新发展阶段城市地下空间开发利用发展战略研究

作为城市建设和国土空间资源的重要组成部分,城市地下空间开发利用在新发展阶段的地位和作用愈显突出。本文通过剖析新发展阶段的新需求和新问题,提出了城市地下空间开发利用的新发展策略。基于国土空间规划新体系,绿色、低碳、韧性新理念以及土地存量更新的新模式等新发展阶段的特征和要求,分析了城市高质量发展对地下空间开发利用的战略需求;提出了新发展阶段城市地下空间开发利用需要解决的一系列新生问题,包括国土空间资源禀赋调查评价不足、承载能力概念不清,城市地下空间的绿色低碳韧性挖潜不充分,城市地下基础设施资源配置不均衡、发展机理机制不明确等。在此基础上,从治理体系建设、资源智慧管理、规划理论方法、数据驱动范式、深层空间利用、存量空间重构、新区一体化开发及地铁域控制等8个方面阐释了新发展阶段城市地下空间开发利用的重点任务和发展建议,以期为实现城市地下空间的立法为本、规划引领、建设有序和智慧管理提供有益借鉴。

新工科视域下城市地下空间工程专业建设实践

随着城市化进程的加速,城市地下空间工程的发展越来越受到关注。黑龙江工程学院城市地下空间工程专业为了适应新工科建设趋势,确立了符合新工科理念的培养目标,重构了专业的课程体系,打造了以赛促建的教学模式,创新了教学方法和手段,用以辅助专业升级改造,推进了学生实践能力与创新能力的培养,取得了良好的效果。

城市地下空间环境优化与改造研究

随着城市空间日趋紧张,开发利用地下空间已成为缓解表层压力的一种方式。然而,在实际操作中,如何优化地下环境、提升其使用价值和舒适度,成为了一个值得探讨的问题。本文旨在通过分析城市地下空间的环境构成要素及设计原则,探索改善和提升地下空间环境的途径。文章通过考察现有的成功案例,细致讨论了植物景观、山水景观、公共艺术、空间围合以及灯光设计等要素对地下空间环境质量的影响。同时,评估了安全性、舒适性、艺术性、人性化及和谐性等设计原则在实践中的应用效果。通过这一过程,文章揭示了地下空间环境优化的多维策略,旨在为地下空间的有效利用和环境改善提供实践参考。

国内外城市地下空间标准现状与发展

近年来,随着我国城市化快速发展,城市地面空间资源难以负荷,国家大力支持开发利用城市地下空间。本文概述我国城市地下空间开发和利用的发展历程和城市地下空间开发利用保护工作的相关政策,梳理我国现行城市地下空间标准以及国际国外现行城市地下空间标准,并分析存在的问题。针对存在的问题,参考当前国际上现有标准,提出城市地下空间标准发展建议,逐步建立和完善我国城市地下空间标准体系,促进我国城市地下空间可持续发展。

新工科导向下应用研究型高校课程体系改革——以吉林建筑大学城市地下空间工程专业为例

城市地下空间工程专业具有高度的新工科特色,当前我国大量应用研究型高校开设了该专业。但由于我国高速发展的城市地下空间开发利用及新时代土木工程类专业人才需求导向转型,城市地下空间工程专业亟须改革课程体系及人才培养方案。以吉林建筑大学城市地下空间工程专业为例,在充分分析专业现状的基础上,从培养目标、毕业要求及课程设置各方面进行了深入分析及改革,旨在为城市地下空间工程专业建设及其他院校提供参考与借鉴。

军民融合背景下城市地下空间工程专业的建设

工程认证背景下城市地下空间工程专业人才培养,应满足国家战略和产业变革的需求。西安工业大学依靠自身的军工背景,结合我国城市地下空间工程的发展现状和面临的国际政治经济形势,从培养目标、培养体系和教学模式进行改革,通过课程体系、实践教学平台和学业导师制度的建设,建立了军民融合的城市地下空间工程人才培养体系。

