朱合华，中国工程院院士，现任同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室主任，兼任国际岩石力学学会中国国家小组执行主席、国际岩土工程联合会数据标准委员会主席、中国土木工程学会隧道及地下工程分会副理事长等，朱合华院士多年来一直致力于土木工程方面的研究和国际交流合作，为我国盾构隧道设计分析模型和服役性能的TSI评价方法建立了标准，在创立了土木信息工程学科方向作出了突出贡献。

朱合华院士长期从事数字地下空间工程研究与实践。创建了基础设施全寿命数据采集-处理-表达-分析-服务的数字化范式，研发出基础设施智慧服务系统（iS3）；合作创建了岩体三维GZZ强度准则，被国际岩石力学学会所推荐；建立了盾构隧道设计分析模型和服役性能的TSI评价方法，被国家和行业标准所采纳。

主持33项省部级以上科研项目，研发同济曙光软件（GeoFBA）。出版专著8本（含科学漫画1本），发表SCI/EI学术期刊论文380余篇；主参编技术标准5部。获国家科技进步二等奖2项，省部级和一级学会的科技成果特等奖2项、一等奖10项；授权发明专利50余件。

朱合华院士团队创建了基础设施智慧服务系统iS3(infrastructure Smart Service System)，即基础设施全寿命数据采集、传输、处理、表达、分析的一体化智慧决策服务系统。

iS3系统是从广义工程应用场景出发，以信息流为主线，采用面向服务的组件式框架和微服务技术架构的系统平台，集先进性、开放性和实用性为一体，是国际上第一个开源的基础设施智慧服务系统。 

iS3采用组态式、自生长、通专结合和开放共享的思路开发了iS3数字“城”底座，并根据业务模型构建数字孪生体和数字孪生能力组件，支撑低代码、积木式搭建数字“市”的应用场景。

iS3系统提供信息资源规划管理，数据接入、管理、开放和可视化，以及数据分析模块集成等基础平台功能，有机融合了WebGIS/BIM、大数据、云计算、人工智能、数字孪生等新理念和新技术。

•地铁建设风险管控

iS3系统目前已接入10条线路风险数据、23个标段智慧工地数据、190万条不落地监测数据，同时将统一推送要素和闭环处置数据到交委，实现现场事件的及时通知和快捷闭环处置。

•地下空间开发评价

朱合华院士建立国内首个城市地下空间三维精细化评价系统，完成地下2m-150m的地下空间适宜性和开发风险评价，为重庆市渝中区多条轨道交通规划提供决策依据。

•城市韧性地图

基于建筑物数字孪生技术，绘制建筑群地震动力响应韧性地图，可大范围应用于城市建筑群灾损模拟与韧性评价。

•地下基础设施运行安全监控

通过iS3系统对上海浦东前滩2平方公里区域，对象：基坑、地铁、管线等地下基础设施子系统，构建城市地下基础设施关键性态指标体系，通过安全预警与智能管控技术，保障了基坑影响下的地铁隧道结构安全。

•智慧高速主动管控

基于iS3系统搭建智慧高速OS-H，提供物联接入、数据清洗融合、孪生建模表达、仿真推演调度和主动管控指令下发等IT和专业基础能力，在杭州湾跨海大桥示范应用。

•智慧公园生态服务

iS3系统采集和汇聚生态数据，融合多学科交叉的领域知识充分挖掘生态数据价值。释放公园在生态增汇减碳、生态知识服务、生态健康服务方面的巨大效能，同时切实提高市民游憩幸福度和收获感。

朱合华院士表示智慧隧道并不等同于数字隧道、智能隧道，智慧隧道是智能隧道发展的更高级形态，对隧道工程的建设提出了更高的要求。智慧隧道的研究既要从人的智慧品质出发，理解智慧内涵；又要聚焦隧道工程的发展现状，归纳特色鲜明的发展目标。

朱合华院士将智慧隧道定义为韧性、智能、绿色和人文函数的函数，从这些维度共同构成了智慧隧道的多功能和综合性，旨在提升隧道的安全性、效率和人文关怀。

朱合华院士将提出智慧隧道的发展路径主要在三个方面：首先，通过数字化手段构建智慧基础设施服务体系（iS3），解决信息工程领域的难题；其次，强调韧性、智能、绿色和人文四个核心要素，分别作为智慧隧道的保障、技术支撑、时代责任和服务底色；最后，提出在数字化基础上，通过新技术、新材料、新工艺和新方法的研究与应用，提升基础设施的质量和服务水平。

