巴斯大学工程与设计博士奖助：以机器学习预警城市河道拦污栅堵塞

项目概览

巴斯大学建筑与土木工程系拟发展城市河道拦污栅堵塞预测方法，结合图像机器学习、气象与流域资料，以及水力洪水模型，支持从事后抢修转向提前识别风险。咨询导师为Thomas Kjeldsen教授（T.R.Kjeldsen@bath.ac.uk），2026年10月学校主页列为教授；正式申请土木工程博士。

项目详情

英国许多涵洞入口设有拦污栅，阻止大件物体进入水工结构。但上游输送的植被、垃圾和其他杂物也可能堵住栅栏，降低过流能力、增加洪涝风险。高流量时紧急维护会使工作人员面临健康与安全风险。现有管理较多依赖定期检查或堵塞后的响应，因此需要提前识别风险升高的工具。

公告引用Smith等2025年的工作，称机器学习已能从CCTV图像识别堵塞状态，但仍缺少预测未来堵塞的框架。这里的“识别当前堵塞”与“预测未来事件”是不同任务，不能将已有图像检测成果直接当成提前预警已实现。课题基于一个待检验假设：堵塞受可辨识的水文和气象因素控制，因此能够事先预测。

研究将处理三个主要问题。首先，发展图像机器学习模型来识别堵塞状态，并在历史资料有限的地点之间迁移知识。其次，研究怎样把天气观测、降雨预报和流域特征，与图像提取的信息结合，预测未来堵塞概率。重点关注前期干旱时段与降雨强度怎样影响杂物积累和输送，这些相互作用仍有待厘清。

第三，将概率堵塞预报与水力洪水模型耦合，评价堵塞对下游洪涝风险的含义。项目拟通过实际案例分析大规模CCTV图像档案、气象资料和水力模型，建立堵塞预报的科学框架。公告没有列出具体站点、已有事件数量、数据许可、预报提前量或已达准确率。

拟形成的方法希望支持按风险安排维护、减少不必要检查、改善运行安全，并增强城市排水在气候极端条件下的韧性。这些是研究目的，尚不是已验证的运维效果、确定减灾比例或部署承诺。应与导师确认资料条件、模型验证和现场合作安排。

申请者须已取得或预计取得英国一等／二等一级荣誉学位，或国际等值资格，硕士有利。公告另列将机器学习用于技术问题的兴趣与经验，申请者应据此说明相关经历。公告没有列具体软件、编程语言或必须已掌握的模型架构。

申请要点

须通过巴斯大学在线表格正式申请土木工程博士（PhD in Civil Engineering）。同一培养项目最多申请两个课题。在“Funding Your Studies”下拉菜单选择“University of Bath URSA”；在“Your PhD project”部分，将第一志愿完整题名填入“PhD project title”，主导师姓名填入“Name of intended supervisor at University of Bath”。申请第二志愿时，将题名填入“Project 2 Title”，导师姓名填入“Name of intended supervisor for 2nd choice project at University of Bath”。错误填报可能影响自动处理，导致无法纳入相应课题考虑。

非英国申请者若目前未在英国就读，必须在申请截止前满足培养项目的英语要求，不考虑例外。土木课程通常要求IELTS总分6.5、各项至少6.0，英语授课学历豁免须个案批准，不能假定录取后再补即可。中国学历按国际等值个案评估，不能套用授课型硕士百分比分档；课程涉及ATAS，个人以录取学科分类为准。

资助与时间

本题与工程与设计学院其他课题共同竞争博士奖助，面向英国本地及海外学生。海外奖助名额按UKRI政策设上限，未给具体比例，也不表示申请者已经获奖。支持包括学费、每年£1,000训练经费和生活津贴；£21,805为2026／27学年参考，不是已确定的2027／28个人金额。训练经费不能计作个人生活津贴。国际学生须自付学生签证（Student visa）费用及移民健康附加费（Immigration Health Surcharge）。

本题公告列2026年11月29日截止；2026年10月的URSA工程与设计学院条款明确当日23:59 GMT。获得奖助后，预计2027年10月4日开始；其他日期须与拟任导师及Doctoral College商定。学院URSA一般资助上限为3.5年，个人并未保证42个月；土木博士通常全日制四年，含第一年左右的报告及口头确认、最终论文和答辩。个人技术训练、资助结束后的完成支持及改期安排需确认。

学校鼓励代表性不足的群体申请，并重视包容的研究环境。若特殊情况影响学业表现，可在申请中说明，建议放在个人陈述末尾的一小段。在申请表中申报残障后，学校残障支持服务（Disability Service）会联系申请者，讨论所需支持。

