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公路隧道管道压入式施工通风技术研究

公路隧道管道压入式施工通风技术研究

作者：赵子成西南交通大学

学位级别：硕士

在市政、地铁隧道施工过程中,爆破、机器运转及开挖地层等均会对洞内空气造成污染,为改善作业环境,保障施工人员的健康,必须采取适当的通风措施。压入式通风是隧道施工中最常用的通风方式。为了改善目前隧道通风效果不佳,优化通风方法设... 详细信息

在市政、地铁隧道施工过程中,爆破、机器运转及开挖地层等均会对洞内空气造成污染,为改善作业环境,保障施工人员的健康,必须采取适当的通风措施。压入式通风是隧道施工中最常用的通风方式。为了改善目前隧道通风效果不佳,优化通风方法设计,以南充-大竹-梁平(川渝界)高速公路华蓥山隧道为工程依托,运用科学的理论分析、数值计算以及现场测试,对压入式施工通风系统关键问题进行了分析。主要对特长公路隧道压入式施工通风一维数值扩散(有毒有害气体)模型、全断面压入式局部施工通风、迎头瓦斯涌出规律、台阶法局部施工通风、瓦斯涌出以及射流风机布置等进行研究,并对隧道爆破后产生的有毒有害气体扩散规律进行了现场测试。得到的主要结论有： (1)基于有限容积法,对特长公路隧道压入式施工通风建立了一维瞬态数值计算模型。 (2)全断面压入式施工通风中,应缩短风管管口与工作面布设距离和提高风管与隧壁附贴程度,但要避免过短的距离或过高的附壁程度所导致较大的压力损失,即保持10～20m,风管在隧壁与拱订安装。 (3)靠近瓦斯迎头涌出面1.0m内的回流区瓦斯浓度梯度很大,回流区瓦斯浓度较射流区浓度高;瓦斯涌出量越大,瓦斯沿顶板逆流距离越远,拱顶越容易发生瓦斯积聚;瓦斯涌出量的大小对原风流流场有一定影响,瓦斯涌出量越小,对风流流场的影响越小;增加通风量能较好地解决工作面瓦斯涌出积聚问题。 (4)台阶法压入式施工通风中,当上台阶长度为5～20m左右时,既能顾及到射流对上台阶掌子面冲击力,又能控制下台阶前涡流区大小及为射流所卷吸的空气量;风管沿侧壁布设且管口至掌子面距离在5～10m左右时,通风效果最佳。 (5)通过现场测试表明：CO和H2S作为放炮作业的主要产物,能够作为判断隧道内污染物状况、研究有毒有害气体扩散规律的控制指标。掌子面爆破之后CO、H2S浓度随着时间规律变化比较明显,扩散呈现出一致的连续性和相似性。CO和H2S扩散由掌子面往洞口方向上峰值越来越小,超过允许浓度的范围的时间越来越长、范围越来越宽,即“中间高、两边低”、“来得快、去得慢”的扩散分布。通风扩散是污染物向洞外迁移的主要动力,污染物扩散的快慢很大一部分由洞内风速决定,因此针对有毒有害气体的公路隧道,应加强通风,适当增加洞内通风量或者风速。

关键词：公路隧道压入式施工通风数值分析有毒有害气体瓦斯积聚现场测试

高效融合运动与表观信息的无监督视频目标分割算法研究

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高效融合运动与表观信息的无监督视频目标分割算法研究

作者：赵子成南京信息工程大学

学位级别：硕士

无监督视频目标分割的旨在无需引导的情况下自动分离视频帧中的主要前景和背景,并输出像素级的精确分割。无监督视频目标分割在视频编码、场景理解等领域具有重要意义。随着深度学习的兴起,出现了大量基于卷积神经网络的无监督视频目标... 详细信息

无监督视频目标分割的旨在无需引导的情况下自动分离视频帧中的主要前景和背景,并输出像素级的精确分割。无监督视频目标分割在视频编码、场景理解等领域具有重要意义。随着深度学习的兴起,出现了大量基于卷积神经网络的无监督视频目标分割算法,并取得了重大进展和突破,但这些方法仍然受到复杂场景和模型计算代价的限制。本文从运动估计和外观信息出发,探讨了如何构建双流网络来解决上述问题。成果如下:目前流行的无监督视频目标分割方法利用双流网络融合RGB帧和光流,然而,它们无法处理两个输入模态下的干扰噪声,这可能会严重降低模型的性能。本文建立了输入模态之间的对应关系,利用最优结构匹配抑制干扰信号。给定一个视频帧,从RGB图像和光流估计中提取稠密的局部特征,并将其视为两种复杂的结构化表示。然后,利用Wasserstein距离计算将一个模式中的特征传输到另一个模式的全局最小流,每个流的幅度表示两个局部特征之间的对齐程度。为了将最优结构匹配嵌入到一个可以端到端训练的双流网络中,本文将传输代价矩阵分解为多个小的空间块,并设计了一个可微的长短分解Sinkhorn模块,该模块由一个长距离Sinkhorn层和一个短距离Sinkhorn层串联组成,本文将该模块集成到一个双流网络中。本文的实验表明,在DAVIS-16和FBMS数据集上,运动外观的结构对齐可以产生最先进的结果。在上一个工作的基础上,本文进一步探索了外观与运动信息的相关性,研究了算法的轻量化方法,提出了一种基于空洞局部注意机制的无监督视频目标分割算法。网络由双流网络、多头运动引导模块、多尺度外观自增强模块和多尺度渐进融合模块组成。空洞局部注意力机制结合了注意力机制和卷积的优点,在效果和计算复杂度之间取得了平衡。多头运动引导模块利用空洞局部注意机制从运动特征中提取空间信息,得到多组动态卷积核,对外观特征进行卷积,引导外观特征学习高级语义。多尺度外观自增强模块利用空洞局部注意机制提取外观特征的多尺度信息,获得多组动态卷积核,进行卷积以增强外观特征的语义。编码器提取不同阶段的特征,送入多尺度渐进融合模块,将深层特征逐渐融合到浅层特征中,同时保留浅层特征的细节信息,改善目标分割效果。该算法可以进行端到端的训练,模型参数量和计算量较小,推理速度大幅提高,在DAVIS-16和FBMS数据集上优于同期方法,在较难的FBMS数据集上提升了0.5个百分点。

