珠三角地区建筑工程类人才需求调研——以华南理工大学毕业生就业为视角

当前建筑业增加值占国内生产总值的比重达6.86%,建筑业持续多年成为国民经济支柱产业。担负着为建筑业培养中高层管理和技术骨干后备人员重任的985高校,对用人单位和毕业生开展调研,可以适时了解用人单位的需求和意见反馈,了解学生就业趋势,从而以市场需求为方向提高建筑工程类人才培养的质量。

新工科背景下土木工程专业毕业设计教学模式改革与实践

近年来,为适应建筑工业化发展需求,华南理工大学对土木工程专业房建方向的毕业设计进行了一系列改革,包括调整毕业设计目标、选题、设计内容、实施手段、进度安排、成果提交等。为保障毕业设计改革的顺利进行,采取了一些卓有成效的措施,如采用PDCA循环制定了毕业设计改革的实施路径,使得毕业设计工作能逐年持续改进;引入装配式混凝土结构设计、基于BIM的预制构件深化设计、碰撞分析、施工过程模拟和计量计价等内容,改变了传统的以现浇混凝土框架结构设计为单一设计内容的状态;通过多维校企合作、线上和线下相结合的指导模式以及优秀学生助教,解决了装配式结构领域师资不足和软件使用方面的问题;通过赛教结合,提升了教师指导水平,测算了学生的实践能力。论文还探讨了传统手算内容与电算内容的取舍、现浇构件与预制构件设计内容的设定、设计难度和工作量的把握等问题,提出对于任务设置和进度安排必须基于预测结果,对于不同能力层次的学生可设置必做和选做内容适应其发展阶段。改革后,毕业设计总体工作量和难度有所增大,设计内容更符合工程实际,学生的软件应用技能有较大提高,学生对预制构件的细部构造、生产和施工过程等有了更深的理解。上述改革取得了良好的效果,为智能建造专业建设提供了良好的基础和借鉴。

“双一流”大学创新型人才培养的实践研究——以上海交通大学为例

培养出更多的创新型人才是"双一流"建设的重要内容,是高等教育内涵式发展的主要体现。高校要开展创新人才培养,必须有一个从上到下的顶层设计和全方位多角度完整的支撑体系。上海交通大学在创新型人才培养方面先行先试,取得了丰硕的成果。其校内外雄厚的师资支持和高水平科研参与的普及,优质生源、创新潜质人才的提前挖掘与储备支持,重点高校、优势学科的资源优势支持,全校不同层面组织机构的协同配合与人员支撑等方面给其他高校带来了重要的启示与影响。

考虑空间溢出效应的高速公路交通事故随机参数频次模型

为提高高速公路事故频次模型参数估计的准确性,本文以精细的事故记录、道路属性、交通流状态和天气条件数据为样本,首先,构建传统的事故频次模型并对比拟合效果,选择效果最佳的泊松-对数正态分布模型作为优化的基础模型;之后,为挖掘更多的影响高速公路事故频次的空间效应,在加入条件自回归先验的基础上,本文考虑相邻路段的空间溢出效应,建立一个带有空间溢出协变量的模型分析空间溢出效应对路段事故频次的影响。同时,为描绘数据的异质性对路段事故频次的影响,进一步构建一个随机参数模型。结果表明,空间溢出效应显著有效,考虑空间自相关和空间溢出效应的随机参数模型的拟合优度相较于对照模型明显提升。根据最优模型的参数估计结果进行风险因素甄别,其中,“ln(MADT)”“ln(路段长度)”“1类车”“4类车”“降水”等普通变量以及“1类车S“”圆曲线长S”等空间溢出协变量与事故频次显著相关。

考虑出行成本不确定性的路网交通疏散策略

为提高应急管理水平,考虑突发事件影响下的交通出行成本不确定性,对城市交通疏散问题进行研究。首先,根据交通疏散问题的时空特性创建时空耦合网络图,并且结合行程时间成本和冲突风险成本,提出了城市交通路网出行成本的量化方法。进一步考虑路段资源权重上限的影响,通过增加边际约束,构建基于预算不确定集的先验疏散策略的鲁棒优化模型,以最小化路网疏散过程的总交通出行成本。然后运用模型重构技术,将搭建的鲁棒模型转化为混合整数线性规划模型,并设计改进的拉格朗日松弛方法进行解耦求解。最后以SiouxFalls网络进行算例分析,数值结果表明,随着不确定集和模型规模的增大,行程时间成本和冲突风险成本的增速分别提高约29.13%和236.46%,模型预算参数控制在一定的区间,能够较好地权衡解的鲁棒性与最优性。通过南京部分区域路网案例测试验证所述方法在更大规模网络算例的适用性,研究结果表明:相比于传统拉格朗日松弛方法,所提出的改良方法可以在较少的迭代次数内得到高质量的可行解。研究结果可以为应急指挥部门制定可靠的交通疏散策略提供思路。

