三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究

传统的隧道变形监测手段主要是对部分点和断面的数据进行提取,存在工作量大、效率低、数据少等缺点。三维激光扫描技术可集成隧道安全与质量信息,一次扫描即可准确建立隧道三维矢量模型,精确得到隧道的整体变形和轮廓信息。以桐庐隧道为依托,研究三维激光扫描技术在山岭隧道变形监测中的应用,得到以下结论:当激光扫描入射角大于60°时,扫描误差急剧增大,可根据入射角及隧道内径确定最大测站间距;为降低隧道累计拼接误差导致的模型整体偏移,应采用首尾控制点双控技术;采用单点面域分析法,可提升监测数据的可靠性;采用点云及模型套接技术,可快速实现对隧道三维变形、支护侵限、二次衬砌厚度的评估,大大提升隧道数据采集与分析的效率。     

一种真圆型隧道激光扫描断面变形检测新方法的研究

本文介绍了一种基于高密度三维激光扫描仪的高精度快速全断面变形检测新方法——Tunnelscan隧道扫描测量系统,该系统采用扫描仪绝对定位法进行点云配准和隧道控制坐标系坐标传递,使用与断面点距离最小的最小二乘法进行隧道实测断面中心点计算和基于与参考断面的断面差环状过滤器进行隧道点云切片杂点过滤,通过多次过滤、拟合迭代后获得去噪后的真圆管环实测断面。该系统还通过参考断面轮廓线投影法将三维点云投影成激光雷达隧道正射影像,为实现隧道结构安全"全面检测"提供了一种全新用户成果类型,用于全面分析隧道断面变形、结构侵界和裂缝渗水等隧道病害。采用该方法在昆明地铁3号线马眠区间做了一段竣工测量实地测试,经过总体分析后,再按图索骥去找断面变形量较大里程的断面图可谓是事半功倍,非常适合地铁隧道变形检测大数据量的批量化分析,而且成果查看比直接在三维点云或者三维模型上分析更加直观,没有视角遮挡问题。     

船后螺旋桨空泡数值预报及试验对比

文章研究了湍流模型对螺旋桨空泡计算结果的影响,结果表明常用的湍流模型均可较好地预报螺旋桨空泡形态。采用RANS求解器,结合SST k-ω湍流模型和Sauer空化模型,数值模拟了船后螺旋桨空泡。用对称面边界条件处理自由表面,滑移网格技术处理螺旋桨旋转,时间步长为1°。螺旋桨空泡模拟结果与大型循环水槽试验结果进行了对比,虽然由于计算网格稀疏的原因没能捕捉到螺旋桨梢涡空泡,但螺旋桨空泡随空间角度的动态行为与试验观察结果吻合较好。     

Hydrodynamic loads on ice-class propellers during propeller-ice interaction

Hydrodynamic loads on a propeller blocked with simulated ice were studied using a cavitation tunnel. Comparative predictions were made using a panel method. The propeller was a model of the Canadian Coast Guard's R-class icebreake propeller, and the ice block was simulated using a solid blockage. Experimental results show the open water performance of the propeller, its performance behind a blockage, and the effects of cavitation in these conditions, as well as the loading on the simulated ice block. Panel method predictions were made of the time series propeller performance in the blocked flow. Cavitation during propellerice interaction resulted in a reduction of mean suction load on the ice block. Block load measurements indicated an increase in the oscillation about the mean value of the loads, with a variation in the phase of the loading with respect to blade position as compared with the non-cavitating results. Comparisons of panel method results with the measured block loads support the reliability of the dynamic measurements.List of symbols D propeller diameter - F block drag load - K _T thrust coefficient,T/(n ² D ⁴) - K _B block load coefficient,F/(n ² D ⁴) - K _Q torque coefficient,Q/(n ² D ⁵) - Q propeller torque - T propeller thrust - n propeller rotational speed - J propeller advance coefficientV _A/(nD) - P _A ambient pressure at propeller - P _ATM atmospheric pressure - P _V vapour pressure of water - V _A propeller advance speed - dissolved gas content - _s saturated dissolved gas content at atmospheric pressure - _o open water propeller efficiency - cavitation number, (P _A –P _V )/(0.5(nD)²) - density of water     

