作者自序 | 关向群:陪父亲写书——《矿山法隧道智能建造技术》背后的故事

文摘   科学   2024-07-26 18:05   北京  


2020年,父亲过90岁生日,在成都,向大家分享了近些年整理的国外隧道工程技术案例集,并为最难的那条铁路建设,提出了智能化隧道的32 字箴言,也算是对应矿山法的32字箴言(围岩为本,地质先行,松弛有度,内实外美,排堵协调,重视环境,预防维护,管理到位):


到了2021年,父亲决定将这些资料整理成书,想出一本图多于字,以案例为主的书,因为知识最好的传播方式就是案例学习。

2022年6月,完成第一次稿,提交至出版社。

2023年9月,初排,有了成书的样貌,但父亲认为书太厚了,进行了一些内容的删减,并把维护管理这一章的内容单独拿出来,独立成册,也算和以前出版的设计、施工、维修三本书对应(三本书:《隧道工程设计要点集》《隧道工程施工要点集》《隧道工程维修管理要点集》),都升级到智能化时代。

2023年底,第二次排版,其间不断地对文字进行修改润色,调整内容,酸甜苦辣交杂,好在一直向好。

2024年4月,第三次排版,重点对图片和版式进行调整。

2024年6月,即将送印出版,着实不易。

要说明一下,这本书中所有内容的收集、翻译、文字录入以及简单的版式设计,都是父亲一个人每天花费4小时在电脑前查出来和敲出来的。为此,他掌握了好几种office软件工具,这是一位90岁高龄的老人应对智能化的挑战,无疑,他过关啦!

好多人都很惊讶,为什么父亲在这个年龄(1932年生人)还编写这样一本书?我觉得,写书也是他人生的一部分,自离休开始从未间断。当然,这也饱含了他对隧道行业发展的期许,希望这个行业不要“大而不强”,希望大家眼睛看得更多、更远,希望这个行业所有的人都变得更好。

无疑,父亲是写书和讲课的“老手”,但这本书的写作有点不同。“智能化”这个题材实际上是在他的知识范畴之外,但是到了他这个“段位”,他能敏感地识别,什么知识对他所处的行业有用处,这就使他理解的智能化是以实用为目的,反推回来的因需求产生的“智能化”。当然,他为此学习了很多新鲜的知识,比如第一周看到一个案例觉得有趣,第二周就和我谈起教师数据的可靠性,进化的速度很快,不得不叫人佩服。

父亲关于智能化的学习是基于他感兴趣的案例,基于大量的一手资料;我的智能化学习是基于书本、互联网络(如知乎、百度)以及我使用大量电子设备获取的知识资源。我们无疑是不同的,所以也会有分歧。比如:一个案例是否有价值,或者介绍的技术是否已经在工程实践中使用过,系统是否详尽?行业和企业的智能化是“从上到下还是从下到上”,谁会起到重要作用,等等。但我们有些认识是高度统一的,就是智能化是时代的要求,势不可挡,它的应用只是时间问题。学习智能化技术最好的方式是案例学习,智能化的步伐一直向前走,各种系统一直在随着信息技术的发展迭代升级,但一定时期内隧道的基本作业是不会发生变化的,因此,它依然是应用的基础,形式化的、用来看的智能化是没有意义的,不能提高生产效率的智能化是没有意义的。

因此,他认为行业走到今天,能突破的方向主要在智能化和新材料方面。智能化是必然趋势,但不能提高生产效率就没有用,实践应用从案例学习开始,要和最新的信息技术为友

所以,想为山岭隧道写一本这样的书:

● 有很多图:这里的图不单是照片图、流程图,而是图说、图解式的。

● 有很多实例:这里的实例不单是独立的、泛泛而谈的,而是具有体系性、相互关联,更具参考性的案例集。

● 授人以渔:这本书不是重点,它也不能涵盖智能化的方方面面,仅为抛砖引玉,激发读者去思考,是一本开放式的书。

无论写了什么,怎么写,其实目的只有一个,希望大家在埋头工作的同时,抬头看看世界的变化,想想可能的未来,为把智能化应用到自己的工作中提供一点启发。
这本书有个漫长的写作过程和出版过程。


