基于SA-Apriori的道路事故风险评估研究

道路事故风险评估是提高道路安全水平的有效方式。为实现在道路网络特征视角下的道路事故风险评估,融合线段分析与频繁集算法,提出SA-Apriori的特征提取算法,进而构建SA-Apriori道路事故风险评估模型,以重庆市大渡口区作为分析对象,建立以道路网络特征变量为指标的道路事故风险等级划分体系,评估其道路事故风险水平,结合商业点位分布情况对该评估方法的有效性进行验证。并针对大渡口区道路事故风险情况,提出道路事故风险的管理对策与建议。结果表明:该道路事故风险评估方法具有较高的可靠性,可为基于路网特征的道路事故风险评估提供参考。

内水渗漏软化基底对盾构隧洞衬砌管片受力性能的影响分析

水工盾构隧洞在运行过程中存在内水渗漏导致基底软化的风险,基底软化将对隧洞管片受力变形产生影响。依托实际水工盾构隧洞工程,构建了由管片、灌浆体和围岩组成的三维有限元数值模型,针对Ⅴ类围岩条件下因渗漏导致基底均匀和不均匀软化的状况,研究了管片的受力性能变化规律。结果表明:在内外荷载作用下,管片的环向应力、竖向位移和定位销应力均随基底软化深度的增加而增大,均匀软化条件下仰拱管片出现峰值为1.88 MPa的拉应力,存在管片开裂风险;基底软化导致定位销应力增大,而管片竖向位移的变化幅度较小。研究成果可为水工盾构隧洞的安全运行监测提供科学依据。

基于改进HT-LCNN线段检测模型的隧洞施工活动时间信息智能提取方法

施工活动时间信息的有效提取是隧洞施工进度分析与决策的重要前提,目前常采用的一种隧洞施工活动时间记录方式是绘制横道图线段。针对传统依赖于人工统计的方式存在效率低、易出错等问题,提出基于改进深度霍夫线条先验网络(Hough Transform-Line Convolutional Neural Network,HT-LCNN)线段检测模型的隧洞施工活动时间信息智能提取方法。首先,采用单应性变换手段进行施工日志图像预处理,解决原始图像存在的倾斜、旋转、扭曲等问题;其次,利用全局上下文注意力模块(Global Context Network,GCNet)改进HT-LCNN模型的残差模块,通过建立和共享全局注意力图,获得目标线段在特征图和通道间的长距离依赖关系,提高模型对目标手绘线段的注意力,克服原有HT-LCNN方法容易受到表格线段和文字干扰的不足,实现手绘线段的高精度智能检测;进一步地,建立施工时刻-活动坐标系,根据所检测的手绘横道图线段的端点坐标位置特征,将其自动转化为施工活动时间信息。将该方法应用于某长距离引水隧洞TBM施工日志活动时间提取,本文提出的改进HT-LCNN模型的检测精度AP_(5)、AP_(10)、AP_(15)值分别为94.7%、95.0%、95.1%,均高于HT-LCNN和LCNN;基于本文方法自动提取的施工活动时间与人工提取结果相比,平均绝对误差仅为1.82 min。本研究为隧洞施工活动时间信息准确高效提取提供了新思路。

大直径海底盾构隧道施工过程中衬砌管片受力分析

[目的]为判定海底大直径盾构隧道结构工程的安全性和可靠性,需对其衬砌管片的受力进行分析。[方法]以大连地铁5号线大连站站—梭鱼湾南站区间海底盾构隧道衬砌管片为研究对象,利用MIDAS GTS有限元分析软件对该盾构隧道结构和周围岩体进行建模,得出施工一段时间后衬砌管片的受力情况,并与现场监测数据、理论计算数据进行对比分析。[结果及结论]衬砌管片所受土压力随施工推进基本稳定;同一监测断面不同测试点土压力存在一定差异,拱顶和拱底位置处受力较大,因此在隧道施工期以及未来运营期,拱顶和拱底均为着重关注部位,可通过一定物理手段对其加强处理;现场监测数据和数值模拟数据显示,衬砌管片内力结果较为接近,在一定简化条件下,数值模型能够较为真实地反映衬砌管片的实际受力情况。