朱合华院士通过数字化转型实现精准遥感和地表监测，评估和管理地下基础设施的安全风险，结合工程与水文地质研究，研究岩土性质和破坏机制，应用智能化技术提升管理和运行效率，最终实现透明地下基础设施的资源高效开发和空间安全利用，以智慧化手段推动社会繁荣发展。

2024年7月，在中国建设教育协会智慧建筑教育专业委员会成立大会暨全国智慧建筑新质生产力研讨会上，朱合华院士以“城市数字化转型与数字基础设施建设”为主题，详细探讨了城市数字化转型的背景、理论、方法、建设思路以及未来展望。

生产技术水平变化决定了城市形态和生产要素的配置，城市数字化转型是现代城市发展的必然趋势。这一转型不仅仅是技术的升级，更是生产要素配置和社会形态的深刻变革。数字基础设施建设的目标是通过数字治理、数字经济和数字生活三个方面，打造融合“城”（物理基础设施）和“市”（经济、社会、政治、文化活动）的数字化城市，实现高效、智能和可持续的城市发展。

数字化转型需要坚实的理论基础和系统的方法，基于同济大学在工程数字化研究方面20余年的历程和成果，朱合华院士提出了数字化赋能的本质在于信息流转。通过复杂系统认知理论，数字化转型标准体系和平台建设，如CIM（城市信息建模）和iS3（基础设施智能服务系统），搭建数字孪生场景模型为城市数字化提供了科学的方法和技术支撑。

数字基础设施的建设是实现城市数字化转型的关键。目前现有平台功能单一，难以支撑复杂业务。朱合华院士提出基于时空基座、物联基座、数据基座、分析基座和开放平台等模块搭建数字“城”底座，通过布设传感器并接入状态和运行数据，存储、处理和分析数据，最终为“市”提供数据与服务，助力城市的智能化管理和运营。

朱合华院士指出，数字化转型第一性原理：信息流畅通；城市数字化转型关键：数字基础设施；数字化转型着力点：数字“城”底座；数字化转型新模式：多元主体市场化。未来的智慧城市建设将更加注重韧性、智能、绿色和人文品质，全面提升城市的综合竞争力和居民的生活质量。

朱合华院士指出，智能建造在推动土木建筑业发展和数字化转型升级中起到关键作用。智能建造是信息技术、自动化装备与先进技术的高度融合，是新发展理念的响应和供给侧结构性改革的有效途径。朱合华院士还强调了智能建造学术研究与实践应用的深度融合的重要性，并指出智能建造将驱动土木建筑业的智慧化高质量发展，促进行业的生产力和生产关系变革。朱合华院士对智能建造的未来充满期待并以《智慧基础设施数字底座及其应用》为题，论述了智慧基础设施在数字化转型中的应用和发展趋势。

新形势下的创新发展，《“十四五”全国城市基础设施建设规划》早已布局，围绕构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系，提出了“加快新型城市基础设施建设，推进城市智慧化转型发展”的重点任务。但当下的城市基础设施仍面临着发展不平衡、不充分，体系化水平较低，设施运行效率和效益有待提高等一系列发展瓶颈。为了实现科学统筹与系统协调，推动智慧基础设施的蓬勃发展，首先应该明确其发展目标、发展范式与发展路径。

近年来，“智慧城市”、“智慧基础设施”、“智慧交通”、“智慧社区”等理念层出不穷，但诸多“智慧化”讨论的背后仍然缺乏以目标为导向的顶层设计与统筹规划，从而无法有效引导智慧基础设施等行业健康、有序的发展。

智慧基础设施发展目标的不明晰，归根结底在于缺乏对“智慧”这一概念的清晰解读。“智慧”是对人类品质的最高评价，指向人的全面发展与美好生活，指向社会的整体繁荣。同样地，将“智慧”视作当代基础设施的最高形态与最高发展目标，具有合理性。

因此，厘清智慧基础设施的智慧内涵应从解读人的智慧品质着手。人的智慧是一个多结构、多维度的丰富统一体；相应地，智慧基础设施也应具备多元且全面的发展方向。基于哲学、心理学领域对人的智慧观的阐述，可以将“自我认知与调节的能力”等隶属于人的智慧属性嵌入到传统基础设施的建设需求中，进而提炼出当代智慧基础设施的四个具体发展目标——韧性、智能、绿色、人文。

