基于三维隔震的穿越地裂缝地铁车站地震反应控制研究

穿越地裂缝地铁车站易发生严重地震破坏。文章基于地震动作用下地裂缝场地双向变形特征和结构破坏机理,探究穿越地裂缝地铁车站中柱三维隔震的适用性。考虑土与结构相互作用,建立穿越地裂缝地铁车站三维隔震结构数值模型。采用动力时程分析法,以无隔震与水平隔震结构为对比工况,研究穿越地裂缝地铁车站的三维隔震效果,并进一步揭示隔震机理。结果表明:单一的中柱水平隔震难以满足结构的地震反应控制需求;三维隔震支座不仅显著降低了中柱的地震反应,而且有效削弱了地震动作用下地裂缝上、下盘相对沉降对支座隔震效果和中柱抗震能力的不利影响,从而维持较高的减震水平;三维隔震后,车站结构侧墙内力增大而层间位移角的变化与其埋深、地震动强度与频谱特性等因素有关,车站结构顶、底板内力和变形均增大;车站结构抗震薄弱构件由中柱转变为顶板,而中柱和侧墙等竖向承载构件不发生严重地震破坏,避免结构倒塌。研究以期为地裂缝场地地下框架结构的灾变控制提供参考依据。

北斗卫星导航定位基准实时服务格网化方法——以山东省为例

当前,北斗卫星导航定位基准实时服务以虚拟参考站定位模式为主,随着用户的不断增加,导致平台端运算压力陡增。针对该问题,提出了一种融合格网与地形信息的立体格网定位方法,并对格网划分策略进行了系统性研究。以山东省北斗卫星导航定位基准站网为例,选择16个野外测试点对格网化后的实时服务进行了实测验证,平面外符合定位精度优于1.5cm,高程外符合定位精度优于2.0cm。实现了厘米级增强定位,在满足网络实时定位精度的前提下,大幅降低数据中心的运算压力。

基于全站仪定位的辐射场测量方法研究

在核设施检修或退役中,往往需要对现场的辐射剂量场进行测量。传统的剂量率仪不支持空间坐标测量,需要额外的坐标测量工具,且剂量测量和坐标测量不同步,使得测量效率受到限制。针对该问题,提出了一种基于全站仪定位的测量方法,可同时测量剂量率和对应的空间坐标,定位精度为mm级,研制了测量系统样机。使用样机对某个水泥固化放射性废物桶进行了测试实验,与蒙特卡罗计算结果进行对比,测量值与模拟值的相对偏差遵循正态分布,平均偏差为12.8%,标准偏差为9.37%,数量大约占96%的测量点位的相对偏差在[-30%,5%]的范围内,体现了较高的测量精度。对某核设施厂房的另外两个较为复杂的场景进行辐射场测量,使用对数变换普通克里金方法对离散的测量点进行辐射场插值计算,三维辐射场重构结果的平均相对偏差可控制在50%左右。结果表明通过基于全站仪的辐射场测量系统可对现场的三维辐射场进行重构,精度可以满足三维辐射场的应用需求。

基于多维效用函数的多基站运行成本优化方法

现有移动通信系统出现业务量迅猛增长现象,为缓解增长的基站负荷带来的基站功耗,移动通信系统中为基站配备了可再生能源产能设备。如何实现通信系统信息流与能量流匹配,完成通信业务与基站可再生能源储备的精确配对,更加充分的利用通信系统内可再生能源,是下一步优化通信系统网络性能并降低系统运行成本的关键。为此,本文构建了一个多维效用函数,该函数联合考虑了用户的接受信干噪比、可再生能源利用与基站负载3种因素。通过将求解多基站系统运行成本最小化问题转化为多维效用函数效用值最大化问题,对多基站系统进行优化,并实现系统运行成本最小化。问题转化后为一个混合整数非线性优化的非凸问题。为求解该问题本文提出了多维效用函数迭代优化算法,将该问题拆分为用户调度、功率分配与基站负载均衡3个子问题,通过采用交替优化和连续凸近似技术对问题进行迭代求解。仿真结果表明,相比于最大SINR关联优化算法与“最大SINR+可再生能源利用”优化算法,本文算法在可再生能源利用率方面分别提升了58.68%和29.74%,且系统总费用一直维持在较低水平,具备显著优势。

