基于三维场景隧道洞口方案设计系统研发与应用

针对铁路隧道洞口工程变化多、工程数量计算复杂以及传统二维设计方式不直观等问题,研发了一种基于三维场景开发的洞口方案设计系统。该系统以隧道设计数据为核心,搭建隧道参数化构件库,交互式设计隧道边仰坡、洞门结构、防护结构等,快速实现隧道洞口方案设计,还可以统计工程量。通过人工智能手段还可以快速识别隧道洞口偏压。经过工程应用验证,该系统技术方案可行,能明显提高隧道洞口方案设计的工作效率和质量。

公路隧道典型火灾场景风险评估研究

目前,国内外公路隧道火灾事故风险评估一般从理论层面进行分析,对隧道火灾事故缺乏分类研究及事故场景模拟分析。因此,文章收集和调查了国内外典型的公路隧道火灾事故案例,总结归纳出了4类典型的公路隧道火灾场景,并依托某大型沉管隧道工程实例,采用火灾场景模拟法确定事故损失等级,进而给出大型单车公路隧道火灾事故的风险值,以期对我国公路隧道火灾防治与应急救援管理提供参考。

公路隧道视景仿真建模技术

对目前常用建模技术进行比较,提出了以多边形建模方法进行视景仿真建模的思路。结合公路隧道,对模型的数据组织结构进行剖析,对建模的实例、细节层次(LOD)、自由度(DOF)等关键技术进行了应用研究,探讨了这些技术的理论和具体实现方法。仿真结果表明,这些技术对公路隧道实时场景的生成具有重要的作用,能有效地提高三维视觉的真实感受和虚拟系统场景的细节表达能力,使整个视景仿真画面更加生动逼真。

火灾时海底隧道衬砌温度场的数值模拟

对隧道衬砌在不同火灾荷载曲线作用下的温度反应进行了模拟,根据不同计算模型,不同计算工况,分别讨论了模型尺寸、衬砌厚度、外水压对温度随衬砌深度变化的影响,数值结果表明:温度随衬砌深度变化的影响较小.

基于Web的隧道场景建模与实时绘制

隧道场景模型复杂、数据量大,导致隧道BIM系统的Web应用发展缓慢。对基于Web的隧道场景建模和实时绘制的相关技术进行研究,根据隧道路线和洞身结构的特点,建立隧道横断面参数序列模型,实现施工数据驱动的隧道参数化建模。提出基于Shader的三角网的布尔运算,通过地形裁剪和裂缝修补进行隧道场景的碰撞处理,实现隧道洞口与地形的无缝融合。结合地形的分段三角网数据建立客户端缓存机制及基于视点动态调度,建立本地缓存数据库减少模型数据量的传输和处理,实现隧道施工场景的实时绘制。实验结果表明,依据该方法建立的隧道施工可视化系统提高了响应和绘制效率,实现了基于Web的隧道施工过程的虚拟仿真,展现了较真实的施工场景。

南京过江隧道中部火灾风机失效模式的安全疏散研究

以长江南京段上游过江隧道为研究对象,分析了隧道火灾的特点,介绍了隧道安全疏散救援的思路和方法,设定了火灾场景,通过火灾时人员所需安全疏散时间与可用安全疏散时间的比较分析,探讨了隧道疏散口间距和逃生滑梯通行能力的初步设计方案。

港珠澳大桥岛隧工程施工过程三维仿真

为了直观形象的表达港珠澳大桥岛隧工程的设计施工方案,利用三维仿真技术,研究开发了该工程施工全过程的三维仿真。阐述了仿真动画的制作流程,重点研究了提升三维仿真动画视觉效果的方法和技巧。研究表明,通过构建特殊场景和背景、设计合适的角色动画、布置合理的场景气氛和色调、优化模型的材质及贴图和从多角度渲染预设方案场景等技术手段,能够有效的提高模拟效果,增强沉浸感。系统的三维仿真演示可以很好的体现岛隧工程施工过程的重点、难点以及关键流程,再现施工过程全貌。