关键词：无监督视频目标分割运动引导最优结构匹配局部注意力

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泄流过程中折板型竖井水气两相流动特性研究

工程科学与技术 2021年第1期53卷 75-84页

作者：杨乾杨庆华赵子成林宏尧远牟祎西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司重庆401121

折板型竖井因具有适用性强、消能效果好等优点,被广泛应用于深隧排水系统中,为充分揭示泄流过程中折板型竖井内高速水气两相流动特性,开展了1∶25水力模型试验,并采用Realizable k-ε模型和水气两相流VOF法进行数值模拟,研究不同入流条... 详细信息

折板型竖井因具有适用性强、消能效果好等优点,被广泛应用于深隧排水系统中,为充分揭示泄流过程中折板型竖井内高速水气两相流动特性,开展了1∶25水力模型试验,并采用Realizable k-ε模型和水气两相流VOF法进行数值模拟,研究不同入流条件下竖井内水气分布规律,阐明竖井湿区空穴区形成机理及干区气压变化过程,分析竖井壁面压强及折板水动力荷载分布。结果表明:竖井内“空穴区”的形成原因一方面是因为内部空气达到压缩极限而形成,另一方面是由于水流卷吸作用导致竖井湿区为负压而产生;大入流量时流速在竖井内呈现出“中部小、两头大”的分布规律,小入流量时流速沿竖井深度方向逐渐减小;当竖井盖板密封时,顶部压强介于-0.96~2.46 kPa之间,当盖板相对孔径大于0.105时竖井顶部压强基本为0;竖井壁面压强随着竖井高度的降低而增大,竖井上、中、下折板的壁面最大压强分别为42.25 kPa、21.5 kPa和16.75 kPa。研究结果对深隧排水系统折板型竖井设计理论与安全运营提供参考。

关键词：深隧排水系统折板型竖井水力特性数值模拟物理模型

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基于运动引导的高效无监督视频目标分割网络

自动化学报 2023年第4期49卷 872-880页

作者：赵子成张开华樊佳庆刘青山南京信息工程大学自动化学院南京210044

大量基于深度学习的无监督视频目标分割(Unsupervised video object segmentation,UVOS)算法存在模型参数量与计算量较大的问题,这显著限制了算法在实际中的应用.提出了基于运动引导的视频目标分割网络,在大幅降低模型参数量与计算量的... 详细信息

大量基于深度学习的无监督视频目标分割(Unsupervised video object segmentation,UVOS)算法存在模型参数量与计算量较大的问题,这显著限制了算法在实际中的应用.提出了基于运动引导的视频目标分割网络,在大幅降低模型参数量与计算量的同时,提升视频目标分割性能.整个模型由双流网络、运动引导模块、多尺度渐进融合模块三部分组成.具体地,首先,RGB图像与光流估计输入双流网络提取物体外观特征与运动特征;然后,运动引导模块通过局部注意力提取运动特征中的语义信息,用于引导外观特征学习丰富的语义信息;最后,多尺度渐进融合模块获取双流网络的各个阶段输出的特征,将深层特征渐进地融入浅层特征,最终提升边缘分割效果.在3个标准数据集上进行了大量评测,实验结果表明了该方法的优越性能.