需要进一步确认

应先问清预警提前量和事件定义、带标签的独立事件与站点是否足够，图像／天气档案许可及维护记录是否可匹配，并明确水力学、统计与视觉指导分工和算力。个人2027／28津贴、资助月数、收尾期及附件仍需确认。学校2025／26预算为每周£405、全年£21,060，不是2027报价；前期签证、住房押金和搬迁须另计。相关训练可用于洪水风险分析、环境视觉与资产管理，不代表已安排企业实习或工作。

公告列出的参考文献

Smith, R.C., Barnes, A.P., Wang, J., Dooley, S., Rowlatt, C. and Kjeldsen, T.R. (2025). CCTV image-based classification of blocked trash screens. Journal of Flood Risk Management, 18(1), e13038。这是公告所列起点研究；其主文方法、结果、讨论与结论的既有分析，以及其他论文的阅读限度，详见双语报告。

博士项目研究报告：用机器学习提前预警城市河道拦污屏堵塞

快速判断

巴斯大学这个土木工程博士关注一个具体问题：能否在垃圾和植物残枝堵住拦污屏之前，提前判断风险，而不是等摄像头拍到堵塞后再分类。研究把图像识别、降雨与流域信息、概率预测及水力模型连接起来。Thomas Kjeldsen 团队已有真实摄像数据上的识别研究，能够提供起点；从“看出现在是否堵塞”走到“预测何时会堵”，仍是尚待完成的博士问题。

项目值得关注，是否适合申请取决于既有机器学习经历、预测数据条件与个人资助。公告明确要求对机器学习技术应用既有兴趣，也有将其用于技术问题的经验；硕士学历只是加分项。国际申请者可以竞争 URSA 奖学金，并非申请该题就已获得全奖。截止为2026年11月29日，2026年10月的官方奖助条款进一步列明23:59 GMT；获资助后的预计入学日为2027年10月4日。联系导师时，最有用的问题是预测提前量、事件标签和可用数据，以及个人究竟获得多少个月资助。参见本轮 URSA 条款与土木工程博士课程。

研究问题与博士工作

拦污屏用于防止大块杂物进入涵洞，但屏体本身也可能积堵、削弱过流能力。项目拟完成三步：先识别图像中的堵塞状态，并研究历史数据少的新站点能否迁移使用；再把图像、天气观测、降雨预报和流域特征合起来，预测未来堵塞概率；最后连接水力洪水模型，分析堵塞对下游洪水风险的影响。前期干旱时长、雨强与杂物迁移之间的关系，是待检验的解释假设，不是本项目已经确认的因果结论。

这里真正的难点在于评估对象。随机划分照片，能回答模型是否识别相似图像，却未必回答它能否预测下一场暴雨、另一个季节或新流域的事件。未来论文需要区分当前状态、预测时距和事件定义，并报告概率校准、危险漏报、无谓巡检与水力后果的不确定性。这是依据现有研究提出的评估重点，不能反过来断言已有数据一定泄漏。

公告列出大型 CCTV 档案、气象数据和真实案例，但没有给出具体站点、数据许可、与清障记录的匹配程度、算力或最低预警提前量。减少损失、降低巡检负担和提升人员安全属于应用目标，尚无公开材料证明这套新流程已实现这些收益。英国环境署涵洞与拦污设施研究摘要强调全寿命、全系统评估，并原则上优先考虑不新建涵洞或拦污屏的替代方案；因此课题价值在于判断既有设施的风险，而非预设增加摄像头或屏体就一定有效。

学校、学科与培养

正式申请与注册路径是巴斯大学土木工程博士，所在单位为工程与设计学院下的建筑与土木工程系，学位由巴斯大学授予。URSA 是博士奖助机制，公告没有把它列为带工资的雇佣岗位。课程页面说明全日制通常四年，最短两年，正常最长四年；第一年左右需通过报告及口头确认评审，最终提交论文并答辩。四年注册期与奖助支付期应分别核对。

与本题直接相关的学科信号，是导师的洪水水文学与不确定性研究，以及水创新与研究中心。该中心与 Wessex Water 合作建立，提供水技术及资源管理的研究交流环境，但不能据此承诺本博士有企业实习、合作方数据或联合学位。QS 官方榜单列巴斯大学2027年综合排名125、2026年132；这是全校排名，不是水文学或课题组排名。学校博士研究介绍所列 REF2021 中92%研究达到世界领先或国际优秀，也属于全校口径。

学校提供博士专业发展培训，覆盖研究与通用能力。个人是否补修计算机视觉、降雨径流、不确定性评估或水力模拟，仍需写入培养计划。跨专业申请尤其应明确由谁补足薄弱部分、第一年做到什么程度，以及数据条件是否支持这样的进度。

