理工科科研项目推荐-土木工程类
一、专业介绍 
✅ 专业介绍
▪ 土木工程是一门普通高等学校本科专业，属土木类专业，基本修业年限为四年，授予工学学士学位。
▪ 土木工程专业是研究、设计和建造各类工业与民用工程设施的学科，涉及数学、物理、化学、计算机信息科学等基础科学，以及力学、材料及相应的工程技术，综合性很强。研究对象包括建设所应用的材料（钢筋、水泥、混凝土、沙石等）、工程技术活动与各种工程设施（房屋、隧道、道路、桥梁、矿井等）。
▪ 该专业培养掌握土木工程学科的基本原理和基本知识，能在房屋建筑、地下建筑、道路、隧道、桥梁建筑、水电站、港口及近海结构与设施、给水排水和地基处理等领域从事规划、设计、施工、管理和研究工作的高级工程专门人才。
✅ 核心课程
工程数学（本）、土木工程力学（本）、混凝土结构设计原理、工程地质、工程经济与管理、土木工程CAD、建筑结构试验、房屋建筑混凝土结构设计、钢结构（本）、建设监理、高层建筑施工、道路工程、桥梁工程（本）等。
✅ 就业方向
1）工程技术方向主要面向建筑施工企业、房地产开发企业、路桥施工企业等，可做施工员、建筑工程师、结构工程师、技术经理、项目经理等，主管工程的实施、计划与安排等。比较知名的企业有中国建筑工程总公司、江苏南通二建集团有限公司、中国房地产开发集团公司、中铁大桥局集团有限公司等。
2）设计、规划及预算方向可在工程勘察设计单位、房地产开发企业、交通或市政工程类机关职能部门、工程造价咨询机构等单位，就任项目设计师、结构审核、城市规划师、预算员、预算工程师等。
3）质量监督及工程监理方向在建筑、路桥监理公司、工程质量检测监督部门任监理工程师，主要负责工程的监督与管理。
4）工程检修方向主要在轨道交通、铁路工务段等单位，比如中铁一局、北京地铁公司等，就职轨道交通及铁路工务部门工程师，通常是建设单位内部的工程技术人员，负责工程的检测与问题维修。
5）公务员、教学及科研方向一般交通、市政管理部门会招本专业的公务员，大中专高校、科研及设计单位需要教学、管理与科研人才。
二、科研项目介绍
土木工程：大数据时代的土木工程监测与人工智能。
✅ 课程介绍
01 现如今，我国依旧有很多的工程事故频发，如边坡失稳、房屋倒塌等，都造成了严重的人员伤亡和财产损失，已经引起人们对于重大工程安全性的重视。如何保证建筑的安全性能，保证它们不会对生命财产构成威胁？提高工程结构的运营效率，保障人民的生命财产安全具有极其重大的意义，这是现代工程的迫切要求。
02 近年来随着传感器技术、信息采集技术以及测试分析技术的迅猛发展，基于各种监测技术的结构健康监测系统在隧道、高层建筑、水利等工程领域都得到了广泛的应用。针对结构监测大量的数据，可以用机器学习算法来建模分析，模拟结构参数与结构响应数据之间的关系，从而揭示结构建造与使用后全过程的受力与损伤演化规律。种种手段都是为了保障大型工程结构建造和服役的安全提供有效手段。本课程以土木工程具体案例为例，掌握MATLAB构建机器学习模型的方法，今后学生针对其他具体的工程案例，建立数据驱动模型。
✅ 课程亮点
01 全球TOP30名校导师授课，获得课程证明和实践项目证明
02 掌握土木工程领域的前沿知识与研究方法
03 结合课程内容和学习收获，完成定制产出
04 全面提升批判性思维与团队协作等科研必备能力
✅ 适合人群
01 适用于对土木工程，建筑工程，地球科学专业感兴趣的学生（建议本科生及以上参加）
02 计划申请海外名校硕博，需要提升申请竞争力的学生
03 希望提前了解意向专业，或转专业申请缺乏相关研究经历的学生
04 希望提前适应国外教学方式，提升学习能力的学生
✅ 项目介绍
项目采用小班授课形式，由来自全球TOP30名校导师带领学生探索前沿知识，进行实战项目。学生保质保量完成课程任务后，不仅可以收获一次完整的项目制学习经历，还可以获得由导师签发的课程证明和实战项目证明。
✅ 项目产出
01 一封课程证明
02 一封实战项目证明
03 一次土木工程项目的实战经验
04 一段完整项目制学习经历
✅ 课程安排
第一周 Week1
Lesson1：大数据时代的土木工程监测与人工智能——绪论
Lesson2：土木工程数值建模
课程提纲：
01 Lesson1
▪ 土木工程领域监测、大数据和人工智能算法的介绍；
▪ 土木工程监测的历史与现状；
▪ 大数据时代土木工程发展机遇；
▪ 人工智能方法简介。
02 Lesson2
▪ 学习使用COMSOL Multiphysics，进行简单的数值建模；
▪ 数学建模的基本概念；
▪ 学习使用COMSOL Multiphysics；
▪ 偏微分方程的解析解与数值解；
▪ 建筑的地震分析建模
第二周 Week2
Lesson3：MATLAB编程基础和数值软件的联合计算
Lesson4：土木工程结构的概率方法
课程提纲：
01 Lesson3
▪ 学习MATLAB编程基础以及如何读取数值软件的结果；
▪ MATLAB编程基础；
▪ MATLAB与COMSOL Multiphysics的联合计算；
02 Lesson4
▪ 土木工程可靠度和风险分析的基本概念；
▪ 模型参数的概率分布；
▪ 蒙特卡罗方法；
▪ 模型响应的不确定性。
第三周 Week3
Lesson5：MATLAB的Regression Learner App使用
课程提纲：
▪ 介绍Regression Learner App包含的机器学习算法；
▪ Regression Learner App导入和输出；
▪ Regression Learner App生成模型的输出；
第四周 Week4
Lesson6：隧道开挖建模
课程提纲：
▪ 隧道开挖课题介绍；
▪ 隧道开挖背景知识介绍；
▪ 建模操作与处理；
第五周 Week5
Lesson7：编写数值建模与编程软件接口
课程提纲：
▪ 基于MATLAB，编写相关代码，为生成数据集编写接口；
▪ 第一步，编写实现蒙特卡洛模拟的代码；
▪ 第二步，编写写入读取的代码；
▪ 第三步，测试代码。
第六周 Week6
Lesson8：隧道开挖的随机分析与数据集生成
课程提纲：
▪ 通过接口对隧道开挖进行随机分析，并生成数据集；
▪ 将数值建模模型转成编程代码；
▪ 对接隧道开挖模型；
▪ 生成数据集。
第七周 Week7
Lesson9：数据驱动模型建立
课程提纲：
▪ 通过Regression Learner App建立数据驱动模型；
▪ 对比研究不同的机器学习模型；
▪ 学习数据的导入导出；
▪ 学员科研进度，答疑。
第八周 Week8
Lesson10：总结与答疑
课程提纲：
▪ 学员报告展示RA科研的进度；
▪ 导师点评学员科研进展。