河南地矿CORS省域地面沉降监测与机理分析

为了进一步研究省域尺度范围地面沉降,分析河南地矿CORS省域地面沉降的监测方法与其形成机理:针对河南省地面沉降分布特征,采用河南省地质信息连续采集运行系统(HNGICS)的62个基准站数据,时间序列为2012—2019年,获得国际地球参考框架下无净旋转条件的河南省三维速度场;然后分解三维速度场获得河南垂直速度场,发现河南省地面沉降呈现“西稳东沉”的现象,开封附近出现沉降漏斗;最后将河南省地质图、河南省耕地面积占比、河南省年均降雨量与沉降等值线对比分析。结果表明:不同地质条件下,河南省地面沉降分布于豫东地区的第四系冲积层,而相同地质条件下,耕地占比和区域年均降雨量是地表差异性沉降的主要原因,如豫东地区耕地约占总面积的70%,地下水用于农业灌溉是豫东平原出现沉降漏斗的主要原因。

基于3DE平台的抽水蓄能电站枢纽三维快速协同设计方法研究

在抽水蓄能电站建设爆发式增长背景下,迫切需要在提高产品设计质量的同时提高设计效率。因此,基于3DEXPERIENCE平台,探究一套可行的抽水蓄能电站枢纽三维快速协同设计方法,并结合某抽水蓄能电站进行了实际应用。首先总结专业基础知识,构建抽水蓄能电站水工结构标准构件库;其次采用自顶向下的骨架模型驱动方式,各专业间协同设计,快速形成不同的设计方案,为方案对比分析提供依据。基于该方法,某抽水蓄能电站的优化设计方案最大坝高降低10余米,整体工程投资降低1.4亿元,表明所探索的从原始地形处理到方案快速设计,最终完成方案对比分析的抽蓄电站枢纽三维快速协同设计方法,可为抽水蓄能电站的建设提供设计参考。

基于多维场景划分的台区线损率异常研判及关联用户精准追踪方法

针对台区线损率异常辨识困难,关联用户难以精准追踪的问题,提出一种基于多维场景划分的台区线损率异常研判及关联用户精准追踪方法。首先,提出了一种基于改进完备集合经验的模态分解(improved complete EEMD with adaptive noise,ICEEMDAN)算法的数据预处理策略,通过分析台区历史线损率曲线的变化趋势,构建台区线损率粗放场景集,并在此基础上采用支持向量聚类算法进一步对场景集进行二次精细划分,实现对台区多维场景集的建立。其次,提出一种基于簇类个案数目的区间动态平移策略,用于确定不同场景下线损率标准库的区间范围,并采用区间重叠率策略对划分中的孤立区间进行合并,实现对台区线损率标准库的完备划分。最后,给出一种基于关联分析的线损异常追踪方法,通过灰色关联分析法确定线损异常强相关因素,并基于改进Adtributor算法定量分析各因素和台区用户间的内在关联度,提高对台区线损率异常用户的追踪精度。算例采用台区真实数据进行仿真分析,结果表明了所提方法的有效性和实用性。

新疆阜康抽水蓄能电站工程上水库渗流三维有限元分析

为分析各水位工况下阜康抽水蓄能电站上水库坝体及坝基渗流场,获得坝体和坝基的位势分布、库区渗透流量等要素,根据工程坝址区地质、地形条件,建立渗流三维有限元模型并进行计算。计算结果表明,由于全库盆混凝土面板防渗方案库盆四周均布置了混凝土面板,库周和库底混凝土面板底下分别设有透水性较强的无砂混凝土垫层和碎石垫层用以排水,库区地下水位低于库盆防渗面板及其底下垫层。因此,无砂混凝土垫层和碎石垫层及其库底回填区和上部岩体均处于非饱和状态,不会直接作用在防渗结构上,因此库周及库底混凝土面板的抗浮安全性可以得到保证,本方案技术上是合理的。

抽水蓄能电站地下厂房防渗排水方案数值模拟研究

抽水蓄能电站地下厂房埋深较大,受排水廊道、隧洞充水、复杂地质条件、天然地下水等多种因素影响,常形成复杂渗流场。基于FEFLOW软件建立包含输水隧洞、地下厂房、排水廊道、围岩、断层的三维渗流稳态模型,根据模拟结果对初始防渗排水方案进行了优化,取消不必要的中平段排水廊道,并抬升下平段排水廊道,使其以自流方式排出渗水。厂房区排水廊道和洞室群渗流量合计8048.16 m^(3)/d,为地下厂房排水泵选型提供较大富余度。

