性，显著提升了新能源消纳电量，大幅降低了配电网运行成本，提高了用户满意度；多灵活性资源的协调调度策略存在多样化，将导致迥异的消纳策略，而统筹兼顾新能源消纳电量和配电网运行成本，构建多目标优化消纳模型，制定新能源消纳策略，可以经济、有效地协调调度多灵活性资源，达到以配电网运行成本最小化来实现新能源消纳电量最大化的目的；多灵活性资源的协调调度可充分利用源荷储侧灵活的有功-无功调节能力，以及网络侧灵活传输通道，可大幅改善配网潮流分布和电压水平，有效缓解配电网新能源消纳限制因素的制约作用。

07宋鹏举——绿色建筑技术在乡镇建筑中的创新与应用研究

绿色建筑技术，是指在建筑设计、施工、运营和拆除的全过程中，最大程度节约资源，保护环境，减少污染，并为人们提供健康、适用和有效的使用空间的一系列技术与方法。在实际的乡镇建筑建设过程中，资源浪费与能源消耗问题格外突出，同时带来了不可忽视的环境挑战，特别是建筑废弃物处理和环境污染问题。乡镇建筑建设需要引入绿色建筑的理念，运用现代化的技术和方法，提高资源利用效率，减少能源需求。绿色建筑技术在乡镇建筑的应用，可以实现节能减排，此项技术强调与自然和谐共存，这与乡镇的环境特点和居民期望相契合，且从健康角度出发，绿色建筑技术亦有独到之处，同时因乡镇区域的经济发展状况，绿色建筑技术的成本效益比优势得以体现。绿色建筑技术在乡镇建筑中的创新与应用可体现在资源循环利用和环境友好建材方面。其一，有效的分类回收技术不仅减少了对填埋场及焚烧厂的依赖，还促进了材料的循环利用。其二在乡镇建筑建设领域，环境友好建材的选择应注重本土化策略。利用本地材料，不仅可以降低运输成本和碳排放，还可以促进当地经济的发展。装配式建筑虽然在乡镇建筑中尚处于初级发展阶段，但其通过预制构件减少现场施工，实现了资源的高效使用和建筑废料的最小化。

08巢阳——装配式建筑施工阶段安全风险识别与结果汇报

装配式建筑因建造速度快、受气候条件制约小、减少扬尘噪音污染、节约劳动力、提高建筑质量而备受青睐。随着建筑工业化高速发展，装配式建筑发展也发生了明显改变，其应用范围越来越广，技术难度越来越高，给装配式建筑安全风险管理带来了挑战。由于在装配式建筑施工阶段中每个风险产生的原因随着施工步骤、周围环境等方面不同，且引起其各风险因素产生的可能性不同。装配式建筑项目的生产安全事故主要发生在装配式建筑施工阶段，从安全风险来源来看，人、物、技术、管理、环境等风险因素都可引发安全事故。工作分解树—风险分解树法（WBS-RBS法）是指将工作和风险分别进行分解，得到WBS树和RBS树，并且将两者交叉构成耦合矩阵进行风险辨识的方法。根据装配式建筑施工阶段的安全风险识别结构和安全风险分解图建立装配式建筑施工阶段的WBS-RBS耦合矩阵。研究对象中每个节点的风险识别可以系统地整合装配式建筑工程项目的风险因素和规则，将装配式建筑工程项目各个工序逐步细化到便于风险识别的操作层面，从而有利于控制安全风险；安全风险层次结构便于装配式建筑项目风险信息的收集、整理、存储、咨询和管理，有利于建立动态信息安全风险数据库。

09宣兆福——固废利用路面材料

随着近年来人们对径流污染认识的深入，中国、美国、澳大利亚、瑞典等均有研究指出道路材料本身的污染浸出与磨损也可在一定程度增加径流中悬浮固体（ＴＳＳ）、多环芳烃有机化合物（ＰＡＨ）与Ｃｄ、Ｚｎ等重金属污染物的浓度［１，４－６］。尤其针对透水路面材料，其丰富的大空隙结构使得雨水能够通过材料内部，全透水路面甚至允许雨水就地消纳补充地下水。因此，若透水路面材料使用不当极易导致污染物渗出，其潜在的环境污染风险更加不可忽视。沥青路面在恢复路面性能的养护工程中，会产生大量的黑色固体废弃物，通过对黑色固废采用RMS-HMR技术，与新拌沥青混合料相比，可将每吨热拌再生沥青混合料中的黑色固废掺量实际提高到40%以上；利用本技术拌制的再生沥青混合料质量稳定，满足规范要求。依托工程应用的经济与环境效果为：每吨热拌再生混合料可节约新集料390kg，节约新沥青9.5kg，减少黑色固废400kg，减少CO2排放量2.4kg。在项目实施中，节约沥青路面直接养护费用10%左右。RMS-HMR技术具有良好的经济效益，显著的社会效益与环境效益。

10王海鹏——水生态环境保护与可持续发展

我国人口数量较多，严重影响水生态环境的可持续发展。但造成生态环境恶化的原因是多方面的，有人口增长的原因、经济扩张的原因、科学技术的原因，而所有的原因都与人类行为的失当有关。习近平总书记在阐述水生态损害严重情况时主要讲了三个方面的问题：（1）涵养水源的生态空间大面积减少，盛水的“盆”越来越小，降水存不下、留不住；（2）河流断流、河道缩减，许多奔腾咆哮的大河变成涓涓细流，相当一部分河流已经河枯岸荒，“白鸟一双临水立，见人惊起入芦花”的景象在很多地方已一去不复返了；（3）一方面天然的水环境在消失，另一方面却花大把钱去搞人工仿造。水生态保护与修复要围绕一条主线，人要发展，鱼要生存。我们概括地称之为“人鱼线”。解决当前水生态损害严重问题，要采取“调、控、退、通、改、拆”的综合措施，调——生态调度，水生态保护与修复的第一选择；控——控制污染，水污染对水生态的影响是不言而喻的；退——退建还水，退去各种建设，包括养殖、种植、房地产、工业区等对水域的侵占，恢复原来的水域；通——河湖连通是修复被人为阻隔的河与湖的连通；改——对渠化的河道进行改造、增建过鱼设施、增建分层取水设施；拆——拆除违规小水电。