杭州过江隧道火灾时人员安全疏散研究

以杭州过江隧道为研究对象,分析了隧道火灾时人员安全疏散准则及影响因素,介绍了隧道内人员安全疏散研究的一种思路和方法。设定包含最不利情况的火灾场景,然后对各种火灾场景下的烟气蔓延及人员疏散进行模拟,得到了各种火灾场景下隧道内的可用安全疏散时间ASET曲线和必需安全疏散时间RSET曲线;比较分析这两条曲线,得到了疏散救援通道的设置参数,给隧道消防设计提供了依据。

融合时空特征的隧道场景跨相机车辆实时跟踪方法

跨相机车辆跟踪对实现智慧交通具有重要意义,在隧道场景中,由于环境照度较低、同型车辆特征相似等因素的影响,现有目标重识别方案难以满足实际应用中对车辆跟踪精度和实时性的要求。考虑隧道交通场景下车辆的车型和时空特征,提出了一种融合时空特征的跨相机多目标跟踪方法。在YOLOv7目标检测模型中加入归一化注意力模块(NAM),使模型更关注感兴趣区域,结合相机标定获得车辆在真实空间中位置坐标。在卡尔曼滤波的基础上结合车辆速度进行目标位置预测,引入二次关联策略(BYTE)完成单相机下车辆跟踪,并使用间隔帧方法提高跟踪速度。提出以车型和时空特征为基础的跨相机目标匹配代价矩阵,采用匈牙利算法完成车辆目标匹配,从而实现跨相机车辆目标跟踪,生成隧道场景的车辆目标时空图。在构建的隧道场景跨相机车辆目标跟踪数据集上实验结果表明:跟踪准确度达到82.1%,检测跟踪整体速度达到115 FPS,跨相机目标匹配正确率达到94.9%,跟踪速度与精度优于其他方法。

城市水下盾构隧道火灾蔓延及人员安全疏散研究

以某水下盾构隧道为研究对象,采用FDS模拟软件对此工程的各种工况进行了烟气蔓延数值模拟,运用EV-ACNET4模拟了隧道火灾时人员疏散场景,介绍了隧道内人员安全疏散研究的一种思路和方法。通过对可用安全疏散时间和曲线必需安全疏散时间曲线的比较分析,得到了隧道工程疏散救援通道的设置参数等数据,给隧道消防设计提供了依据。

VR虚拟实景煤矿矿井逃生系统设计实现

提出一种VR虚拟实景煤矿矿井逃生系统设计。硬件部分主要设计携带各种装传感器的旋转座椅以及VR视觉显示设备。软件部分使用FDS软件仿真模拟灾难发展情况,利用改进Dijkstra算法更新逃生路径。结果表明:所设计的逃生系统应用下,逃生路径实现3次路径更新,并在2 min之内人员完成逃生,说明系统能够根据灾难演变情况,实时规划逃生路径,使得逃生路径规划更为合理。

Φ5 m立式风洞尾旋试验3维场景复现软件

为直观展示风洞尾旋试验结果,提高数据的利用率,基于OpenSceneGraph 3维渲染引擎设计一款软件。以模型数模与位置、姿态角、舵偏角等数据为输入,将尾旋试验过程3维复现,并可自由调整观察视角、控制渲染速度、导出尾旋动画。结果表明:该软件已成功应用于气动中心Φ5 m立式风洞尾旋试验,有效提升试验效率和数据分析体验。

浅埋连拱隧道施工场景风险行为视觉关系检测仿真

文中提出浅埋连拱隧道施工场景风险行为视觉关系检测仿真方法.基于对抗网络修复监控视频图像,避免发生伪影现象,提升图像的清晰度和质量.将修复后的图像输入YOLOv3检测模型中,通过模型中的残差模块和上采样提取并融合图像特征,生成特征图.在模型的残差层和特征层之间,引入通道域注意力机制,优化特征提取结果,强化特征图,显著降低背景信息的干扰,获取更丰富的特征信息,输出风险行为检测结果.结果表明:该方法的图像修复效果良好,精准判断施工场景内是否存在检测目标,前景和背景误检率高值分别为4.5%和5.5%,可实时、可靠地完成施工场景内各种风险行为的检测.

