2024年6月,由西安建筑科技大学华清学院,土木工程学院巩云鹏老师带队、张天娇、许光、孙凯文、高亚南等大学生组成的创新创业团队,自主研发的 “边坡岩土力学参数智能反演分析系统 V1.0” 成功通过审核,正式获得国家计算机软件著作权登记证书(证书号:软著登字第 16996960 号,登记号:2025SR2340762)。该证书的获批,是国家权威部门对团队科技创新能力与实践应用价值的高度认可,更是团队深耕一线调研、立足实际需求、潜心技术攻坚的丰硕成果。
谈及项目的起点,团队核心成员张天娇表示:“边坡稳定性是土木工程领域的关键课题,尤其是在黄土分布广泛的地区,岩土特性复杂多变,给工程建设和安全运维带来了诸多挑战。” 在专业学习和行业了解中,团队发现传统的边坡岩土力学参数计算方法存在明显短板:流程繁琐复杂,需要技术人员投入大量时间进行数据整理和人工计算;受主观经验和环境因素影响较大,参数反演精度难以保证;分析效率低下,无法及时为施工现场的风险预判和决策提供支撑,这些痛点成为了工程建设中亟待解决的难题。
为了破解这一行业困境,团队毅然决定放弃假期休息时间,将课堂所学与工程实践相结合,开展为期两个多月的实地调研。调研目的地选在了地质条件典型的高速公路施工路段,这里的黄土边坡在自然环境和施工扰动下的特性变化,为研究提供了鲜活的样本。为了获取最真实、最全面的一手数据,团队成员以志愿者身份扎根施工现场,每天清晨便背着测量仪器、笔记本电脑和饮用水奔赴一线,傍晚时分才拖着疲惫的身躯返回驻地。
施工现场的调研工作远比想象中艰辛。夏日的施工路段酷热难耐,地表温度时常超过 35℃,尘土飞扬的环境让大家的衣物和仪器每天都沾满泥土;部分边坡区域地势陡峭、无路可走,团队成员只能借助简易工具小心翼翼地攀爬,有时为了测量一个关键数据点,需要在边坡下长时间蹲守观察;不同时段的温度、湿度变化会直接影响岩土力学性质,为了捕捉这些动态变化,团队特意调整作息,分早、中、晚三个时段开展数据采集工作。
“每一组数据都来之不易,每一次测量都要力求精准。” 团队成员许光回忆道。在调研过程中,他们分工明确、默契配合:有人负责使用专业仪器测量边坡坡度、高度等几何参数,有人专注于岩土样本的采集与封装,有人耐心访谈施工技术人员和地质专家,收集实际工程中遇到的边坡稳定问题及应对经验,有人则实时记录调研过程中的关键信息。遇到数据存疑的情况,团队会反复核查、重新测量,确保每一条记录都真实可靠。两个多月的时间里,团队累计徒步里程超 150 公里,采集岩土样本 20 余组,记录有效数据 800 余条,访谈行业从业者 15 余人次,整理调研笔记达 3 万余字,为后续的研发工作积累了扎实的实践基础。
调研结束后,团队带着沉甸甸的一手资料和总结的实践经验,迅速投入到系统研发阶段。这一过程同样充满挑战,如何将零散的调研数据转化为系统可用的有效信息,如何优化算法提高参数反演的精度和效率,如何设计简洁易用的操作界面满足工程实际需求,成为团队需要逐一攻克的难关。为了高效推进研发工作,团队进行了明确分工:巩云鹏、孙凯文负责算法设计,深入研究神经网络、支持向量机等多种智能算法,并结合调研中掌握的黄土地区岩土特性,对算法进行针对性优化;张天娇、高亚南专注于程序开发,搭建系统框架,开发数据导入、参数计算、结果分析等核心功能模块;许光则承担数据测试工作,用调研收集的数据对系统进行反复测试与验证。
研发期间,团队成员经常在实验室熬夜奋战,为了一个算法参数的优化争论不休,为了修复一个程序漏洞反复调试,为了提升系统稳定性进行上百次测试。遇到技术瓶颈时,他们主动查阅国内外相关文献,虚心向专业老师请教,结合调研中总结的实践经验不断调整研发思路。
该系统以实地调研数据为核心支撑,融合了先进的智能算法,能够快速、精准地反演边坡岩土力学参数,实时分析边坡稳定性,并自动生成详细的分析报告和预警建议。与传统方法相比,该系统不仅操作便捷,更在精度和效率上实现了显著提升,有效解决了传统计算方法的痛点,为工程建设中的边坡安全监测提供了有力的技术支撑。
此次国家软件著作权的获批,是对团队辛勤付出的最好回报,更是对他们 “从实践中来,到实践中去” 创新理念的充分肯定。团队成员纷纷表示,这份荣誉将成为他们继续前行的动力。未来,他们将继续立足工程实际需求,不断优化系统功能,拓展应用场景,推动成果的落地转化,让科技创新真正服务于行业发展。同时,他们也希望以此次成果为契机,带动更多青年学子关注行业痛点,投身实践创新,用青春智慧为土木工程领域的技术进步贡献力量。
从一线调研的默默坚守到实验室里的日夜攻坚,从零散的数据积累到完整的系统研发,这支大学生团队用实际行动诠释了 “实践出真知、创新促发展” 的深刻内涵。他们的故事不仅为当代大学生创新创业提供了有益借鉴,更彰显了新时代青年扎根实践、服务社会的责任与担当。
