高密度立体复合街区步行系统构建--以郑州东站东广场核心区为例

高密度立体复合街区逐渐成为城市空间组成的核心,构建立体步行系统能够满足不同空间行人多样化和高品质出行需求。通过总结高密度立体复合街区特征和立体步行系统的组成与功能,明确步行系统与街区空间形态关系。提出高密度立体复合街区内步行系统构建要点,包括深入调查研究、精准预测需求、合理布局网络和明确落地实施,并进一步提出创新的关键点是缓解高密度街区对行人的压迫感、满足复合街区内多元化的步行需求和统筹街区空间的立体化。以郑州东站东广场核心区为例,分析其集客运枢纽、商务、商业、休闲、居住等多功能复合的空间特征和指标规模,以及立体复杂的地下空间综合开发形式,提出坚持以人为本,打造多层次步行空间,构建地下、地面、地上多维度立体步行网络,且以灵活便捷的空中连廊建设形式和面向实施的指标控制要求保障方案落地实施,以支撑街区内绿色低碳、健康可持续发展。

复杂造型空中连廊装修施工移动式操作平台设计及应用研究

近年来,随着人们对建筑审美要求的提高,建筑物造型也越来越复杂,装饰装修施工难度激增,传统的机械设备应对室内高大空间的装饰施工显得捉襟见肘。本文以湖北省广播电视传媒基地项目空中连廊装饰施工为依托,设计一种复杂空中连廊装饰装修施工移动式操作平台,该平台能够实现空中连廊装修快速施工,且重量轻,可拆卸周转使用,安全性能高,能够作为特种设备进行推广,具有广阔的应用前景。

超限高层建筑中分段式钢结构空中连廊施工技术研究

针对超限高层建筑中分段式钢结构空中连廊的施工,以成都世纪空间大厦项目为例,采用分段式钢连廊临时固结提升与高空原位拼装相结合的施工工艺。施工全过程采用数值模拟与实时监测数据对比分析,最终顺利完成连廊的安装,有效地降低了施工难度,确保了施工过程中及结构本身的安全性,也为后续类似工程提供了相应的指导。

基于垂直城市现状的未来可能性探索——以成都市为例

随着社会发展,城市人口、环境等压力增大,单一的建筑高度垂直上升无法满足城市的需求,同时许多垂直城市打造效果不甚理想,因而打造具有丰富城市功能的垂直空间成为解决城市压力的一种有效途径。在此基础上,文章提出一种基于“高层建筑—空中连廊”的垂直城市理论,从规划、建筑、景观等多个层面逐级推进,打造以人居环境为主,辅以新型大型复合商业办公区域和空中连廊、空中花园等人行活动空间的垂直城市。并以成都市为例,进一步提出了成都市垂直城市发展策略,以期为未来垂直城市打造提供一定的参考。

倾转动力无人机三维过渡走廊

为解决传统过渡走廊中忽略系统动态特征、缺少迎角信息、难以直接用于过渡路径规划的问题,提出一种适用于倾转动力类无人机的三维过渡走廊建立方法。所提方法从物理约束角度限制飞行速度与倾转角度边界,从飞行力学角度限制全机升力特性边界,从能源配置角度限制动力系统功率边界,从而建立关于飞行速度、倾转角度与迎角的三维过渡走廊,并且设计综合性能指标函数用于描述走廊内各飞行路径点的性能。基于所建三维过渡走廊采用鸽群优化算法完成最优过渡路径的搜索工作。结果表明:所建三维过渡走廊能够更加具体地描述可用飞行范围,其不仅包括传统过渡走廊的飞行速度与倾转角度,同时还包含迎角与性能指标信息,这为过渡路径规划提供基础;鸽群优化算法具有良好的过渡路径优化能力,通过优化使无人机拥有良好的飞行效果,动力系统油门杆量变化平稳、幅值较小,证明使用三维过渡走廊指导过渡飞行与规划过渡路径的可行性。

基于三维可视化空中走廊体系的城市低空空域航图绘制研究

针对低空空域开放出现的飞行安全问题,结合我国低空空域监、管、控的实际需求,提出了基于三维可视化空中走廊体系的城市低空空域航图绘制方法。综合应用遥感、导航、地理信息系统开展了低空航图的绘制研究。首先,在城市实验区域对Worldview-3影像进行RPC正射校正,GCP影像配准、主成分变换融合等预处理。然后,使用多尺度分割、阈值隶属度分类结合目视解译的方法对地面障碍物轮廓的地理信息进行二维信息提取,通过SketchUP和CityEngine软件对地面障碍物进行可视化建模,将遥感影像与低空可视化障碍物模型进行精确匹配。最后,通过航图绘制精度评测和产品发布,完成城市区域低空三维可视化专题航图的绘制。实验结果表明,该航图具有较好的可视化效果,有助于辅助低空航道管理人员以更真实的视角进行低空走廊的航线规划,对确保我国低空安全产业的可持续性发展具有积极意义。