基础设施的智慧内涵还可进一步表征为以韧性、智能、绿色、人文四项品质的函数为自变量的泛函，由此可对基础设施的智慧化程度进行量化乃至客观评价，从而为科学指导智慧基础设施建设的顶层设计提供理论依据。

上世纪90年代中期以来，数字化逐渐成为不可逆转的发展态势，从生活到生产，人们已经到了离开数字化技术而无法生存的地步。在当今数字化转型的大背景下，数字化技术正在改变土木基础设施的建设与运维方式。以人力为主的劳动密集型工地正在向以机器人建造为主的智能建造方向发展，是基础设施的安全建造和韧性提升的新手段；借助数字化技术，让基础设施成为可感知、可愈合、可修复的智能体，是实现基础设施高质量建设目标的新载体；依赖数字化技术，从根本上改变基础设施建设的高能耗、高碳生产方式，已成为绿色和低碳建造的新契机；将数字与人文艺术融合起来，提升基础设施的人文品质，是达成基础设施人本思想体现的新动向。因此，数字化技术是复杂基础设施建设过程智慧化的根本保障。

然而，如何开展基础设施的数字化赋能？为此我们经过了长达20多年的研究探索。自2012年，我们从信息流和软硬件一体化出发，率先创建“智慧基础设施”服务体系，目前已初步建成了具有完全自主知识产权的创新型、开放式的基础设施智慧服务系统（iS3），并着力打造基于数字孪生的智慧基础设施数字底座，从而为解决土木信息工程领域的“卡脖子”技术难题，实现以数字化引领、专业化攻关、市场化驱动的土木信息工程通用数字底座，并加快推进数字化场景应用。

在数字化的基础上，全面提升基础设施的韧性、智能、绿色与人文品质，提高智慧基础设施的建设质量与服务水平，离不开各类新技术、新材料、新工艺、新方法的研发、应用与推广。在明确发展目标与发展范式的基础上，各行各业应坚持目标导向与问题导向，聚焦工程难题，提升自主创新能力，从而真正助力智慧基础设施的行业进步与发展。

3.1 韧性是智慧基础设施的根本保障

在人的智慧观中，韧性体现的是清晰的自我认识、稳定的自我调节能力以及感知、理解、适应、改变环境的能力。对于基础设施而言，韧性是其在服役期内高质量运转的根本保障。韧性的基础设施不仅需在一般环境中保证全寿命期内的良好状态，还需要在面对突发状况如火灾、地震等灾险时，最大程度地保持结构与内部环境的安全以及相关系统的稳定。此外，韧性基础设施一旦发生损坏，应可以通过自修复能力或借助外部的修补措施尽快恢复到原有的健康状态。

基础设施韧性的提升离不开相关理论研究的创新与突破。以隧道工程为例，为了保障良好的服役状态，需要开发耐久性更好甚至具有自修复性能的材料与构件，提出更为优化的隧道防水体系等；为了更好的应对灾险，需要研究隧道的自抗火结构体系与韧性防灾救援技术等。

3.2 智能是智慧基础设施的技术支撑

在人的智慧观中，智能体现的是足够的知识积累、解决问题的思维与实践能力、创新能力以及对既有知识进行总结同时获取新知识的能力。对于基础设施而言，智能是其智慧化建设必不可少的技术支撑。在基础设施的全寿命期中，需要处理大量的信息并进行无数的决策，能够借助“足够的知识积累”与庞杂的现场或虚拟信息进行科学且高效的决策，是智能化建设的一项基本要求。

因此，智能基础设施1.0首先应实现基础设施的数字化表达，从而完成其全寿命期内信息的获取、传输、处理、表达与分析工作，最终助力科学决策。在此基础上基础设施智能品质的提升有赖于相应数字化系统的迭代优化，如提升信息采集的精细度与实时性等。此外，为了确保智能基础设施的创新价值，在鼓励新兴技术应用的同时，还应有目的地采集基础设施在建设与运维过程中产生的大量数据，以助力相关科研成果的孕育与转化。

