土木工程

• 堆载作用下土岩复合地层隧道坍塌特征及演变规律研究

  李创;陈德刚;周明;张素磊;张坤鹏;

  受地面堆载作用影响，城市地铁隧道易发生坍塌事故。结合特定的土岩复合地层，明确隧道坍塌演变及其特征规律是隧道坍塌防控的前提和基础。通过模型试验及数值模拟，研究了堆载作用下不同土岩比的复合地层隧道坍塌演变及特征规律，并得出以下结论：1)模型试验过程表明，隧道坍塌呈现为连续破坏、渐进破坏，其动态演绎为岩层拱腰及拱顶松动塌落—岩层顶板剪切断裂—土层连续拱形坍塌—土层塌穿至地表；2)土岩复合地层坍塌最终形态呈“漏斗”形，岩层破裂区域狭窄且近似与水平面垂直贯通，土层破坏区域开口扩大；3)结合模型试验过程，统计分析了隧道坍塌特征并得出规律——土层、岩层破裂角均随岩跨比增大而减小，土层、岩层破裂口径均随岩跨比增大而增大；4)借助离散元模拟PFC,验证了模型试验破坏过程的合理性。通过对土岩复合地层坍塌演变规律的探索与讨论，以期为隧道的坍塌防控提供参考。

  2023年01期 v.44;No.190 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K]
  

• 基于磷虾群-和声混合算法与响应面法的隧道围岩力学参数反演分析方法研究

  林后来;李亮;高原;杨正权;胡俊;路世豹;

  为提高围岩力学参数反演分析效率，提出了一种基于磷虾群-和声混合算法与响应面法的反演分析方法。该方法将诱导权重与觅食权重自适应调整的磷虾群算法与微调带宽动态变化的和声搜索算法进行种群分化与融合，提出了磷虾群-和声混合算法以扩大搜索空间和提高收敛速度；利用响应面法构建了反演参数与有限元计算位移值之间的关系从而避免了大量的有限元计算以节省计算时间。将本文方法用于反演青岛地铁4号线大河东站折返线区间断面Z(Y)DK30+665.91的围岩参数，对比分析发现：磷虾群-和声混合算法较之磷虾群算法与和声搜索算法具有较高的搜索效率；其计算位移值与设定位移值基本吻合，平均相对误差为3.78%,验证了本文方法的有效性。

  2023年01期 v.44;No.190 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K]
  

• 基于T-S模糊故障树和贝叶斯网络的建筑施工风险评估模型建立及应用

  杜敏维;于德湖;邵志国;

  作为国民经济发展的支柱产业，建筑业安全事故频发，施工安全形势严峻。为有效评估和降低建筑施工安全风险，将T-S模糊故障树和贝叶斯网络进行结合，建立一种建筑施工风险评估模型。利用T-S门规则和贝叶斯网络的条件概率，建立T-S模糊故障树的贝叶斯网络转化模型，引入模糊理论对事件风险概率进行模糊化，最终借助贝叶斯网络双向推理算法计算故障概率、重要度及后验概率。结果表明，该模型能够根据基本事件风险概率进行量化计算，以正向推理方式计算体系事故发生概率；能够量化根节点的模糊重要度，确定事件重点管控顺序；且可以通过反向推理计算根节点后验概率，确定故障排查顺序。该计算模型最大限度贴近实际施工情形，更加科学合理地进行建筑施工风险评估，可为建筑施工的安全风险评估和精准化管理提供理论支持。

  2023年01期 v.44;No.190 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K]
  

• 基于改进云模型的装配式建筑吊装施工安全风险评价

  刘紫君;姜吉坤;冯乐;

  根据装配式建筑吊装施工安全风险因素的模糊性和随机性，采用G1法和熵权法分别确定构建的装配式建筑吊装施工安全风险评价指标的主客观权重，引入博弈论理论协调主客观权重确定综合最优权重；利用云模型评价装配式建筑吊装施工安全，对相对贴近度作出改进，提出综合相对贴近度的概念，以其最小值对应的风险等级为项目吊装施工风险等级。对青岛某装配式建筑进行实证分析，结果表明，该项目吊装施工风险等级为较低风险，由云数字特征数值可知应重点把控安全措施费投入比、吊装现场警示标识完善度、现场人员安全意识水平等指标风险，验证了该模型的可行性。

