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【对话】同济大学交通工程学院副院长杜豫川:储备与积淀奠定学科领先地位


2020年5月,课题组杜豫川教授受邀做客Taylor & Francis Group的学者专访,为大家分享了人工智能技术在土木工程领域应用研究的进展及最新成果(点此查看专访文章)。


刚刚结束的2020年上海市科技进步奖评选中,同济大学土木工程专业在高层建筑、垃圾处理、地下结构以及交通道路设施四个方向斩获了4个一等奖。同济大学土木工程领域拥有如此雄厚实力的背后原因是什么?在学科建设和学术交流中又有什么样的心得?


此次,杜豫川教授再次做客Taylor & Francis Group的对话栏目,与Taylor & Francis Group 中国区总裁洪颖源先生一同深入探讨学科建设、学科优势、研究成果与学术国际合作等多角度,和大家分享专业而独到的见解。


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知识+人才双储备 打造世界顶尖学科

成为全国第一,世界顶尖专业的秘诀是什么?杜院长与我们分享了他的心得:

1. 庞大的人才储备和资源配给

洪颖源:我跟您分享几个数据。从全国期刊发文量的角度来看,同济大学在土木工程领域在过去2016年到2019年全国排名第一,引用量也在全国名列前茅。

洪颖源:今天想听听杜教授如何成功将同济大学的土木工程学院,打造成全国第一,世界前列的专业?您的秘诀是什么?

杜豫川:实际上同济大学是在整个土木工程里的各个细分领域都有非常深厚的储备。我个人主要在道路工程方面做一些研究工作。在国内的高校中,土木工程领域里面有各个细分领域,比如道路、桥梁、隧道、高层建筑等等,每个系科都有非常多的人,因此我们才会有这么大的发文量和这么多的储备,能够在世界排到前面。主要原因正是整个学校在这个方面的积淀非常多,而且我们参与的人员也非常多。这是我们整个学校聚集力量和整合力量最强势的一个方向,所以才得到了全世界的认可。同济在这个方面的技术研发和力量储备都居于世界前列,这应该就是主要的原因。

2. 优势细分学科领域

洪颖源:在土木工程这样广泛的领域中,哪一个细分的领域,您认为同济大学在世界上的影响力是最大的?

杜豫川:我们工程学院主要聚焦于道路交通方向,还有一个土木工程专业在土木学院下面。我们大部分的学科是在土木学院下面,包括了高层建筑的抗风抗震、桥梁、隧道的地下空间的开发、隧道的挖掘,还有水利工程的修建等等。在这一方面,我们先说大土木方向。同济大学最领先的学科是高层建筑的抗风抗震,这是我们最领先的方向了;另外一个学科就是桥梁结构、大跨度的桥梁结构以及地下空间的开发利用。在我们学院,我们偏重交通领域,这个领域主要是道路、道路的材料和结构以及机场跑道的结构和材料。这就是我们最领先的方向。当然,这几年工程学院还在探索土木结构和自动驾驶的互动,这个方向也是与道路交通相关的土木工程系科中我们最关心和探索得最多的一个前沿方向。

3. 突破性研究课题

洪颖源:谢谢杜教授,我们在准备今天的对话的时候,也得知您带领的团队在5月19号获得了上海科技进步奖一等奖,恭喜杜教授。您可以分享一下这个获奖项目背后的一些突破性科技吗?

杜豫川:谢谢。在5月中旬时,上海市科技进步奖已经颁发了。在本次奖项中,我们整个学校大土木系科收获颇丰。我们有4个一等奖,分别颁发给了高层建筑、垃圾处理、地下结构以及交通道路设施四个方向。

我个人主导的项目是道路方向的应用,实际上这个也跟我们前几天在T&F期刊International Journal of Pavement Engineering上面发表那篇论文相关。整个项目我们用了差不多10年的时间,积累了比较多的道路的平整性和道路的损伤的数据。在这个数据的基础上,我们还做了相关的人工智能模型。我们做了小波分析和震动波动模型的分析。基于这个基础模型的突破,开发了轻量化检测设备,并应用在了我们国家的一些重大工程上,包括港珠澳大桥。我们在这些重大工程上面做的应用获得了不错的行业评价。这是我们主要的工作。跟技术研发相关的工作是我们在应用中采取了一些数据驱动的分析方法,我们今天经常提到的人工智能,以及与道路交通进行复合的手段。可以说,我们在这个领域的探索是国内比较早的,也是在国际上比较早的一批,都取得了不错的成绩。大概是这样一个情况。

