桥梁健康监测数据的质量评估方法研究

桥梁健康监测数据的挖掘和分析工作只有在整体数据质量符合基本要求的有效数据基础上进行,才能保障如模态参数识别、损伤识别和状态评估等后续工作的准确性。因此,基于量化改进的探索性分析方法(Exploratory Data Analysis,EDA)和相关性分析从数据完整性、准确性和一致性的角度建立了桥梁健康监测静、动态数据的质量评估方法。对某大跨度斜拉桥健康监测系统的静、动态数据进行质量评估,通过对比分析了不同评估质量的温度数据、静挠度数据和不同评估质量的主梁竖向加速度动力信号的模态参数识别的稳定图,验证了所提方法的正确性。结果表明,所提评估方法能够快速有效地判断数据质量的好坏,进而确保桥梁结构的服役性能评估和预测的准确性,有利于提高健康监测数据的可用性和效能。

基于EDA统计图量化的桥梁动态监测数据质量评估

探索性数据分析统计图在桥梁健康监测动态数据质量评估中已有广泛应用。为了减少人工观察统计图的主观性,通过近似度量方法实现统计图的量化分析,得到多个指标对监测数据进行快速质量评估。在运营环境激励作用下,桥梁结构动力响应具有短时线性平稳性,近似服从正态分布。以某大跨斜拉桥振动数据为研究对象,首先,绘制样本数据直方图和Q-Q图,通过观察数据分布特征预先判断数据质量,确定优、良和差3个等级。然后,分别通过KL散度和余弦相似度2种近似度量方法对样本数据直方图和Q-Q图进行量化,得到数据服从正态分布程度的指标;通过箱线图检测样本数据全局异常点,得到正常数据占比;统计分析得到量化值和先验质量等级的对应关系,确定以直方图KL散度和余弦相似度为主、以箱线图正常数据占比为辅的数据质量评估标准。最后,取部分数据为验证集,进一步验证所提方法各个指标的合理性,并给出该方法在实际工程上的应用结果。

基于迁移学习图像识别的桥梁监测数据异常检测方法

为了改善桥梁结构健康监测数据多模式异常检测难以全覆盖的问题,提出了基于迁移学习图像识别技术的数据异常检测方法。首先,绘制结构应变和温度数据时程图,统计分析数据日周期变化规律,并标记异常类型作为训练集;通过图像仿射变换实现数据增强,减少网络对不平衡数据集的过拟合。其次,以AlexNet预训练网络为基础,选择迁移学习策略,建立多个对比模型用于分析不同优化算法、初始学习率、Dropout取值和结构轻量化对网络识别结果的影响;以模型分类准确率、训练速率和内存需求作为评价指标,获得性能优越的监测数据异常检测深度网络模型,模型对试验数据的异常分类准确率可达95.5%,体量可缩减94.7%。最后,基于优化模型编译数据异常检测模块,并以某斜拉桥一个月的监测数据为例进行验证,验证集准确率为98.0%。所提方法准确率高、计算速度快、内存需求小,方便应用于桥梁健康监测数据预处理平台。

洪水作用下高速铁路桥梁动力响应研究

为研究洪水作用对高速铁路桥梁结构动力响应的影响,以两跨不等墩高32 m高速铁路简支梁桥为研究对象,建立洪水作用下桥梁下部结构三维水动力分析模型和桥梁有限元模型,获得桥梁下部结构周围流场分布规律与流水压力荷载,探讨了洪水流速、高度和基础冲刷深度的变化对桥梁动力响应和桩基内力的影响规律。研究表明:(1)不同流速的洪水作用于桥梁下部结构时,周围流场的分布规律总体基本一致;(2)当洪水流速大于3 m/s时,下部结构所受的流水压力对桥梁结构的影响不可忽视,且该压力与洪水作用速度及高度呈正相关;(3)基础冲刷深度对下部结构受到的流水压力影响显著,但当承台裸露后,再增大基础冲刷深度时,流水压力增大不明显;(4)桥梁受到洪水冲击时,桥梁的动力响应随时间变化的总体规律基本一致,其响应具体表现为,墩顶横向加速度在冲击时间1.06 s时达到峰值,墩顶横向位移在冲击时间1.16 s时达到峰值,二者达到峰值后呈周期式迅速衰减,墩顶位移、加速度的峰值和最后稳定值以及桩基弯矩均随着洪水流速、高度的增加而增大;(5)随着基础冲刷深度的增加,桥梁动力响应和桩基弯矩均呈增大趋势,但桩基下部负弯矩区受基础冲刷深度影响更敏感。