城市轨道交通云平台网络安全防护平台方案研究

通过对城市轨道交通网络安全现状及国家网络安全政策要求进行分析,从技术层面和管理层面对城轨云安全风险进行阐述,提出基于网络安全等级保护2.0的基本要求,构建城轨云网络安全防护平台,根据“一个中心”管理下的“三重保护”体系框架进行设计,构建安全机制和策略,形成定级系统的安全保护环境。     

基于压缩感知隧道结构健康监测与可靠性评价

为了弥补隧道监测数据缺失导致信息丢失的不足,从而能够更好地评价地铁隧道结构健康状况,基于压缩感知理论对健康监测数据进行处理,通过对运营地铁的结构健康监测数据进行压缩和重构,减少对原始监测数据的传输和存储压力,以提高获取的地铁健康相关数据的信息完备与可靠性,为隧道结构健康安全评价提供数据基础。在此基础上,构建运营地铁隧道安全风险指标评价体系,在获取完备数据的基础上,基于不确定性视角,采用云推理综合评估运营地铁隧道的可靠程度,以及时掌握运营地铁的安全状态,并找到影响其可靠性的关键风险,从而制定相应的管控措施。最后以武汉地铁2号线长汉区间监测点的累计沉降作为数据样本进行实例分析,结果显示压缩感知能使监测数据重构以获得完备数据,再利用逐级云推理得到安全风险等级云图与实际情况相符。     

智能通号技术在城市轨道交通中的应用

对城市轨道交通通信信号系统的发展现状进行分析,总结现有架构面临的困难和挑战及需要解决的问题,结合一系列城市轨道交通通信信号系统发展的顶层规划设计分析发展机遇和趋势,提出智能通号系统解决方案,包括定义、总体架构及目标。从大数据、人工智能、移动互联网、云计算、物联网5个智能技术层面分析现代铁路通信系统和信号系统的智能化方式;同时,分析典型的应用场景——智能融合调度通信系统和智能化实践的边缘云计算平台,为提升城市轨道交通通信信号系统的现代化、信息化、智能化水平提供技术支持。     

城轨云架构下灾备方案研究

城轨云架构下,业务集中部署,资源可全面共享与整合。结合云计算技术特性,统筹目前城轨各业务系统应用现状,充分考虑建设成本和各业务系统功能需求、容灾的业务强相关性,旨在探索以实现底层存储双活、数据库双活、网络双活,甚至在实现计算层双活、应用双活的基础上,统筹考虑城轨云承载各业务系统应用的具体情况,制定适应本地基础的容灾架构与方案。以期通过对城轨云架构下灾备方案的研究,为城轨云容灾建设的科学性、可行性提供一定的借鉴。     

基于机器视觉三维重建技术的隧道掌子面岩体结构数字识别方法及应用

提出采用数字图像结合机器视觉方法获取隧道掌子面岩体表观信息。通过采集隧道开挖面的序列图像,生成开挖面岩体表面的三维点云模型,利用投影算法获得隧道掌子面及硐壁岩体结构的平面模型高清影像;基于影像表面结构迹线素描结果进行岩体节理特征的量化描述。将该方法应用于东天山公路隧道开挖面岩体节理分布、节理倾角间距等特征参数的获取。研究结果表明:该方法可快速生成开挖面三维点云模型,实现隧道地质信息编录与围岩级别辨识,具有快速、准确的优点,可为施工提供参考。     

基于NURBS的轨道板点云外形尺寸检测研究

CRTSⅢ型轨道板铺装前必须进行逐板检测。因此,如何有效提高轨道板的检测效率及检测精度成为一个亟待解决的问题。三维激光扫描技术作为一项新兴技术,为空间信息的获取提供一种全新的技术手段。以三维扫描仪获取的CRTSⅢ型轨道板承轨台点云数据作为研究对象,在点云预处理的基础上采用NURBS曲面拟合建模,并利用模型建立特征,据此提取承轨台相关核心检测指标。实验结果表明,NURBS模型视觉效果较好且重构精度较高,各检测指标最大偏差均未超过允许值,检测结果具有较高的可靠性,该方法实现了轨道板模型参数的可视化和信息化表达。