——记华中科技大学土木与水利工程学院赵挺生教授
建筑施工,是高危行业;大型机械设备,则是重大危险源。在百米高空之上,塔吊如同钢铁巨人般矗立,承载着建设城市的重大责任。然而,这个“巨人”暗藏的风险也触目惊心,每一次的起吊、每一次的旋转,都牵动着无数人心弦。我国建筑施工领域超过一半的较大以上事故都集中在塔吊安拆等环节,传统人眼盯防在百米高空操作盲区前显得力不从心。但在这片危机四伏的领域,一场由数据驱动的安全革命正悄然降临。
在这场安全革命的前沿,华中科技大学教授、博士生导师,土木与水利工程学院土木工程安全研究所所长,预制装配式建筑工业化研究中心主任赵挺生,面向国家重大需求,长期深耕于建筑安全生产保障技术、建筑施工技术与管理、公共安全管理方向的研究与教学工作,以三十载科研匠心,将物联网、人工智能织成“数字安全带”,守护着万千施工人员的生命,为建筑工程安全筑起了一道坚不可摧的防线。
钢铁丛林中的安全守望者
赵挺生,一位从河南辉县走出的学者,以其深厚的学术功底和不懈的探索精神,在建筑安全领域书写着自己的科研人生。他博士毕业于同济大学结构工程专业,后又在清华大学土木工程博士后流动站深造,这样的学术背景为他日后的科研工作奠定了坚实的基础。
自1984年中南大学毕业后,赵挺生便投身于建筑安全领域,从冶金部安全环保研究院的工程师,到清华大学土木系的博士后,再到如今华中科技大学土木与水利工程学院教授、博士生导师,他的每一步都走得坚实而有力。他长期从事在用建筑安全生产保障技术、建筑施工技术与管理、公共安全管理方向的研究与教学工作,致力于将科研成果转化为实际应用,守护着建筑工地的安全。
在科研内容上,赵挺生的研究涵盖了多个方面。针对使用中的重要建构筑物,他通过传感器监控、定期持续性专业检查与专家诊断相结合的方法,跟踪监控目标对象安全态势,一旦发现安全状态恶化,便及时处置,保障企业安全生产。针对企业改造工业建筑适应性改造,他通过优化设计与流程再造,适配不停产和少停产改造工艺,实现改造工程建设与企业安全生产双向联动。
赵挺生还致力于预制钢筋混凝土构件精确制造与精准吊装技术的研究。预制钢筋混凝土构件装配式建筑是建筑业低碳绿色发展的必然要求。他以“等同现浇”工程科学技术规制约束,研发预制件内钢筋空间位置精确定位、预制单元精准卡位、吊装即受力技术,实现建筑业高质量发展、建造全过程数字化。
此外,赵挺生还致力于研发安全监控数字化理论与装备,为建筑业的低碳绿色发展和数字化转型贡献了自己的力量。安全监控作为技术密集型细分领域,传统上依赖专业人员与仪表进行数据采集和安全态势评估,具有高技术门槛、周期长、费用高等特点,服务对象主要限于重大工程。然而,工程事故统计分析显示,小工程往往更易发生重大事故,凸显了安全监控普惠化的迫切需求。这一矛盾,在我国新时代背景下,体现为“非重大工程安全风险突出与安全监控短缺”的困境。国家应急管理部与工信部于2020年联合发布《“工业互联网+安全生产”行动计划(2021-2023年)》,旨在推动安全生产向动态感知、事前预防、全局联防转变,标志着公共安全风险监控进入数字化新阶段。
从实验室到工地的安全革命
赵挺生的科研之旅,是一条不断探索、不断创新的道路。迄今为止,参与、主持多项国家级、省部级科研项目,取得了丰硕的科研成果。从原冶金工业部应急研究项目“鄂城钢铁厂一炼钢危厂房可靠度评价与安全监测技术”,建立了在用危险厂房状态检查、实时监控方法,保障企业危险厂房安全使用3年,研究成果于1988年获部级科技进步二等奖;到国家“八五”科技攻关项目“在用危险建(构)筑物实时监测和评价技术研究”,建立了在用危险建构筑物实时监测、状态分级评估的系统方法,保障在用工业民用建筑安全生产,研究成果于1997年获部级科技进步二等奖;再到重大工程项目“武汉长江二七大桥施工过程安全风险跟踪评估”,研制分部分项工程全过程安全风险演化模型,指导建设工程风险管控,保障了工程安全生产。这些项目所取得的每一步成果都凝聚着他的智慧与汗水。
