“双一流”建设高校教育基金会筹资模型与实践策略

高校教育基金会高质量履行筹资使命,既是凝聚慈善资源以优化办学投入的迫切需求,也是实现高等教育内涵式发展和支撑中国式教育现代化的题中之义。厘清高校筹资价值和现实瓶颈,基于对“双一流”建设高校教育基金会的结构化剖析,构建“目标子系统-过程子系统-支撑子系统”相互作用的筹资模型,深化并拓展筹资模型的要素和内涵。为保障筹资模型的高效运行,应着力把握好三对关系,即问题导向和价值导向的平衡、筹资生产关系的协同调整和筹资要素的协同配置、支持制约和反馈影响的传导互动,并立足不同子系统维度下的关键构成要素及其特征差异,助力提升高校筹资水平和加快世界一流大学建设。

基于工业基础类标准的钢结构BIM全数据交互技术

研究了适用于各类钢结构的基于工业基础类标准(IFC)的全数据交互技术,可以导出钢结构模型完整的几何信息与附加属性,使通用建筑BIM软件能够进行模型信息读取并编辑其中的参数化构件;可以将模型全信息导入钢结构主流详图设计软件Tekla进行解析并重生成结构模型,实现模型二次编辑与施工出图。经工程实例验证,该成果应用于钢结构建筑信息模型(BIM)数据交互时信息传递完整、模型转换质量高,避免了钢结构不同设计阶段的重复建模,极大提升了设计效率。

语义网赋能建筑信息交付及模型数据模式分析

针对以建筑信息模型(BIM)进行交付的信息共享模式所依赖的工业基础类(IFC)标准行业适用性不足且难以拓展的问题,探讨在IFC基础上引入语义网实现异源数据集成共享,并于语义层面实现信息交付。首先,通过算法解析和模型转化介绍语义化建模方法,并以二层钢框架厂房结构为例对该方法进行说明;然后,通过对转化案例进行数据模式分析,以验证建筑信息交付的准确性和建筑语义的可传递性。案例实践论证基于IfcOWL本体的语义化建模方法的可实施性;通过分析该语义化模型单元实例的数据模式,探究制约该语义化建模方法赋能建筑信息交付的关键因素;针对语义化建模方法所面临的问题,提出冗余信息规避、领域本体开发和轻量化语义建模的初步解决思路。SPARQL查询实例表明,所解析的数据模式对规避冗余信息有效。因此,该方法在共享和集成建筑多源异构信息方面具有优势,能有效提升建筑信息管理的智能化水平。

基于IFC的轨道交通BIM构件标准库研究

针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致BIM模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通BIM构件标准库。首先,根据轨道交通工程各专业构件的表达需求,研究构件类型、构件信息的IFC表达,以及适配IFC标准的扩展机制;其次,提出轨道交通BIM构件标准库技术框架,主要包括基础数据层、技术支撑层、应用场景层、用户层;然后,采用国家标准的分类编码方法定义轨道交通各专业BIM构件的分类编码,设计了构件信息模板,规范各专业构件的属性信息及其资源链接方式;最后,研究BIM构件模型的加解密方法,以保障轨道交通工程BIM模型数据的安全性。研究结果表明,通过搭建统一的BIM构件标准库,能够促进参建方采用标准化的BIM构件模型创建轨道交通BIM项目模型,保障BIM模型的规范性。

基于IFC的建筑结构设计信息交互框架研究与实现

为了解决基于BIM的建筑与结构设计工作模式中信息交互度低的问题,提出了基于IFC的建筑结构信息交互框架。该框架由4个算法模块、5个步骤组成。借助于IfcOpenShell工具包,用Python语言开发了前两个算法模块即IFC文件优化算法模块和结构信息模型提取算法模块。选取案例模型对所开发算法的有效性进行了验证。验证结果表明:优化算法模块可以有效地过滤IFC文件中的无用信息,查找并删除重复的实体,使IFC文件轻量化,且可间接提高提取算法模块的运行效率;提取算法模块可以准确地从IFC文件中提取结构信息模型,未出现IFC语法错误、构件丢失、构件重叠等情况。IFC文件优化算法模块和结构信息模型提取算法模块的成功开发为信息交互框架的完全实现奠定了基础。

