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基建以磅礴气势重塑山河。从青藏公路穿越生命禁区，到港珠澳大桥横卧伶仃洋，从改革开放初期全国公路里程严重不足，到如今路网如织纵横、成功实现了交通基础设施的跨越式发展。当《交通强国建设纲要》于2019年擘画蓝图，“长寿”与“智能”成为道路工程的核心命题，如何在亿万次车轮碾压下保持道路健康?如何让道路设施具备智慧，实现服役能的精准预测、科学诊断与动态优化?这场轰轰烈烈的交通强国建设事业中，长安大学未来交通学院的青年教师葛海涛，正以计算为刃，以科研为舟，在数字世界中重塑道路的生命模型，用毫厘算力，守护万里通衢的安全与耐久。
一条现代化公路，远非我们眼中平坦坚实的表层。它是由面层、基层、垫层等结构构成的精密体系，时刻承受着温度、湿度、重载、疲劳等多重因素的复杂耦合作用。这一些因素相互交织、彼此影响，形成高度动态的非线性演化过程。传统方法难以精准预测其长期性能。面对这一科学与工程的双重挑战，葛海涛选择与“计算”结盟。对他而言，计算不仅是工具，更是一种理解工程世界的新语言。计算机的诞生为科学家多长出了一只“智慧之手”，能够让力学规律在虚拟空间中被“看见”与“验证”。正如我国著名科学家钱学森院士所言：“力学加计算机，是21世纪工程设计的主要手段。”2019年，怀揣着科研报国的理想，葛海涛获得了国家留学基金委全额奖学金资助，远赴法国斯特拉斯堡大学攻读博士学位。这座位于莱茵河畔的学术殿堂，历经时间沉淀，已诞生18位诺贝尔奖得主，我国人工智能之父吴文俊院士就曾在此完成博士学位。深厚的学术土壤与开放的科研氛围，让他得以与国际顶尖科研团队开展深度交流与合作，为其日后在专业领域的创新探索奠定了坚实基础。
在法国，他师从三位分别来自材料科学、工程力学、计算机科学领域的导师，投身于路网韧性提升关键技术攻关。跨学科的合作理念，让他对道路工程有了全新的认识。“未来道路工程的核心挑战，不仅取决于材料本身的改进，更依赖于数字化建模与模拟预测能力的提升。”葛海涛感慨道。在法国国家科学研究中心重点专项研究中，葛海涛直面行业痛点：传统的道路设计，多依赖于经验公式与简化假设，难以准确应对日渐增长的交通荷载与复杂环境耦合作用，路面承受的实际荷载远比现行标准估算更复杂。为此，葛海涛联合法国多家科研机构，采用“实验-数值-理论”三位一体的研究路线，展开了深度攻关。在那段日子里，葛海涛沉浸在代码与算法的世界里，通过自研数值算法构建车辆–轮胎–路面–环境多尺度仿真体系，真实复现非线性、多物理场耦合效应。经过足尺实验与数值模拟互证，无数次调试与优化，最终开发的高保真多尺度路面孪生模型，计算效率比国际主流商业软件提升两个数量级。让工程设计可以“先在计算机里试验”，明显降低研发成本并加快设计迭代，并提出了更加精细化、可推广的新一代标准参考方法，为长寿命道路与智能交通发展提供关键技术支撑。相关创新成果已被欧洲多家科研机构采纳应用。葛海涛也多次在行业顶级国际会议上作特邀报告，并得到来自国际同行的高度评价，有力推动了法国及欧盟道路设计方法从“经验试错”向“数字驱动”的转型。
科技创新是交通强国建设的核心驱动力，面向未来，交通技术正呈现智能化、绿色化、高速化等趋势，必须瞄准世界科学技术前沿，提升交通科学技术创新与应用能力。道路工程作为交通基础设施的关键组成部分，正经历由传统设计施工向数字化、智能化、长寿命发展的转型。
围绕这一趋势，葛海涛的研究聚焦于基于自研仿真平台的数字孪生、多物理场耦合与多尺度建模，旨在突破国外在核心工业软件和关键机理研究上的垄断，推动从正演预测到反演诊断的跨越。通过将大数据、人工智能、超级计算等新技术与道路工程深层次地融合，实现道路工程材料-结构一体化数智设计与全寿命周期优化，最终服务于我国交通基础设施的高质量、可持续发展。
数值仿真软件是计算力学应用的关键载体，而目前核心工业软件几乎由欧美发达国家垄断，价格高昂、功能受限，甚至部分模块对华禁运，长期制约我国工程领域的技术发展。长期海外经历让葛海涛更加清楚，面对国外垄断，中国必须实现核心技术自主可控，将科研成果转化为工程标准、设计规范与可推广的技术体系。怀抱家国情怀，2024年，葛海涛入选国家海外引才计划，回到母校长安大学。回国后的葛海涛迅速投入到科研工作中，近年来，他已经负责主持/主研了多个国家、省部级项目，取得了一系列创新成果，并结合深中通道、天山胜利隧道等超级工程，让科研成果从实验室走向广阔天地。凭借在道路工程智能仿线年，葛海涛在法国巴黎荣获第十三届Abertis可持续交通研究奖，成为全世界首位华人得主，由西班牙前副首相Elena Salgado亲自授奖，标志着我国青年科研力量在国际交通科技舞台上取得了具有标志性影响的突破。
此外，作为一名教师，葛海涛更明白培养下一代创新人才是自己的重要使命。他将AI、数字孪生等前沿技术融入道路工程教学，把法国跨学科研究经验与中国工程实践相结合。在课堂上，他鼓励学生质疑权威，支持跨学科合作。在学生培养中，葛海涛最看重三点：扎实的学术基础与动手能力、独立思考与团队合作精神、家国情怀与责任意识。“工科教育不单单是培养技术工匠，更是塑造有责任感的工程师。”他强调，“一个学生掌握了再精湛的技术，如果缺少服务国家和人民的使命感，就很难真正把所学转化为社会价值。”
葛海涛的教育方法的理念，源自他对“工程强国”内涵的深刻理解——“工程强国从来不是孤立的技术突破，而是‘小我融入大我’的家国担当。”未来，他希望能培养一批“懂技术、有情怀、敢创新”的青年学者，让中国的科学声音在世界舞台上更加响亮。
在葛海涛的科研世界里，每一段道路都不单单是土木材料的组合，而是一个有生命、会呼吸的有机体，是充满数据与智慧的复杂系统。而他，则用精密的算法，守护着现实世界的通衢安全；用科学的严谨与人文的关怀，培育着中国交通的未来。( 长安大学 文/张丽丽)
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