建立国际交流生态圈

用契合时代发展的方式助力科研成果“走出去”

中国的科研水平正在飞速地发展,在国际上也能越来越多地看到中国科学家与中国的科研成果。目前的中国科研在“走出去”方面有着怎样的趋势、考虑和需求?杜教授为我们深入解答了这些问题。



洪颖源:谢谢杜院长的分享,我可以跟您分享一下身为一个住在中国的外国人(注:洪颖源先生是华裔新加坡人),以及我们作为出版企业的一些体验跟观察吗?


杜豫川:可以,谢谢!

洪颖源:我们觉得不管是从学术层面还是企业层面,中国的科学家和企业在很多方面都有突破性的成就。但是谈及到“走出去”,很多优秀的中国的企业和科学家似乎在国际影响力这方面遇到了一些瓶颈。谈到这个问题,我们想请教一下杜教授,从中国科学家“走出去”这一角度而言,您有什么经历可以分享?尤其是如何融合出版商与研究人员双方的优势,一起把中国人的智慧和科学突破点,带到全球的学术舞台,发出更多的声音?

杜豫川:谢谢您的这个问题。其实这个问题不容易回答。我个人觉得,其实我们这一代,在和我年纪相仿的研究者之中,我们的国际化程度相比于上一辈已经大大增强了。但这里仍然存在一个问题:实际上,我们不是以英语为母语的研究人员,在语言交流、与国际同行交流方面,我们可能不能理解他们的应用环境,或者是他们更关注的问题。在这个方面,我们更关注于在国内经济发展情况下,我们基于迫切需要解决的事情,并把研究重点放在这上面。国内的研究在更多的情况下是技术应用型,能更快解决问题。


而对于机理或者有普遍意义的原理性的探索,我们没有花更大的力气去把它总结出一种普适性的意义。所以在国际交流上,别人可能经常会惊叹于中国研究的应用场景,而对于我们而言,技术研究的普适性原理,他们有时候会觉得有点缺失。这是我个人感觉。

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图片来源:pixabay.com

第二个方面,是国内的整个发展速度太快,使得我们没有那么大的精力去深化国际交流。这些国际交流也是需要时间的,相对来说,我觉得国外的发展速度和节奏更平缓一点,他们有更多的精力用于国际交流,或者是国际合作。如果我们要推动国际合作,把我们的东西用在国外,或者跟国外的学者共同落实我们的一些应用,我们认为与我们在国内来落实一个应用相比,花的时间大太多了,性价比可能会有一些差距。所以通常我们会放弃这个应用。前一段时间,我们有一个路面巡检设备,美国一个教授也在联系我,说可不可能去华盛顿用一下。我很犹豫,去华盛顿应用的话需要我们的支持,消耗的代价太大了。当然能应用肯定是好,但是代价有点大,需要远程支持,更不要说疫情期间,我们根本没有办法做这个工作。平时其实也挺困难的,毕竟距离很远,平时沟通还有时差的问题等一系列的问题。所以,我们工程技术领域的应用对于基础理论研究,如对物理化学的一些基础理论研究比较少。对于工程技术领域,如果我们真的要把我们的东西送到国外去大规模的应用,从研究者的角度,我觉得这个代价还有点大,还暂时很难去解决这样一个问题。但是我们觉得在整个论文的交流上面,跟国外同行的交流,以及互相的引用方面,我们逐渐达到了国际普遍水平。我们不一定领先,但是我们达到一个平均水平了。

洪颖源:我跟杜教授分享一下我自己的感受。身为一家国际出版社,我们的优势在哪里?我们的资源又怎么能够让中国的学者,尤其像您这样顶尖的中国学者以及院系所用?在国内,每年有成千上万的作者在我们这里出版著作。除了国内的学者资源之外,我们还有全球的学者资源,如果能够把这两者融合在一起,按照细分的学科,在土木工程、交通管理这方面,我们不难找到志同道合的学者,可以在一起做学术的交流,通过发表论文,通过出版书籍来交流。按照目前趋势,国际交流也越来越普遍,如果您觉得这方面有助于学术互动交流,我们很愿意去把这样的资源分享出来,跟中国学者和中国高校一起共享。

