运营期建筑工程结构安全自动化监测技术发展研究

首先,文章对运营期建筑工程的特点进行了详细剖析,包括其连续使用和性能退化的特征、维护与管理的复杂性以及安全隐患与风险的增长。其次,文章分析了运营期建筑工程结构安全监测的难点,涉及复杂结构的隐蔽缺陷检测、数据采集的高成本与低效率等问题。最后,论文着重介绍了运营期建筑工程结构安全自动化监测的创新技术及其应用,包括无线传感网络、光纤传感技术、机器人技术、深度学习等在不同类型建筑中的应用案例。

测绘地理信息技术服务乡村振兴探索与实践

乡村振兴战略背景下,以重庆市乡村振兴重点帮扶乡镇之一的忠县磨子土家族乡为例,综合运用航空摄影测量、实景三维建模、GNSS测绘、地理信息系统等多项测绘地理信息技术服务,开展全域倾斜摄影三维模型、基础测绘产品等测绘服务,提升乡村规划科学性与准确性。针对重点工程建立测绘等级控制点、专题地图专项测绘服务,满足乡村振兴多样化地理信息产品需求。通过多模式的实景三维数字乡镇服务平台,为实施乡村振兴战略提供可视化的空间底座,辅助政府智能决策,推动数字乡村应用场景推广。

勘测数字底座构建技术及应用

本文以我国特大山地城市重庆为例,介绍了利用工程勘察信息、测绘地理信息、建(构)筑物信息及各类专题信息,构建勘测数字底座的方法,即通过多维度数据采集、多尺度信息模型构建、多源时空信息融合与调度服务等技术,建立覆盖重庆全域范围的勘测数字底座,并结合项目实践开展建设工程全生命周期的创新应用。结果表明,勘测数字底座能够实现对勘察设计行业的数字赋能,升级改造传统作业模式,支撑工程建设领域高质量发展。

泡沫轻质土在高速公路改扩建工程路堤抬升段中应用的数值模拟

在我国高速公路改扩建工程中,由于新旧标准的差异,导致出现了纵断面抬升的路段,该路段不仅需要考虑拼宽路基的沉降问题,还需要考虑抬升的附加荷载作用在老路基所产生的附加沉降影响。本研究以江苏某高速公路改扩建工程为实例,阐述了泡沫轻质土置换老路的厚度计算方法,运用有限差分软件建立填土和泡沫轻质土拼宽改造的数值模型,对比分析了泡沫轻质土改造后地基土的沉降和变形的特征,发现泡沫轻质土引起的地基土的塑性增量较小,塑性变形增量区域较小,并探讨了泡沫轻质土路堤施工质量的控制要点和注意点,为软土地基中的高速公路的改扩建工程提供一套控制差异沉降的设计和施工方法。

基于实景三维与GIM技术的滑坡地质灾害勘查应用

伴随基础设施建设脚步的不断加快、工程建设质量要求的不断提高,对滑坡工程勘查的精度也提出更高的要求。本文以重庆市两江新区长江右岸某项目为例,采用基于实景三维+GIM技术的地质精细化调查方法,实现了山地城市滑坡工程三维精细化勘查应用技术的突破,为滑坡的应急处置和工程实施提供了支撑。结果表明:①基于实景三维模型实现了对滑坡地质灾害关键要素的解译,对地质灾害勘查提供了有力的辅助决策和依据;②通过以GIM技术为核心的三维地质建模方法,实现了对研究区精细化三维地质信息模型的构建,具有快速、精确、可靠的特点;③通过实景三维模型与GIM技术的一体化融合应用,勘查成果更加精细,为滑坡的应急处置和工程实施提供了有效的数据支撑和科学决策。