基于LSD和FLD融合的道路裂缝图像预处理方法研究

针对道路中的路标、路沿等直线类干扰物影响道路裂缝识别的问题,提出一种基于LSD(Line Segment Detector)和FLD(Fast Line Detector)融合的道路裂缝图像预处理方法。首先,基于LSD算法和FLD算法对裂缝图像进行直线检测,获取直线类干扰物的线段坐标值;其次,根据直线检测算法返回的线段坐标值进行断线重连,解决了直线检测算法提取线段不连续的问题;最后,根据线段重连后获取的直线类干扰物的掩膜图和裂缝图像原图,运用FMM(Fast Marching Method)图像修复算法达到消除直线类干扰物的目的。经过大量实验分析可得:该方法能够有效地消除裂缝图像中的直线类干扰物,使得裂缝检测的准确率提升了7.1%。

激光雷达点云特征线检测与结构化研究进展与展望

实景三维(3D)建设是国家新型基础测绘建设的重要组成部分,是对在3D地理场景上承载结构化、语义化、支持人机兼容理解和物联实时感知的地理实体进行构建。而结构化是实现地理实体单体分割并获取其几何轮廓及组成结构的过程。随着大范围、城市级激光点云数据采集成本逐渐降低,3D点云的应用也越来越广泛。基于3D点云能完成生成地物的结构化表达,涉及线、面、体重建及语义分割、实例分割等。点云数据处理的核心内容是点云特征线检测、特征线线段化及特征线结构化。因此,点云特征线对点云处理和行业应用具有理论和实践价值。进行城市场景点云自适应特征线检测和精细结构化研究具有重要意义;研究点云特征线智能感知理论及结构化表达方法能为点云数据处理提供新的视角,对各类工程实践具有重要的理论指导意义,可服务于实景3D建设、二维(2D)、3D高清地图生成等具体应用。本文从点云特征线检测、点云特征线线段化、点云特征线结构化角度进行国内外研究现状综述,总结归纳点云特征线检测与结构化研究存在问题,并明确下一步研究思路。

基于电磁时间反演的VSC-HVDC系统架空线-电缆混合线路故障定位方法

针对传统故障定位方法无法应用于架空线-电缆混合直流线路的问题,提出了一种架空线-电缆混合直流线路的故障定位方法,该方法采用先确定故障点所在区段、后在区段中定位的原理。利用故障附加网络的直流分量定义了故障区段判别函数,通过该判别函数在不同区段发生故障时数值不同实现故障区段的判定。然后,分析了电磁时间反演理论在故障定位中的可行性,分析确定了故障特征谐波。利用线路两端特征谐波的电流行进波作为时间反演电路的电流源,设置与原线路拓扑结构镜像的线路,利用时间反演电流源与镜像线路构建时间反演电路。在此基础上,根据时间反演的能量聚焦特性列写故障区段内的故障定位方程并实现区段内故障定位。利用PSCAD/EMTDC搭建的电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统仿真证明了所提方法能实现线缆混合直流输电线路的故障定位。