华南理工大学国际校区E3图书馆结构设计

作为华南理工大学广州国际校区二期工程标志性建筑,E3图书馆整体呈倒梯形,建筑主屋面高度27.30m,属超限结构。建筑3层及以上中庭位置开设大洞,仅通过3、4层南北两侧连廊楼板和屋顶天窗跨度为33.6m的大跨度Z字形钢梁连接。通过5个结构方案比选,选用沿幕墙边布置斜柱的框架结构。斜柱倾斜角度约为29°,与东、西、南侧外周边悬挑2.8~8.4m的内框架形成空腹桁架。斜柱在竖向荷载下产生水平分量,通过楼板应力分析对楼板进行加强。按照设定的性能目标,对结构进行弹性计算、中震验算并采用Perform-3D软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,根据分析结果,采取了有针对性的加强措施。

轨道交通户外站台门与列车间隙背景灯带图像分割算法研究

轨道交通在发车前需要清空站台与列车间隙,否则异物入侵会对乘客与列车运行造成安全隐患,基于背景灯带的异物入侵检测需要对灯带在图像中进行图像分割、提取、识别。针对在户外站台场景下,复杂背景和日光等因素为背景灯带提取带来困难的问题,提出一种无监督的图像分割算法。首先通过卷积神经网络进行特征提取,然后将特征图输入到后续分类器中对所有像素进行类别输出。在训练过程中,使用的损失函数从三方面进行设计:考虑特征相似度和空间连续约束、基于深度支持向量描述以及基于几何与光度增强。算法能够实现单样本无监督对神经网络参数进行调优。通过对某城轨站台真实数据采集及实验结果表明,本文提出的方法在与训练样本不同光照条件、拍摄角度条件下,对背景灯带进行分割的F1分数为78.47%;在性能优于其他方法的同时,耗时最多能减少97.1%;算法为基于背景灯带的异物检测方案提供一种行之有效的图像分割方法,为后续的异物自动检测提供基础。

基于动态生成对抗网络的路网缺失交通数据修复

针对智能交通系统数据采集过程中发生的数据缺失问题,本文提出一种基于动态生成对抗网络(dynamic generative adversarial network,D-GAN)的路网交通数据修复方法。该方法首先依据交通数据的时空特性与设定的缺失类型和缺失比例来构造各种缺失交通数据矩阵,然后基于博弈思想迭代训练由2个全连接神经网络构成的生成对抗网络。引入一种新颖的动态自适应机制,研究能在模型计算过程中自动识别生成器与判别器的最佳迭代次数,最终生成完整的交通数据矩阵并修复缺失值。采用加州PeMS和广州交通速度数据集来完成D-GAN模型的构建,并使用多种评价指标评估D-GAN的修复性能。实验结果表明:相对于非随机缺失模式,D-GAN对随机缺失模式的修复精度更高;随着缺失率增加,D-GAN的修复精度加速下降。但在各种缺失条件下,D-GAN模型的修复性能要优于现有模型(例如BGCP、prophet-RF和GAIN)。

广厦大学图书馆钢桁架悬挂体系结构设计

广厦大学图书馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,为满足建筑功能要求,在屋顶设置悬臂钢桁架,悬臂钢桁架端部设置钢吊柱,吊柱与各层楼面钢梁相连,形成悬挂体系。采用YJK和MIDAS Gen软件,对比分析了小震作用及风荷载作用下结构的内力弹性响应、静力弹塑性分析。考虑钢桁架上下弦楼板协同作用,并指定施工顺序进行施工模拟分析,采用ANSYS有限元分析软件对销轴节点进行验算。结果表明:大震作用下,结构具有较高的承载力和较好的延性,结构具有安全性和合理性;销轴节点具有良好的受力性能,应力水平均符合要求;悬挑位置采用钢-混凝土组合楼盖可以缩短工期,提高建筑装配率。

