面向GIS应用的铁路工程三维信息模型数据交换方法

为实现铁路三维信息模型在不同平台之间的互操作和信息共享,本文提出一种基于多元信息分离和独立存储、支持简化层次细节和场景构建的模型数据交换方法RIMTrans.首先,从RIM各单元要素中提取描述几何特征的参数,并通过快速网格化等算法将其转换为GIS需要的Mesh数据;其次,建立IFC与RIM语义之间的映射关系,保证了数据交换过程中语义信息的完整性;然后,引用IFC规定的属性定义和描述方式作为标准交换格式,实现属性信息的传递;最后,以语义为主导,从几何、属性、语义三个方面对RIM进行了多层次细节简化.通过选择某铁路工程设计工点案例区域,本文采用RIMTran,方法开展了设计阶段信息模型的格式转换实验.结果表明,本文提出的数据交换方法灵活可控,三维模型中附带的铁路工程语义信息完整性可达85%,与传统作业方式相比,RIM信息模型的转换时间耗用降低70%,集成到三维GIS场景中的准确度达100% .     

面向GIS应用的铁路工程三维信息模型数据交换方法

为实现铁路三维信息模型在不同平台之间的互操作和信息共享,提出了一种基于多元信息分离和独立存储、支持简化层次细节和场景构建的模型数据交换方法RIMTrans.首先,从RIM各单元要素中提取描述几何特征的参数,通过快速网格化等算法将其转换为GIS需要的Mesh数据;其次,建立IFC与RIM语义之间的映射关系,保证了数据交换过程中语义信息的完整性;第三,引用IFC规定的属性定义和描述方式作为标准交换格式,实现属性信息的传递;最后,以语义为主导,从几何、属性、语义3个方面对RIM进行了多层次细节简化.通过选择某铁路工程设计工点案例区域,采用RIMTrans方法开展了设计阶段信息模型的格式转换实验,结果表明,本文提出的数据交换方法灵活可控,三维模型中附带的铁路工程语义信息完整性可达85%,与传统作业方式相比,RIM信息模型的转换时间耗用降低70%,集成到三维GIS场景中的准确度达100%.      

遥感技术在公路选线中的应用

公路选线是公路勘察设计的重要环节,要求设计的路线方案既经济合理,又快速高效,并且安全可靠.因此,对高新技术勘察手段的应用要求也越来越高.遥感技术具有宏观性强、影像逼真、信息量丰富等特点,对地形地貌、地质构造、不良地质和特殊地质均有比较直观的反映,在工程区域地质条件评价、公路走廊带选择、路线方案比选、病害成因及其影响评价方面具有常规手段和传统方法所无法比拟的优势.本文简要介绍了遥感技术在云南水富至麻柳湾高速公路选线中的应用方法和取得的主要成果.     

平衡主线和匝道交通运行的强化学习型匝道控制研究

考虑合流区域主线和匝道的交通流运行状态,提出了一种基于深度强化学习的鲁棒自适应匝道控制模型——DRLARM模型。根据交通流运行特征,构造了平衡主线交通效率和匝道排队长度的强化学习奖励函数;为适应动态变化的交通环境,采用多交通流场景混合训练控制模型,在不同拥堵成因、不同拥堵时长、不同需求分布等测试场景下开展仿真实验,对比分析了无控制及DRLARM、ALINEA和PI-ALINEA模型控制的车辆平均行程时间A、车道占有率o、匝道排队长度W和匝道损失时间比P等评价指标。研究表明：DRLARM模型控制的平均行程时间A相比无控工况节省了22%,略好于ALINEA模型,与PI-ALINEA模型控制效果相当;DRLARM模型在不同测试场景下产生的匝道损失时间比P较稳定,匝道排队长度W绝对值相较于ALINEA模型和PI-ALINEA模型均缩短了约16%;深度强化学习方法兼顾了通行效率和路权公平性,训练所得DRLARM模型在动态交通条件下表现出良好的鲁棒性。     

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

摘要:为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、现势性差,数据粒度粗等问题,本文提出一种图形化施工进度数据处理方法.首先,采用面向对象的方法对工点进行工程分解,并从施工图中自动提取出设计参数;其次,利用Web GIS技术设计开发了图形化的施工进度数据采集系统,实现了进度数据的图形化填报与审核;然后,通过对进度数据进行统计分析,实现进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示,并生成进度统计与预警报表等.最后,以阳大铁路工程为例,图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要,显著提高了阳大铁路工程施工进度管理水平和效率,节省70%以上统计分析工作量,具有重要的推广应用价值.     

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

摘要:为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、现势性差,数据粒度粗等问题,本文提出一种图形化施工进度数据处理方法.首先,采用面向对象的方法对工点进行工程分解,并从施工图中自动提取出设计参数;其次,利用Web GIS技术设计开发了图形化的施工进度数据采集系统,实现了进度数据的图形化填报与审核;然后,通过对进度数据进行统计分析,实现进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示,并生成进度统计与预警报表等.最后,以阳大铁路工程为例,图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要,显著提高了阳大铁路工程施工进度管理水平和效率,节省70%以上统计分析工作量,具有重要的推广应用价值.     