无人机贴近摄影测量技术在建筑立面测量中的应用

本文利用无人机贴近摄影测量技术开展建筑精细化三维建模及立面测量技术探索。首先,基于无人机贴近摄影测量技术原理和城市区域建筑特点,研究了城市建筑贴近摄影测量航线规划方法,并利用多旋翼无人机按照贴近摄影测量航线进行数据采集,获取了建筑物立面贴近摄影照片;其次,利用三维建模软件构建了建筑毫米级实景三维模型,并基于该模型开展了建筑立面测量,用于支撑建筑立面检测、修补等城市更新应用示范。结果表明,无人机贴近摄影测量技术既可以获取更精细的数据资料,又可以提供立面大样图等形式多样的成果,在城市更新工作中具有较好的应用前景。

高压旋喷型圆形复合支护桩在深厚填土质斜坡工程中的应用及探讨

以某市政道路项目为实例,阐述了普通圆形支护桩在深厚填土质斜坡实施过程中遇到的刚度不足及塌孔等问题,提出了一种较为稳定可靠的高压旋喷圆形复合支护桩。该结构主要由高压旋喷复合土及钢筋混凝土圆形支护桩组成,为桩土复合支护结构,由高压旋喷固结体及圆形支护桩一起承担水平土压力,具有防止垮孔,提高支护桩刚度及桩周土体物理力学指标等优点。在分析复合型支护桩受力特征基础上,通过理论推导,得到桩截面刚度提高公式。应用结果表明:采用高压旋喷型圆形复合支护桩可以有效提高桩身刚度,减小支护桩使用阶段水平位移,同时解决了桩基施工过程中垮孔问题,对填土斜坡上的支护桩有一定的普适性。

基于改进多尺度残差网络的工业机器人旋转部件故障研究

针对传统残差神经网络未考虑不同尺度故障特征差异的问题。提出一种基于改进多尺度残差神经网络的工业机器人旋转部件故障诊断模型(Improved Multiscale Residual Neural Network,IMRNN)。首先使用不同大小的宽卷积层提取故障信号中的宏观特征,并将其合并为初始特征向量;其次构建多尺度自适应选择卷积块提取不同尺度的特征;然后引用残差架构到多个尺度层中提高模型的泛化性;同时应用通道注意力机制对特征进行加权融合,从而完成故障诊断。结果显示,该模型有更高的准确率和良好的抗干扰能力。

基于众源地理空间数据的重庆市中心城区餐饮空间模式分析

通过对重庆市中心城区内的餐饮店铺的空间位置和人均消费等相关信息进行收集,结合路网密度、POI活力指数,从个人体验、品牌效应、消费指数、便利程度、活力指数、大众点评、香农指标(餐饮店铺的丰富度和均匀度进行评价分析)等7个一级指标,14个二级指标,多维度构建了重庆市餐饮业综合评价指标体系,利用餐饮业综合评价指标体系对重庆市中心城区内餐饮业的空间形态进行聚类分析,深入研究分析了重庆市中心城区餐饮业的空间分布模式。

山地城市超高层结构健康监测系统建设与应用

针对山地城市超高层结构健康监测中存在的传感器类型多,通信组网复杂,多源数据处理流程各异等问题,本文基于前端感知层、采集传输层、云服务平台和用户交互子系统的架构,遵循可靠、经济、开放的原则,构建了山地城市超高层结构健康监测系统。该系统通过前端多传感器感知技术、多类型数据传输网络、预警动态评估策略和信息实时发布机制,实现了对超高层建筑结构响应与环境荷载的实时监测,并通过在重庆市某超高层建筑第三方监测项目中的应用,验证了该系统的可行性。

圆弧式地基合成孔径雷达在边坡变形监测中的应用

边坡变形监测是防止滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的有效途径之一。圆弧式地基合成孔径雷达是一种非接触式的新型地表形变监测设备,具有高分辨率、高频率、高精度、全方位、全天候实时监测等优点,更能有效地满足边坡变形监测的全面性和连续性要求。为了验证该设备在边坡变形监测中的效果和精度,本文采用两种便携圆弧式地基合成孔径雷达系统进行测试。测试结果表明,两种设备均能快速、全面地获得整个边坡的形变情况,具有较高的分辨率和亚毫米级的监测精度,且能实时发出预警,是一种全面高效的边坡变形监测手段。