国家自然科学基金视角下地理科学学科“双一流”建设成效及优化策略

“双一流”建设工程是我国在高等教育领域开展的重大国家战略,其开展与实施对学科人才队伍建设起到了极大的促进作用,并为抢占学科前沿高地与提高国际话语权提供了强有力的支撑。地理科学是理学门类的重要基础学科,其核心研究内容是人—地关系及其相互作用机理,并在“生态文明建设”“一带一路倡议”“乡村振兴”“全球变化与可持续发展”等国家重大需求中发挥着至关重要的学科作用。国家自然科学基金委员会是地理科学基础研究的主要资助机构,从国家自然科学基金委员会的管理角度审视当前“双一流”建设高校地理科学学科的建设情况,可为学科建设的优化布局提供支撑。

“认知科学基础”线下“金课”建设研究与实践

认知科学是智能科学与技术的生物基础,是一门研究人类感知和认知信息处理过程的学科。根据新工科背景下“金课”建设的基本要求,结合“认知科学基础”课程在智能科学与技术专业中的特征和地位,进行“认知科学基础”线下“金课”建设。针对课程教学手段单一、教学内容与多学科融合有差距、考核方式单一等问题,从明确教学目标、更新教学内容、课程思政育人、丰富教学方法、多样化考核方式等方面提出了建设“认知科学基础”线下“金课”的有效方法,并有效改善了“认知科学基础”课程的教学效果。

基于工业基础类标准的建筑信息模型数据交互及应用

针对当前工业类基础(industry foundation classes,IFC)标准文件的开发应用存在文件格式转换繁杂、数据互操作性弱及信息有效利用率低等问题,提出一种IFC模型数据映射至数据库、建筑信息模型(building information modeling,BIM)在Web端重构及信息在线可视化分析的实施方法。基于Web框架,搭建IFC标准文件映射至关系型数据库的应用框架。该应用框架利用JavaScript语言对IFC标准文件深度解析,采用Python语言将IFC模型数据和建筑全生命周期有效信息储存至关系型数据库,结合实际案例及分析,展现并验证该应用框架的实施效果。结果表明:该方法可实现项目数据交互的完整性和高效性,支持建筑全生命周期相关应用的二次开发;同时融合智能建造技术和科学管理,提升BIM信息管理的有效性,促进建筑业数字化发展和智能化应用拓展。

基于真实岗位的“三教改革”在《临床检验基础》实验课中的研究

目的为了充分调动学生在《临床检验基础》实验课中的学习积极性、主动性、创造性,培养具有创新意识的高素质技能型应用型人才,该课程进行了教师、教材、教法改革即“三教改革”。方法2022年9月—2023年7月,将2022级医学检验技术专业学生120名随机分成教改组和对照组,教改组60名学生采用基于微课教学的翻转课堂法,对照组60名学生采用传统教学法,记录并比较2组学生的技能、理论、学习通成绩,及问卷调查结果。结果教改组的技能成绩[(83.91±11.18)分]、理论成绩[(63.08±13.96)分]、学习通成绩[(87.69±4.84)分]均高于对照组[(63.08±13.20)分、(57.03±13.45)分、(66.78±11.75)分],差异均有统计学意义(P<0.05);问卷中,教改组学生在表达、沟通、合作、创新、应变、查阅资料等方面均强于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论“三教改革”可以调动学生在《临床检验基础》实验课中学习的积极性、创造性,提高理论、技能、学习通成绩,有利于培养高素质技能型和应用型检验人才。

一级公路拓宽软土地基变形特性及常用处治方法对比

在基础设施建设中,一级公路拓宽工程的建设是为了应对交通流量增加,提高道路通行能力。为了解决一级公路拓宽工程中软土地基的路基变形问题,文章研究了一级公路拓宽工程中软土地基的路基变形特性,比较塑料排水板和粒料桩两种常用处治方法的效果。通过分析实际案例,采集现场数据,确定塑料排水板和粒料桩处治试验方案,并进行试验结果的对比分析,验证运用塑料排水板相对于粒料桩更具优势。