  2023年01期 v.44;No.190 30-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K]
  

• 基于扎根理论-ISM的预制构件精益生产驱动因素分析

  胡龙伟;王金荣;李龙;夏思雨;

  预制构件的生产环节是连接装配式建筑前端设计与后端施工的核心枢纽，实际生产过程涉及因素众多，需要考虑人员、技术、管理等多因素以实现高效率、高质量、低成本的目标。而精益理念的核心是持续改善、不断消除浪费，将精益思想引入预制构件的生产过程，有利于提高预制构件生产效率、减少浪费，对发展装配式建筑有着重要意义。引进扎根理论对预制构件精益生产实施的驱动因素进行识别，并利用组合赋权法与ISM相结合对预制构件精益生产实施的关键要素进行识别并分析，厘清各关键要素之间的内在联系，结合关键因素提出相应建议，推动预制构件精益生产实施持续改进、不断完善，为装配式建筑预制构件精益生产的持续推进和完善提供理论参考。

  2023年01期 v.44;No.190 39-46+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
  

建筑学

• 基于“路网-功能”分析的中国大街区空间结构探析

  陈晓菲;冉圣林;马青松;

  在中国，由城市主干道围成的“大街区”内部通常有多个封闭住区。旨在通过现代城市设计的理论和方法，研究大街区内部路网结构和功能分布之间的关系。从西安、南京和青岛三个城市中各选取一个典型的大街区进行对比分析，并总结出三个空间特点：1)路网分布不均，“区间干道”的密度是决定主干道是否拥堵的根本原因；2)小区和单位的“围墙-大门”系统控制了交通聚集的位置，并进一步影响非居住功能的分布，呈现出非居住功能包围居住功能的模式，消费和服务功能倾向于分布在大门周围；3)大门或路口分布的密度越高，功能分布强度越大。这些发现可以为大街区的研究提供更多基础信息和空间规律，启发更多研究。

  2023年01期 v.44;No.190 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
  

• 句法视角下城市传统建筑空间特征研究——以莆田元妙观三清殿为例

  卢嘉新;甘萌雨;

  以元妙观三清殿为研究对象，运用空间句法理论构建关系图解和句法模型，并通过整合度、深度值等变量对空间形态、功能和逻辑关系进行剖析。研究发现：元妙观三清殿明显呈倒“山”形特征，三条轴线主次分明，两条辅轴关于主轴对称；空间关系网络呈“伞”状，主轴起支撑作用，辅轴起到东-西向延扩作用；目前的空间利用和功能之间的关系较为合理；从形态、功能和空间拓扑关系看出，主轴空间始终占据核心位置，是古时严格等级制度的体现。研究能丰富空间句法在微观层面的应用，并为协调城市传统建筑的“保护-开发”关系提供新视角的理论依据。

  2023年01期 v.44;No.190 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]
  

环境与市政

• 青岛某区域供热系统运行优化研究

  刘京;于慧俐;陈利平;刘明辉;胡松涛;

  在双碳目标要求下，针对青岛某区域的供热问题提出了海水源热泵、燃气锅炉、水蓄能互补系统，建立设备供能模型，考虑经济性和环保性目标，采用建模工具和求解器对多能互补系统机组组合问题进行求解分析，得出供暖季下负荷率为100%,75%,50%,25%的典型日运行优化结果，并对优化结果进行经济性、节能性分析。结果表明，该互补系统与单一系统相比碳排放量较低，其优化控制策略可以调节冷热负荷与机组出力相适配，减小电网压力，与传统运行策略相比经济性、节能性更高。

  2023年01期 v.44;No.190 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 628K]
  