汪清抽水蓄能电站输水发电系统渗控效果数值模拟研究

抽水蓄能电站输水发电系统埋深较大,受排水廊道、隧洞充水、复杂地质条件、天然地下水等多种因素影响,常形成复杂渗流场。依托汪清抽水蓄能电站工程,基于FEFLOW建立包含输水隧洞、地下厂房、排水廊道、围岩、断层的三维渗流稳态模型,分析了沿输水发电系统纵剖面的渗流场分布特征,并对各部位的渗流量进行预测。根据模拟结果对初始方案进行优化,修改方案取消了不必要的中平段排水廊道,并抬升下平段排水廊道使其以自流方式排出渗水,厂房区排水廊道和洞室群渗流量合计8048.16 m^(3)/d,为地下厂房排水泵选型提供了较大富裕度。修改方案取得较好的防渗排水效果,对类似工程的渗控措施优化具有指导意义。

基于三维有限元法的既有沉降下水电站厂房结构安全性评估研究

水电站长期运行过程中,周围工作环境改变引起的地基不均匀沉降对水电站结构的安全造成了很大影响。以某水电站工程为例,利用Midas/GTS NX软件建立三维有限元模型。首先,结合实际监测数据,采用强制位移法对厂房由于地层塌陷引起的不均匀沉降进行模拟。其次,在该既有沉降的情况下,模拟不同工况水电站厂房结构的应力变化情况,并对危险构件进行安全评估。最后,以不均匀沉降作为预警指标,提出安全监测控制方法。研究结果表明:通过强制位移法修正的三维有限元模型可以满足水电站在不均匀沉降下的安全性评估需求,可为水电站结构安全性分析与监测提供参考。

阿尔塔斯水电站泥沙淤积计算与分析

阿尔塔斯水电站是喀拉喀什河梯级开发方案中的第八座水电站,以水力发电为主。为协调水库泥沙淤积与水库兴利效益之间的关系,确定工程规模,开展水库泥沙淤积计算分析是十分必要的。建立一维非均匀流不平衡输沙数学模型,根据实测断面、入库水沙系列等资料,计算分析水电站建成后不同时期的泥沙淤积及其分布,论证水库泥沙调度运行水位。结果表明:水库运行30 a时,死库容淤积量占初始死库容的73.3%,调节库容减少33.0%;汛期不降低水位调度运行,多年平均年发电量比降低死水位运行多145.8%。

瀑布沟水电站量水堰防渗墙深度优化分析

量水堰的设立可以对瀑布沟水电站大坝的非正常工作状态做出正确预警,随着量水堰防渗墙深度增长会大大增加经济成本;因此,探寻合适的悬挂式防渗墙方案不但可以使量水堰达到预警作用还可以降低投资成本。研究表明:量水堰工作状态取决于堰顶高程与下游水位之差和防渗墙深度两个主要因素。通过现场勘测数据确定了瀑布沟大坝坝基覆盖层和两岸山体的水文地质分区及其渗透系数取值范围,对比不同量水堰防渗墙深度、不同堰顶高程的阻水效果,并综合考虑经济效益,最终确定堰顶高程674 m,防渗墙底部深入原河床地面线以下10 m的施工方案。

智能立体巡检系统在光伏电站运维中的设计及应用

近年来,新能源光伏发电发展迅速,其规模化建设带来了全新的运维需求,智能立体巡检系统为发电企业实现光伏电站远程集中管理提供了有效的支撑手段。从智能立体巡检系统的架构设计、网络通信及安全设计、典型场景覆盖策略、系统功能设计和应用案例等方面进行了阐述,最后探讨了智能立体巡检系统在工程应用上的提升方向。

基于部分参数约束的粒子加速器隧道控制网平差

为控制隧道控制网平差时的误差累积问题,提高隧道控制网平差精度,设计了3种约束方案。首先,考虑到测站铅垂线之间的不平行性,依据控制网规模计算测站铅垂线与储存环中心铅垂线之间的夹角,在平差时顾及该约束,使平差模型更加严密。然后,为提高隧道控制网的平面精度,使用全站仪对距离较远的控制点进行长边夹角测量,在平差过程中附加长边夹角约束。其次,按照一等水准规范,对隧道地面点进行水准测量,基于水准测量结果,采用最小二乘转换方法,将控制网转换至水平面,进一步提高控制网竖向精度。最后,对周长为1360 m的隧道控制网进行仿真试验。结果表明,顾及测站垂差及水准点高程或高差平差值可提高控制网竖向精度;附加长边夹角约束可提高控制网平面精度;同时顾及测站垂差、长边夹角观测值及水准高程或高差平差值可提高控制点的点位精度,验证了约束条件的有效性。研究成果可为相关工程布设控制网提供参考。