导师、团队与近期成果

2026年10月学校个人主页将 Thomas Kjeldsen 列为教授，接受博士生，研究涉及极端事件、水文模型、机器学习和不确定性，公开邮箱为 T.R.Kjeldsen@bath.ac.uk。招聘页头仍写 Dr，正文写 Prof；现职判断以当前官方主页为依据。公告只列这一名主导师，尚未确认其他正式导师与指导频率，论文合作者及中心成员不能自动算作本人的指导团队。

三篇相关原创研究及其阅读范围

Smith 等，2025，摄像图像中的拦污屏堵塞分类。 这是团队论文，2024年上线、编入2025年期刊卷期，不能当作两项研究。Tongwynlais 单摄像头的755张原图经质量筛选后剩577张，研究比较逻辑回归与不同类别平衡策略，增强数据方案报告88%准确率。标签体现是否需要清理的人工判断。文献分析选读原始主文的方法、结果、讨论及结论。剔除低质量图像和单摄像头样本限制了推广范围，分类成功不等于已能预报未来事件；文中部分精确率、召回率措辞及不同段落的数值尚未一致核清，未将其直接用作可靠运维指标。见论文原文。

Rowlatt 等，2026，堵塞识别在实际应用中的不确定性。 研究仍来自同一个 Cardiff 拦污屏，采样时期与前文重叠，共1,089张图像，并保留难以看清状态的类别。作者通过100次随机80/20划分比较逻辑回归和神经模型；逻辑回归的中位准确率约78%—79%，与本研究测试的视觉 Transformer 接近，摘要中超过80%的峰值不能当作稳定预警水平。实际选读主文方法、结果、讨论与结论，可见危险漏报与额外巡检之间的取舍。这增加了抽样不确定性的证据，尚不是独立多站点复验或降雨驱动的提前预报；数据和代码需合理申请。见发表论文。

Vandaele、Dance 与 Ojha，2024，跨摄像头拦污屏识别。 这是雷丁大学相关团队的外部对照，不是 Kjeldsen 合著。出版方材料说明数据包括54个摄像头的80,452张图像，比较二分类、孪生网络及异常检测。文献依据覆盖出版方索引中的实质方法与结论片段，未取得完整 PDF。作者代码仓库列出四个未参加训练的测试摄像头，提供推断代码，并列明数据与权重链接；不提供完整训练流程。使用少量带标签的参考图像进行适配，不等于不需要新站点标签。原始论文为本课题的迁移目标提供参照，数据许可和独立复现仍待核实。

三篇工作提供了可信的方法起点，却不能组合成“端到端预警已经成熟”的结论。不同图像总数、站点与标签应分别理解；两篇 Cardiff 研究来自同一站点、重叠时期，不能当作两批独立跨站验证样本。新博士能否取得业务档案、人工标注支持和水力模型，需要单独确认，过往论文的项目资助与算力致谢不代表2027年个人资源已落实。

资助、期限与生活成本

本轮向 Home 与 Overseas 申请者提供竞争性名额，可覆盖学费、生活津贴及每年最高1,000英镑培训支持。国际名额有上限，但该公告未给比例，不能自行套30%。培训经费有用途限制，不能加到日常生活收入中。2026年10月的URSA 官方条款给工程与设计学院的一般上限为3.5年，不是已承诺本题个人42个月。公告的21,805英镑为2026/27年度标准，UKRI 官方指引可交叉支持该年度口径；个人2027/28金额、获资助月数及写作收尾期覆盖仍未知。

2027/28学院学费表列全日制 Overseas 博士每年31,350英镑，后续年度学费涨幅可达8%。获奖覆盖的学费不应在预算里重复计为个人支出，但超出获资助期限的部分必须问清。2025/26博士预算仅能作历史参照：学校总表列每周405英镑、每年21,060英镑，其中标作宿舍的合计却包含一项校外水电费用。按不重复计费计算的每周368英镑只是分析情景，不能替代学校发布的总额。表中每周230英镑、51周租约及校外每月750英镑不含账单的租金，也不是2027年报价。押金、搬迁和第一笔津贴到账时间仍要另留空间。博士常见问题亦明确属于2026/27口径。

国际生需自付签证及移民医疗附加费。2026年10月的学生签证指引列申请费558英镑，学生医疗附加费为每年776英镑，需按许可期限及不足整年的规则计算总额，2027年价格也可能调整。因此目前不能据此算出可靠的2027年生活结余。