基于直线段检测和LT描述符的矿井图像线特征匹配算法

图像匹配是同步定位与地图构建(SLAM)技术中极为重要的一环,用于根据图像之间的变换关系确定相机位姿。基于线特征的图像匹配方法具有较强的鲁棒性和抗噪能力,更加适用于井下图像匹配,基于深度学习的线描述符对线段遮挡等场景具有较高的鲁棒性,性能优于传统描述符,但卷积神经网络架构的描述符将可变长度线段抽象为固定维进行描述,不利于线段长度及视差变化较大图像的匹配。针对上述问题,提出一种基于直线段检测和线描述符的矿井图像线特征匹配算法。在频域利用单参数同态滤波降低图像的照射分量,并增强反射分量,提升亮度及对比度;在YUV空间利用对比度受限的自适应直方图均衡化(CLAHE)算法对亮度分量进行均衡,使亮度分布更加均匀;变换至RGB空间提取直线段检测(LSD)线,引入一种基于Transformer架构的LT描述符构建LSD线的特征向量,最后完成线特征匹配。实验结果表明:该算法结合了同态滤波和CLAHE算法的优点,增强后图像的亮度适中,对比度良好,灰度分布均匀,增强效果优于单参数同态滤波算法、EnlightenGAN算法;该算法提取的线特征数较原图平均提升了32.92%,在不同相似纹理占比、不同程度旋转与平移变化的井下图像匹配中鲁棒性好,平均正确匹配数为61.75对,平均精度为86.83%,优于线二进制描述符(LBD)算法、LBD_NNDR算法、LT算法,能够满足矿井图像稳健匹配的需求。

点云加权迭代线拟合室内平面图自动生成方法

提出了一种基于三维激光点云加权迭代线拟合的室内平面图自动生成方法,根据线特征对三维点云沿高程方向的投影点云进行分割,采用加权迭代直线拟合方法进行分段直线拟合,并进一步对拟合直线进行融合和轮廓补全,实现室内平面图的自动生成。基于手持SLAM系统获取的典型室内场景激光点云自动生成室内平面图,结果表明,该方法能有效抑制室内点云噪声,结构提取完整性可达94.4%,制图精度优于3 cm,可快速生成室内平面结构图。

促进时空可达的高校新校区步行路网优化——以重庆医科大学缙云校区为例

可达性是高校校园步行出行的基本要求.然而,我国高校新校区既有步行路网存在局部空间可达水平偏低、近距离绕行等问题.本研究以重庆医科大学缙云校区为例,采用空间句法理论下的线段模型和ArcGIS最优路径分析模型,量化其步行时空可达水平;结合步行空间实际使用水平,提出校园步行路网的改善方案并评估方案的步行可达性.研究发现:(1)分级的步行路网可提升全局和局部空间可达性,精细的道路设施设计可确保实际使用的可达性;(2)有序的游憩步道可增强空间感知的可达性;(3)以吸引点为导向的步行捷径可改善时间可达性.

基于改进HRNetV2的高寒区隧道衬砌冻害检测方法

针对修建在高寒区的隧道衬砌存在的所处环境恶劣、冻害频发、衬砌图像干扰因素多、冻害目标尺度不一致及传统人工目视检测方法效率低下且成本昂贵等问题,提出了基于HRNetV2的高寒区隧道衬砌冻害检测方法。首先以HRNetV2为基础模型,提出改进模型,在主干特征提取网络结合迁移学习的知识,在结构中引入注意力机制以加强模型对于冻害特征的学习能力,并使用Focalloss作为损失函数以解决类别不平衡问题。为验证改进后模型的性能,使用高清摄像头采集高寒区隧道衬砌冻害图像,经过裁剪及数据增强等手段,建立一个包含2800张图像的冻害数据集。实验结果表明,改进后的模型在冻害数据集上的平均交并比(mean intersection over union,mIoU)可达到89.05%,相比原始模型提升了5.41%,在面对复杂形态冻害时展现出较好的鲁棒性,可直接应用于高分辨率原图;且在综合性能上优于DeeplabV3+、U-Net、PSPNet三种模型。所提方法可准确、安全地实现衬砌冻害智能检测,可为高寒区隧道智能化运维提供一定技术支持。