基于ROTI和AATR的测地型GNSS接收机监测北半球高纬度区域电离层闪烁准确性分析

当前,第25个太阳周期已进入强活跃时期,能引发大量电离层不规则体,进而对使得穿行其中的GNSS信号产生电离层闪烁。这已成为影响GNSS全球稳定导航定位服务的重要干扰源。对全球电离层闪烁进行广泛且全面的监测是消除闪烁对GNSS干扰的重要前提,然而传统电离层闪烁监测接收机(ISMR)分布有限,无法满足闪烁全球监测需求;测地型接收机分布广泛,但从其低采样数据中提取的闪烁因子缺乏新太阳周期长时序监测数据验证,导致其闪烁监测可靠性存疑。为此,本文基于近3 a新太阳周期测地型接收机数据,以ISMR提供的闪烁因子为参考,从代表性空间天气事件闪烁响应、日闪烁发生率、闪烁持续时间概率分布、闪烁日发生规律及其随极昼、极夜、地磁指数的特征变化等方面,对比研究了两种测地型接收机电离层闪烁因子(即电离层总电子含量变化率指数ROTI和沿弧段电子含量变化率指数AATR)监测北极高纬度区域电离层闪烁的准确性,并给出了ROTI和AATR在高纬度区域判断闪烁发生的经验阈值。结果表明,ROTI和AATR均能较为准确探测到地磁扰动、太阳活动等因素驱动的区域电离层闪烁,并能有效表征电离层闪烁统计学上的日变化规律,但两种闪烁因子不能准确区分闪烁和电离层电子密度梯度变化,导致在电子密度梯度变化剧烈期间存在较高虚警。该研究成果可为准确选择区域电离层闪烁监测因子提供指导。

基于IFC标准扩展的铁路轨道结构BIM模型构建研究

建筑信息模型(BIM)技术对提高铁路行业的工程设计水平具有重要的推进作用。如何在轨道工程设计阶段充分利用BIM技术的信息化建模能力,实现设计信息的数字化传递是BIM技术在轨道设计阶段应用的一个难点。利用工业基础类(IFC)标准将轨道结构工程信息集成在BIM模型中,是克服这一问题的有效途径。针对IFC标准架构领域层实体信息缺失的不足,采用实体扩展和自定义属性集的方式对轨道领域进行扩展和定义,进而构建轨道结构基础数据框架体系,其中实体扩展包括空间结构单元、组合件、构件和零件扩展,自定义属性集则对身份信息、位置信息与技术信息进行拓展。通过扩展关系实体,结合IFC标准表达机制,构建新增轨道实体与属性集表达体系。在此基础上,进一步提出面向轨道结构BIM模型的建模方法。最后,通过一个无砟轨道案例,验证该IFC扩展与建模方法的实用性,对于提高设计阶段轨道结构BIM模型信息的完备性与可传递性具有实际的工程意义。

基于工程教育认证的基础工程一流课程教改探索

《基础工程》是土木工程、地质工程等相关专业的一门重要专业课。基于工程教育专业认证、一流课程等标准及理念,合理地进行了该课程的课程目标、教学方法、考核及评价等改革;并且,在改革过程中以学生为中心,面向产出始终以达成度为衡量尺,建立了贯穿于专业认证全过程的持续改进机制和措施。

情景化微课在应用型本科院校设计软件教学中的应用

设计软件教学是艺术设计类人才培养的重要环节。面向设计学科的快速发展和应用型人才培养需求的增加,设计软件教学应构建“理论+实践+创意”三能力提高的学习目标,即在深入掌握设计制作原理的基础上,努力培养学生的设计和实践能力,最终提升学生的创新意识和能力。该文结合数字图形图像基础课程混合式教学改革的过程,介绍服务于混合式教学的课程资源建设的方法,情景化系列微课的教学理念设计和实施细节,并通过分析在线教学平台的数据对教学效果进行对比分析。实践证明,在混合式教学中开发并开放情景化微课,能激发学生学习兴趣,有效促进学生主动学习,使学生掌握扎实的专业知识,帮助学生从理论到实践全面提高设计软件的学习效果,并在此基础上培养创意思维和创新能力,符合应用型设计人才的培养要求。

基于ADE的IFC到CityGML层次转换模型

新型城市化建设和管理过程中,借助建筑信息模型(building information modeling,BIM)与地理信息系统(geographic information system,GIS)的数据集成,不但能实现建筑物的精细化表达,而且室外信息得以兼顾,实现空间分析及室内外一体化表达。但BIM与GIS两种不同的数据格式无法直接实现数据的互通。为此,首先分析了模型IFC和CityGML在文档形式等方面的差异,并实现了多个简单建筑物IFC模型到CityGML3.0 LOD2、LOD3的转换。其次,针对上述数据集成实验中语义丢失问题,扩展GIS的CityGML3.0数据格式,提出CityGML B-Con扩展模型,完善IFC到CityGML3.0的一对一映射关系。最后,实现多个不同复杂程度建筑物IFC模型到CityGML B-Con扩展模型的转换。实验结果表明,利用CityGML B-Con模型能实现BIM与GIS的数据集成。宏观层面来说,能够增强转换后建筑物外观的细节程度,微观层面而言,BuildingConstructiveElement和BuildingInstallation的子类得以区分,IfcStair、IfcRamp和IfcBeam等建筑构件都能通过一对一映射的方式转换至CityGML中,克服了CityGML原有标准在建筑物构件表达方面的缺陷,有效减少了BIM源数据语义信息的丢失。