基于“互联网+教育”的城市地下空间工程专业教学改革与实践研究

教育信息化是顺应智能环境下教育发展的必然选择,是加快实现教育现代化的有效途径。该研究提出基于“互联网+教育”的城市地下空间工程专业课程改革理念。紧跟城市地下空间开发产业发展对高技术人才的需求,建立城市地下空间工程教学内容动态调整机制,建设城市地下空间工程开放共享优质教学资源,构建以学生为中心的城市地下空间工程课程建设新模式,满足学生时时学习、处处学习、终身学习的需求。

城市地下空间工程施工风险与管控措施研究

由于地下施工环境的特殊性和不可预测性,事故和紧急情况时有发生。为确保城市地下空间工程施工过程的安全,提升应急处置能力,合理应对紧急情况是十分必要的。基于对城市地下空间工程施工风险进行分析,从不同作业模式施工作业、冻结法联络通道工程施工以及临近既有地铁深基坑施工的方面探讨城市地下空间工程施工的应急与管理措施。包括风险评估、风险管控、应急以及现场安全管理等的内容。通过应急与管理措施的落实,可以提高城市地下空间工程施工的安全性和应对突发事件的能力,从而保障施工的顺利进行。

“城市地下空间规划与设计”课程教学改革探讨

随着城市地下空间的快速开发和利用,城市地下空间工程专业相继开设。在新工科建设和工程教育认证的大背景下,针对“城市地下空间规划与设计”课程,以培养毕业生的核心能力为出发点,分析了当前该课程在教学环节中存在的问题。这些问题包括学科交叉融合匮乏、理论知识零散、课程内容系统性不足、课程实践性不强及教学方式不够灵活等。针对这些问题提出了一系列教学改革建议,包括面向社会需求的授课、注重学科交叉融合、结合学校专业发展特色、优化课程知识结构、增加课程灵活性以及提升课程实用性等,对于城市地下空间工程专业的发展和教学改革具有一定的参考价值。

城市地下空间地质安全多级变模糊变权综合评价法

城市地下空间地质安全评价可为城市地下空间规划和工程建设提供重要决策支持。城市地下空间地质安全评价问题是一个十分复杂的系统综合评价问题。目前常用的评价方法主要有层次分析法、模糊综合评价法、灰色关联度法、可拓物元法等,模糊综合评价法是其中应用效果最好、最广泛的方法。但目前常用的评价方法都属于常权综合评价法,且评价模型普遍采用加权平均模型,导致评价结果易受平均效应影响,并不适合复杂的非线性系统评价。将模糊集理论、可变模糊集理论及变权理论三者融合,提出了多级变模糊变权综合评价法,该方法的综合评价模型更加完善,适应能力更强。在理论上,通过修改综合评价模型,所提出的算法就可以退化为常用的模糊类方法,如模糊综合评价法、模糊变权综合评价法、可变模糊综合评价法。以青岛市红岛区的城市地下空间地质安全性评价为例,通过对比分析4种不同评价方法的评价结果,验证了所提方法的先进性及应用效果。多级变模糊变权综合评价法是一种多理论集成的综合评价方法。与各种常用的综合评价方法相比,该方法更加适用于城市地下空间地质安全评价及其他复杂系统的综合评价。

土体工程地质层划分及其在城市地下空间开发中的应用

城市地下空间包括岩土体本身的密实部分以及天然或人工形成的无岩土体的空间部分,既是重要的自然资源,又是其它地下自然资源的载体。随着城市的不断发展,地下空间构建立体城市已成为必然选择。城市地下空间开发多在土体中进行,地下工程建设的成本、难度与土体质量息息相关。针对常州市土体工程地质层划分标准不统一的现状,基于城市地质调查项目获取的海量地质钻孔和土体物理力学指标测试结果,综合考虑沉积时代、物质成分、工程特性指标等因素,采用剖面绘制法对常州市100m以浅土体工程地质层进行划分,建立基本地层结构和层序编码,通过工程地质层物理力学参数离散性和三维模型平滑度验证划分结果合理可行。将土体工程地质层划分结果应用到桩基持力层选择、地下空间竖向分层规划、地下空间开发适宜性评价、多种地下资源协同利用等方面,可为城市地下空间规划、建设、管理提供基础数据和相关借鉴。