• 复合式地铁源热泵系统适用性研究

  夏越;童力;胡松涛;季永明;

  地铁源热泵系统在单独运行过程中，由于围岩热物性的影响，会导致隧道内热量供应不足的问题，进而影响地铁源热泵系统长期高效运行，甚至无法保障基本热负荷需求。针对这一现象，以哈尔滨某办公建筑为例，在TRNSYS软件中搭建辅助燃气锅炉的复合式地铁源热泵系统模型，并进行时长五年的运行模拟。结果表明，复合式系统热泵部分的平均全年性能系数(APF)比单一式系统高0.23。单一式系统与复合式系统平均隧道空气温度增长率分别为-1.27%,6.34%。复合式系统的平均单位热量费用年值比单一式系统低0.25元/(kW·h)。复合式系统能够满足供暖季的全部热负荷需求，在性能及经济性方面均优于单一式系统。

  2023年01期 v.44;No.190 70-75+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
  

• 冷凝器喷雾对改善空气源热泵制冷性能的实验研究

  吴筱晗;崔红社;刘龙;陈晓林;

  针对空气源热泵在夏季高温天气下制冷性能衰减的问题，提出在冷凝器翅片外部增设喷雾装置的方法，达到提升系统性能的目的。设计了不喷雾、向外喷雾、向内喷雾、向内喷淋四种实验工况。基于实验数据，分析了不同温湿度条件下四种工况的系统性能。实验结果表明，与未喷雾时机组的能效比(Coefficient Of Performance,简称COP)相比，向外喷雾时机组的COP最大增幅为4.67%,向内喷雾时机组的COP最大增幅为6.07%,向内喷淋时机组的COP最大增幅为6.70%;理论喷雾量与实际喷雾量对比结果表明，以室外干球温度25～30℃、相对湿度55%为例，向外喷雾的实际喷雾量约是理论喷雾量的90%,向内喷雾的实际喷雾量约是理论喷雾量的81%;提出喷雾节能比的概念，结果表明，向内喷雾的喷雾节能比最大，为最优喷雾方式。

  2023年01期 v.44;No.190 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1268K]
  

• 可移动式一体化人工雨雪冰营造系统的研制

  田忠浩;胡松涛;张君;梁士民;张泽群;马开杰;厉建海;

  为了测试列车等交通工具在降雨、飘雪和玻璃结冰环境下的适应能力，国际标准规范CEN-TR 16251提出对列车进行相关试验，但是市面上仅仅存在功能单一的产品和设备，所以集成降雨、飘雪等多功能测试设备的研制迫在眉睫。设计了一种可移动式一体化人工雨雪冰营造系统，并进行了实验室验证测试。结果表明：本系统营造的环境能够满足最新国际铁路环境标准，例如平均降雨强度5.99 mm/min、玻璃上积雪平均厚度25.6 mm以及结冰平均厚度2.94 mm等。本系统集降雨、飘雪和制冰三种功能于一体的可移动式智能化操作平台，能够提供多功能、多场景实验测试，具有方便、高效、实用性好等优点。此外，本系统为列车营造相关试验环境条件，提前对列车进行测试，从而预防交通事故的发生。

  2023年01期 v.44;No.190 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 471K]
  

• 低影响开发措施对大尺度区域雨洪控制效果的研究

  朱芳琳;唐秀霞;丁玥;杨鹏飞;刘志强;祁丽艳;

  为研究低影响开发措施(low impact development, LID)对城市雨水径流的影响，在青岛市某区域现状开发的基础上，提出了4种LID设施布设方案，利用某暴雨排水及低影响开发模拟系统(HYSWMM)模拟分析了5种暴雨重现期下，各方案对地表径流及面源污染的控制效果，并利用生命周期成本进行了方案成本效益分析。结果表明：LID设施对研究区域的地表径流和面源污染削减有显著贡献。单一LID设施方案中，绿色屋顶对径流量和峰值流量的削减率最大，下凹式绿地对污染物总负荷的削减效果最佳；LID设施组合方案是减少径流和面源污染最有效的方案，然而下凹式绿地是最具成本效益的LID设施选择。