申请条件与准备

硬条件、中国学历与能力证据

本题要求已获或即将获得英国一等、二等一荣誉学位或国际等值学历，且对机器学习技术应用既有兴趣，也有经验；硕士只是优势。课程的一般录取替代路径不能抹掉具体课题条件。申请材料最好说明本人对技术数据或模型的贡献、如何验证以及哪里失败。公告没有指定必须使用哪种编程语言或神经网络架构。

中国申请者具有可被考虑的积极依据：土木博士课程接受国际等值学历，URSA 明确有 Overseas 竞争渠道，学生签证也提供相应赴英路径，但录取与奖学金仍是两项决定。中国入学要求信息存在证据范围差异：检索索引的 PGR 文字提到一等本科学历与研究经历，或含研究内容的硕士，而当前直接可读的国家页面未重列完整博士阈值。不能把授课型硕士的百分比分档当成博士门槛，也不能默认读过硕士就绕过本科要求。应把实际学校、学位和成绩单交招生部门确认。

英语、入境及申请材料

土木博士通常要求雅思总分6.5、各项至少6.0。研究学位英语政策区分两套 TOEFL：2026年1月21日前考试为总分90、各项21；当日及以后为总分4.5、各项4。认可考试一般需在入学前24个月内。符合条件的全英文授课学历可能支持个案豁免，但中国学校的英文授课证明并不自动获免。

本题另有严格时间条件：非英国申请者如目前不在英国就读，必须在申请截止前满足英语要求，不接受例外，不能假定先拿语言条件录取就能补救奖助申请。Civil 课程列为 ATAS 覆盖范围；依ATAS 规则，中国不在国籍豁免名单。最终课程代码、审查及 CAS 需按个人办理，国籍非豁免并不等于禁申，审查结果也未得到保证。

正式申请选 Civil Engineering，资助栏选 University of Bath URSA，准确填写题目与主导师；如申请第二题，使用规定的第二志愿字段，本轮最多两题。学校申请指引列学历证明、成绩单、必要译件、个人陈述和两份推荐，其中至少一份由最近就读机构的学术推荐人提供，拟任博士导师不得担任推荐人。至少1,000词研究计划的规则针对自拟课题，不应直接加给每一个既定项目。申请内容须由申请人本人撰写，允许的 AI 辅助不等于可以生成整份申请。

下一步与待确认问题

申请前，向 Kjeldsen 确认第一阶段预测提前量与堵塞事件定义，图像和天气档案是否已获使用许可、能否与维护记录匹配，以及如何判断既有机器学习经验。向招生部门核对个人学历等值、可接受的英语或豁免证据，以及既定课题是否另需研究计划，按时填妥 URSA 字段。

面试时，重点谈第一年基线、按时间事件及站点独立评估、漏报与误报代价；同时确认由谁指导水力学、统计与视觉，以及算力和标注支持是否落实。不要把当前图像分类性能描述为已验证的维护收益。

接受录取前，取得个人津贴、资助月数、学费及收尾期覆盖、首次付款安排的书面说明，再核 ATAS、CAS、住房和前期现金预算。若改变入学日，还要确认奖助不会随之失效。

这类训练可通向洪水风险分析、环境计算机视觉、不确定性评估和基础设施资产管理。英国环境署2025年维护与巡检指引认可技术辅助监测在有限资源下的作用，支持其在管理机构与咨询公司的专业相关性，但并没有证明本项目保证实习、工资或毕业岗位。

证据与来源

招生与政策信息截至2026年10月，论文内容覆盖范围已逐篇说明。当前名额、业务数据许可与独立复现尚未确认。

课题、导师与原创研究

• Thomas Kjeldsen 当前官方主页
• Smith 等2025年堵塞分类原文
• Rowlatt 等2026年不确定性原文
• Vandaele 等2024年跨摄像头识别原文
• 作者推断代码与测试摄像头说明
• 巴斯水创新与研究中心
• 英国环境署涵洞与拦污设施研究摘要
• 英国环境署2025年设施巡检与维护指引

学校、培养与申请

• 土木工程博士课程与注册要求
• 研究学位英语考试与豁免规则
• 国际及中国学历入学要求
• 博士专业发展培训
• QS 巴斯大学分年度综合排名
• 学校博士研究环境与 REF 口径
• ATAS 学术技术审查规则
• 巴斯大学博士申请材料指引

资助与生活成本

• 当前 URSA 奖助竞争条款
• 2027/28工程与设计学院博士学费
• 2025/26学校博士生活预算
• 博士申请常见问题
• UKRI 训练奖助指导
• 英国学生签证官方指引
• 学生移民医疗附加费