城市地下空间地质安全风险三维评价方法与实践

城市地下空间地质安全风险三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,但目前尚缺乏系统的研究,工作方法体系仍有待深入探讨。在前人工作基础上,对城市地下空间地质安全风险的类型、地质诱因与核心评价指标,以及传统二维评价的局限性进行归纳总结,并结合三维地质建模、三维评价指标体系以及三维空间分析等关键三维方法技术,提出了一套较为系统的城市地下空间地质安全风险三维评价技术方法体系。为验证方法的有效性,在南京市江北新区开展了城市地下空间地质安全风险三维评价实例研究,取得了较好的效果。研究显示该方法体系能够显著提升三维尺度下地下空间地质安全风险评价精度和准确性,为立体化地下空间开发提供有力支持。

基于开源GemPy的城市地下空间三维隐式势场建模方法研究

三维地质建模是城市地下空间规划和管理的重要基础工作。在地质科学大数据时代,当前三维建模逐渐转向三维隐式建模。常见的三维地质建模软件如GeoModeller、Surpac等都提供了隐式建模技术,但是上述商业软件均封装完好、并不开源。本文基于开源GemPy建模平台,重点实现了三维隐式势场建模技术与针对地层尖灭的建模方案,将算法方案加入GemPy底层建模架构,并以某城市地下空间为例,对三维地质精细化建模工程流程进行了验证。论文构建了基于研究区钻孔数据的建模数据集,采用势场法和泛克立格插值法建立城市三维地质模型,并针对城市地质中常见的地层尖灭进行了单独的布尔运算处理。为细致直观展示研究区三维地质模型地层界面的拟合情况,对共计18个工程地质层分别进行可视化。最后,对模型的精度采用分层K折交叉验证方法进行验证,并用皮尔逊相关系数(CC)等4种指标对建模效果进行衡量。对研究区的实验结果表明,基于开源GemPy的三维隐式势场地质建模方法针对城市地质构造具有一定通用性,并在精度上具有较好效果,可以为城市地下空间开发利用提供决策依据。

“双碳”背景下的城市地下空间光热环境的节能设计研究进展与展望

城市地下空间节能设计作为实现“双碳”目标的重要途径,其光热环境的调控受到学者们的广泛关注。目前已证实地下空间的光热环境具有巨大的节能潜力,但光热环境与节能设计之间的影响关系和结合途径尚未厘清。研究通过界定以人为本、取于自然、建筑节能等关键问题,深入解析城市地下空间设计对空间光热环境及能源消耗的影响,确定建筑节能的上下限,并提出地下空间光热环境节能的设计流程链,以期解决地下空间光热环境能耗高、碳排高的问题,为城市地下空间的能源使用效率与人居环境质量的提高提供参考。

云模型在城市地下空间开发利用适宜性评价中的应用研究

在城市地下空间开发利用适宜性评价中,传统模糊综合层次分析法过于依赖专家及个人经验,主观性过大,使得评价结果准确性难以保证。针对地下空间开发利用适宜性评价中模糊性和不确定性的特点,首先引入有限区间云模型(CM)改进层次分析法(AHP),构建CM-AHP权重赋值法,可以快速准确地完成专家群体决策的权重运算,使权重结果更加客观、可靠;其次采用云模型结合最大隶属度原则以及模糊综合评价法,分别完成对研究区地下空间开发利用的适宜性评价。结果表明:CM-最大隶属度评价模型更加适用于试验数据完善、量化分级准确的地下空间开发利用适宜性评价,其在保证评价结果科学的同时,使得评价结果本身保留了其随机性与模糊性;CM-模糊综合评价模型则适用于多决策且指标量化分级易于归一的综合评价中。

