基于kinect的隧道三维重建技术及其应用研究

为解决传统地质素描技术在隧道中施作效率低、数据不连续且原始数据难以再现的问题,采用基于kinect传感器和kintinuous算法的隧道岩体三维重建方法,基于物理模型试验,确定三维重建过程中光源、TSDF立方体等主要参数指标,将模型试验重建误差控制在1.9%~2.5%,并将该参数指标应用于现场试验,重建出良好的隧道三维模型。结果表明,该方法在重建模型的全局鲁棒性和细节还原方面较好,具有可视化程度高、数据连续性强、操作简易等优点,有效改善了传统地质素描对裂缝、结构面等数据记录不够准确和不完善的问题。     

某海堤后方地面塌陷原因分析

采用现场调研和数值分析相结合的方法,分析某海堤后方地面塌陷的原因。首先结合现场调研结果,初步判断地面塌陷原因;其次通过建立饱和渗流本构模型,采用有限元法求解陆域回填料与海堤接触面各点渗透比降,与允许比降对比进行渗透破坏判别,明确地面塌陷原因;最后根据塌陷原因分析,提出有效的应对措施。地面塌陷是由回填料渗透破坏造成的,是海堤内坡倒滤结构破损和强降雨天气降水下渗共同作用的结果,通过修补倒滤结构和进行地面防渗处理,可有效防止地面塌陷的进一步发展。研究结果为成陆工程防渗设计和地面塌陷修补提供了重要的参考。     

降雨气象条件下城市道路信号交叉口通行能力研究

本文根据交叉口交通流特性,以采集的信号交叉口实测通行能力数据为基础,利用独立样本检验和回归的统计分析方法,研究了降雨条件下影响信号交叉口通行能力的主要因素,分析了周期内交叉口左转和右转车辆数与交叉口通行能力关系,得出了交叉口中左转车辆数与通行能力的线性模型。     

Development of a retrofit layer with an embedded array of piezoelectric sensors for transient pressure measurement in maritime applications

Measurement of transient pressure distribution on maritime structures is important for the assessment of the hydrodynamic loads applied. The commonly used pressure sensors are mostly bulky, need to be bolted to the structure, and/or only provide point-wise measurements. In this paper, an elastic matrix layer with a network of embedded piezoelectric sensors is proposed to address these issues. For experimental validation, a 400 × 400 × 5 mm epoxy layer is fabricated embedding 25 piezoelectric sensors on a square grid in accordance with Gauss-Lobatto-Legendre points. A finite element based inverse procedure is developed to reconstruct the pressure field from the electric potentials measured by the piezoelectric transducers. Feasibility of the concept is evaluated by measuring and reconstructing the pressure field generated by a travelling wave in a water tank. Sensitivity of the layer is also investigated through the experiments. The results indicate that the retrofit layer is capable of pressure field reconstruction, and that the presence of disturbances on the sensing surface does not affect the measurements in a notable way, while non-ideal conditions of the mounting can have a significant impact on the accuracy of the measurements. The results highlight the potential of the concept in pressure distribution measurements.     

基于物联网的无人水面艇航行状态监测系统设计

针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel, USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things, IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,以远距离无线电(Long Range Radio, LoRa)网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,以传输控制协议(TCP)作为数据远程传输协议,以云平台作为系统应用层,实现数据采集、传输和应用功能。基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。对系统功能及性能进行测试,结果表明,系统横、纵摇精度为±0.02°RMS,风速为(0.2±0.03) m/s,风向为±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4 km时为1.5%,较传统方法降低约22%。该系统可为进一步完善USV航行状态监测提供技术支持。     

降雨强度对透水沥青混凝土净污能力影响研究

为定量评估降雨强度对透水沥青混合料净化路面径流能力的影响，基于搭建的足尺道路路面平台设计了5种降雨强度下单、双层透水沥青混凝土的人工降雨模拟试验，测定了流经透水沥青混合料前后模拟径流雨水的代表性污染物浓度。结果表明：透水沥青混凝土能有效净化径流污染，且双层透水沥青混凝土的污染净化能力显著优于单层透水沥青混凝土，对悬浮物（SS）、总磷化合物（TP）、重金属锌（Zn）、重金属铅（Pb）、总氮化合物（TN）、化学需氧量（COD）的去除率分别达到80.25%、74.13%、70.30%、65.14%、63.75%、61.38%；随着降雨强度的增大，透水沥青混凝土对径流污染物的净化能力逐渐减弱，通过分析层数、降雨强度对透水沥青混凝土污染物净化率的影响，提出了层系数α和雨强折减系数β，可以通过人工降雨模拟试验结果推算一定降雨强度下实际透水沥青混凝土路面的污染物净化能力，为透水沥青混凝土路面的量化环境评价提供依据。