上海百汇医院

上海百汇医院新建项目位于闵行区季乐路、联友路交叉口,是新加坡百汇医疗集团及其专业医疗合作伙伴在中国上海合力打造的国际级护理中心,团队致力于为病人及访客创建一个高端、安全且有效的治愈环境,同时也为医护人员提供良好的工作环境。建筑规划设计采用酒店式前后场概念,这使得所有后勤服务和重要的医疗空间不会曝光在大众的视野中,有利于使病人和访客保持冷静和放松,使工作人员能够在不被公众干扰的情况下在不同设施中进行交流和工作。

基于自适应变分模态分解的桥梁振动信号降噪

针对实际桥梁结构振动响应信号易受环境噪声的影响,而降噪效果较好的VMD方法存在本征模态函数分解数量难以确定的问题,提出了一种改进的变分模态分解(Variational Mode Decomposition)方法--自适应变分模态分解方法(Adaptive VMD,AVMD),实现了桥梁振动响应信号的自适应降噪。在传统VMD方法的基础上,通过结合EMD方法和主成分分析,解决了VMD方法中本征模态函数分解数量难以确定的问题,并引入多尺度小波分解技术,对受噪声污染的信号进行多尺度分解、优选与重构,进而实现复杂桥梁结构振动信号的降噪。以一座大型悬索桥为工程背景,对桥梁实测振动响应数据进行了降噪与模态参数提取。结果表明,AVMD方法解决了传统VMD方法中本征模态函数分量难以确定的问题,降噪信号所识别出的桥梁结构虚假频率比原始信号所识别出的虚假频率减少了58.82%。

考虑温度效应下冻土层对桥梁结构地震响应的影响

近年来冻土区实际桥梁结构的震害已经表明,冻土的存在会增加桥梁基础的土体侧向刚度,可能会使桥梁结构出现更为严重的地震损伤,然而目前缺乏关于地震作用下冻土桥梁结构的冻土-桩相互作用效应以及相应地震响应规律的研究。基于所提出的高效非线性数值模型来考虑地震作用下的冻土-桩基础相互作用效应,推导了冻土深度与地表温度的关系,给出了冻土层的p-y弹簧非线性数值模拟方法,并选择了多条地震实测记录,研究了地震作用下不同冻土深度对规则桥梁墩柱以及支座地震响应的影响规律。结果表明,本研究所采用的高效非线性数值模型较好地模拟了冻土下桥梁结构的抗震性能,且所建立的冻土p-y弹簧曲线具有很好的准确性。当峰值加速度(PGA)较小时,冻土对于桥墩墩底曲率的增幅达20%,而当PGA较大时,冻土可增加桥墩曲率响应(达185%),使桥墩更易进入屈服。当冻土深度较小(温度等于-5℃)时,支座位移有较大的增加,增加了地震作用下主梁的落梁风险,且冻土可使地震作用下结构体系的最不利部位发生转移。研究结果可为我国冻土桥梁结构的抗震性能与相应的抗震设计方法研究提供必要的理论基础与数据支持,这一基础性工作对于推动我国冻土区桥梁工程防灾减灾的发展与工程应用具有重要意义。