基于Vega Prime的无人直升机飞行模拟系统

以某型无人直升机为仿真对象设计了一款飞行模拟系统,该系统由飞行仿真模块、座舱仿真模块、视景仿真模块和控制台模块4部分组成。飞行仿真模块对旋翼、尾桨、机身、平尾、垂尾等各部件进行动力学建模,并使用S函数编写了Simulink模块;座舱仿真模块使用GL Studio软件设计了照片级的飞行仪表用于实时显示飞行数据;视景仿真模块是基于Vega Prime仿真平台二次开发的;采用基于MFC(microsoft foundation classes)的多线程方法搭建了基本的仿真框架并设计了控制台模块界面,可以用于和用户的实时交互。最后仿真验证了系统的可行性。

“机械制造技术基础”一流本科课程教学改革实践

在新工科背景下,为解决“机械制造技术基础”课程教学内容陈旧枯燥、教学方法固化单一、考核方式简单落后等问题,提出针对性的课程教学改革创新方法,革新线下授课知识点,激活项目驱动式教学方法,将课程教学内容与课程思政丰富内涵完美契合。同时,建立线上网络教学资源数据库,开展线上虚拟仿真实验,深入分析学生线上学习规律,构建以学生工程实践能力和科技成果为导向,满足“持续提升,闭环反馈”要求的课程教学质量科学评价机制,形成线上线下融合式一流本科课程的教学改革创新模式和课程建设体系。

基于语义网的电网工程BIM模型完备性审查方法

工程各个阶段项目参与各方之间的信息供给和信息需求平衡,是建筑信息模型(BIM)技术在项目全生命周期管理最大程度发挥作用的重要保证。在交付需求标准化方面,尽管我国从国家到地方再到企业相继出台了诸多标准,但尚缺少高效的完备性审查手段以保证交付双方及时有效进行项目信息交付。此外,当前针对各阶段交付模型信息审查的常规手段是人工校验和机器硬编码审核,二者分别存在人工成本高且容易漏判和灵活性不足,且更新困难的问题。考虑到语义网概念及相关技术在知识组织和管理方面的技术优势和应用情况,结合电网工程现有数字化交付标准成果,提出一种基于语义网的电网工程BIM模型完备性审查方法:利用SKOS建立完备性审查本体、审查对象模型本体;对交付标准中审查知识和实际模型信息进行图谱化;二者通过特定关系进行关联,并在此基础上通过SPARQL检索语言实现自动化完备审查。最后通过案例证明此方法的有效性,并对其他领域工程项目交付完备性审查能够产生借鉴价值。

面向BIM与GIS数据集成的快速转换方法研究

针对目前建筑信息模型(BIM)与地理信息系统(GIS)两个领域在数据层面集成中存在转换过程复杂、效率低下的问题,提出了一种基于BIM数据标准工业基础类(IFC)向GIS数据标准Shapefile的快速转换方法.该方法首先解析建筑模型的IFC文件并过滤出需要转换的建筑构件;然后针对每个建筑构件的几何表达和空间关系生成建筑构件的多面体模型,并通过IFC关系实体获取与该建筑构件相关联的属性信息;最后将建筑构件的多面体模型和属性信息转换为多面体类型的Shapefile文件.整个处理过程以建筑构件为核心,使用多线程并行处理,提高了转换过程的效率.借助BIM和GIS领域的一系列开源软件实现了原型系统,并使用多个BIM建筑模型对方法进行了验证.

基于IFC标准的面向需求的动态加载方法

为解决Web端建筑信息模型(BIM,Building Information Modeling)场景数据加载技术面向复杂模型数据时存在的加载时间过长、用户体验不佳的问题,提出一种Web端基于工业基础类(IFC,Industry Foundation Classes)标准的面向需求的动态加载方法。以IFC模型文件作为研究对象,在遵从建筑语义前提下,以建筑构件为粒度,将层次关系、几何特性、材质、属性等信息拆分存储;结合构件可见性和几何相关性,设计出基于图形处理器(GPU,Graphics Processing Unit)加速的面向需求的动态加载方法;搭建实验测试环境,选取若干IFC模型文件,进行方法验证。以初始加载构件个数、内存占用和初始加载时间作为性能评价指标,与使用BIMServer开源服务器平台加载的方法相比,文章所提方法的初始加载组件数量减少了约71%,内存占用减少了约40%,初始加载时间缩短了约78%,有效减少了用户因加载而等待的时间,改善了用户交互体验,可为铁路行业开展Web端BIM大场景应用提供快速加载技术支持。