素 材 的 选 择




能写这本书也要感谢信息化时代和信息化技术。
这本书的素材多数来自网络,部分来自出版物,网络时代使我们能够便捷地获取最新的资讯。多数的资料是外文的,除了自己熟悉的语言,机器翻译也提供了助力,当然是在对专业内容理解的基础之上才有用,不能直接使用。
就这本书而言,作者只是“搬书”的二次创作,并不是自己开发的技术和应用的案例。这个世界每天涌现那么多信息,选什么是第一个问题。所以,我们有一个案例选择的标准:
已应用的,不是研究中的
最新的研究成果
基于父亲对隧道的认识,认为对目前或未来生产方式有所帮助的
当然,最终素材服务于观点,观点要有助于实践。书的编写灵魂还是用什么在什么地方表示什么样的观点,这是本书写作的核心,所以,它不只是一本案例集,而是一本系统的书,有观点的书


书 的 定 位




关于智能建造和智能化时代,宏观上有很多说法,首先是国家政策的导向,其次是社会的发展与技术的进步使然。基础设施方面,丁烈云院士主编的《数字建造》丛书(12册),分为导论、设计、施工、运营维护和实践5卷。日本也出版了《智能建造系统学》,对智能建造的产生背景、应用、制度等多方面进行了系统分析。

相较而言,本书关注的内容比较微观,聚焦于山岭隧道(矿山法)这个垂直细分领域。因此,首先要意识到这个领域的特殊性,所研究的内容也要针对这个特殊性,回到建设流程和基本作业的各个环节。

能不能等着时代的步伐,直接走向智能化?这样想,无疑是荒谬的。尽管大量的技术工作可能要分包,但一个好产品的关键是一个好的产品经理和专业的甲方,因此,只有隧道专业人士才能找出行业的痛点——智能化技术需要解决的场景问题,再由专业人才和信息技术产业(IT)人才通力合作推进。所以,两个领域的人才都要学习,学会在同一种语境下对话,才能达成解决方案。

故,这本书的读者可能是从事隧道专业的人才,也可能是IT人才。

本书并不是一本具体的知识内容介绍,而是带有引领性的。比如第2章介绍BIM,书中只是对作者觉得重要的内容点到为止,具体建立模型和运用模型就需要从其他途径学习。

本书有以下几个特性:

参考性:看看别人的智能建造做了什么?

提示性:看看我们的智能建造能做点什么?

局部性:一方面是作者的诚惶诚恐,毕竟很多事情所知甚少;另一方面是信息技术突飞猛进的发展。

严格地说,阅读本书是有门槛的——你要懂一点隧道地质,懂隧道的基本作业,还需要构建一个新的知识结构。当然,对于有经验的工程师而言,本书的诸多案例还是能够给予启发与思考的。



内 容 和 结 构




现在,智能建造是个时髦的话题,其实也是个“理想很丰满,现实很骨感”的问题。在写作的过程中,也是一个不断学习、发现、汇总、凝练、思考的过程,是一个不断深入、探索答案的过程。在这个漫长的过程中,对行业要求什么样的智能化愈加清晰,也思考了很多谁来实现、如何实现的问题,这本书的范围也从技术层面的应用,扩展到人才培养、项目管理升级、HSE 管理体系[健康(Health)、安全(Safety)和环境(Environment)三位一体的管理体系]、企业转型等。

本书分了6章:

第1章讲了山岭隧道智能建造的概貌。

第2章谈的是智能建造的基础就是三维模型。

第3章概述了智能建造相关的信息化技术,没有这些技术的发展就不会有智能化,尽管土木工作者似乎不需要懂那么多,但是基础的东西往往决定了应用的高度。这一章算是给我们这些老的知识结构的人的科普(遗憾的是写得并不那么通俗)。