3.3 绿色是智慧基础设施的时代责任

在人的智慧观中，绿色体现的是道德的约束、社会利益的平衡以及对社会繁荣的追求。基础设施的绿色品质主要立足于可持续的发展理念与低碳环保的建设要求，其内涵包括但不局限于：节约资源、节约能源、保护环境（减少碳排放量）、减少项目对社会的不利影响等。绿色基础设施的发展应既能满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害。在当今的“双碳”目标下，在保障基础设施运营效果的基础上尽可能控制其碳排放量，亦是基础设施绿色品质的重要体现。

绿色基础设施的建设同样离不开新材料、新工艺、新方法等的支撑。以隧道工程为例，低碳材料的研究与投入使用，隧道结构的轻量化设计理论，以节能减排为导向的隧道运营系统的优化设计等都有效推动了智慧隧道的绿色品质提升。

3.4 人文是智慧基础设施的服务底色

在人的智慧观中，人文体现的是与人的交往能力、对良好生活与社会繁荣的追求。对于基础设施而言，人文体现了以人为本的重要原则。一方面，基础设施作为服务系统，应保障使用者的安全性、舒适度及精神文化需求，同时为了尽可能满足不断变化的用户期望，应保证基础设施与用户之间的良好交互。另一方面，基础设施承载了越来越广泛的人类公共行为，开始介入越来越多的人文景观建构，应体现更多的艺术人文价值。比如隧道工程作为城市或地区的代表性建构筑物，其洞口与内部设计应具备一定的美学观赏性，融入当地的历史文化特色，或者工程本身应具有时代意义或历史价值。

基础设施人文品质的提升需要始终秉持“为人民服务”的发展理念，通过一系列以用户需求为导向的优化设计与创新方法建设具有人文价值的基础设施。

当今的城市基础设施可被视为亟待优化的复杂巨系统。一系列新理论、新方法、新技术、新材料等往往是针对特定工程问题提出的局部优化；而“智慧化”则是当代基础设施发展的全局优化目标。“工程聚焦”的发展路径将鼓励各行各业坚持问题导向，面对工程难题力求开拓创新；“数字化”的发展范式可以提升创新迭代的效率并为城市基础设施的多系统融合与优化提供技术保障；而以韧性、智能、绿色、人文为导向的发展目标则有利于从效益最大化的角度对当今的各类创新解决方案进行合理布局，从而推动智慧基础设施可持续发展。

朱合华，中国工程院院士，现任同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室主任，兼任国际岩石力学学会中国国家小组执行主席、国际岩土工程联合会数据标准委员会主席、中国土木工程学会隧道及地下工程分会副理事长等，朱合华院士多年来一直致力于土木工程方面的研究和国际交流合作，为我国盾构隧道设计分析模型和服役性能的TSI评价方法建立了标准，在创立了土木信息工程学科方向作出了突出贡献。

朱合华院士长期从事数字地下空间工程研究与实践。创建了基础设施全寿命数据采集-处理-表达-分析-服务的数字化范式，研发出基础设施智慧服务系统（iS3）；合作创建了岩体三维GZZ强度准则，被国际岩石力学学会所推荐；建立了盾构隧道设计分析模型和服役性能的TSI评价方法，被国家和行业标准所采纳。

主持33项省部级以上科研项目，研发同济曙光软件（GeoFBA）。出版专著8本（含科学漫画1本），发表SCI/EI学术期刊论文380余篇；主参编技术标准5部。获国家科技进步二等奖2项，省部级和一级学会的科技成果特等奖2项、一等奖10项；授权发明专利50余件。

朱合华院士团队创建了基础设施智慧服务系统iS3(infrastructure Smart Service System)，即基础设施全寿命数据采集、传输、处理、表达、分析的一体化智慧决策服务系统。

iS3系统是从广义工程应用场景出发，以信息流为主线，采用面向服务的组件式框架和微服务技术架构的系统平台，集先进性、开放性和实用性为一体，是国际上第一个开源的基础设施智慧服务系统。 

iS3采用组态式、自生长、通专结合和开放共享的思路开发了iS3数字“城”底座，并根据业务模型构建数字孪生体和数字孪生能力组件，支撑低代码、积木式搭建数字“市”的应用场景。

iS3系统提供信息资源规划管理，数据接入、管理、开放和可视化，以及数据分析模块集成等基础平台功能，有机融合了WebGIS/BIM、大数据、云计算、人工智能、数字孪生等新理念和新技术。

•地铁建设风险管控

iS3系统目前已接入10条线路风险数据、23个标段智慧工地数据、190万条不落地监测数据，同时将统一推送要素和闭环处置数据到交委，实现现场事件的及时通知和快捷闭环处置。

