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针对新型闸工程施工前征占地与施工布置深度耦合引发的用地冲突、临建搬迁及成本超支问题,文章提出"BIM+GIS+协同引擎"三层协同管理模型,融合协同管理、系统工程与BIM信息集成理论,构建施工总布置分区分层优化方法.以吴淞江整治工程界浦港大孔闸为案例,综合运用BIM三维建模、4D施工模拟、场内运输路径优化及拼装场地量化计算,对征占地面积、临时用地占用时间、运输路径及材料利用率等指标进行系统优化.表明:临时用地减少0.55hm2,加权占用周期缩短25天,钢材利用率由82%提升至94%,节约直接成本510万元.研究证实,该协同管理模型与优化方法可有效化解用地冲突,显著提升空间资源利用效率和施工经济性,为同类工程施工组织设计与资源优化提供可靠技术支撑.
新型闸工程施工布置征占地协同管理优化计算
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针对目前水下构筑物及基础设施的检测出现的不精准问题、缺陷识别数据支撑不足的难题.文章以水电站检修闸门为研究对象,采用水下机器人对水电站水下构筑物及基础设施进行高精度的多视角摄影进行数据采集的方法,然后利用影像处理技术,结合三维模型镶嵌、修复与匀色等关键技术完成数据的深处理和分析.最终得到带有高精度尺寸参数与真实纹理的三维实体模型成果.可实现水下构筑物或基础设施的表观裂缝、钢筋腐蚀、缺陷扩张等的可视化量化情况,为评估其结构修复与安全运维提供精准的客观量与可视化数据依据.
水下构筑物水下基础设施三维模型表观缺陷ROV
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在大尺度三维空间中,气体扩散呈现出明显的各向异性、空间非均匀性和时间间歇性特征,使传统信息趋向策略在环境认知表征和运动决策过程中难以有效刻画搜索过程中的不确定性演化,从而影响搜索效率与决策稳定性.针对上述问题,提出一种基于认知不确定性建模的多智能体协同搜索决策策略.在统一的贝叶斯推断框架下,利用加权粒子方差对环境认知不确定性进行量化,实现对认知状态的动态表征.在此基础上,构建信息-势场联合驱动的决策模型,并基于认知不确定度量设计自适应权重调节策略与各向异性步长调节机制,使搜索策略能够根据环境认知状态变化动态调节探索与利用之间的平衡以及不同方向上的运动尺度.同时,引入约束更新协商机制实现多智能体系统之间的决策交换,以降低协同行为冲突与路径冗余.仿真实验结果表明,所提出的多智能体协同决策策略能够有效提升气味源搜索任务中的搜索效率、决策稳定性与鲁棒性.
信息趋向粒子滤波认知不确定性自适应权重各向异性步长协同决策多智能体系统
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目的 为厘清新疆大南湖七号煤矿主采煤层发育特征,实现多源地质信息融合可视化表达,进行新疆大南湖七号煤矿煤层对比及三维地质建模研究.方法 基于地质勘探与采掘揭露资料,采用标志层、煤层间距、煤质参数、测井曲线和地震剖面等方法协同开展煤层精细对比研究.结合钻孔数据、煤层对比成果和矿井工程设计资料,采用深探地学建模软件构建煤矿地层-构造-采掘巷道三维地质模型,进一步将多源地质属性信息进行三维可视化融合.结果 结果表明:研究区主采煤层自上而下划分为3,5,6,7,10煤层,各煤层特征差异显著,其中3煤、7煤和10煤发育稳定,为全区可采煤层.通过煤层精细对比,厘定了各煤层间的复杂层组关系,解决了煤层对比空间关联性难题,为三维地质建模提供了数据基础.构建的三维地质模型准确刻画了主采煤层空间展布特征和构造发育规律,直观展示了巷道工程布设与采掘空间位置关系,实现了矿井多源地质信息的融合可视化表达,突破了传统二维剖面或平面解译的局限性.结论 研究结果可为矿井智能化建设与安全开采提供地质决策依据.
煤层对比地质建模三维可视化西山窑组大南湖七号煤矿
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X射线计算机断层成像(X-CT)技术作为一种无损、高分辨率的三维成像方法,已被广泛应用于临床医学和工业检测领域.在地学领域,X-CT技术被用于实现油气岩芯数字建模,在数字岩芯孔隙结构分析和渗流特性研究中表现出良好的应用前景,但目前该方法在含矿岩石内部信息成像方面的研究较少.本文选取一块矿物组成复杂的条带状铌稀土萤石矿石及两块矿物组成相近的岩芯为研究对象,应用 X-CT技术进行扫描成像,利用锥束投影重建(FDK)算法重建二维灰度图像序列,依据不同矿物的密度差异分割二维灰度图像,建立含矿岩石的内部信息提取模型,进而统计分析样品及各矿物组分的体积.得出以下结论:① 根据成像结果显示,X-CT技术对岩石样品的几何形态具有较高的适应性,以本文选用的岩石样品为例,工业 CT设备对岩石样品的扫描最高分辨率可达 45 μm;② 本文样品分割结果图像的灰度采用 16位灰度值表示,对比 3块不同样品的灰度范围,发现矿物组成复杂且密度接近的岩石,其内部矿物的灰度值相近,而矿物组成相对简单且密度差异较大的样品,其灰度值表现出更广的分布范围;③ 对比两块矿物组成相近的岩芯分析结果,发现对于不同的岩芯,其扫描参数不同,它们中的同种矿物会表现出不同的灰度范围,而对于同一岩芯中的不同矿物,其密度差异越大,在灰度图像上的差异越显著,越容易提取.
