基于BIM-DB仿真和LS-SVM的建筑能耗预测

建筑外围护结构性能对建筑能耗有十分显著的影响,其中影响较大的参数包括:外墙综合传热系数、外墙太阳辐射吸收系数、屋面综合传热系数、屋面太阳辐射吸收系数、外窗综合传热系数和窗墙比。为了在设计阶段实现建筑能耗预测,本文将建立的BIM模型导入Designbuilder能耗分析软件,针对以上六个外围护结构设计参数进行正交试验并利用能耗仿真获取数据样本集;在此基础上利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)对建筑能耗数据进行预测。为了验证预测的可靠性,将预测结果分别同BP人工神经网络、小波神经网络以及SVM预测结果进行对比分析,结果表明LS-SVM对建筑能耗进行预测具有明显优势。

基于随机森林的支持向量机混凝土抗渗性预测模型研究

为了快速有效预测混凝土的耐久性,引入随机森林并结合支持向量机(RF-SVM)算法,从混凝土材料配比层面选择了影响混凝土抗渗性的16种因素,以抗氯离子扩散系数作为混凝土抗渗性评价指标,构建了基于RF-SVM的混凝土抗渗性预测模型,预测了松通桥梁项目工程混凝土抗渗性,同时与其他预测模型进行对比,分别得出均方根误差和拟合优度。结果表明,该模型回归拟合效果更佳,预测结果精度更高。

基于三维激光扫描地铁运营隧道渗漏水监测及预警

结合我国运营隧道渗漏水病害的实际情况、数据调查的可操作性等,同时借鉴我国铁路隧道中渗漏水病害等级划分的经验,将运营地铁隧道渗漏水病害划分为润湿、渗润、滴水、漏水、射水五个等级。选取武汉地铁王家湾站区进行移动三维激光扫描仪器的在线监测,采用运营地铁隧道的机载可移动式渗漏水感知器设备沿隧道长度方向移动来带动三维扫描仪移动,以扫描隧道的不同区域,提高了检测效率;机载移动式安全检测设备结构简单、检测精度高、扫描范围全面,可简单、准确和快速地对运营地铁隧道渗漏水病害进行检测,并基于物联网实现病害的诊断。建立物联网三维激光扫描监测渗漏水诊断系统对运营地铁渗漏水进行病害检测,将检查得到的病害症状输入诊断系统,系统便能根据输入的运营地铁渗漏水病害情况进行推断,并输出相应的渗漏水病害养护、维修和治理措施。对武汉地铁中南路、王家湾路与香港路高危险点进行物联网三维激光扫描系统布局并重点监测,结果与实际情况相符。

相依性条件下滨海软土隧道盾构施工渗漏水风险评价

滨海地区多为海相和湖相沉积的软土,施工难度大,渗漏水病害多发,因此,应对盾构施工过程的渗漏水风险进行评价来保证隧道安全施工。构建渗漏水风险评价三级指标体系,将云模型与Copula函数结合,基于Copula函数对于风险指标中相关风险因素的相依性处理,云理论对于定性与定量概念的处理与转换优势,构建相依性条件下的二维和三维云-Copula模型。以宁波市轨道交通1号线为例,利用云-Copula模型计算二级指标对于各个风险等级的隶属度,确定危险性较大的二级指标为注浆质量、止水条、衬砌混凝土自防水。利用D-S证据理论进行证据融合确定该检测区段渗漏水病害的风险状态为安全,但有向基本安全状态发展的趋势。通过对危险性较大的指标加强监控,使渗漏水得到有效控制,为软土盾构隧道施工过程中渗漏水病害的风险评价与管理提供了一种新的方法。

基于BIM绿色建筑信息化设计和绿色度评价研究

以实际工程为背景,基于BIM进行建筑性能设计信息,明确绿色度评价的性能设计模型构件、设计模型信息管理、设计模型材料信息内容,基于BIM进行建筑性能设计与环境影响分析,包括建筑能耗分析、建筑风环境分析、建筑光环境分析、建筑可视度分析。结合大量工程实践经验,建立绿色建筑性能设计绿色度三级评价体系,确定了建筑的绿色度评价模型,对绿色度总体评价进行了分级,将建筑的绿色度评价分为了5个等级,提出不同层级的取值范围,构建了绿色建筑的绿色度分级标准,为解决建筑的绿色设计与评价问题提供了参考和借鉴,具有一定的工程指导意义。

