地铁区间盾构施工进度与投资智能控制方法研究

研究目的:盾构施工作为城市地铁建设中的重要方法，其施工进度与投资控制具有非常显著的复杂系统特点，并受到盾构自身因素、建设条件、施工组织管理、工程内容、技术标准、融资特征等繁复多变的影响因素的影响，故实际控制过程中存在诸多问题。为优化进度与投资控制体系，本文拟进行分析建模并论证。研究结论:(1)对已完成工程的历史数据处理和分析，建立地铁区间施工进度与投资信息资料数据库；(2)运用PSO聚类分析、BPNN等非线性智能方法可以有效估算盾构施工进度与投资目标；(3)综合PDCA、预警等管理方法建立模型，可实现盾构施工进度与投资的动态优化控制管理；(4)将动态优化控制模型在实际地铁区间盾构施工中进行应用，实现了地铁区间的智能化、信息化管理；(5)本研究成果可为地铁区间盾构施工的进度与投资控制提供可行性方案。     

急流冲击下大跨度连续刚构桥动力响应分析

急流对桥梁冲击作用不可忽视，且现有规范对急流状态下桥墩的冲击作用考虑不足，未考虑急流对墩的侧向作用力，可能严重低估急流作用对桥梁结构的影响。现以某大跨度连续刚构桥为研究对象，建立刚构桥三维有限元模型，系统地考虑急流对桥墩顺流向和横流向(侧向)的冲击作用，研究不同流速和水深对大跨度连续刚构桥动力响应影响，并与港口规范计算结果进行对比。分析结果表明：在急流状态下，单墩两侧的压强呈非对称分布，构成横流向的瞬时压强差，造成显著的瞬时横流向力，在结构设计中不可忽视；水深在H/2及以上时，桥梁受急流冲击效果急剧增长，水流速度对桥墩最大位移和最大应力影响较大，此时应考虑侧向力对桥墩的影响；随着水深和流速增大，港口规范与数值模拟响应差值逐渐增大，墩顶位移最大可达1.6 cm,墩底应力最大可达4.8 MPa,在急流状态下，数值模拟结果更为保守。     

考虑电网支撑能力的储换一体站容量优化配置

电动汽车换电站同时作为储能电站，既可实现经济获利，又兼顾电网支撑，但目前缺乏这种储换一体站的容量配置研究.为此，本文首先分析储换一体站工作模式及电价时段，构建一体站的运行模型；然后，基于用户出行模拟，建立电动汽车换电需求预测模型；接着，建立考虑全寿命周期收益和电网支撑能力的储换一体站容量双层规划模型，外层规划以全寿命周期总收益为目标，实现储换一体站的容量规划，内层规划以对电网支撑能力为目标，实现电池组充放电行为优化，内层获得最优充放电功率并返回外层，实现储换一体站容量最优配置；最后，在IEEE33节点系统上验证规划模型的有效性，为储换一体站建设提供理论支撑.研究结果表明：与其他储换一体站模式相比，储换一体站投资收益率提高1.51%～2.26%；基于双层规划的容量优化配置方法，在保证一体站经济性的同时，能够对支撑电网电压，使电压日方差降低20%；随着参与换电的电动汽车数量增加，一体站的经济性进一步提高.     

基于样本自动标注的隧道裂缝病害智能识别

隧道表面裂缝的检测已经成为地铁运营人员的重要巡检任务之一.为实现隧道裂缝病害的自动监测，提出一种结合病害特征提取和深度学习的隧道裂缝样本自动标注与识别算法；针对隧道裂缝形态特征建立裂缝图像的特征样本库，改进了AlexNet深度卷积网络结构；设计研制了轨道移动式隧道图像采集系统以及巡检车，采集并构建了包含4 500张裂缝图像样本和1 500张测试图像的数据集，用以验证算法的可行性和有效性.研究结果表明：采集的图像清晰度符合要求，所设计算法可完成裂缝目标自动标注；裂缝图像测试集的识别率达到97.8%，证明了算法研究和采集系统的有效性.     

低温环境下Q690高强钢断裂韧性参数的试验与数值研究

考虑到北极寒冷的气候环境特点，采用夏比冲击试验和三点弯曲试验研究了名义屈服强度为690MPa的Q690高强钢的低温冲击韧性和断裂韧性，并基于试验结果建立了夏比冲击能与CTOD之间的非线性关系。基于CGM有限元方法研究了屈服强度、硬化指数、试样厚度和焊缝强度匹配系数对Q690高强钢母材和焊接试样CTOD阻力曲线的影响。结果表明，温度对夏比冲击能和CTOD的影响符合Boltzmann函数规律。低温使高强钢的韧性降低，脆性增强。根据Boltzmann函数，得到了Q690高强钢的韧脆转变温度，可作为寒冷地区工程材料选择的参考标准。硬化指数、试样厚度和焊缝强度匹配系数对高强钢母材和焊接试样的阻力曲线影响较大，而屈服强度影响相对较小，这对高强结构钢的选材具有重要的参考意义。