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

摘要:为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、现势性差,数据粒度粗等问题,本文提出一种图形化施工进度数据处理方法.首先,采用面向对象的方法对工点进行工程分解,并从施工图中自动提取出设计参数;其次,利用Web GIS技术设计开发了图形化的施工进度数据采集系统,实现了进度数据的图形化填报与审核;然后,通过对进度数据进行统计分析,实现进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示,并生成进度统计与预警报表等.最后,以阳大铁路工程为例,图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要,显著提高了阳大铁路工程施工进度管理水平和效率,节省70%以上统计分析工作量,具有重要的推广应用价值.     

基于导航网格的室内火灾逃生路径动态规划

为了解决现有虚拟现实(virtual reality,VR)场景中室内火灾逃生路径规划静态、低效的问题,基于VR场景中的导航网格,提出了室内火灾真实感表达方法,构建了室内火灾VR场景;其次根据VR场景创建了初始导航网格,设计了导航网格动态生成算法,建立了室内火灾逃生路径动态规划方法;最后构建了原型系统,并选择某产业园展厅作为案例开展了实验分析.实验结果表明:融合静态地理场景与动态火灾场景,能构建室内火灾VR场景;导航网格每次更新时间在10 ms内,逃生路径规划的每次更新时间平均为50 ms左右,可支持室内火灾逃生路径的动态规划.     

考虑节能目标的有轨电车时刻表优化

研究了半独立路权下有轨电车时刻表的优化问题, 基于运行区间速度限制及区间首、末端节点构成, 对有轨电车运行区间进行了分类; 考虑有轨电车区间运行过程的复杂性, 构建了以减小列车总旅行时间和总能耗为目标的有轨电车区间车速引导节能优化模型; 为了使2个优化目标拥有相同的趋优满意程度, 提出了采用模糊数学规划的方法将双目标优化问题转化为单目标优化问题; 针对节能优化模型非线性特点, 设计了基于仿真的遗传算法对优化模型进行求解; 为了验证模型的有效性, 以南京市麒麟有轨电车1号线实际数据为基础, 选取某工作日早高峰7:00~8:00作为研究时段, 采用设计优化方法对既有时刻表进行了优化; 考虑企业管理者运营服务理念侧重性对优化结果的影响, 分别以最小旅行时间、最小能耗为目标的方案与本文模型对比。优化结果表明: 采用节能优化模型综合优化后的时刻表与既有运营时刻表相比, 其上行方向总旅行时间节省了124.9 s, 减少约7.7%, 下行方向总旅行时间节省了394.9 s, 减少约24.3%, 有效提升了有轨电车运行效率; 节能优化模型与最小旅行时间方案相比, 有轨电车上、下行总能耗分别降低了56.7%和53.5%, 与最小能耗方案相比, 上、下行有轨电车总旅行时间分别降低了14.9%和14.1%, 有效消解了旅行时间目标与能耗目标的冲突。      

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、过程复杂和数据粒度粗等问题,提出了一种图形化施工进度数据处理方法.首先,采用面向对象的方法对工点进行工程分解,从施工图中自动提取出设计参数;然后,利用Web GIS技术设计开发图形化的施工进度数据采集系统,实现了进度数据的图形化填报与审核;最后,通过对进度数据进行统计分析,实现了进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示,并生成进度统计与预警报表.以阳大铁路工程为例开展试验研究,研究结果表明:图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要,显著提高了工程施工进度管理水平和效率,节省进度统计分析工作量70%.      

高分遥感技术在古交市路网规划中的应用

在古交市公路网规划的过程中,应用高分遥感技术开展公路网规划研究,节省了大量的人力、物力,提高了工作效率,具有明显的社会经济效益。说明高分遥感技术应用在路网规划研究中,比传统的方法更具有独特的优势。     

粗糙环境下立体运输问题模型与算法

立体运输问题是传统运输问题的重要扩展之一.立体运输问题中包括3种约束:资源约束,需求约束和运输方式的容量约束.费用为粗糙参数的立体运输问题称为粗糙立体运输问题.基于信赖性理论和不同的决策准则,对具有粗糙立体运输问题建立粗糙期望值模型,机会约束规划模型及相关机会规划模型,并设计了求解粗糙立体运输问题的遗传算法,最后给出了一个算例.     

基于光束法双像解析的森林火点定位技术

利用摄像机获取森林区域立体影像,以三维电子罗盘仪测定摄影瞬间摄影机三维姿态角作为初始值,应用光束法双像解析确定森林火点三维坐标.经过实验验证,火点定位精度能达到100 m以内,能满足森林防火对火点定位精度的要求.该方法无需已知点作为控制点,定位精度主要与同名像点视差精度、摄影基线长度、交向角及摄影距离等因素有关.坐标定位误差随着摄影距离增加而增加,沿摄影方向误差明显大于其他两个方向;随着摄影基线长度的增加,火点定位精度有所提高,交向角对火点定位精度的影响不明显.摄站选择时,摄影基线长度一般为30~200 m,应保证左、右影像重叠度在60%~80%及影像能正常匹配.      