大范围生态保护红线定标布局方法

生态保护红线勘界定标是生态保护红线划定落实之后的又一项重要工作,是常态化监管的基础和前提。当前,生态保护红线勘界定标处于摸索试点阶段,国家层面缺乏具体指导细则,省市作为生态保护红线勘界定标工作的责任主体,只能结合实地因地制宜开展,缺乏系统性、标准性。定标布局是勘界定标的关键环节,主要解决生态保护红线区域内界桩和标识牌的数量确定、拟埋设位置选择等问题。本文提出一种大范围生态保护红线定标布局方法,先将生态保护红线区域按一定尺度划分为格网单元,筛选出涉及生态保护红线边界的格网单元,再引入行政区域、人口数量、道路交通、地形类别等特征因子构建度量模型,进一步开展度量特征计算,根据特征阈值最终选定格网单元,并以最终选定的格网单元作为定标布局方案,指导界桩和标识牌数量设定及埋设点位选址。以重庆市为例开展大范围生态保护红线定标布局应用,为重庆全市域生态保护红线勘界定标工作提供了第一手资料,同时,验证了本文方法在指导省市实施生态保护红线定标布局的科学性和实用性。

勘测机器人SMA驱动器特性研究

为准确获取SMA驱动的勘测机器人驱动器性能,采用大变形多晶形状记忆合金马氏体相变的三维本构模型描述SMA力学关系,嵌入UMAT用户自定义材料子程序,建立了SMA驱动器的有限元分析模型。研究表明,SMA丝直径对驱动器性能影响较大,驱动器输出力随SMA丝直径增大而增大。研究方法可为同类型的SMA力学性能描述提供参考,研究结果可指导SMA驱动器的设计。

基于离散元方法的千枚岩隧道掌子面稳定性研究

千枚岩隧道在施工过程中由于围岩软弱破碎,易在掌子面附近发生失稳塌方。文章采用颗粒流软件PFC模拟炭质千枚岩三轴试验,标定围岩材料的细观参数,以此构建隧址区三维离散元数值计算模型,模拟隧道在不同开挖进尺和开挖方法下开挖支护全过程,分析隧道开挖后掌子面位移发展规律和开挖扰动区分布范围特征,揭示千枚岩隧道掌子面失稳机理。数值计算结果表明:随开挖进尺的增大,隧道开挖扰动区范围增大;在不同开挖方法中,台阶法的开挖扰动区范围最小。相关研究可为类似软弱破碎围岩隧道的设计和施工提供参考。

ECharts多端图表引擎在变形监测数据可视化中的应用

数据可视化已成为变形监测中数据分析的重要环节之一。ECharts具有丰富的可视化表达方式和高度个性化的定制功能,且兼容当前绝大多数浏览器及多种设备,目前广泛应用于各类信息系统。本文基于ECharts、Vue和Node.js技术,构建了多端图表可视化引擎,实现了多种变形监测数据在前端网页应用平台的图形展示和后端服务器的可视化流输出。测试结果表明,本文研发的可视化引擎能更加快速、形象、直观、有效地展示出监测体的变形情况,丰富了变形分析的研判手段,辅助管理人员开展决策,具有重要的实用价值和现实意义。

一种基于分割掩码的隧道裂缝病害自动识别后处理算法

随着交通运输网络的建设,建成的隧道数量及隧道运营年限日益增加,给隧道安全运营带来了很大的挑战。快速检测隧道衬砌裂缝病害并准确提取裂缝长宽特征,是实现隧道高效养护和安全运营的重要保障。本文提出了一种高效精准的隧道裂缝病害后处理算法,基于DeepLabV3+语义分割模型的预测分割掩码,以连通域判别细化算法与端点聚类实例区分算法处理掩码断裂情况,实现了隧道裂缝骨架精准提取和实例区分。以长度计算和灰度差异值宽度分类算法实现了裂缝长宽特征的计算,长宽计算准确率分别为92.2%与86.3%。