面向低空安全三维数字化空中走廊体系的飞行器交通管理平台构建

对低空空域的产业发展、低空飞行器的行业应用进行了阐述,对低空空域出现的潜在安全隐患进行了分析,开展了低空飞行器实时侦测和定位、实名认证准入制度、低空飞行器监测网构建研究,采用主动和被动式低空飞行器探测系统作为监测平台的补充模块,提出了面向低空安全三维数字化空中走廊体系的低空飞行器交通管理平台建设方案,为低空三维数字化空中走廊体系构建提供了关键技术支撑,对保障低空安全产业的健康、可持续性发展具有一定的参考价值。

基于激光点云数据的无人驾驶航空器系统空中走廊构建

对低空安全和个人隐私保护进行了阐述,提出了一种基于激光点云数据的无人驾驶航空器空中走廊构建技术;采用噪声水平估计模型对数字表面模型的噪声幅度进行估计,应用高斯滤波器对标记的噪声区域进行噪声抑制;构建经验分解模型,对滤波后的数字表面模型进行能量分解,生成固有模态函数和残差信号,结合基于坡度的阈值模型,识别非地表目标,生成数字地势模型;采用数字表面模型和数字地势模型,对低空空域进行空域分层处理,将低空空域划分为顶层区、安全区和起降区三层空域;采用地理位置数据映射方式,将非地表物体和个人隐私保护区域,映射到划分后的各层空域,结合飞行路径规划技术,避开飞行期间的个人隐私保护区和限制飞行区;最后,采用可视化技术实现低空空域空中走廊的三维构建;实验结果表明,该空中走廊的构建方法能够提高飞行区域地物目标的识别精度,实现个人隐私保护,对低空安全产业发展具有积极的意义。

面向低空安全的三维空中走廊可视化研究综述

阐述了低空空域开放带来的低空安全隐患问题,介绍了面向低空安全的三维可视化空中走廊在通用航空和军用航空中的应用目标及空中走廊体系结构,探讨了低空空域空中走廊可视化技术发展的构想,分析了空间实景三维可视化展示、空间虚景三维可视化展示、多源异构参数分类可视化展示的关键技术,梳理了近年来相关可视化数据源获取方法、可视化展示技术、可视化建模产品的理论研究现状及相关成果,最后总结了三维空中走廊可视化技术研究的应用前景及目前研究中尚待解决的共性难点问题,对未来的发展方向进行了展望。

基于航拍视频的输电线走廊危险地物检测技术

在输电线巡检的众多任务中,有一项是确保导线与线路走廊各地物间的距离符合安全距离要求,这就要求通过定期巡检来获取输电线走廊内树木、房屋等地物到线路的距离。针对这一需求,提出了一种基于航拍视频的输电线走廊危险地物检测技术。结合国内外最新研究进展,首先将SIFT算法与全球定位系统相结合,提出了优化的航拍相机自标定技术,可简化航拍硬件设备,提高后期三维建模精度。然后对航拍视频中各帧图像进行处理,结合相机标定数据和三维成像技术,获得输电线路和线路走廊地物的空间位置数据。最终利用以上空间位置数据定位对输电线安全运行有潜在威胁的地物。最后,通过实验算例,验证了本方案的测量精度和可行性。

输电线路走廊自主巡检无人机控制逻辑设计

为了研究无人机在输电线路走廊巡检的应用,以小型固定翼无人机为研究对象,根据巡检任务要求,提出了一种基于全球定位系统(global positioning system,GPS)导航的输电线路走廊自主巡检无人机控制逻辑。首先结合输电线路走廊巡检环境,搭建无人机的6自由度非线性模型,并对其控制律进行研究;然后使用Stateflow模块仿真模拟巡检阶段和返航复检阶段的控制逻辑,实现巡检过程中无人机多模态之间的转换。仿真结果显示,无人机能够跟随巡检管理器给出的指令并完成指定的巡检任务,验证了无人机控制逻辑的合理性和有效性。

空中骨干网覆盖策略

将采用定向天线的高空长航时无人机(HALE-UAV, high-altitude long-durance unmanned aerial vehicle)和长方体形状的空中走廊作为研究对象,覆盖策略的基本思想是提取运动球顶椎体的不变覆盖区域——圆柱体,作为基本覆盖单元填充空中走廊;总体目标是在满足圆柱体的高大于空中走廊高度的条件下,使用尽可能少的HALE-UAV。采用几何方法分析了HALE-UAV两种典型的运动轨道——圆形和三角形轨道,得到了圆柱体底面半径和高的数学表达式。通过最优化理论比较两种覆盖策略,得到了最优覆盖方案。研究结果表明,圆形轨道总体优于三角形轨道;最优方案是采用准静态浮空平台,次优方案是采用半径较小的圆形轨道,或边长较小的三角形轨道,同时单个轨道上布设一个HALE-UAV。