遥感技术在邵怀路雪峰山隧道勘察中的应用

通过对隧道工程区TM和SPOT遥感数据、DEM数据和航片的分析处理,对雪峰山隧道断裂构造进行了解译,分析了雪峰山隧道区的构造主应力方向,实践证明,遥感技术在隧道勘察中具有广阔的应用前景。     

公路工可研阶段工程地质调绘中遥感技术的应用

针对当前我国公路工程工可研阶段工程地质调绘在实施过程中遇到的勘察问题,从遥感技术的分类、遥感图像分辨率以及遥感技术的应用特点等方面对遥感技术相关概念和理论进行详细分析。提出了在公路工可研阶段工程地质调绘中加强遥感技术应用的措施,并对遥感技术在运输重载公路和高速公路地质调绘中的具体应用措施进行深入研究。     

基于数字高程模型的公路勘察设计

根据现有研究资料阐释了数字高程模型的概念和特点,论述了公路勘察设计中数字高程模型应用的建模方式,以及相应的数据采集方法,对于数字高程模型在公路勘察设计中的应用做了比较详细的论述,以及能够推动数字高程模型在公路勘察设计中的应用和完善。     

一种新的V2I下车速规划与模型预测控制方法

为了改善城市交通路口信号灯的周期变更引起的汽车频繁切换“停-走”状态而造成的舒适性和经济性不良影响,在V2I场景下将车速规划与模型预测控制相结合,设计了一种提高通行效率的车速规划方法,并提出了面向汽车车速控制的变权重模型预测控制方法。针对所提出的方法,利用Prescan和MATLAB/Simulink建立联合仿真模型,并分别对车速规划方法及车速控制方法进行比较分析。结果表明：在通行效率方面,网联客车能维持在较高车速且不发生路口怠速,相比传统客车节省更多的时间;在舒适性方面,与网联-PI控制策略相比,网联-MPC控制策略的最大加减速度分别降低了79.22%和93.26%,最大加减速冲击度分别降低了92.73%和96.38%,改善了客车的驾驶舒适性;在经济性方面,与网联-PI控制策略相比,网联-MPC控制策略的平均制动力和最大制动力分别降低了49.79%和96.77%,使得更少制动情况发生,且制动情况更为缓和,改善了客车的经济性。     

基于MA-CPT模型的出行方式选择模型优化

为提高累积前景理论在出行方式选择建模应用中的准确性,考虑个体对于时间与费用货币态度的不同,优化原始累积前景理论（cumulative prospect theory,CPT）模型的时间值函数和时间权重函数.首先,针对时间压力下出行方式偏好发生转变的现象,将出行方式分为刚性出行和弹性出行,改进刚性出行情景下的时间值函数形式,并根据出行时间特性求出时间权重函数中吸引力参数的取值范围,构建MA-CPT (mental accountingcumulative prospect theory)模型;其次,根据实证数据标定时间权重函数中辨别力参数和吸引力参数的取值;最后,标定MA-CPT模型结果并检验其拟合优度,对比MA-CPT模型和CPT模型的命中率.实证分析结果表明：刚性出行和单行出行场景下,时间权重函数的吸引力参数值均大于1.00;MA-CPT模型在刚性出行和弹性出行情境下的拟合优度分别为0.17和0.18;相比于CPT模型,MA-CPT模型在弹性出行和刚性出行情景下的命中率分别提高了12.2%和19.8%.     

基于OBB算法和前向预防的快速碰撞检测

为提高虚拟装配系统碰撞检测的实时性和真实感,提出了一种基于前向预防的虚拟装配中的防穿透方法,应用方向包围盒(OBB)算法和分层检测机制进行快速碰撞检测,较精确地实现了虚拟装配中虚拟手的抓取释放和防止穿透,克服了虚拟抓取操作中的失真问题.借助数据手套和六自由度跟踪仪,在半沉浸式虚拟装配系统中,针对场景规模较大的电机壳体模具,应用快速碰撞检测算法进行了装配仿真.结果表明,该虚拟装配系统的碰撞响应时间达到毫秒级,没有穿透现象产生,具有较理想的操作真实感.     

基于脆性联系熵的铁路工程桥隧接口故障分析

为明确铁路工程桥隧接口系统内部的故障情况,提出一种基于脆性联系熵的铁路工程桥隧接口故障分析方法。依据接口间的相互影响程度,利用脆性联系熵,完成接口系统内部脆性联系的量化;通过构建接口脆性基元分析多接口的动态故障情况,接口的熵增决定接口系统的故障演化方向,这一过程体现了接口在动态故障中的博弈行为;将受故障影响的接口映射为博弈中的参与者,建立铁路工程桥隧接口非合作博弈故障分析模型;以实际工程为应用案例,仿真结果表明：铁路工程桥隧接口系统内部存在连锁性的故障传播情况,在以每6单位时间为周期进行周期性维修时,只需要完成铁路工区内64%的工程接口检修,便可保证铁路工程桥隧段的正常运营状态;通过接口故障分析研究,明确了接口故障发展的过程,为提高铁路工程桥隧接口的安全性和可靠性提供理论支撑。