产业需求引导应用基础创新 填补空白逐浪海上风电装备——专访华南理工大学船舶与海洋工程系副主任樊天慧

“三峡引领号”是国内首个海上漂浮式风力发电系统装备示范工程,已于2021年12月在广东阳江海上风电场成功并网发电。作为能源领域的首台(套)重大技术装备项目,“三峡引领号”在建造过程中相关重要科学问题的解答离不开樊天慧团队的付出与努力。通过漂浮式风电系统装备示范工程背后的故事,我们不仅看到了由重大工程需求引导的基础与应用基础创新,还感受到了奋斗在一线的青年科学家的格局视野。

轨道交通TOD综合开发的困境与进阶——以南京市为例

为减轻轨道交通建设投融资和运营补亏压力,提高轨道交通TOD综合开发质量,在梳理南京轨道交通TOD综合开发历程的基础上,剖析当前轨道交通TOD综合开发主要面临实施细则缺失、用地收储滞后、规划统筹不足、融资模式单一、轨道建设与综合开发时序错配等困境,提出完善轨道交通TOD综合开发的政策机制体系、加快用地开发潜力评估及收储、制定全市TOD发展战略和综合开发规划设计指引、建立多元轨道交通建设和综合开发投融资机制、明确综合开发全流程推进路径及分期实施时序等对策,助推南京轨道交通TOD综合开发向更高水平进阶发展。

考虑道路收费的系统最优高速公路改扩建交通分流方法

交通分流是保障高速公路改扩建期间交通运行效率的重要措施。然而,目前国内高速公路改扩建工程多依靠管理人员经验性地确定分流措施,缺乏系统客观的分流方法,分流效果有待进一步提升。根据区域分流路网的道路特征,在行程时间基础上考虑道路收费对出行者路径选择的影响,构建路段阻抗函数。从交通管理者角度出发,以路网总出行阻抗最小为优化目标,考虑需求守恒、路径路段流量关系和路径流量非负约束,建立系统最优高速公路改扩建交通分流模型。分析模型的卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件,设计基于梯度投影的路径型算法,求解得到路网各起讫点(origin-destination,OD)之间的分流路径和路径流量。以广东省某高速公路改扩建工程为例,量化分析不分流、分流时不考虑道路收费和分流时考虑道路收费3种情形下的整体路网及改扩建高速施工路段交通运行状况。结果表明:分流时不考虑道路收费,改扩建高速施工路段交通量平均降低27.72%,饱和度降低0.09,平均车速提高4.26 km/h;分流时考虑道路收费后,改扩建高速施工路段交通量平均降低44.8%,饱和度降低0.4,平均车速提高12.98 km/h,道路通行效率得到有效改善,同时分流并未导致路网中其它路段交通运行情况变差。以上结论验证了本文所提出的改扩建交通分流方法的有效性和优越性。

基于UFAC应力吸收层的抗反射裂缝性能评价

目的为了解决“白加黑”技术中的反射裂缝问题,针对目前常用的悬浮密实型高弹改性沥青混合料(super flexible asphalt concrete,SFAC)应力吸收层变形量较大、容易造成上部沥青加铺层不利于受力的缺陷,方法提出基于CAVF法和富沥青理念优化设计的骨架密实型UFAC应力吸收层。采用有限元ABAQUS数值模拟方法对“白加黑”路面结构进行受力分析,并通过加速加载试验、冲击韧性试验和劈裂试验对材料与结构的抗反射裂缝性能进行评价。结果重载条件下,UFAC应力吸收层和高弹改性沥青应力吸收层的竖向位移相差5.93×10^(-2)mm,沥青加铺层底部所受竖向压应力σy、最大主应力σ_(max)、最大剪应力τ_(12)分别降低24%,32.3%,27.7%。当路面存在严重脱空或常规脱空情况时,基于UFAC应力吸收层的路面结构比GAC加铺路面结构的抗疲劳开裂性能分别提升48%,36%。与传统的悬浮型砂粒式AC-5应力吸收层相比,UFAC-5应力吸收层的冲击韧性增加60.8%,劈裂抗拉强度提高16.8%。结论基于UFAC应力吸收层的沥青加铺技术,通过增大常规改性沥青膜厚保证必要的疲劳抗拉能力,并采用骨架密实型级配显著提高集料间的嵌挤能力和内摩阻力,减小层间结构变形,可有效减缓沥青加铺层反射裂缝的产生与发展。

基于双层规划模型的交通信号区域协调控制

针对过饱和状态下的交通信号配时,以区域整体输出总流量最大化和各交叉口进口道总延误时间最小化为目标,构建了基于动态子区划分的交通信号区域协调控制双层规划模型(BP模型).通过分析交叉口滞留排队车辆、进口道交通量以及相位相序对区域协调控制的影响,建立了交叉口相位差、有效绿灯时间和动态交通流量等协调控制变量的约束关系式.采用基于遗传–模拟退火算法的混合优化策略对模型进行求解,提高全局最优解的可靠性和计算效率.仿真结果表明,该模型与实际情况较为吻合.