城市地下空间水灾害防治若干科技问题研究展望

在综述国内外城市地下空间水灾害状况和防灾研究现状的基础上,梳理了研究成果及案例分析,将城市地下空间遭受的水灾害性状归纳为两大类型问题:一类为地表洪涝灾害导致的地下空间水淹灾害,另一类为工程活动或周边水环境特征变化导致的水灾害。解析了城市地下空间内、外部水灾害环境关联响应关系。基于城市地下空间水灾害分布的复杂性,从灾害成因的关键要素和耦合响应关系入手,总结了当前国内城市地下空间水灾害防治存在的一些共性科学难题和技术瓶颈,多目标多层面分解地下空间水灾害防治科学问题和关键技术路线,系统性提出了应该重视和加强研究的若干科技问题及解决路径。并从科学问题、关键技术和解决措施三方面展望城市地下空间水灾害防治领域的科技发展。

21世纪中国城市地下空间安全管理的演变与前瞻

中国城市地下空间安全管理进程与时代发展相呼应。以2000年以来与中国城市地下空间安全管理相关的146份政策文本为研究对象,借助NVivo等软件,对其结构和内容进行多维视角的统计与解析。在演变特征上,政策文本发文数量呈现阶段明显、关键点激增、整体上升的量化特点;发文时序呈由沿海向中西部推进、直辖市集中发展、多地开花的时空分异;政策工具则表现为供给型工具使用多、政府推动供给明显的特征。在总体发展态势上,安全管理标准和安全管理理念是政策关注的经典主题,科技创新、分权分级全过程整体治理是政策聚焦的新兴热点,全域全民参与、多维度综合管理是城市地下空间安全管理的发展趋向。基于此,提出了建立统一指挥中心、推进政务管理智能化、完善应急管理法制体系等发展思考,以期为未来中国城市地下空间安全管理的改革与创新提供借鉴。

基于OBE理念的课程思政设计与混合式教学实践——以《城市地下空间规划与利用》为例

随着线上与线下课程教学的发展与融合,混合式教学模式受到高度关注。课程思政作为高校专业课程教学中的关键构成要素,其在线上线下混合式教学中的具体实现途径有待进一步探索和研究。本文以常州工学院土木类专业课程《城市地下空间规划与利用》为例,提出了“立身守业、合作进取、爱国为民”的课程思政路线,采用SPOC线上线下混合式教学的模式,探索了混合式教学中课程思政的融入点与评价方法。实践证明,融入课程思政的混合教学模式激发了学生的学习兴趣,提升了学生的专业素养,增强了课程思政的教学效果。

城市地下空间工程专业认识实习混合式教学探索与实践

认识实习是城市地下空间工程专业的重要实践环节,实习效果将极大地影响学生对专业的认同感和后续专业课程学习的兴趣。针对城市地下空间工程专业认识实习过程存在实习安全风险、项目联系困难、现场效果不佳等问题,文章通过采用线上线下混合式教学,从明确实习目标、确定实习内容、改变实习模式、完善考评细则等方面对认识实习实施实践教学改革,实践结果表明,该教学模式丰富了实习内容,提高了实习效果,增强了学生的主观能动性,培养了学生的实践和创新能力。

基于机器学习的城市地下空间需求量预测研究

科学开展城市地下空间需求量预测是城市地下空间规划的重要工作内容。针对当前研究中存在的考虑因素少、定性分析为主、主观性强、预测精度低等不足,基于文献搜集的43组城市地下空间开发量有关数据,首次建立了基于9种机器学习算法的考虑多种因素的城市地下空间需求量预测模型。模型训练时,对特征数据进行了归一化处理,消除了特征量纲对模型性能的影响,并开展了特征提取与选择以确定最优特征组合,同时采用网格搜索技术对模型超参数进行优化,最后采用均方根误差和决定系数2个指标对模型性能进行了综合评价。计算结果表明,城市地下空间需求量最重要的3个影响因素分别为常住人口密度、地均汽车保有量、地均GDP,其在采用不同算法模型时的特征重要性均值分别为0.342、0.187、0.172;特征组合F-1(即使用全部8个特征)为最优特征组合,此时XGB算法模型性能最好,其决定系数为0.970,均方根误差为460.2;采用所构建的BAG算法模型对北京市2020年地下设施开发强度进行了预测,预测误差为9.23%,进一步反映了所构建模型具有较高的准确性。