  2023年01期 v.44;No.190 93-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 592K]
  

• 山东省植物源挥发性有机物排放特征及清单构建

  韩枝燏;谭玉冉;杜金花;张洁;张宜升;冯霄冉;

  为探究山东省植物源挥发性有机物(BVOCs)的排放，利用最新的普查结果——第九次一类植物清查报告，参考其他研究中涉及本研究对象植物的BVOCs排放因子，使用光温模型对2016年山东省植物源挥发性有机物的排放量进行估算，并探究其对区域空气质量的影响。基于对16种优势植被类型的测算，2016年山东省BVOCs排放总量为198.0 Gg/a,异戊二烯排放量为176.5 Gg/a,占比89.1%;单萜烯和OVOCs排放量分别为：16.4和5.1 Gg/a,占比8.3%和2.6%。7月BVOCs排放量最高，占比29.1%,其中异戊二烯、单萜烯和OVOCs的占比分别为90.8%,7.1%和2.1%。BVOCs季节变化明显，除冬季外主要排放异戊二烯，冬季主要排放单萜烯和OVOCs。杨树是主要的异戊二烯和BVOCs排放量的贡献者，排放量为84.2 Gg/a。草地是单萜烯排放量最大的植物，排放量为11.4 Gg/a。BVOCs对臭氧生成潜势的贡献量为1938.9 Gg/a,异戊二烯是主要的贡献者，占比96.6%。BVOCs对二次有机气溶胶(SOA)生成潜势的贡献为8.5 Gg/a,异戊二烯和单萜烯分别占比41.7%和58.3%。

  2023年01期 v.44;No.190 101-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K]
  

机械交通与信息控制

• 考虑驾驶风格的高速公路雾天限速研究

  聂蕊蕊;范宜卿;陈秀锋;陈咨羽;韩业利;

  为探究雾天不同能见度下高速公路驾驶速度限值，通过分析驾驶模拟器模拟高速公路行车环境下的驾驶数据，利用主成分分析法对车速均值、超速次数、最大横向加速度及最小车头时距4项驾驶风格评价指标进行降维处理并提取主成分因子，基于驾驶特征因子数据利用K-means将驾驶员聚类分为保守型、普通型和激进型3种不同驾驶风格。利用驾驶模拟器模拟不同雾天环境下，3种驾驶风格驾驶员行驶的速度差异。考虑能见度、行车速度及其他因素，选用安全距离的停车视距模型构建低能见度下行车限速模型，并考虑保守型驾驶风格平均速度，通过数据融合得出低能见度下的速度建议值。为雾天出行提供限速值参考，为顺畅通车提供良好的技术支持。

  2023年01期 v.44;No.190 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
  

• 基于CNN-LSTM的城市道路平均车速预测方法研究

  王雪梅;陈莹;

  城市道路平均车速预测不仅是智能交通信息服务系统必不可少的组成部分，也是智能交通控制和管理系统的重要支撑。以实际的城市区域路网为研究对象，构建路网空间权重矩阵，采用时空自相关函数(ST-ACF)分析实验路网平均车速的时空相关性。在此基础上，构建基于卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)的短时交通速度预测模型，既能学习平均速度数据的动态变化特征来捕获时间依赖关系，又能学习复杂的拓扑结构来捕获空间依赖关系。通过对未来5 d内5 min时间粒度的平均车速值进行预测，并与ARIMA,BPNN,CNN3个基准模型的预测结果对比，验证了构建的CNN-LSTM模型能较好地适用于实际区域路网的平均车速预测。本研究有助于为交通管理者提供交通事故预判和交通拥堵缓解的决策依据，也是对城市道路交通治堵技术的一次有益补充。

  2023年01期 v.44;No.190 117-126+140页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K]
  

• 基于LFDA和稀疏表示的轴承故障诊断

  刘师良;周玉国;董玉新;金钊;卜振飞;