多维融合的大型水电站设备巡检模式

针对大型水电站的设备巡检需求,结合现有技术条件和水电站设备实际状态,提出了基于对设备由内到外的监视、人工巡检与智能机器人巡检相结合、特殊管理特别维护的多维融合的水电站设备巡检模式。在云南某水电站的应用结果表明,该模式能实现全方位监视设备状态并及时发现设备缺陷。

白鹤滩水电站泄洪洞混凝土施工全流程三维动态仿真模拟

基于白鹤滩水电站“事前可预测、事中可管控、事后可追溯”的精细化工程建设技术手段及理念,对泄洪洞进水口、边墙、顶拱、底板及挑流鼻坎等构筑物的施工方案进行了总结;基于Autodesk三维建模软件平台,创建了工程精细化模型,对项目模型进行了精细化剖分;对白鹤滩泄洪洞镜面混凝土浇筑及衬砌全过程进行了仿真动态模拟,将实际工程中形成的宝贵经验全方面、高可视化积累下来,可为技术积累及后续工程施工借鉴等提供极大便利。

金沙江白鹤滩水电站生态环境智慧管理平台的应用

金沙江白鹤滩水电站的环保业务监测数据存在分散且缺乏统一有效管理的问题。为了提升现场生态环境监管的效率,亟须建立一个智能高效的管理系统。因此,构建金沙江白鹤滩水电站生态环境智慧管理平台,实现对生态环境的全面监测、精准分析和科学决策。首先,对水电站生态环境智慧管理平台建设的需求和目标进行分析;然后,设计采集层、数据层、应用层和展示层对现场数据进行采样、汇集、分析和可视化展示,并对统一认证门户、物联感知设备协议对接、视频管理系统等关键技术进行分析;最后,在金沙江白鹤滩水电站生态环境智慧管理平台上展示了各子系统的运营效果,验证了该平台具有标准化环保业务管理、一体化数据综合展示、三维效果展示、三维场景昼夜气象变化和三维场景漫游等五大优势。

卢赛尔体育场钢结构测量方法及精度控制

卡塔尔卢赛尔体育场主体钢结构为由24对V形柱支承受压环的空间大跨结构,构件形状复杂。受压环连接鱼腹式环形张力索桁架,对精度要求较高,测量难度大。为控制受压环最终就位精度,在钢结构加工、现场拼装、吊装等阶段,针对不同条件,采用三维激光扫描和全站仪+自贴式反射片的测量方案。在最终就位阶段,为克服现场条件限制,结合两种测量方案优点,首创并应用了全站仪扫描法,达到了受压环精度控制要求。

基于高频车站及时间窗的立体轨道交通系统智能调度算法

立体轨道交通系统的车辆调度方法还未见报道,已有车辆调度算法的实时性较差。针对立体轨道交通车辆的调度问题,研究了一种结合高、低频车站判定的订单分配算法和一种结合时间窗的Dijkstra路径规划算法,即智能调度算法,以提高车辆的运行效率。首先,使用订单分配算法为订单选择合适的执行车辆,减少乘客的等待时间。其次,在订单分配算法的基础上增加了高、低频车站的判定,提前给高频车站调度车辆,以保证供需平衡。然后,将普通Dijkstra算法和时间窗判断相结合,以实现多车辆的无冲突路径规划。最后,对OpenTCS软件进行二次开发,并进行了调度算法的仿真。结果表明,当有乘客叫车时,若只有订单分配算法,乘客平均等待时间为8.043 s;结合高、低频车站进行车辆提前调度后,平均等待时间降到了5.724 s,每位乘客减少了2.319 s的等待时间。路径规划时,无论是普通的Dijkstra算法还是结合时间窗的Dijkstra算法,规划耗时都在1 ms以内,而结合时间窗的Dijkstra算法在只增加约0.1 ms耗时的情况下,解决了车辆的路径冲突问题。研究的智能调度算法减少了乘客的等待时间,提高了车辆的运行效率,实时性好,能满足立体轨道交通车辆的调度要求。