第4、5章针对隧道地质调查、施工作业流程涉及的智能化技术的案例,是本书的重点。

第6章谈怎么做得到和其他国家做了什么,给企业管理者以启示。

其中,第3章智能建造信息化技术和第6 章智能建造系统与数字化转型是后面加进来的。

为什么有第3章?我看不懂很多东西,当然,我猜父亲也不一定全都懂,但他觉得不重要,我觉得重要。因为很多人会去做技术开发的甲方,总是要知道一点技术概貌吧。我一直以为他不太懂,但我发现他开始和我讲教师数据、机器训练,开始讲这个没用,那个有用。所以,他慢慢在懂。一直以来,做专业和做IT的之间都有一个GAP(隔阂),所以会互相抱怨,前者嫌后者做出的东西不好用,后者说前者的需求提不清楚。要解决这个问题,互相都得往前走一步。也就是说,你最好懂些对方的底层,知道就行,这样对能实现到什么程度会比较清楚。通过案例你能看到别人做出来的东西,再懂点基本技术,就可以判别对方承诺的实现是否可靠。

第6章是我们在讨论企业如何能做到智能化,也是源于我做了很多年项目管理工作和管理咨询工作,会比较关注这方面的问题,一个项目成功与否,技术很重要,管理同样重要,外部环境和条件同等重要。



打 磨 与 修 改




2022年6月交稿后一直在翻译图上的文字和替换适当的图片,原本希望在一年内出版。但到2023年9月才初排,有了一本书的样子。的确,出版这样一本书有不小的难度,原稿的内容非常多,有很多译文和中文的说法不尽相同,图说的编排方式对出版社而言也是不小的挑战。及至2023年底完成第二遍排版,在排版的同时发现问题进行内容的修改,基本上都成了我和编辑的事情,酸甜苦辣交杂,好在一直向好。2024年初,三排,重点放在图片和版式上,但这个过程远比计划中漫长。图片的处理过程经历了反复修改与美化,作为一本以图为主的书,我的标准可能也比以往高了一些。

可以说,这本书是“磨”出来的,修改完善花了很大的工夫。当然,也总结了很多经验,也让我们在修改的过程中加深了对智能化的理解,自己的技能也变得更加智能。回顾一下整个修改历程,在解决素材选择和章节构架外,首先面对的是翻译的问题,修改绕口的译文需要过硬的文字功底,这是需要磨的,越写越清楚,脑子越来越清楚,文字也就越来越清楚,那些绕口的地方也就越改越好。其次是多种来源资料表述一致性的问题,需要较强的文字凝练能力;其中,信息化技术对土木工程师而言是跨行业的,很多术语和基本概念都不熟悉,需要耐心的学习。第三个问题就是不同来源的多类型图片的风格统一和版式设计,我一直认为视觉上的赏心悦目也是阅读体验中不可缺少的一部分,体现着作者的编写意图。这些工作使得我们花费了不少精力。

历经两年,终得面世。



问 题 思 考




问题1:这本书是否有价值?它是否只是一份汇编资料?

为什么要选择这些资料?我们的原则是重视实践经验。案例上以国外最新应用的技术资料为主。这是否涉及崇洋媚外呢?我们已是隧道大国,但大而不强,技术先进性是体现在实践应用中的,国内案例没有选择也是因为了解不深,担心口号太高,借鉴性不足。

这本书是资料汇编而成的,但绝不是一份汇编资料,而是基于汇编资料的二次创作,主要表现在它写什么、表达什么和用什么来表达。

问题2:这本书有什么观点?

前面所述的32字箴言概括了山岭隧道智能化的核心要点。

通过智能建造的案例学习是比较合适的方法。

在技术转型之外,智能建造的实现有赖于社会和企业的通力合作。重视项目管理、企业管理的学习有助于更好地构建智能建造系统。

技术是不断进步的,系统是不断完善和深化的。

问题3:这本书有什么特点?