X-CT含矿岩石阈值分割内部信息提取
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针对复杂山区小流域地形起伏剧烈、植被覆盖密集,传统测绘手段难以快速获取高精度地形数据、制约山洪灾害精细化防御的问题,文章以四川省南江县寨坝河流域为研究区,开展无人机激光雷达、倾斜摄影测量与正射影像协同采集与融合处理研究.通过高精度 POS 辅助空中三角测量、点云分类滤波、正射影像纠正及多级实景建模,构建数据采集-处理-应用一体化技术流程,生成高精度 DEM、DOM 及流域-河道-防灾对象三级实景三维模型,成果精度满足 SL/T 837-2025《数字孪生流域数据底板地理空间数据规范》规范要求.研究有效解决了高植被覆盖区地形精准获取与真实感三维建模难题,形成可复制的技术体系,为同类复杂山区山洪灾害防御数据底板构建提供技术参考.
山洪防御无人机激光雷达倾斜摄影测量实景三维模型
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为解决传统水工建筑物闸体建模精度低、信息割裂的问题,提升工程设计和运维效率,文章以万福闸为研究对象,提出数字孪生驱动的多技术融合方法.通过无人机倾斜摄影、三维激光扫描构建多源数据采集框架;融合实景三维建模和点云数据完成闸体局部精细化重构;结合 BIM 技术构建参数化闸体信息模型,实现闸体多源异构数据有效融合.实验表明,该方法建模精度优于传统单一影像建模,可支撑闸体变形监测、应力分析等工作,为数字孪生水利工程建设具有实践参考价值.
数字孪生技术精细化建模多源异构数据融合水工建筑物数字化
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背景:人体在弹射逃生时承受的巨大冲击加速度是导致脊柱损伤的主要风险,因此,优化弹射座椅坐垫的缓冲吸能设计对于保障飞行员生命安全具有关键作用.
目的:构建基于ABAQUS的人-椅垫耦合有限元模型,量化评估兼具高回弹与慢回弹优势的双层坐垫在弹射工况下对腰椎生物力学响应与脊柱损伤风险的影响,量化其安全裕度.
方法:选取1名男性飞行员志愿者的全脊柱及腿部CT影像数据,完成三维解剖重建、几何修复与有限元网格划分,构建包含全脊柱、骨盆、双股骨及皮肤软组织的高生物保真度人体数字模型,建立双层坐垫几何模型.在ABAQUS中组装人-椅系统耦合模型并施加弹射加速度时程开展动力学仿真,比较高回弹坐垫与双层坐垫两方案下L4-L5与L5-S1椎间盘的应力响应,同时结合脊柱损伤风险动态响应指数对损伤概率进行预测.
结果与结论:仿真结果与实测数据的一致性良好,有效验证了模型的准确性.性能对比分析表明,相较于传统高回弹坐垫,双层坐垫在弹射冲击下降低了L4-L5与L5-S1椎间盘的峰值应力,动态响应指数降低了1.8％,脊柱损伤概率降低了10.6％,在满足相关限值的前提下,提供了更高的安全裕度,可有效降低人体在弹射冲击载荷下脊柱损伤的风险.
生物力学弹射座椅骨骼建模有限元仿真损伤风险评估动态响应指数
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随着新能源汽车产业快速发展,高校新能源汽车专业课堂教学对学生系统认知、综合应用能力提出了更高要求.传统的教学模式无法满足汽车产业的快速发展对汽车人才的需求,存在教学与社会需求的脱轨,针对这一现实问题,文章围绕新能源汽车专业课程可视化教学展开研究,分析现实需求,结合三维建模软件、动画演示技术、数字孪生模型和虚拟仿真平台等案例,探讨可视化手段在课堂教学中的应用价值.研究表明,可视化教学能够将复杂结构、运行机理和操作流程转化为直观、动态、可交互的学习内容,有助于提升学生对专业知识的理解.
可视化教学改革案例分析
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架空输电线路工程测量是保障线路安全运行的基础性工作,传统测量手段在精度、效率及复杂地形适应性上存在明显局限.随着无人机倾斜摄影、三维激光扫描及卫星定位与地理信息系统(Geographic Information System,GIS)融合等新兴测量技术的发展,输电线路设计阶段的测量能力得到显著提升.通过多源测量技术的协同应用,可有效突破复杂山地与林区等困难地带的选线定位瓶颈,实现廊道地形的高精度三维建模,支撑精细化杆塔定位与智能选线决策.本研究结合500 kV输电线路工程实践,验证了上述技术在精度与经济效益方面均具备显著优势,为输电线路工程测量技术的规范化与智能化推广提供参考.
架空输电线路工程测量无人机倾斜摄影三维激光扫描智能选线