基于贝叶斯网络和证据理论的地铁运营结构健康风险评价

地铁运营过程中会产生多种病害,使结构健康出现风险,威胁地铁正常运营,有必要采取适时监控和定期评价等方式加强管理和养护。已有的评价方法多依赖专家经验,存在决策评价不及时或不准确等不足,将证据理论的不确定性概念引入贝叶斯网络模型中,在利用证据理论解决贝叶斯网络中不确定性的同时,很好地处理实际工程中的多态风险问题,并进行正向推理与反向诊断,确定系统中比较薄弱的根节点,提高整个风险系统的稳定性和可靠性。以武汉长江隧道为例,利用正向推理计算其地铁运营结构健康风险的信任概率和释然概率,确定其风险状态为基本安全,并确定重要度、灵敏度较大的根节点,即裂缝面积、渗透水量、拱顶水压力过大作为降低系统风险的决策节点,降低系统风险并提高系统可靠性。

基于社会网络分析的BIM设计人员行为挖掘研究

BIM技术越来越多的使用导致计算机生成大量的后台数据,为从业者提供了一个从设计过程中提取有价值信息的机会。以BIM设计人员为研究对象,通过分析BIM设计流程特征和流程挖掘需求,利用过程挖掘技术构建了三种类型的社会网络并进一步构建了动态共同工作社会网络;采用"自顶向下"即从宏观到微观的研究方法,对BIM设计人员社会网络进行分析;通过深入研究社会网络中心性对BIM设计人员工作效率的影响机制提出共同工作社会网络中心性对BIM设计人员的工作效率有正向影响的研究假设;通过对研究变量进行测量和整理,对数据进行相关性分析和回归分析,得出假设成立的结论,表明应正视团队中派系的存在,引导派系共享成员,加强核心人物的培养并发挥其作用。

地铁联络通道冻结加固对既有线冻胀控制

以武汉地铁机场线盘龙城站—宏图大道站间6#联络通道施工为工程背景,针对地铁机场线隧道与既有线地铁3号线隧道距离短,相隔仅6 m的情况,采用仿真分析,考虑地层未加固和地层搅拌桩加固两种情况下,研究冻胀对地铁机场线隧道和上部地铁3号线隧道的影响。计算了机场线和3号线隧道的等效应力、三种主应力,分析应力最大值的位置。通过分析结果得知,3号线隧道拉、压应力均较大,管片承载力非常不利,必须采取泄压孔泄压和控制冻土体积等防冻胀措施;提出设置泄压孔控制冻胀和改变封闭式冻结为开放冻结控制措施;针对减少机场线隧道和6#联络通道施工引起其周围地层变形的问题,提出减少对3号线隧道影响的控制措施。

基于随机森林的混凝土早期碳化预测

碳化会降低混凝土结构的耐久性,减少混凝土结构的使用寿命,因此快速准确预测混凝土碳化对于混凝土的质量评估具有重要意义。本文基于随机森林算法,以松原至通榆段高速公路项目为研究背景,建立随机森林(RF)算法预测模型。构建混凝土早期碳化影响因素指标体系,选择碳化深度作为碳化性能评价指标,根据原始数据建立训练集和测试集,利用Pearson相关性矩阵图分析影响因素相关度,并建立随机森林训练模型,结果表明,利用随机森林预测模型对混凝土碳化进行预测是一种新的有效方法。

刚性桩地基离心模型试验

近年刚性桩在软土地基的公路与铁路得到推广应用,由于公路、铁路对地基变形量与沉降量严格控制,研究刚性桩地基路基破坏模式是避免地基路基事故的关键。基于此,介绍了七组离心模型试验,从试验方案、模型制作、试验结果和综合分析,分析七个离心模型刚性桩断裂时竖向承载失效关系、软土地基沉降对比、刚性桩桩身弯矩对比。结果表明:刚性桩常见破坏模式为桩身倾倒和受弯断裂,CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)通常受弯断裂;在通常情况下坡脚内侧发生沉降,坡脚外侧发生隆起,而路基两侧软土水平位移受到约束时,坡脚内一定范围也发生隆起;路基隆起量、沉降量、水平位移等与加速度基本呈线性关系;增大刚性桩嵌固深度、桩顶设置连梁均可提高路基稳定性。