基于无人机激光扫描的输电通道安全距离诊断技术

结合输电线路巡线和维护的需求,提出了利用机载激光扫描数据诊断输电线路安全距离的方法。该方法首先采用顾及地形起伏特征的点云自动滤波方法分离地面点和非地面点,利用维数特征对非地面点进行初分类,并根据投影点密度获取杆塔点。然后采用二维霍夫变换以及分块质心解算方法获取输电线的三维节点,采用区域生长方法获取建筑物目标,根据植被的最高点以及边缘点获取植被目标。从而可以量测出输电线与其周围物体之间的距离,进而根据距离的大小对输电线路及其周围环境高程信息进行诊断。采用有人、无人机载激光数据对算法进行验证,实验结果表明了文中方法的有效性和精确性。该诊断机制可以判别线路附近的建筑物或植被等目标是否已达到危险的高度或位置,以便及时修剪或清除,确保线路运行安全。

考虑安全飞行通道约束的无人机飞行轨迹多目标优化策略

针对无人机在复杂环境下难以规划出兼顾平滑性和安全性等指标的时域连续轨迹问题,基于安全飞行通道提出了一种多目标轨迹规划算法.在基于快速拓展随机树(RRT)改进的RRT~*算法生成的初始离散路径点基础上,建立以凸多面体集合表示的安全飞行通道;根据轨迹在安全飞行通道内部的约束建立安全项目标函数,结合飞行平滑性、动力学特性、飞行时间等性能指标,建立加权多目标优化函数;采用基于梯度下降的凸优化算法,对离散路径点的位置、速度、加速度及轨迹的时间分配进行优化,生成分段多项式表示的时域连续轨迹.基于煤矿井下等复杂环境对算法的有效性及相关性能进行试验及对比验证,结果表明:相比现有算法,本文算法在综合性能上有一定的提升.

警用无人系统与低空安全防范初探

对我国的低空安全现状及新形势下警务执法工作人员面临的挑战进行了分析,研究了当前警用无人系统的主要装备及其在低空监控、日常巡逻、侦察、取证、快速处置等警务活动中的应用,结合面向低空安全的三维数字化空中走廊技术体系,探索了警用无人系统在报警、接警、执法、处置业务流程中的低空安全防范应用策略;在低空安全防范的数学建模研究中,以无人机违规事件的实时威胁扩散趋势分析中遇到的数据缺失问题为例,根据数据属性值进行了数学建模研究,采用了基于定距型数据和非定距型数据属性的缺失数据估计方法进行缺失数据估计的数学建模;最后,对警用无人系统在低空安全防范中的应用前景进行了展望。

无人机载LiDAR系统减震系统设计及误差分析

为满足无人机载LiDAR系统在架空输电走廊巡检过程中对激光点云均匀分布的需求,研究了机载激光雷达扫描系统在无人直升机挂装位置的减震器设计,并对其所产生的误差进行简要分析。为获取挂载位置的震动特性,将机载LiDAR系统直接刚性固定于挂载位置,通过LiDAR系统自带的IMU进行测量,分析震动特性并根据LiDAR系统重量及重量分布设计减震系统,通过飞行试验,最后根据试验结果调整减震系统直至达到激光点沿航向均匀分布为止。

在既有保护建筑上方新建空中钢连廊的施工技术研究

以上海华东医院扩建工程为背景,对在既有建筑上方新建空中钢连廊的吊装施工方案进行了分析研究。提出了加强建筑与环境保护、构件运输及地基加固处理等技术措施,取得了安全、高效的成果,为在既有建筑上方增建大型建筑结构积累了经验。

城市中心区空中连廊工程的大型钢结构吊装施工

城市中心区空中连廊的施工受到构件质量、吊装设备、施工场地、道路交通等众多因素的影响,实施难度较大。依托上海市新江湾城空中连廊工程,从地理位置、结构特征、施工流程等切入,介绍空中连廊工程的构件生产、构件运输、设备选用、吊装施工等实施要点,可为今后类似工程提供指导。

大跨度超高钢连廊底部及外立面装饰安装施工技术研究——以广州无限极广场项目为例

当前,各大城市超高层或异形建筑屡见不鲜,异形建筑造型奇特,曲面复杂,存在大量异形构件,定位精度要求极高。同时考虑地基承载力受限,各专业穿插施工,无法常规搭设满堂脚手架或采用吊车作业。需要研究出一种可以不受场地限制、不影响下方浅隧运行,能保证大跨度超高钢连廊底部和外立面装饰施工安全、质量和进度的施工技术。基于此,文章以广州无限极广场项目由A、B两座塔楼间的斜交连体钢连廊安装施工项目为例,分析工程安装施工重难点,发现存在安装工程量大、异型构件多等难点,然后基于此进行钢连廊底部及外立面装饰安装施工技术择选与优化应用,即通过研发新型型钢支架,优化应用大悬臂滑移轨道式吊篮施工技术,以期为同类工程施工提供参考。

斜向路径的演化及其在城市中的应用

斜向路径因其便捷、不绕路的特性而对步行出行具有重要意义。文章对斜向路径在西方城镇路网形态中的演变进行了梳理及斜向路径在现代步行中的应用进行了分析。研究发现建筑单元底层架空、公园和广场等公共空间及立体步行连廊系统可以设计形成斜向步行路径,方便行人穿越,实现步行的便捷、不绕路,减少步行距离、时间及推广街区制。斜向步行路径与轨道站点的结合可完善其附近步行网络、扩大其实际服务范围,解决当下城市蔓延导致的轨道站点密度不足的问题。