电力线信道中极化码译码算法的改进

脉冲噪声是影响电力线通信性能的最主要因素。为了提升极化码在电力线信道的性能,文章提出了分段循环冗余校验码辅助串行抵消列表比特翻转(segmented CRC aid SCL-bit flip,SCA-SCL-BF)译码算法,并在加性高斯白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道和电力线信道下进行了仿真。在构造关键集合时引入Rate1子块,避免了全集搜索的复杂度;根据关键集合中比特的位置进行分段,每段翻转一比特,可以实现多比特翻转。仿真结果表明,SCA-SCL-BF算法的性能相较于公开文献中性能在信噪比(signal-to-noiseratios,SNR)大于0dB时有显著提升。该算法对于提升电力线传输性能有重要意义。

基于改进Deeplabv3+的电力线分割方法研究

针对已有的分割算法存在的复杂场景干扰大、分割不准确的问题,提出一种用于电力线分割任务的改进Deeplabv3+模型。将原始主干网络替换为轻量级Mobilenetv2网络,增加低水平特征,获得5路输入特征,充分提取特征信息;添加空洞空间金字塔池化(atrous spatial pyramid pooling,ASPP)的卷积分支数量,调整空洞率,提升图像的特征抓取能力,进一步在每个空洞卷积后加入1×1卷积操作,加快计算速度;提出一种基于坐标注意力机制的语义嵌入分支模块(coordinate attention semantic embedding branch,CASEB),融合第2、3路特征,增强目标特征的表示;引入卷积注意力机制模块(convolution block attention module,CBAM)抑制无用信息的传递,提高模型识别效率。实验结果表明,相对于原Deeplabv3+模型,改进模型在平均像素精度(mean pixel attention,MPA)和平均交并比(mean intersection over union,mIoU)上分别提升2.37%和3.42%,该方法可提供更加精确的电力线分割结果。

平面分段流水线出运工位改善方案

该文介绍平面分段流水线出运工位对平面分段建造尺寸的影响,结合某船厂平面分段流水线的案例,提出3个不同方案,包括分段提升梁、分段抬升梁以及临时顶升装置等,3个方案对改善平面分段流水线出运工位能力,提高平面分段上线率有较大的帮助,可为后续其他船厂平面分段流水线设计和改造提供参考。

一种基于深度学习的车道线识别方法

基于深度学习和语义分割的车道线识别方法能够对车道线图片进行端到端的识别,能够适应复杂多变的车道环境。本文设计了一种基于深度学习和语义分割的车道线识别模型,该模型以Segnet为基础,由编码器和解码器两部分组成。编码器采用4级下采样结构,主要由卷积层和最大池化层组成,并将PRelu函数作为卷积层的激活函数,该函数能有效提高网络的拟合能力,并降低过拟合分险;解码器采用4级上采样结构,主要由上采样层、卷积层和批标准化层组成。为解决车道线图片中车道线和背景像素点数量严重不平衡的问题,使用加权交叉熵函数计算网络的损失值,并用MFB算法确定权值。最后,在tuSimple数据集上进行了验证,在大量实验的基础上,通过对交叉熵函数权值进行修正,获得了良好的识别效果和较高的鲁棒性。

基于线段近似法的姿态控制线圈磁场位形研究

基于线段近似方法对几何结构相对复杂的偶极场姿态控制(Tilt-Slide-Rotate coils,TSR)线圈的线圈作用力进行了研究。在偶极场倾斜和偏移情况下,分别通过控制对侧和同侧TSR线圈产生磁力使偶极场线圈恢复平衡位置的情形进行了建模分析。计算TSR线圈和偶极场线圈耦合磁场及分析磁场线结构,并采用具有正弦电流形式的TSR线圈激励磁场模拟环向磁扰动,对扰动磁场在赤道面上的庞加莱截面图的磁场线结构和相位进行分析。发现仅通过一组同侧或对侧TSR线圈控制偶极场线圈使其恢复平衡时该过程具有力学不稳定性,需要多组TSR线圈协同控制。对全部TSR线圈施加伪正弦电流,会对背景偶极磁场产生压缩和拉伸效应,并且控制TSR线圈电流来控制压缩位置相位,该过程验证了多TSR线圈控制偶极场线圈姿态的可行性,但同时会使背景磁场发生漂移及形成开放磁场线,这可能会驱动等离子体不稳定性及导致粒子的损失。