TETSP在隧洞超前地质预报中的应用

笔者介绍了一种隧洞长距离预报地震反射成像系统TETSP,将TETSP与TSP303用于某配水工程隧洞超前地质预报,展示了TETSP观测系统布置方式及数据处理流程,阐述了TETSP在检波器耦合方式及声波干扰压制方面与TSP303的差异,对比了两者原始信号的特性,分析了强溶蚀区岩体对应地震反射异常规律,隧洞实际开挖结果验证了TSP303与TETSP预报的可靠性。结果表明:两种地震反射技术均能较好地探测掌子面前方岩体波阻抗存在显著差异的界面,偏移剖面反射界面集中以及纵横波波速偏低的区域对应岩体质量差。TETSP检波器灵敏度与数据噪比较TSP303更高,但TSP303数据处理软件相对更成熟,故预报准确度更高。

基于FLUS-ACO模型的农村居民点布局模拟与优化:以张家界市为例

对农村居民点用地进行合理规划对于平衡城乡用地矛盾具有重要意义。以张家界市为例,首先运用地理信息系统(geographic information system,GIS)分析方法分析农村居民点空间分异特征;其次从区位交通、自然环境、社会经济三个方面选取了与公路、河流、学校、医院的距离、高程、温度和降水等14个指标,运用未来土地利用模拟(future land-use simulation,FLUS)模型在自然发展情景下预测2025年、2030年和2035年土地利用状况;最后提取2030年农村居民点用地数据,基于地理模拟与优化系统(geographical simulation and optimization systems,GeoSOS)平台运用蚁群优化算法(ant colony optimization,ACO)进行空间布局优化,采用景观格局指数量化分析优化前后变化并给出建议。研究发现:①张家界市农村居民点近几年用地增加但聚集度减小,布局总体表现出“中东部密,西北部疏”的分异特征,破碎化明显,需要进行科学合理规划;②农村居民点的分布密度分别为永定区>慈利县>武陵源区>桑植县,布局模式按基本形态可划分为团状、带状、零散和组团模式;③FLUS模型预测2025年、2030年和2035年农村居民点规模通过精度验证,在2025—2035年间由扩张趋于平稳,局部密度增长但整体密度变化不大,形状与其他类型用地相比较为简单;④优化后农村居民点用地整体布局往地势平坦区域聚集,形态表现为“整体聚集、局部分散”,该研究可为区域农村用地布局规划提供技术支撑。

桥梁实景三维高斯辐射场建模

实景三维和数字孪生已成为桥梁运维和管理的重要基础,然而面对桥梁的复杂几何结构,现有三维建模方法存在原始数据采集量大、建模效率低、模型细节缺失或变形等问题。对此,本文研究了一种基于3D高斯辐射场的桥梁实景三维重建方法。利用3D高斯函数对采集图像生成的稀疏点云构建高斯辐射场,并基于随机梯度下降对辐射场参数进行自适应优化,通过可微光栅渲染对三维模型进行实时可视化,从而实现高质量桥梁三维重建和渲染。试验探讨了不同图像分辨率,以及各项参数变化对桥梁建模的影响,并与传统方法作对比,为进一步针对桥梁的应用提供理论和技术支撑,推动桥梁复杂结构的高效、准确实景三维重建。

地下管网三维模型的自动化构建与可视化

随着地下市政基础设施普查的全面开展,涌现出标准各异的海量地下管线普查数据。为提高管线普查数据的处理效率与利用率,基于国产化GIS平台,以浙江省地下市政基础设施数据库规范为例,提出一种地下管网三维模型的自动化构建与可视化方法。该方法在数据规范性检查与自动修正的基础上,完成三维拓扑构网;然后制定符号化规范,实现了三维管网的自动符号化。实现了从符合特定规范的管线测绘数据到模型化三维拓扑管网的全自动化处理,为大批量的规范化管线测绘数据的高效处理提供了一个解决方案。