高海拔临界高度长大纵坡铁路隧道火灾安全距离数值模拟研究

随着川藏线的规划落实,大量高海拔铁路隧道开工建设,隧道内发生火灾后的安全疏散问题成为关键因素。为获得高海拔临界高度长大纵坡铁路隧道火灾场景下的安全距离,基于火灾动力学理论,通过FDS对铁路隧道火灾场景进行分析模拟并结合理论分析和资料调研等研究方法进行分析。结果表明:通过多种研究方法,选取温度、可视度、CO浓度等指标作为评价标准,最终综合分析得到高海拔临界高度铁路隧道火灾场景下的安全距离参数。研究成果可为高海拔铁路隧道的防灾运营及安全疏散提供参数支持。

BIM+GIS技术在电力隧道中的应用研究

本文针对长距离大容量电缆隧道环境,阐述了BIM+GIS技术在3D可视化系统的应用。结合某项目的长距离隧道机器人巡检系统,从三维参数化模型建立、信息模型和GIS平台真实场景展示等方面研究了隧道环境机器人系统后台呈现的技术路线,最后分析了BIM+GIS技术在电缆隧道应用中存在的问题,为推动BIM应用在电力隧道的设计提供了参考。

直流远供技术在通信基站隧道建设场景应用及建设成本分析

随着移动通信网络的完善,基站日益增多,隧道基站的电力供应问题变成了通信业务发展的重要瓶颈,直流远供技术以其安全、经济、适用、易维护等特性取代传统供电模式成为解决这一问题的主要方法。

三维巷道拼接建模关键技术研究与实现

在数字矿山建设中井下巷道的三维(3D)展示一直是研究的重点,本文在总结原始巷道导线测量数据的基础上,对巷道组织、拓扑结构、巷道单体及网络建模、巷道拼接等进行了研究,构建并实现了用于三维巷道建模的三维数据模型,然后在对巷道数据进行预处理后通过分层建模的方法依次实现了巷道网面模型、网络及截面模型,最终实现了三维巷道的无缝平滑拼接。最后利用三维开源引擎OpenSceneGraph(OSG)对三维巷道模型进行了实现并开发完成了三维巷道原型系统,在实际生产中具有一定的参考意义。

无人机倾斜摄影+BIM技术在城市综合管廊建设中的应用

将以无人机倾斜摄影技术为核心的实景数据模型与建筑信息模型(BIM)技术的融合作为研究方向,研究其多元数据集成方法,实现两者的有效融合与落地应用。结合工程案例,建立从数据获取、数据处理、模型建立、数据集成到付诸工程应用的完整技术流程与应用体系。经实践,融合应用两种技术能有效提升城市综合管廊项目的管理组织水平及工作效率,为智慧城市的建设提供技术支持及参考。

地铁列车地面实景播报系统研究

为了缓解地铁乘客乘坐地铁时的紧张焦虑情绪,设计了一种地铁列车地面实景播报系统。该系统由控制主机、投影仪、条形屏幕、定位模块和测距模块组成,能让乘客乘坐地铁时欣赏到地面沿途风景。分析评价结果表明,地铁区间运行时间和停靠时间相对固定,误差很小可通过插入报站信息或广告实现无缝对接,不会影响实景播报系统的播放效果。

基于二进制空间分区树的井下巷道相交建模方法

面向三维虚拟环境的煤矿井下场景巷道相交处理,构建了一种基于WebGL的矿井巷道三维虚拟环境的建模和绘制渲染系统。采用二进制空间分叉树BSP进行巷道相交建模的方法,实现井下巷道三维实体几何的构造和渲染,有效降低建模复杂度;基于WebWorker多线程的大规模场景模型实时建模和加载方法,实施场景管理与建模分离策略,既能根据参数动态地建立巷道模型,还能避免因顶点数量和贴图材质等超1 G大型场景模型的建模和加载时间过长,导致用户卡顿和界面操作不友好等阻塞问题,以此提升场景交互和实时漫游的效果和性能。