•地下空间开发评价

朱合华院士建立国内首个城市地下空间三维精细化评价系统，完成地下2m-150m的地下空间适宜性和开发风险评价，为重庆市渝中区多条轨道交通规划提供决策依据。

•城市韧性地图

基于建筑物数字孪生技术，绘制建筑群地震动力响应韧性地图，可大范围应用于城市建筑群灾损模拟与韧性评价。

•地下基础设施运行安全监控

通过iS3系统对上海浦东前滩2平方公里区域，对象：基坑、地铁、管线等地下基础设施子系统，构建城市地下基础设施关键性态指标体系，通过安全预警与智能管控技术，保障了基坑影响下的地铁隧道结构安全。

•智慧高速主动管控

基于iS3系统搭建智慧高速OS-H，提供物联接入、数据清洗融合、孪生建模表达、仿真推演调度和主动管控指令下发等IT和专业基础能力，在杭州湾跨海大桥示范应用。

•智慧公园生态服务

iS3系统采集和汇聚生态数据，融合多学科交叉的领域知识充分挖掘生态数据价值。释放公园在生态增汇减碳、生态知识服务、生态健康服务方面的巨大效能，同时切实提高市民游憩幸福度和收获感。

朱合华院士表示智慧隧道并不等同于数字隧道、智能隧道，智慧隧道是智能隧道发展的更高级形态，对隧道工程的建设提出了更高的要求。智慧隧道的研究既要从人的智慧品质出发，理解智慧内涵；又要聚焦隧道工程的发展现状，归纳特色鲜明的发展目标。

朱合华院士将智慧隧道定义为韧性、智能、绿色和人文函数的函数，从这些维度共同构成了智慧隧道的多功能和综合性，旨在提升隧道的安全性、效率和人文关怀。

朱合华院士将提出智慧隧道的发展路径主要在三个方面：首先，通过数字化手段构建智慧基础设施服务体系（iS3），解决信息工程领域的难题；其次，强调韧性、智能、绿色和人文四个核心要素，分别作为智慧隧道的保障、技术支撑、时代责任和服务底色；最后，提出在数字化基础上，通过新技术、新材料、新工艺和新方法的研究与应用，提升基础设施的质量和服务水平。

朱合华院士通过数字化转型实现精准遥感和地表监测，评估和管理地下基础设施的安全风险，结合工程与水文地质研究，研究岩土性质和破坏机制，应用智能化技术提升管理和运行效率，最终实现透明地下基础设施的资源高效开发和空间安全利用，以智慧化手段推动社会繁荣发展。

2024年7月，在中国建设教育协会智慧建筑教育专业委员会成立大会暨全国智慧建筑新质生产力研讨会上，朱合华院士以“城市数字化转型与数字基础设施建设”为主题，详细探讨了城市数字化转型的背景、理论、方法、建设思路以及未来展望。

生产技术水平变化决定了城市形态和生产要素的配置，城市数字化转型是现代城市发展的必然趋势。这一转型不仅仅是技术的升级，更是生产要素配置和社会形态的深刻变革。数字基础设施建设的目标是通过数字治理、数字经济和数字生活三个方面，打造融合“城”（物理基础设施）和“市”（经济、社会、政治、文化活动）的数字化城市，实现高效、智能和可持续的城市发展。

数字化转型需要坚实的理论基础和系统的方法，基于同济大学在工程数字化研究方面20余年的历程和成果，朱合华院士提出了数字化赋能的本质在于信息流转。通过复杂系统认知理论，数字化转型标准体系和平台建设，如CIM（城市信息建模）和iS3（基础设施智能服务系统），搭建数字孪生场景模型为城市数字化提供了科学的方法和技术支撑。

数字基础设施的建设是实现城市数字化转型的关键。目前现有平台功能单一，难以支撑复杂业务。朱合华院士提出基于时空基座、物联基座、数据基座、分析基座和开放平台等模块搭建数字“城”底座，通过布设传感器并接入状态和运行数据，存储、处理和分析数据，最终为“市”提供数据与服务，助力城市的智能化管理和运营。

朱合华院士指出，数字化转型第一性原理：信息流畅通；城市数字化转型关键：数字基础设施；数字化转型着力点：数字“城”底座；数字化转型新模式：多元主体市场化。未来的智慧城市建设将更加注重韧性、智能、绿色和人文品质，全面提升城市的综合竞争力和居民的生活质量。