关键词：无监督视频目标分割运动引导局部注意力互注意力

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基于节点的既有雨水管网系统可靠度研究

重庆交通大学学报(自然科学版) 2012年第6期31卷 1264-1268页

作者：赵子成禹华谦西南交通大学土木工程学院中国中铁二院工程集团有限责任公司

采用结构可靠度理论,从既有雨水管网系统节点出发,分析了影响节点上下游输水能力的管径d、粗糙度n、水力坡度J、计算模型NR以及汇入节点处的雨水流量q的不确定性因素;使用Monte-Carlo法确定节点处的可靠度;采用串联结构模型窄界限法确... 详细信息

采用结构可靠度理论,从既有雨水管网系统节点出发,分析了影响节点上下游输水能力的管径d、粗糙度n、水力坡度J、计算模型NR以及汇入节点处的雨水流量q的不确定性因素;使用Monte-Carlo法确定节点处的可靠度;采用串联结构模型窄界限法确定出既有管网的可靠度。

关键词：既有雨水管网不确定性 Monte-Carlo法窄界限法可靠度

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锦州市铁路住区蝇类消长调查

中国媒介生物学及控制杂志 1990年第5期1卷 279-281页

作者：田世家梁华董义民赵子成锦州铁路中心卫生防疫站锦州市121000

通过四年(1986～1989)调查,在锦州市铁路住区共获成蝇19247只,隶属4科18属25种。发现1988、89年成蝇数量远远超过1986、87两年,主要原因可能与放松了对蝇类孳生场所的治理有关。本文建议加强领导,落实垃圾点及时清运、旱厕加盖、粪污及... 详细信息

通过四年(1986～1989)调查,在锦州市铁路住区共获成蝇19247只,隶属4科18属25种。发现1988、89年成蝇数量远远超过1986、87两年,主要原因可能与放松了对蝇类孳生场所的治理有关。本文建议加强领导,落实垃圾点及时清运、旱厕加盖、粪污及时清掏等综合治理措施,可把蝇类控制到不足为害的水平。

关键词：蝇类消长调查锦州市

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隧道施工开挖面瓦斯涌出及扩散规律研究

公路交通科技 2015年第2期32卷 119-126页

作者：张雪金方勇彭佩赵子成西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵州贵阳550081 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

为探明瓦斯隧道施工过程中瓦斯积聚现象的发生原理和开挖面流场、瓦斯涌出及扩散规律,建立压入式通风三维数值计算模型,研究瓦斯涌出量、风量大小和风管位置等因素对瓦斯扩散的影响。结果表明:在瓦斯涌出面附近区域,瓦斯浓度大梯度变化... 详细信息

为探明瓦斯隧道施工过程中瓦斯积聚现象的发生原理和开挖面流场、瓦斯涌出及扩散规律,建立压入式通风三维数值计算模型,研究瓦斯涌出量、风量大小和风管位置等因素对瓦斯扩散的影响。结果表明:在瓦斯涌出面附近区域,瓦斯浓度大梯度变化现象主要发生在回流区,且伴随瓦斯积聚现象发生,但随着与瓦斯涌出面距离的增加,瓦斯浓度逐渐趋于均匀;瓦斯涌出量越大,对流场影响越严重且漩涡范围越大,漩涡对瓦斯扩散有滞留作用;增大通风量可以有效控制瓦斯积聚,但风管布置位置只在一定范围内对瓦斯积聚影响较大。

关键词：隧道工程:施工通风数值模拟瓦斯涌出瓦斯积聚扩散

复合型人工湿地对铁路站点污水处理效果的研究

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铁道标准设计 2015年第11期59卷 122-127页

作者：刘建明张皓赵子成中铁二院工程集团有限责任公司环境工程研究院成都610031

为优化铁路站、点污水的处理效果,结合铁路污水的特殊性制定复合型人工湿地处理工艺。该工艺较传统人工湿地增设前处理构筑物,且由表流型、潜流型湿地和生物氧化塘两种或多种形式优化组合。通过建成武广客运专线清远站现场测试数据的对... 详细信息

为优化铁路站、点污水的处理效果,结合铁路污水的特殊性制定复合型人工湿地处理工艺。该工艺较传统人工湿地增设前处理构筑物,且由表流型、潜流型湿地和生物氧化塘两种或多种形式优化组合。通过建成武广客运专线清远站现场测试数据的对比,验证复合型人工湿地工艺在铁路站点污水的处理效果,并详细分析复合型人工湿地在车路站点甚至环境敏感地区的适用性。

关键词：铁路车站污水复合型人工湿地前置构筑物污水处理效果

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HFC是建设智能化小区的首选方案

山西焦煤科技 2004年第B08期28卷 63-64页

作者：赵子成太原选煤厂机电科

有线电视网络是规定的小区配套工程 ,充分利用有线电视网络开发小区智能化 ,省去了综合布线的重复投资 ,符合小区的长远规划和发展。因此 ,有线电视 HFC宽带综合业务信息网是智能化小区总体网络技术中的首选方案。我们在方案设计中将可... 详细信息

有线电视网络是规定的小区配套工程 ,充分利用有线电视网络开发小区智能化 ,省去了综合布线的重复投资 ,符合小区的长远规划和发展。因此 ,有线电视 HFC宽带综合业务信息网是智能化小区总体网络技术中的首选方案。我们在方案设计中将可视对讲系统、家庭安防系统、三表远传系统首次同时集成到 HFC中 ,同时 ,方案的设计加强了从小区智能化向小区信息化方向的引导 ,依托有线电视台网络资源优势和信息资源优势 ,在信息网络子系统中提供了完善的多媒体信息服务 ,实现了广播电视与信息传输的数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化。满足了人们对住宅智能化、信息化的要求。

关键词： HFC 智能化小区有线电视网络小区配套工程宽带