揭秘隧道工程AI黑科技：iS3系统5分钟远程诊断

朱合华院士深度解析隧道工程AI黑科技：iS3系统如何实现五分钟远程诊断

锚点｜隧道工程“远程问诊”背后的技术逻辑是什么？

在《锚点》节目中，中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰向同济大学土木工程学院朱合华院士提出了一个关键问题：四川某在建隧道中，现场人员仅需拍摄照片回传，系统就能快速解算出大量工程数据。看似简单的操作，究竟隐藏着哪些核心技术？

朱合华院士给出的答案直指核心：他领衔开发的iS3系统——基础设施智能服务系统（infrastructure Smart Service System），正是这套远程诊断方案的基础架构。朱合华用远程医疗做类比：上海医生远程指挥海南手术，隧道工程同样需要实时决策与智能控制，否则开挖面可能瞬间失稳——相当于给地球“开刀”。为攻克这一目标，团队耗时一年打通全链路：现场采集六到十张照片，上传云端分析并反馈结果。初始阶段需要十二分钟，现已优化至五分钟内完成。

系统的技术支点是人工智能，但依赖的是小样本数据而非海量数据。原因在于：地质体不具备标准化特征，每个开挖面都独一无二。传统方法依赖大规模样本库，而实际工况中每个掌子面都是首次出现。AI要解决的核心矛盾是“速度”——将精确的数值分析、基于GZZ准则（广义章-朱准则）的理论计算，以及非连续体分析，全部控制在小时级以内。尽管照片是二维平面图像，但通过连续拍摄可提取三维点云数据，涵盖几何信息、属性数据与颜色数据。借助这些数据建模，配合自动提取算法，实现“降维打击”：人工识别一张照片需要四小时，全自动算法已压缩至秒级。

从这些照片中能提取哪些关键信息？朱合华解释：可识别不连续面的产状（走向、空间形态）、宽度、充填物，甚至岩性分类——比如区分花岗岩与玄武岩。识别出岩性后，即可关联其物理力学参数。袁岚峰提及朱合华的论文《从岩体表面的3D点云自动提取不连续取向》，这正是该技术的核心算法。朱合华坦言，全球首个用手机照片识别开挖面岩体信息的团队就是他们，因为涉及多项独有核心技术，其他团队难以复制。

袁岚峰感慨，外行初看可能觉得平淡，深入探究才能发现这是真正的“黑科技”。中国作为基建超级大国，宏伟工程层出不穷，人们常归结于工人拼搏与机械强悍，但土木工程作为一门学科，中国科学家在基础理论层面的突破同样举足轻重。朱合华院士革新了岩体强度理论与岩土数值方法，提出了隧道及地下工程全寿命设计理论。他与合作者命名的广义章-朱准则（GZZ准则）是目前最先进的岩石力学强度准则，获国际岩石力学学会推荐。他主导的iS3系统，是全球首个开源的基础设施智能服务系统。工程奇迹的背后，是科学原理与技术的深度融合。今天，我们深入对话朱合华老师。