一种表达图像地物边缘的线段序列检测方法

针对地物边缘提取中准确度与完整度难以兼顾、线段间缺乏连接关系的问题,提出一种表达图像地物边缘的线段序列检测方法。分析线段序列的构建规律,通过边缘分组界定地物边缘范畴,利用相位约束、距离约束、共线约束、连接性约束,解决遮挡或其他地物干扰导致的线段断裂问题,采用相邻性约束和端点共享约束对同边缘组内不同线段进行分类,同时对符合端点共享条件的线段进行更新,以构建线段序列。利用所提方法分别对街景、航空、卫星图像进行地物边缘检测实验,评价结果显示线段序列精度可达98%,表明所提方法能够准确表达地物边缘,提升图像地物边缘表达的能力。

穿越走滑断层隧道错动影响分区及隧道节段式衬砌抗错断性能控制

为了揭示中国西部地区穿越活动断裂公路隧道工程的变形及力学特性,通过数值模拟分析了断层左旋走滑运动对隧道结构产生的错动响应,建立隧道受断层错动影响分区,并提出隧道节段衬砌铰接设计这一抗错断措施。通过对比在影响区内设置不同长度节段衬砌时隧道结构的应力、位移响应规律,得出最优衬砌节段布置形式。研究结果表明:断层走滑错动2.5 m时,隧道结构受错影响范围为断层与活动盘交界面附近2.7 d(d为隧道跨径)内,定义1 d~2.7 d范围内为次要影响区,1 d范围内为主要影响区;通过对比分析发现3 m节段对衬砌结构水平位移和最大剪应力的控制效果最好,峰值最大降低率分别达到了3.38%和43.34%;隧道结构在断层交界面附近水平位移达到最大,随后向两侧较远位置变形不断减小至平稳;可见隧道结构沿纵向所受的最大剪应力值集中在错动影响区内,且在此范围内变化相较此范围外更加剧烈,错动影响区是抗断层错动设防重点关注对象。研究结果可为隧道抗错断设计提供参考。

例说黄金分割定律在平面设计中的应用

目的旨在分析现代视觉平面设计中黄金分割定律的应用研究。方法以黄金分割概念和种类为基础,对于13种黄金分割图例结合几种常见的黄金分割应用(如黄金线段分割、黄金矩形、黄金螺旋线、根号矩形、斐波那契数列),理解分析其应用原理在视觉平面设计中的应用。结果使平面设计作品在视觉上得到最佳呈现,客观设计思维与逻辑达到和谐与平衡。结论通过学习黄金分割理论与知识,结合现代设计灵活运用黄金分割原理,认识设计的造型规律、比例关系,在各类设计中发现其设计关系的黄金比例之美,认识黄金分割所蕴含的设计美学意义,并理解这种美学意义在自然界中的客观与合理性,并将这种客观规律充分利用在现代设计当中,从而认识现代设计的客观理性思维。

面向育种应用的高州野生稻片段导入系构建与产量性状QTL分析

野生稻是水稻育种的宝贵基因库,但基因组杂合性高,与栽培稻差异大,为育种上直接利用野生稻带来了困难。构建野生稻片段导入系为挖掘和利用野生稻基因资源提供了有效的技术手段。本研究以广东高州野生稻为供体,粳稻品种中花11为受体,通过多代杂交和自交,以育种目标性状为筛选标准,甄选出100个片段导入系。对这100个导入系的产量相关性状(单株有效穗数、总实粒数、千粒重、每穗实粒数和单株产量)进行考察,发现它们至少有1个性状要优于对照品种中花11,显示出在产量改良上的应用潜力。导入系全基因组覆盖度46.9%,共识别出20个产量相关QTL。这些片段导入系作为高州野生稻新型种质资源,为利用野生稻助力水稻种质创新提供了资源储备。