一本好看的科技书籍首先是易读的“好看”,其次是美的“好看”。这本书用了很多案例,编排上采用图说形式,包括流程图、照片图以及思维导图,是希望帮助大家更快和更容易地接受和理解。

问题4:智能建造在目前的现实条件下如何实现?

这是个不得不面对的问题。本书总结了实现智能化的关键要素。可以看到,要完全实现智能建造是个上下并举的工作,需要环境和政策的支持。但因为环境问题而等待,一定会落后于时代。对企业、对项目和对个人而言,都要为实现智能建造积极地动员起来进行实践,在传统业务和常规作业中寻找更安全、更高效、更可靠的信息化替代方式,星星之火终将燎原。这也是为什么本书在介绍生产技术案例之外,还重点介绍了国外相关企业数字化转型的内容。

在写作过程中,发现了身边很多智能化的“小火花”,比如:有一个师兄所在的设计院,投入多年的智能化板块开始盈利;一些地铁项目出现了数字化交付;一些项目大型机械化已经开始应用;有一个师兄所在的科技公司在做地质雷达,其正在编制研发项目管理的软件;类似技术成果的公开出版,如《高速铁路信息模型(BIM)设计》;以及2023年隧道与地下工程大会(CTUC)增设了智能建造的主旨报告和学生论坛。

问题5:智能建造时代中个人做什么?

学习和实践。



未来的样貌:“3+1”开放结构




我一直很遗憾,就是出版用了很长时间,使得本来书里最新的案例不那么新啦,而现在机器人、ChatGPT(Chat Generative Pre-trained Transformer,是美国人工智能研究公司OpenAI 研发的一款聊天机器人程序)、Sora(美国人工智能研究公司OpenAI 发布的人工智能文生视频大模型)等将智能的步伐越迈越快,今早看到,大模型已经开始尝试中医号脉。不管是否是噱头,这就是发展趋势。

就本书而言,在写作过程中,把收集的案例同步做了一个案例集(知识库),部分内容和书中案例有所重复,但案例集里的案例要更多一些,并且,这两年最新的案例和资料也都放在了里面。计划是把案例集作为开放式的知识库,不受限于出版的要求和出版的工作流程。案例选择的范围和更新频率是不固定的,实际上几乎每个月都可以有新的内容添加,因为学习和阅读从未终止。案例的来源也希望更多样化。

因此,对应的,在和出版社探讨做成一本电子书或知识库的形式,类似可更新的和添加的小小的“数据库”,最好是开放式的,目的就是收集已落地应用的智能化技术及相关知识。

于是,大家设想了一个“3+1”纸数融合的出版规划

3本纸质书:

第一本:《矿山法隧道智能建造技术》,概貌隧道智能建造技术。

第二本:《山岭隧道革新的维护管理技术》,隧道工程从大基建走向大维修,也就是更多关注存量资产的保值增值和良好运转,单独成册,现已基本成稿。

第三本:《山岭隧道革新的地质调查技术》,隧道的根本问题在很大程度上是由地质问题决定的,于是将这部分内容拿出来单独成册,现已基本成稿。

1个电子的案例库

电子阅读:类似电子书的形式,需要订阅。

不断更新的内容:内容按季度更新,目前是国际案例的资料,慢慢也会征集国内案例。

开放式平台:案例集是没有“天花板”的,父亲和我会一直往里面添砖加瓦。更加希望的是,它可以成为一个开放的知识库平台,有更多的人关注和参与,持续更新与成长。在2025年吧。

感谢出版社编辑团队,特别感谢本书的责任编辑谢海龙,以极大的耐心陪伴我完成稿件的修改和润色;感谢我的女儿黄笑崟,提供了排版的美编服务;感谢父亲众多的学生好友,给予资料和精神上的不吝支持;感谢身边亲人,提供服务。

再次希望这本书能起到抛砖引玉的作用。


2024年5月




本文节选自《矿山法隧道智能建造技术》(关宝树 关向群 编著,人民交通出版社,2024年

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编辑:谢海龙  高鸿剑
审核:王 霞



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