杜豫川:好的,非常感谢。您这个建议很好,实际上我们也有这样一些需求。我们希望能够有更紧密的国际合作,和一些小的科研团体一起。我个人觉得,因为小科研团体与我们的研究领域更接近。在广泛的国际会议上,你可能很难建立很亲密的国际合作,或者是互相之间的协作。研究在更紧密的一个小圈子里面可能会更容易建立关系。

洪颖源:是的,我们既是一个生态圈,也是一个平台,让全球志同道合的学者一起在我们的生态链中进行学术之间的交流和辩论。我们的另一个优势是我们的传播渠道。全球顶尖的高校不仅是我们的作者,更是我们的内容,还是我们的知识的消费者。所以当国内的学者在我们的平台做任何的发表和任何的交流后,我们有能力扮演一个桥梁的角色,把中国学者的声音和中国科学家所发表的突破性的研究和发现,带到全世界顶尖大学的各个角落。

杜豫川:谢谢。


洪颖源:最后想跟杜教授分享我们公司的标语。我们的 logo是一个灯,我们1798年在英国成立,秉着我们的价值观:点燃火炬,照耀人群。我们真心诚意地希望这次的交流,能奠定一个好的基础。在杜院长领导下,这些突破性的研究让全球的学者更加清楚地看得到中国的力量。


杜豫川:谢谢,我们一起努力达成这个目标。

从“设想”到“应用”

科研将“天方夜谭”变为现实

当电影中和科幻小说中的场景越来越多地出现在了现实生活中,我们便需要正视这些曾经被成为“天方夜谭”的奇思妙想。杜教授针对交通工程领域,结合当下的研究热点,为我们带来了学科未来发展的讨论。



洪颖源:我可以最后请教一下一个我个人感兴趣的话题吗?

杜豫川:可以。

洪颖源:您对Elon Musk的那个交通项目有什么看法?这是天方夜谭吗?

杜豫川:实际上在这个方面,我们也在探索。从前年开始,上海也在做整个地下的运输通道的可行性的研究了。在下一个阶段,我们很有可能将一些交通或特殊的交通搬入地下。这是非常有可能的,但是它要解决的技术问题还有很多,包括空气压缩问题、环境污染问题、尾气排放的问题、安全性问题等等一系列的问题。因为考虑到实际应用,他要解决的细节问题还有很多,但是他做一个demo,是很容易实现的。


(Elon Musk)的方向是其实是想在美国解决一个快速性的问题,但在上海,我们的设想是在超饱和层次环境中,在新的空间中去谋求发展。所以,我们想把一些特殊的运输方式,如将大型的集装箱货运在地下的一些管道里进行输送。我们也在做类似的探索,当然我们不会像他那样跑得那么快,但是我个人认为高速运输也可以在地下完成,但是它的安全性的问题值得考究。因为地下一旦出了事情,被卡在中间,在保证安全的情况下去处理施救的问题可能更困难。一个演示和做一个小段的实验相对来说比较容易。

洪颖源:太棒了,我期待T&F有这个机会把我们的这些实验室中的突破,一点一滴地记录下来,再传播给我们全世界的受众,一起了解中国在这方面的突破。

杜豫川:谢谢,我们一起努力。

洪颖源:您有什么问题要问我们吗?

杜豫川:其实也没什么问题,我们上次也跟乔总交流过,总体来说,我们对国际期刊的整个的发表流程也比较熟悉。我们学院也创办了第二份国际期刊。我们也在做类似的工作,期待以后有机会可以和你们一起合作,一起去创办一些新的期刊。

洪颖源:好的,跟您分享一下我们出版业务。我们的内容分成三个层次,第一个层次是高端知识(Advanced Knowledge);第二个层次是新兴知识(Emergent Knowledge),比如5G和新冠疫情的研究都是新兴的知识;最后一个层次我们把它称为应用型知识(Applied Knowledge)。我觉得我们之间的合作机会是在应用型知识方面,能够帮助人类解决当今所面对的实际问题,不管是气候变迁也好,或者刚刚您提到的挑战,都很有意义。

杜豫川:谢谢。


内容转载自“TandF学术”微信公众号,点击查看原文链接


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