基于领域自适应支持向量机的跨域损伤识别

基于支持向量机的结构损伤识别方法建立在训练和测试数据同概率分布的假设上,必须对每个结构分别收集训练数据和标签并训练模型以识别损伤。损伤结构的训练数据和标签难以收集,导致支持向量机方法在结构损伤识别中难以实施。提出一种基于领域自适应支持向量机的跨域损伤识别方法,将在有损伤标签结构(源结构)上训练的支持向量机推广到无损伤标签结构(目标结构)的损伤识别中。该方法首先提取结构的多阶固有频率变化率作为损伤特征构建训练数据;然后,推导最小化边缘分布差异与最小化联合分布差异的迁移学习方法,将源结构和目标结构数据映射到高维特征空间,减小域之间的数据分布差异;最后,使用映射后的源结构数据训练支持向量机,使用该支持向量机对目标结构进行损伤识别。应用于钢框架与混凝土框架,以及不同结构形式钢框架中的跨域损伤识别,显著提高了支持向量机对目标结构的损伤识别准确率。该方法充分利用了不同结构的损伤标签和支持向量机模型,解决了机器学习中训练数据和损伤标签缺乏的难题,并能极大地提高学习效率、降低学习成本,为基于支持向量机的结构损伤识别提供了新的解决思路。

适用于中小跨径桥梁频率识别的移动检测车辆参数研究

为了实现对大规模中小跨径桥梁群体的快速检测,提出了一种参数可调的移动检测车辆,并通过理论推导、试验验证和参数分析对车辆参数的合理取值进行研究.首先,通过车-桥耦合振动理论推导出“拖车-双挂车”过桥振动响应的解析解;其次,利用有限元模型和车桥耦合计算程序的数值计算结果,以及一座简支梁桥的现场试验结果对理论解析解进行验证;最后,基于推导的理论解析解进行参数研究,分析了检测车辆的动力参数、车速以及桥梁参数对间接法识别精度的影响.结果表明:当车桥频率比在0.8~0.9(或1.1~1.2)之间变化时,桥梁频率识别效果较好;在利用间接法进行桥梁频率识别时,建议移动检测车辆的车速不宜取太大;根据桥梁的截面面积、截面形状和跨度对检测车辆参数进行合理的选取,可提高桥梁频率识别的准确性.研究结果可为基于车辆响应的桥梁频率间接识别提供参考.

中医经方防治放射性肺损伤的研究进展

放射性肺损伤(RILI)是胸部肿瘤经放射治疗后引起的常见且较为严重的不良反应,包括早期的急性放射性肺炎(RP)和后期的放射性肺纤维化(RF)。目前的西医治疗尚不能有效的防治RILI,限制了胸部肿瘤的放疗剂量和时间,从而影响了肿瘤的放疗效果。目前临床主要通过抗菌抗炎、张支气管、应用激素类药物等暂缓症状,总体疗效欠佳。近年来,中医药在针对RILI的预防及治疗方面取得了一系列进展,成果显著。本文主要从中医对RILI的病机、辨证、治疗等方面进行综述。RILI的基本病机为热毒耗伤气阴、灼伤肺络、痰瘀蕴结。辨证以肺阴亏虚为本,痰、热、瘀为标。治法以养阴生津为主,兼以清热、活血、化痰,其疗效也通过基础与临床试验得以验证。

一种宽带瓦量级交错双栅脊波导返波振荡器的研究

为满足太赫兹领域对大功率、宽带宽的太赫兹辐射源的需求,提出了一种新型交错双栅脊波导(RDSG)慢波结构。设计并优化了交错双栅脊波导返波振荡器的高频结构,同时对交错双栅脊波导和常规交错双栅的高频特性进行了仿真和对比,结果表明:当二者相速度接近时,交错双栅脊波导拥有更宽的“冷”通带带宽和更高的耦合阻抗。PIC仿真结果表明,在1 THz频段,交错双栅脊波导返波振荡器拥有超过175 GHz的可调谐带宽以及1.1 W的输出功率,比相同工作条件下的常规交错双栅结构输出功率了提高34%~42%。

