数字图像测量技术及在隧道室内模型试验中的应用

首先按照数字图像技术分析基本原理差异,对数字图像相关（DIC）、粒子图像测速（PIV）等二维数字图像测量方法在隧道模型试验中的应用现状、技术发展以及基本原理进行梳理。进一步,对三维测量方法的原理及在隧道模型试验中的应用潜力进行分析。最后,通过黄土地层盾构隧道的掘进模拟试验,对数字图像测量技术在隧道模型试验中的应用进行示范。结果表明：DIC、数字照相变形量测（DPDM）等非接触测量方法以照片上点的相关性判断各点的位移,使用场景更偏向于室内试验道路、桥梁、隧道、基础、河坝、钢结构、钢混结构等土建结构的变形监测中;而PIV分析可测量流体中流动的大小和方向,被广泛运用于浆液、泥石流、喷泉等流体运动的研究中。此外,基于黄土地层盾构隧道室内模型试验方案发现,低含水率黄土地层盾构掘进8环管片距离时,围岩的扰动范围为盾构掘进中轴线两侧1 D（管片外径）左右和盾构上方1 D范围内。     

基于D-P条件等效的黏性土隧道开挖地层力学行为有限元分析

基于三轴试验应力?应变结果,获取了依托工程黏性土强度参数。通过德鲁克?普拉格条件（D-P条件）等效,实现了摩尔?库伦（M-C）黏性土材料的D-P准则模拟方法。采用“间隙约束法”模拟衬砌支护时机对地层力学行为的影响。通过数值计算讨论了黏性土盾构隧道地层参数以及施工特性对地层力学行为及支护反力的影响。研究发现：黏聚力、内摩擦角以及开挖洞径对围岩塑性区半径及支护反力的影响基本呈线性关系,随黏聚力和内摩擦角的增大,塑性区半径和支护反力明显减小,内摩擦角的影响显著于黏聚力。开挖洞径由6 m增大到14 m,塑性区半径增大约210 %,支护反力增大约230 %。土侧压力系数将显著影响开挖后塑性区形状、范围以及支护反力的分布。随着支护时间的延后,塑性区逐渐增大,支护反力逐渐减小,当释放的位移超过总位移的40 %时,两者增减幅度均有明显降低。就依托工程而言,当将地层含水率控制在8 %~15 %间,当地层收敛约为总位移的20 %时,可充分发挥地层自承能力从而降低支护反力。     

面向健康安全高密度城市治理的社区生活圈体检评估

基于多元城市大数据,提出一套15 min社区生活圈定量化体检评估体系,从生活服务和健康安全两大方面对生活圈进行精细化测度,并以北京、上海、深圳及武汉4座高密度特大城市为案例,进行实证分析。结果表明：综合来看4座城市中上海社区生活圈建设水平最高,4座城市在公共服务设施建设上体现出不同方面的侧重。针对4座城市生活圈存在的问题,提出全面提升设施覆盖率水平、探索差异化发展路径、建立安全连续交通网络、构建社区防控设施嵌套体系等优化建议,为下一步进行规划整合及公共服务质量提升提供重要支撑。     

基于卷积神经网络-长短期记忆的施工期盾构管片上浮过程预测模型

为了实现施工期盾构管片上浮过程的智能预测，采用动力水准仪对施工期盾构管片上浮过程进行自动化监测并建立了基于卷积神经网络?长短期记忆（CNN-LSTM）深度学习算法的管片上浮过程智能预测模型。结果表明：管片上浮阶段呈现出“阶梯状”，即管片上浮主要发生在盾构掘进期间，且掘进状态的上浮量最大，占峰值的75.24 %~98.29 %；CNN-LSTM模型对施工期盾构管片上浮过程具有较好的预测效果，在训练集上的均方误差MSE、平均绝对误差MAE和决定系数R2分别为0.038 7、0.148 2和0.999 3，在测试集上为0.030 7、0.138 9和0.801 9；相较于反向传播（BP）模型，CNN-LSTM模型在训练集与测试集上的性能均有所提升，且测试集的提升更明显，最高可达89.71 %。研究结果可为盾构管片上浮的现场实测及预防处治提供新思路。     

基于事故数据的轨道交通运行安全风险辨识方法

针对轨道交通运行信号系统安全风险定量化辨识问题,首先将原始的信号事故按照海因里希法则分为不同类型事故数据,再考虑事故多因素影响,在一般统计法、统计识别法基础上,提出Management?Machine?Man?Media?Mission factor,即管理?设备?人员?环境?功能5M要素模型的因子分析安全风险辨识方法...     

基于建筑信息模型数据驱动的铁路设备运维多模态知识图谱构建

铁路信号设备是保障行车安全、提高运输效率的核心装备,加强信号设备智能运维是降低铁路运行风险的必要基础保障。目前,针对我国基于建筑信息模型(BIM)的智能运维平台存在不能精准映射各设备的行为规律和相互之间互馈作用的机理,须同时依靠经验知识进行推断等问题。首先构建了铁路设备运维文本知识图谱;其次构建卷积神经网络(CNN)-团组图卷积神经网络(cgGCN)模型对BIM图像模态数据进行处理,完成对20种铁路信号设备零件图信息的标注,实验结果表明模型准确率达到95.38%,精确率和召回率的调和平均值F1达到95.58%;最后将BIM图像信息以视觉模态嵌入运维文本知识图谱,利用Neo4j图数据库实现多模态知识图谱可视化展示,从而精准映射各信号设备相互之间互馈作用的机理,为后续现场铁路运维人员实施安全管理和运维决策提供在线服务和指导。     

公路隧道洞口景观构景元素分析

为了明确景观在隧道工程领域的研究和应用现状,对洞口景观构景元素进行了系统梳理,分析了构景元素的具体表现形式并提出了相应的设计建议。结果表明：隧道洞门类型决定了洞口景观设计的整体风格,借助洞门装饰、肌理、颜色、亮度、线型等元素的整体表现发挥洞门外观的构景效果;经过暗化和柔化处理的洞门墙面,可以减少对光线的反射,降低洞口亮度,减缓洞门压迫感;洞口绿化通过生态防护和栽植绿化达到生态修复和美化环境的目的,借助植物自身的吸光能力和低反射率对洞口进行减光处理,营造舒适的行车环境,是目前公路隧道景观设计的主流;洞口铭牌、小品建筑、彩色路面等诱导系统具有信息导向作用,通过造型、色彩、位置及风格的合理设置能够正确发挥视线诱导功能,提高驾驶人注意力;考虑地域文化以及与周围环境协调性的洞口景观设计可以缓解驾驶人心理紧张感,提高安全性和舒适性。     

基于线路数据信息的列车定位方法研究

针对列车丢失卫星信号无法定位的问题,提出了一种基于动态时间规整(DTW)算法的列车平顺度信息匹配的方法.借助传感器对列车的在线的平顺度信息进行采集,利用基于DTW-KF(卡尔曼滤波)的方法对采集到的数据进行处理与规整匹配.基于列车自身速度传感器等的数据作为模板变量与在线测量数据作为测试数据进行匹配,根据DTW的最优匹配...