朱合华院士指出，智能建造在推动土木建筑业发展和数字化转型升级中起到关键作用。智能建造是信息技术、自动化装备与先进技术的高度融合，是新发展理念的响应和供给侧结构性改革的有效途径。朱合华院士还强调了智能建造学术研究与实践应用的深度融合的重要性，并指出智能建造将驱动土木建筑业的智慧化高质量发展，促进行业的生产力和生产关系变革。朱合华院士对智能建造的未来充满期待并以《智慧基础设施数字底座及其应用》为题，论述了智慧基础设施在数字化转型中的应用和发展趋势。

新形势下的创新发展，《“十四五”全国城市基础设施建设规划》早已布局，围绕构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系，提出了“加快新型城市基础设施建设，推进城市智慧化转型发展”的重点任务。但当下的城市基础设施仍面临着发展不平衡、不充分，体系化水平较低，设施运行效率和效益有待提高等一系列发展瓶颈。为了实现科学统筹与系统协调，推动智慧基础设施的蓬勃发展，首先应该明确其发展目标、发展范式与发展路径。

近年来，“智慧城市”、“智慧基础设施”、“智慧交通”、“智慧社区”等理念层出不穷，但诸多“智慧化”讨论的背后仍然缺乏以目标为导向的顶层设计与统筹规划，从而无法有效引导智慧基础设施等行业健康、有序的发展。

智慧基础设施发展目标的不明晰，归根结底在于缺乏对“智慧”这一概念的清晰解读。“智慧”是对人类品质的最高评价，指向人的全面发展与美好生活，指向社会的整体繁荣。同样地，将“智慧”视作当代基础设施的最高形态与最高发展目标，具有合理性。

因此，厘清智慧基础设施的智慧内涵应从解读人的智慧品质着手。人的智慧是一个多结构、多维度的丰富统一体；相应地，智慧基础设施也应具备多元且全面的发展方向。基于哲学、心理学领域对人的智慧观的阐述，可以将“自我认知与调节的能力”等隶属于人的智慧属性嵌入到传统基础设施的建设需求中，进而提炼出当代智慧基础设施的四个具体发展目标——韧性、智能、绿色、人文。

基础设施的智慧内涵还可进一步表征为以韧性、智能、绿色、人文四项品质的函数为自变量的泛函，由此可对基础设施的智慧化程度进行量化乃至客观评价，从而为科学指导智慧基础设施建设的顶层设计提供理论依据。

上世纪90年代中期以来，数字化逐渐成为不可逆转的发展态势，从生活到生产，人们已经到了离开数字化技术而无法生存的地步。在当今数字化转型的大背景下，数字化技术正在改变土木基础设施的建设与运维方式。以人力为主的劳动密集型工地正在向以机器人建造为主的智能建造方向发展，是基础设施的安全建造和韧性提升的新手段；借助数字化技术，让基础设施成为可感知、可愈合、可修复的智能体，是实现基础设施高质量建设目标的新载体；依赖数字化技术，从根本上改变基础设施建设的高能耗、高碳生产方式，已成为绿色和低碳建造的新契机；将数字与人文艺术融合起来，提升基础设施的人文品质，是达成基础设施人本思想体现的新动向。因此，数字化技术是复杂基础设施建设过程智慧化的根本保障。

然而，如何开展基础设施的数字化赋能？为此我们经过了长达20多年的研究探索。自2012年，我们从信息流和软硬件一体化出发，率先创建“智慧基础设施”服务体系，目前已初步建成了具有完全自主知识产权的创新型、开放式的基础设施智慧服务系统（iS3），并着力打造基于数字孪生的智慧基础设施数字底座，从而为解决土木信息工程领域的“卡脖子”技术难题，实现以数字化引领、专业化攻关、市场化驱动的土木信息工程通用数字底座，并加快推进数字化场景应用。

在数字化的基础上，全面提升基础设施的韧性、智能、绿色与人文品质，提高智慧基础设施的建设质量与服务水平，离不开各类新技术、新材料、新工艺、新方法的研发、应用与推广。在明确发展目标与发展范式的基础上，各行各业应坚持目标导向与问题导向，聚焦工程难题，提升自主创新能力，从而真正助力智慧基础设施的行业进步与发展。