  由于轴承信号是含有大量噪声的多模态数据，故障识别困难，提出了一种LFDA和稀疏表示算法相结合的轴承故障诊断方法。首先，对采集到的多模态轴承故障数据进行LFDA降维处理，提取故障数据的局部Fisher特征，保持了不同类别之间的区分度；其次，构建自适应特征字典，使用正交匹配追踪算法对故障信号稀疏表示，减少了被测样本数据中包含的噪声，降低了数据的计算复杂度；最后，利用最小重构误差方法对测试样本进行分类。实验结果证明，该方法在诊断精度上优于其他对比方法。

  2023年01期 v.44;No.190 127-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 764K]
  

• EXPOLAND-T1系统的外场试验初探

  刘雅新;岳军;冯宝成;王金良;吴伟;李宏升;

  激光雷达测深技术是一种高效且极具潜力的水深探测技术。基于团队自主研制的激光雷达测深系统原理样机EXPOLAND-T1,在青岛市黄岛区丁家河水库和唐岛湾海域开展了测深试验。针对EXPOLAND-T1获得的定点测深回波信号，采用自主提出的多物理场处理方法(Multi-physical Method,简称MPM)与卷积神经网络方法(Convolutional Neural Network,简称CNN)进行深度反演，并获得试验区域水体剖面深度图。通过对试验进行分析，验证了原理设计样机已达到设计目标，为水深特征提取和大规模测绘提供了有效依据。

  2023年01期 v.44;No.190 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
  

• 低照度环境下小尺度人脸图像增强方法

  龚勇;张海民;

  为有效提升低照度人脸图像清晰度，使其更好地应用于多种领域，提出低照度环境下小尺度人脸图像增强方法。应用小波收缩去噪方法对低照度人脸图像执行去噪操作，根据韦伯费西纳定理，将去噪后低照度人脸图像划分为低对比度区、低照度区、中照度区以及饱和区4个照度区域。采用多尺度增强方法对划分后各照度区图像进行多尺度分解，增强各个尺度图像。经4个照度人脸图像融合处理，实现低照度环境下小尺度人脸图像增强。实验结果表明：该方法可实现低照度环境下人脸图像增强，图像亮度与清晰度得到显著提升，当信噪比为60 dB时，清晰度相比传统方法提高了13%左右。

  2023年01期 v.44;No.190 141-146+160页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
  

• 基于深度学习的银行客户身份识别算法研究

  冮震;曲娜;胡从强;

  为提高银行传统柜面现金区的客户身份识别效率和准确率，改变现有的人工加外拍设备识别方式，提出一种基于改进的VGGNet16与DenseNet融合的客户身份识别系统。该系统利用现金区内现有的安防摄像头来采集客户实时图像，运用深度学习的VGGNet16与DenseNet融合人脸识别算法对客户在人脸数据库中进行人证比对，以此达到客户身份识别的效果。对该系统进行应用表明，该系统能够利用现有设备资源，提高客户身份识别效率和准确率。

  2023年01期 v.44;No.190 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 548K]
  

• 考虑能见度有限的领导疏散行为研究

  丁元春;李琦;

  为提高疏散引导效率，针对多出口房间人群疏散问题，在基础的元胞自动机模型上引入了领导者的概念和能见度范围的限制，研究能见度范围有限条件下疏散领导者的数量和位置对疏散结果的影响。在改进后的元胞自动机模型中，只有疏散领导者和出口周围的普通行人能够准确知道出口位置，而其他行人只能跟随领导者或依据能见度范围内的信息进行疏散。模拟结果表明：对于单出口房间，一小部分领导者可以取得显著的疏散效果。但对于多出口房间，领导者对人群并不总是积极的，会导致疏散的动态变慢。领导者位置的合理分布能够在能见度有限情况下降低疏散时间，提高逃生出口的利用率。该工作对制定大型公众聚集场所应急方案有一定的参考意义。

  2023年01期 v.44;No.190 153-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 704K]
  
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