基于宽带相位运动放大与机器视觉的结构振动频率识别

为了解决现有视觉技术难以准确测量结构微小振动的问题,该文提出了一种基于宽带相位运动放大(BPMM)和亚像素模板匹配算法的结构振动测量和频率识别方法。首先,利用相机拍摄结构的振动视频图像,并对图像中的噪声进行初步去除。其次,在不需要结构频率先验信息的情况下,在包含所有感兴趣频率的宽频带内进行滤波,选取合适的放大倍数进行微小振动视频的放大处理,再利用亚像素模板匹配算法从放大后的视频中提取结构的位移时程响应。最后,对提取的结构位移进行归一化处理,得到结构的实际位移时程响应,利用快速傅里叶变换(FFT)获取结构的振动频率。结果表明:BPMM算法既能实现结构微小振动位移幅值的放大,又能有效去除微小振动视频中的噪声,提高了图像的信噪比,从运动放大后的视频图像中可以准确地识别结构的振动频率。通过3层框架结构的室内试验和实桥试验对该文方法进行了验证,识别误差分别在1%和5%以内。该文方法可在不需要结构频率先验信息的情况下实现微小振动的盲放大处理,具有噪声鲁棒性好、计算量小及适用性强等优点,为结构微小振动测量提供了一种新思路,具有良好的应用前景。

煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响

为揭示煤炭资源开采对矿区土地利用景观格局变化的影响,以徐州沛北矿区为例,应用GIS、景观生态学和数理统计方法,分析了该区土地利用结构和景观格局变化,并从生命周期的角度探讨了煤炭开采对景观格局演变过程的影响。结果表明:1994—2014年间沛北矿区土地利用结构和景观格局变化显著,耕地、林地和未利用地减少,工矿建设用地和塌陷水体持续增加;景观呈破碎化和均匀化趋势,景观分形特征趋于简单化和规则化。进一步对景观指数突变检验分析可知,耕地最大斑块指数和集聚度指数分别在1999年和2001年出现突变点;塌陷水体的最大斑块指数自1995年起持续上升,而集聚度指数呈显著上升—变化不显著—显著上升的趋势。煤炭持续大规模开采导致地面塌陷、积水,耕地损毁以及快速城镇化是景观格局变化的主要原因,但随着矿区土地复垦,耕地、水体面积增大,景观破碎化程度减小,对塌陷地的治理取得了一定成效。研究结果对矿区土地复垦和受损生态景观修复具有重要的指导作用。

基于Autodesk平台的市政BIM设计软件二次开发及应用

为解决在两江新区至长寿区快速通道项目(下称江长项目)中遇到的工程体量大、设计周期短、建模任务重和路线调整频繁等问题。基于Autodesk平台BIM设计软件进行二次开发,实现以下功能点:超大范围场地模型的快速创建;对传统设计成果的快速转化,即EICAD数据的解析与C3D三维路线对象的自动生成;BIM模型的高质量创建,即大型桥梁、隧道模型的自动创建;编码工具的应用等。通过综合应用以上工具,项目组探索出一条适合超大型市政工程BIM设计的应用流程,为推动市政工程BIM正向设计打下坚实基础。

四川民办高职院校校园文化建设存在的问题及解决对策

校园文化是以学生和教师为主体,以课外文化活动为主要内容,以校园为主要空间,涵盖院校师生,以校园精神为主要特征的一种群体文化,这种群体文化对提升学校学生的文化内涵、思想精神、道德品质及学校的健康、稳定持续发展均有重要意义。但是,从我国当前的民办高职院校校园文化建设现状来看,仍存在较多问题。基于此,该文特以四川现代职业学院为例,全面分析了民办高职院校校园文化建设现状,民办高职院校校园文化建设存在的问题及原因,总结民办高职院校校园文化建设策略,以期能为后续民办高职院校校园文化建设提供有效参考。