基于贝叶斯网络的土压盾构刀盘失效故障诊断

盾构刀盘是盾构机的关键核心部件,研究盾构机刀盘失效风险具有重要的工程应用价值。本文运用贝叶斯网络在复杂系统故障诊断中的事件多态性、故障逻辑关系不确定性以及信息不确定性表达及推理方面的优势,基于工程实践经验与研究,对土压平衡盾构刀盘失效形式及风险机理进行分析,通过专家调查划分风险因素概率等级,进而构建了基于多态贝叶斯网络的土压盾构刀盘失效故障诊断模型,以某地铁3标区间盾构隧道施工刀盘失效风险为实例研究,分析了该工程盾构刀盘失效风险事故的概率等级,通过最大可能性路径判断了关键致险因素,并提出了相应的盾构刀盘失效风险因素控制措施,工程实践情况验证了研究结论的正确性。

基于云贝叶斯网络的泥水盾构隧道开挖面掘进失稳风险

鉴于在开挖过程中隧道的开挖面稳定性至关重要,本文运用贝叶斯网络与云模型在复杂系统分析中的优势,基于工程实践经验与研究,采用贝叶斯网络与云模型构建了基于云贝叶斯网络的泥水盾构隧道开挖面稳定性研究模型,对于数据在贝叶斯网络各节点的状态归属上使用了云模型,使得属于各状态界限处的数据能够得到客观归类,同时对最终风险节点使用了综合云生成方法,能输出具体风险值。以某隧道工程的泥水盾构隧道开挖面为实例研究,通过正向推理预测估计三个具有代表性的截面风险值,结合反向推理得到了对各截面稳定性最重要的因素,验证了提出方法对复杂工程失效问题的分析能够提供决策支持。

基于SVM的大型公共建筑能耗预测模型与异常诊断

针对建筑运行中管理粗放、使用中能源浪费的问题,提出了基于支持向量机的能耗预测与异常诊断方法,为大型公共建筑节能提供理论支撑与实现路径。由于大型公共建筑具有极大的单位面积耗能量而得到广泛的关注。本文针对大型公共建筑能耗特点,从历史能耗数据、气候因素、时间周期因素三个方面选取11个输入参数作为样本特征,构建基于支持向量机的大型公共建筑能耗预测模型,对建筑逐日能耗展开预测。在能耗预测基础上,以测试集平均相对误差与最大误差作为判定标准进行能耗异常诊断,将该方法应用于夏季空调系统能耗异常诊断中,通过能耗预测值与实际值的对比,发现了空调系统运行中存在的不合理使用现象,为建筑节能管理运行提供参考。

建筑项目全寿命周期生态足迹测算模型

目前建筑项目的生态环境影响程度评价已成为了国内外的研究热点。本文界定了建筑项目全寿命周期生态足迹内涵,并提出了其相应的测算模型体系,分别涵盖建筑前期准备阶段、物化阶段、运营阶段、拆除及垃圾处理阶段4个阶段的生态足迹,用于预估评价项目全寿命周期对生态环境的影响程度。此模型体系弥补了现有生态足迹模型缺少考虑能源本身的生态足迹、缺少考虑CO_2生态足迹、或缺少考虑水资源和固体垃圾生态足迹的不足,扩展了建设项目生态足迹的研究应用范围。本文构建了建筑项目全寿命周期生态足迹测算模型,用于作为一个集合指标,全面预估评价建筑项目全寿命周期各个阶段消耗的能源、资源以及排放的CO_2和固体垃圾对生态环境的影响程度,为决策者制定生态最优方案提供了依据。

基于Copula-云模型的地铁运营隧道渗漏水风险评价

针对运营隧道渗漏水危害等级评价中具有模糊性、不确定性问题,本文将Copula函数与云模型相结合,提出一种适用于运营隧道渗漏水危害等级评价的模型,构建Copula–云模型评价方法体系,具体包括划分指标等级状态、构建云模型、选择Copula函数、构建Copula–云模型、风险等级隶属度计算等步骤。基于运营隧道渗漏水影响因素分析的大量工程实践和参考文献,对运营地铁隧道渗漏水来源进行梳理,建立自然条件、围岩及地下水、隧道设计、施工与运营五个方面一级指标,以及五个因素下得到的17个具体二级子因素,建立运营地铁隧道渗漏水危害指标评价体系及等级评定标准。以武汉地铁2号线上的循礼门站、中南路站、江汉路站及三号线上的王家湾站、香港路站为运营地铁隧道渗漏水危害等级评定案例,采用Coupla–云模型对五个站点的区块进行渗漏水危害等级划分,评价结果与实际相符,表明了研究方法的正确性。