在“十三五”国家重点研发计划项目课题中,赵挺生带领团队针对建筑工程施工垂直运输设备及其作业安全状态监测预警及控制技术与工程示范进行了深入研究。他们建立了垂直运输设备安全状态实时监测的系统理论、方法,开发了其安全风险因素监测管控的智能传感器、工控仪、标识数据传输仪和可视化平台成套装备。成果攻克了塔式起重机顶升作业流程质量安全风险监管难题,实现了质量安全风险多源多参数实时监测和操作端、管理边、总部云协同管控。
而在“十四五”国家重点研发计划项目课题中,赵挺生和团队更是再造了“感知—传输—应用”信息化流程,形成了“感知—应用—传输”新流程。他们提出了流程生产知识解构→流程质量安全状态因素参数化→流程质量安全因素参数实时状态智能感知→基于实时数据的流程生产质量安全状态智能评估决策的数字化方法,研制了质量安全参数监测母机和流程生产质量安全状态管控母机,开发了多种多参数监测智能传感器。研究成果已在钢铁、化工、建筑、商业综合体、地下管廊等多个领域应用。
目前,赵挺生已获授权发明专利25项、实用新型专利36项。其团队的“基于物联网的安全监控系统”成果于2021年5月在武汉转化落地,联合成立了武汉众得安科技有限公司,推出的建筑施工塔式起重机顶升作业安全数字化监控教学、工程应用产品,已在400余个项目中落地应用,促进了新质生产力的培养。
编织未来防线的育人匠心
作为一名高校教师,在科研之外,赵挺生亦非常重视教学育人工作。他深知科研的最终目的是服务于社会,而人才的培养则是科研事业持续发展的关键。因此,他始终将教学与科研紧密结合,通过科技创新成果适时融入教学内容,传播新理论、新方法、新技术。
在他的课堂上,学生们不仅能够学到扎实的专业知识,还能够接触到最前沿的科研动态。他鼓励学生积极参与科研项目,通过实践锻炼提升自己的能力。在他的指导下,许多学生都取得了优异的成绩,有的甚至在毕业后成为了行业内的佼佼者。
除了课堂教学外,赵挺生还非常注重学生的综合素质培养。他经常组织学术会议、编制标准等活动,让学生们有机会与业界专家交流学习,拓宽自己的视野。同时,他还积极参与工程技术服务工作,通过实践锻炼提升自己的能力,并将这些经验传授给学生们。
目前,赵挺生团队已发表论文100余篇,培养研究生近百名,参编、主编标准9部。这些成果不仅体现了他在科研与教学方面的卓越成就,也彰显了他对人才培养的高度重视和无私奉献。
近期一段时间,赵挺生和团队将和武汉众得安科技有限公司紧密协同,在质量安全监控数字化科技创新基础上向产业创新延伸:培养场景安全风险数字化监控产业、智能传感器产业;结合团队精准制造与精准吊装科技创新成果,打造预制钢筋混凝土装配式建筑数字化建造新质生产力。
“面向国家重大需求,编织人民生命健康防线”,赵挺生用自己的实际行动诠释了这句话的深刻内涵。他以科研成果守护着建筑工地的安全,以教学育人培养着未来的栋梁之才,致力推动国家的发展和社会的进步,在建筑安全领域中,他将成为后来者的学习楷模和榜样。
展望未来,赵挺生将继续带领团队在科研与教学方面不断探索、不断创新。他们将以更加饱满的热情和更加坚定的信念,为守护人民生命安全、推动建筑行业高质量发展贡献自己的科研力量。(文/张玮)
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