基于模糊C均值聚类的城市道路交通状态判别

根据城市道路交通流特性,针对同一交通状态下交通流参数分散在一个二维区域的现象,将交通流划分为4个状态,讨论了不同状态之间的转变情况;针对城市道路交通状态存在模糊性的特点,以流量、速度、占有率作为样本数据的特征属性,提出了基于模糊C均值聚类(FCM)的交通状态实时判别方法,该方法首先采用模糊聚类技术对历史数据进行分类,得到不同交通状态的聚类中心,然后对新观测到的交通数据所属类别进行实时判别以确定交通状态。以赣州市文明大道为实例进行分析,其结果与实测交通运行状况结果一致,验证了方法的有效性。

基于深度学习的短时交通流预测研究

针对交通流时间序列,在深度学习的理论框架下,构建基于LSTM-RNN的城市快速路短时交通流预测模型.根据交通流的时空相关性完成时间序列的重构,依靠模型训练对时空关联特性进行识别和强化,兼顾精度和时效性确定神经网络深度,完成短时交通流预测模型搭建.基于Tensor Flow的Keras完成LSTM-RNN的逐层构建和精细化调参,利用路网实测数据样本完成算法验证,实现模型本地保存并根据预测精度进行自适应更新.结果表明,本文所采用的预测算法精度高,受训练样本量的限制较小,实时性、扩展性和实用性均得到有效提高.

基于一种交通状态系数的城市路网交通状态评价研究

针对以往城市路网交通状态评价研究中大多从中观角度将路口归入路段而忽略了交叉口对路网交通状态影响的问题,选取交叉口进口饱和度和路段平均行程速度作为路网状态评价的基本参数,将宏观路网交通状态评价与微观交通状态分析相结合,定义了一种新的路网交通状态系数,作为交通畅通行驶的阻抗,研究确定了路网交通状态系数临界值,提出了一种新的路网交通状态分析方法,对模拟路网整体运行状态进行了分析;最后从可达性及连通性等方面对路网状态进行了分析和评价。

城市交叉口交通流特征与短时预测模型

时间尺度大于15 min的城市交通流预测模型已无法满足交通信号实时控制和交通信息实时发布的需求,通过对广州市中心区交叉路口交通流长期观察和数据采集,分析了各种时间尺度的交通流特性,提出以路口信号周期作为时间尺度,绿灯流率作为变量的ARIMA(p,d,q)短时交通预测模型。以1个和3个信号周期的时间尺度为例,对城市交叉路口不同时间段交通流进行建模和预测。结果表明ARIMA(p,d,q)预测模型结构稳定,算法简单,时间尺度为3个信号周期的预测模型可以很好地保持交通流特征,均方根误差为0.015 9,预测精度较高。

过饱和交通状态下的停车延误协调控制模型

选取整个过饱和状态持续作用时间作为研究时段,利用交叉口进口道的车辆到达–驶离图,根据行驶车队头车到达下游交叉口进口道的不同时刻,分别针对行驶车队在一个以红灯启亮为起始的信号周期之内到达和跨越一个以红灯启亮为起始的信号周期到达两种情况,对过饱和交通状态下行驶车队通过协调信号控制交叉口的停车延误进行了分析研究,建立了一套过饱和交通状态下的停车延误协调控制模型,得到了滞留车辆数、停车次数、延误时间等性能指标与相邻交叉口相对相位差、公共信号周期等协调控制变量之间的相关关系,并通过交通仿真对控制模型进行了分析验证,为过饱和交通状态下的协调控制技术方法研究提供了相关理论依据.

培养土木工程卓越工程师的实践教学模式探索

以卓越工程师教育培养为背景,对土木工程专业培养方案中的实践教学模式进行了探索。从校内及校外2个方面,介绍实践教学改革特色、相关措施及成效。详细地对校内基地建立、特色课程建设、学生科研创新训练及校外基地建立、校企合作思路及校企合作成效等多方面进行了探讨阐述,提出了具体的实践教学模式,以期为其他相关高校提供借鉴参考。