蒺藜苜蓿株高控制基因COSTIN的克隆及功能研究

株高是影响植物株型建成的重要农艺性状之一,直接决定作物的倒伏性和生物产量,但目前关于苜蓿等豆科牧草株高性状形成的分子调控机制尚不清楚。通过定向筛选豆科模式植物蒺藜苜蓿Tnt1逆转座子插入突变体库,分离鉴定了一个蒺藜苜蓿矮化突变体compact stalk internodes(costin),该突变体的矮化表型是由于茎节伸长受到抑制所致。通过基因表型连锁分析成功克隆了COSTIN基因,该基因编码一个钙离子交换蛋白,与拟南芥的CALCIUM EXCHANGER 7(CAX7)基因高度同源。qRT-PCR检测发现COSTIN基因在茎、叶和果荚等组织中有较高的表达。进一步研究发现在costin突变体中赤霉素合成途径关键基因MtCPS、MtKAO1、MtGA20ox4、MtGA20ox7和MtGA3ox1表达下调;外施赤霉素GA3可以恢复costin突变体的矮化表型。上述研究表明COSTIN基因通过影响植物激素赤霉素的生物合成来调控蒺藜苜蓿的茎节伸长。

新型地理实体数据关键技术研究及应用

在传统的基础测绘数字化成果中,由于地理对象所表达的空间语义与现实社会中的表达方法差异较大,且缺乏全局唯一标识,难以满足快速更新、生命周期管理、多源数据关联和多样的社会化服务等需求。地理实体数据作为一种新型地理信息产品,通过唯一标识、对象化处理和实体关联融合,可望解决上述问题。本文分析了地理实体数据的分类分层、对象编码、对象重构、数据关联和融合处理等关键问题,给出了一种地理实体数据生产的解决方案,结合智慧徐州时空信息云平台建设,实现了基于地理实体数据的行业专题数据汇聚与空间化,为智慧城市专题应用系统建设奠定了基础。

基于全空间城市信息模型的时空信息云平台建设实践

快速提供信息聚焦服务是新型智慧城市时空信息云平台迫切需要解决的难题。本文结合智慧城市时空信息云平台建设实践,以全空间城市信息模型为基础,分析了城市信息模型(CIM)与时空大数据的关系,研究了基于位置和主题聚焦的多源时空数据建库、基于工作流的时空大数据计算和可视化引擎等关键技术。在时空信息云平台应用全空间城市信息模型,快速提供城市信息聚焦服务应用。

重力热管布置方式对煤堆高温点的影响研究

现有研究已得出重力热管的数量、插入深度和角度、充液率、工质液等会影响煤堆内部温度场的分布,但对重力热管在煤堆中的最佳布置方式的研究较少。针对上述问题,基于重力热管传热理论模型,将热源等效为球体,通过数值模拟和实验相结合的方式,分析重力热管布置方式对煤堆高温点的影响,并得出重力热管的最佳布置方式。基于Comsol软件的数值模拟结果表明:重力热管插入深度对煤堆内部高温热源点温度的影响大于重力热管插入倾角的影响;在相同角度下,重力热管布置深度越大越好,即距离热源越近越好;在相同深度下,重力热管布置角度为60,90,45,30°时,降温幅度依次递减;当重力热管插入深度为60 cm、插入倾角为60°时,最高降温幅度达到61.2℃,煤堆降温效果最好。基于储煤堆移热实验台的实验结果表明:重力热管最佳布置方式与仿真结果一致,降温速率整体趋势与模拟结果相似;随着倾角增加,热管降温速率先减小后增加,热管插入倾角为60°时,降温速率达到最大值。

深度卷积网络支持下的遥感影像井盖部件检测

数字城市管理发展中城市部件调查是一项重要的任务,但是城市井盖部件信息获取存在人工调绘效率低、精度难以保证等缺陷,影响城市井盖部件的及时更新。因此本文利用深度卷积神经网络模型,通过小卷积核、尾部裁剪和保持输入大小等改进边缘检测网络(HED)并增加两层卷积运算提取目标,提出HED-C网络模型,实现了端到端的井盖部件目标检测。试验结果表明,利用HED-C模型井盖部件召回率可达96.58%,查准率可达97.93%,相较Faster R-CNN、YOLO和SSD网络模型,综合性能有了较大提高。