数字孪生技术在轨道交通车辆全寿命周期管理中的应用思路

为将数字孪生技术应用于轨道交通车辆全寿命周期管理各业务，实现作业效率和作业质量的进一步提升，结合数字孪生在其它产业的应用情况，从数字孪生的定义、特征、关键支撑技术出发，阐述了数字孪生技术在轨道交通车辆行业产品研发、工艺设计、采购物流、生产制造及检修运维等业务板块的应用场景。对于建立理想状态的轨道交通车辆数字孪生体，从开展MBD(基于模型的工程定义)技术的协同应用、产品构型管理、产品健康管理，以及构建多物理场、多学科的协同仿真等方面提出建议。     

详解车身修复中的塑性变形

汽车的车身金属构件包括结构件和板件。结构件是车身的骨架,在汽车的内部焊接形成。板件是车身的外蒙皮,一般通过螺栓、螺母固定在结构件上。在汽车事故中,车身受到撞击,金属构件将会发生变形。金属构件变形的状态有弹性变形、塑性变形及断裂。在大多数事故造成的金属构件变形中,塑性变形几乎占了70%。认识金属材料塑性变形的机理,能让我们对金属材料有微观的了解,并更加科学有效地进行车身修复。     

城市交通新基建网络建设展望——目标、内涵与路径

建设世界一流的交通基础设施体系已上升成为国家战略,对城市交通而言,从传统基础设施迈向新型基础设施(以下简称“新基建”)是高质量发展的必然选择。探讨了城市交通新基建网络建设的目标、内涵与路径,强调新基建不等同于抛弃传统价值,仍需紧密围绕服务于人的需求、组织城市高效运行、引领生态战略落地、筑牢网络韧性防线、与新业态同频共振、提升行业管理效能等目标推动建设。从设施-运输-信息-能源四网融合、物理-数字-社会三元空间融合、为设施“规-建-养-运”全面赋能、建立全息认知-全视角评估-全场景推演-全要素调控闭环4个维度出发,解析城市交通新基建网络的构建与运行内涵并展望其发展的未来形态。最后,从规划编制方法与技术创新、新基建网络智能体构建、城市交通基础设施与能源跨网融合角度探讨新时期城市交通的发展路径。     

多用途船船体应力监测系统布置

根据某型多用途船大开口箱型货舱结构特点,有针对性地布置安装船体应力监测系统,通过该系统的多通道传感器获取船舶营运阶段实时数据,采用数字孪生技术将实船采集的应力监测数据和船舶有限元模型映射与互联,实现营运船舶的船体结构疲劳寿命、不同装载工况下结构强度分析和预测、不同海况下结构应力分布的实时监控和结构安全评估,取得中国船级社智能船体的船级符号。     

航道数字孪生初探

为推动水运新型基础设施建设,提升航道信息化和智能化水平,笔者通过对“数字孪生”“数字孪生流域”的顶层概念分析,梳理论述了数字智能技术在航道信息化迭代进程中的概念产物,深入剖析了当前航道数字孪生的建设意义。对比数字孪生案例,综合性提出航道数字孪生的自身特点及建设步骤。     

基于数字孪生模型和状态监测系统的道岔预测性维修

随着智能制造和数字技术的进步,通过持续监测道岔状态以实现其预测性维修已成为可能。为根据列车和道岔间的相互作用构建道岔预测性维修技术体系,文章首先提出通过将多体仿真和有限元分析相结合,分析列车-道岔间相互作用,以确定道岔易损伤位置及相关传感器布设位置的建模方法;然后将有限元分析所得的钢轨动态柔度和接触力结果与多体仿真模拟计算结果进行比较,以验证模型的有效性;最后展望将数值模拟模型转化为数字孪生模型,以及利用3D打印技术实现基础设施智能监控的未来愿景。     

数字孪生研究进展及在铁路智能运维中的应用

我国铁路基础设施建设正在从"建设为主"向"建管并用"发展,传统运维技术存在诸多弊端,亟需建立新的智能运维技术体系.数字孪生是实现虚实空间交互的先进技术,该技术突破了传统仿真及试验条件限制,实现以最快速度、最优成本掌握结构的实际运行状态.数字孪生能够将物联网、建筑信息模型、结构健康监测、数值仿真与人工智能等先进技术通过虚...     

基于数字孪生理念的跨海桥梁智能维养系统架构研究

桥梁维养系统是实现桥梁高效管养的重要技术手段，智能化运维已成为桥梁管养模式发展的必然趋势，数字孪生技术是实现桥梁数字化、智能化维养的关键技术之一。跨海桥梁由于其工程规模、结构特点及所处区域的特殊性，对桥梁维养工作的要求更高。面向跨海桥梁工程的维养需求，设计了跨海桥梁智能维养系统的总体架构、业务架构、应用架构、数据架构以及技术架构。其中，总体架构由基础层、平台层、应用层以及数据标准、数据安全构成；业务架构按照感知、认知、决策、行动的业务运转模式进行设计；应用架构以业务架构为基础，包括资产管理和业务在线两方面；基于业务架构、应用架构，梳理了系统的数据逻辑链路，形成系统数据架构；技术架构是实现应用架构的技术方案，包含数据采集、数据传输、数据管理、分析处理以及可视化技术5个层级。实践证明，本研究设计的系统架构为港珠澳大桥智能维养系统研发提供了技术支撑，可为其他同类型项目的维养系统研究提供参考。     

基于多维融合及数字孪生的桥梁智能防撞系统

通过多维感知和融合技术,360°全天候实时监测和分析桥梁周围通行船只的状态。对于可能危及桥梁安全的船只,提前发出预警信息,并匹配数字孪生技术,生成桥梁的可视化数字模型,及时、直观地反馈给桥梁管理单位,以实现对桥梁环境的全面感知,保障桥梁安全。     

基于BIM+GIS的沥青路面表里全域病害数字孪生研究

为全面整合和分析无损检测采集的病害信息并构建病害数字孪生模型对病害进行可视化表达，基于BIM+GIS技术，运用探地雷达检测手段，提出了路面全域病害整合与建模的新框架。在该框架中，首先面向不同路表病害类型分别开发基于深度图像表面拟合和基于二值图像轮廓拟合的病害建模方法，相较于传统二维贴图或三维固定参数的建模方式，该方法实现了对病害区域信息的准确拟合建模；该框架另一部分提出了路面结构内部隐蔽病害的三维可视化建模方法，相较于传统分析建模进一步实现了探地雷达数据的病害模型转化与BIM数字化道路高效整合，降低了探地雷达数据实际应用性的门槛。该方法基于2种不同雷达图像的病害特征，识别并提取病害区域，实现全路段隐蔽病害疑似区域和局部重点区域三维重构；最后自动化构建包含全域病害的数字孪生模型，将无损检测数据高效整合，完成病害实体在虚拟空间中的映射转化。同时借助地理信息系统绘制道路病害分布热力图，反馈病害分布以及发展情况，指导养护管理工作。试验结果表明：该框架高效完成全域病害的三维数字转化；路表裂缝和坑槽建模精度分别达到80.13%和98.17%,路面内部病害的模型结合现场钻孔取芯验证在判断病害发生位置...