基于SEM的PPP项目绩效影响因素FCM模型

对PPP项目绩效的形成机理进行简单分析,得出包括项目本身特性、项目参与人、项目投入和项目发展过程的四个影响PPP项目绩效的综合影响因素。经过结构方程模型构建,导入问卷调查数据形成标准化的PPP绩效影响因素结构方程模型,得到对绩效影响效应突出的因素是项目本身特性和项目参与人。在已构建的结构方程模型基础上对PPP项目绩效进行FCM模型演化分析得到绩效演化曲线,得到PPP项目绩效对各观测变量的敏感性程度。进行因素影响分析,并通过诊断分析以及FCMapper分析得到最大影响因素为项目参与人因素。

基于小波包能量谱的地铁隧道健康监测预警

基于小波包变换对环境激励下的加速度响应信号进行分析,根据加速度响应信号的能量谱提出两种健康监测的预警指标,并采取统计小波包能量谱来研究小波包能量分布的收敛性,以确定损伤识别预警的基准阈值。以武汉地铁3号线王宗区间隧道运营阶段为背景,考虑到隧道内复杂环境引起的随机噪声对加速度响应信号损伤识别敏感性具有一定影响,提出一种基于小波包变换的多阈值去噪法,基本原理即对每个小波包分解系数选取合适的阈值准则并进行降噪处理。实际工程表明:10-1Hz以下加速度响应信号的信息均得到保存,在剔除噪声的同时有效保护各频段的有用信息,可用于实际工程信号降噪过程中;随着数据段数n的增加,预警指标能量改变偏差ED与能量变化方差EV趋于稳定,可以有效判断结构损伤的全过程变化,表明通过收敛值得到的预警阈值在实际应用中具有可行性。

基于SVM-NSGAⅡ的耐久性混凝土配合比多目标优化

混凝土常常因为耐久性不足而造成混凝土结构严重损伤,研究混凝土耐久性具有重要意义。本文建立了一种SVM-NSGAⅡ智能算法,以基于混凝土耐久性主要指标抗冻性(相对动弹性模量)和抗渗性(氯离子渗透系数)为研究目标,利用支持向量机(SVM)模型基于原材料配合比对混凝土动弹性模量和氯离子渗透系数进行高精度预测,得到其非线性映射关系函数,将这两个指标的非线性映射关系函数作为目标适应度函数,引入混凝土经济成本作为另一个目标适应度函数,依据规范和工程具体要求,建立原材料及配合比相关的约束条件,基于带精英策略的非支配排序的遗传算法(NSGAⅡ)进行多目标优化。研究表明,将相对动弹性模量和氯离子渗透系数作为耐久性评价指标,利用SVM模型对混凝土耐久性进行预测,预测结果精度很高。将所得预测函数作为适应度函数,以混凝土耐久性和经济成本为目标,利用NSGAⅡ算法进行多目标优化获得配合比优化方案,通过将优化配合比方案进行试验,验证了混凝土配合比符合规范、工程项目耐久性能、强度和工作性能等要求,体现SVM-NSGAⅡ模型在配合比多目标寻优中的智能化、精准化,具有良好的工程应用价值。

山区软基监控技术与稳定判别方法

软基的稳定性判别方法已有一定的研究,但对于山区软土仍需有针对性的研究。本文阐述了山区软基监控技术;研究表观判断法、预警值法、拐点法判别山区软基路基稳定判别方法,基于某高速公路部分路段展开研究,分析传统软基稳定性评价方法,针对其不足之处进行优化应用。根据实际工程应用并比较三种常用山区软基稳定性评判方法后得出,表观判断法只能应用于初步判别路基稳定性,准确的判断还需要应用多种监测指标综合分析;预警值法需要采用多个预警值来判断不同处理方法、不同路段的路基稳定性;拐点法判别山区软基的稳定性与路基实际稳定状态较相符,确保了路基快速安全填筑,是一种较适合于山区软土路基稳定的判别方法。单一的评价方法往往有很大的局限性,将各种方法应用于合适的阶段,充分发挥各种方法的优势。

某地区隧道岩溶区段施工处置对策分析

结合贵阳轨道交通工程岩溶隧道施工中突泥、突水的工程实际,进行施工处理技术研究.从施工对策技术研究出发,分析了岩溶对隧道的影响,针对贵阳轨道交通工程1号线蛮坡站左线ZDK19+200处岩溶隧道发生突水、突泥进行处理,研究制订综合处理方案,提出并分析了封堵、引排和封排结合等3个方案,通过详细方案比选,确定封排结合方案最优,并设计制订了合理可行的封排结合方案和具体措施.最后,根据文献以及工程经验,总结了对于不同类型溶洞的处理方案,以期为类似工程提供借鉴.