3.1 韧性是智慧基础设施的根本保障

在人的智慧观中，韧性体现的是清晰的自我认识、稳定的自我调节能力以及感知、理解、适应、改变环境的能力。对于基础设施而言，韧性是其在服役期内高质量运转的根本保障。韧性的基础设施不仅需在一般环境中保证全寿命期内的良好状态，还需要在面对突发状况如火灾、地震等灾险时，最大程度地保持结构与内部环境的安全以及相关系统的稳定。此外，韧性基础设施一旦发生损坏，应可以通过自修复能力或借助外部的修补措施尽快恢复到原有的健康状态。

基础设施韧性的提升离不开相关理论研究的创新与突破。以隧道工程为例，为了保障良好的服役状态，需要开发耐久性更好甚至具有自修复性能的材料与构件，提出更为优化的隧道防水体系等；为了更好的应对灾险，需要研究隧道的自抗火结构体系与韧性防灾救援技术等。

3.2 智能是智慧基础设施的技术支撑

在人的智慧观中，智能体现的是足够的知识积累、解决问题的思维与实践能力、创新能力以及对既有知识进行总结同时获取新知识的能力。对于基础设施而言，智能是其智慧化建设必不可少的技术支撑。在基础设施的全寿命期中，需要处理大量的信息并进行无数的决策，能够借助“足够的知识积累”与庞杂的现场或虚拟信息进行科学且高效的决策，是智能化建设的一项基本要求。

因此，智能基础设施1.0首先应实现基础设施的数字化表达，从而完成其全寿命期内信息的获取、传输、处理、表达与分析工作，最终助力科学决策。在此基础上基础设施智能品质的提升有赖于相应数字化系统的迭代优化，如提升信息采集的精细度与实时性等。此外，为了确保智能基础设施的创新价值，在鼓励新兴技术应用的同时，还应有目的地采集基础设施在建设与运维过程中产生的大量数据，以助力相关科研成果的孕育与转化。

3.3 绿色是智慧基础设施的时代责任

在人的智慧观中，绿色体现的是道德的约束、社会利益的平衡以及对社会繁荣的追求。基础设施的绿色品质主要立足于可持续的发展理念与低碳环保的建设要求，其内涵包括但不局限于：节约资源、节约能源、保护环境（减少碳排放量）、减少项目对社会的不利影响等。绿色基础设施的发展应既能满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害。在当今的“双碳”目标下，在保障基础设施运营效果的基础上尽可能控制其碳排放量，亦是基础设施绿色品质的重要体现。

绿色基础设施的建设同样离不开新材料、新工艺、新方法等的支撑。以隧道工程为例，低碳材料的研究与投入使用，隧道结构的轻量化设计理论，以节能减排为导向的隧道运营系统的优化设计等都有效推动了智慧隧道的绿色品质提升。

3.4 人文是智慧基础设施的服务底色

在人的智慧观中，人文体现的是与人的交往能力、对良好生活与社会繁荣的追求。对于基础设施而言，人文体现了以人为本的重要原则。一方面，基础设施作为服务系统，应保障使用者的安全性、舒适度及精神文化需求，同时为了尽可能满足不断变化的用户期望，应保证基础设施与用户之间的良好交互。另一方面，基础设施承载了越来越广泛的人类公共行为，开始介入越来越多的人文景观建构，应体现更多的艺术人文价值。比如隧道工程作为城市或地区的代表性建构筑物，其洞口与内部设计应具备一定的美学观赏性，融入当地的历史文化特色，或者工程本身应具有时代意义或历史价值。

基础设施人文品质的提升需要始终秉持“为人民服务”的发展理念，通过一系列以用户需求为导向的优化设计与创新方法建设具有人文价值的基础设施。

当今的城市基础设施可被视为亟待优化的复杂巨系统。一系列新理论、新方法、新技术、新材料等往往是针对特定工程问题提出的局部优化；而“智慧化”则是当代基础设施发展的全局优化目标。“工程聚焦”的发展路径将鼓励各行各业坚持问题导向，面对工程难题力求开拓创新；“数字化”的发展范式可以提升创新迭代的效率并为城市基础设施的多系统融合与优化提供技术保障；而以韧性、智能、绿色、人文为导向的发展目标则有利于从效益最大化的角度对当今的各类创新解决方案进行合理布局，从而推动智慧基础设施可持续发展。