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多机器人系统感知能力和控制体系结构综述

智能系统学报 2024年第4期19卷 767-790页

作者：张霖谢开鑫郑显华宋永石王成军赵言正安徽理工大学人工智能学院安徽淮南232001 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 长江师范学院机器人工程学院重庆408100

为了促进多机器人系统(multi robot system,MRS)的智能化、无人化发展,并提升MRS在不同工作环境中的探测能力和系统的灵活性,本文从MRS的感知能力及其控制系统架构的角度出发,深度调研并分析了MRS相关的研究与工作,重点探讨了空中、地... 详细信息

为了促进多机器人系统(multi robot system,MRS)的智能化、无人化发展,并提升MRS在不同工作环境中的探测能力和系统的灵活性,本文从MRS的感知能力及其控制系统架构的角度出发,深度调研并分析了MRS相关的研究与工作,重点探讨了空中、地面、水面、水下4种应用环境下的MRS感知能力与控制系统架构,并对未来的研究方向进行展望。本文的结果可对于后续MRS在感知方法和控制系统的选用上提供参考。

关键词：多机器人系统移动机器人无人机无人船水下机器人感知控制协同

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近场爆炸作用下节段预制拼装RC桥墩的易损性评估

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中国公路学报 2024年第4期37卷 212-223页

作者：刘路宗周红周海飞陈振健唐光武陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室江苏南京210007 陆军工程大学土木工程博士后科研流动站江苏南京210007 东南大学爆炸安全防护教育部工程研究中心江苏南京211189 东南大学土木工程学院江苏南京211189 东南大学建筑学院江苏南京210096 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400060

为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评... 详细信息

为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评估指标;接着探讨了近场爆炸荷载的不确定性量化,基于TNT当量和爆心距抽样的爆炸荷载研究了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤程度以及损伤系数的概率分布,对近场爆炸荷载作用下节段预制拼装RC桥墩进行了易损性评估。结果表明:近场爆炸荷载下节段预制拼装RC桥墩的底节段近爆区发生局部冲切破坏,底节段残余位移最大;爆炸数值模拟与试验结果基本吻合,重启动进行轴向加载得到的轴向剩余承载力是可行的;基于TNT当量和爆心距抽样得到了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤系数,不同TNT当量下的损伤系数呈对数正态分布;基于对数正态概率密度和条件概率得到了节段预制拼装RC桥墩在近场爆炸作用下的易损性曲线,可评估节段预制拼装RC桥墩在不同TNT当量下的爆炸损伤程度。所得结论可为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤快速评估提供参考。

关键词：桥梁工程爆炸易损性评估数值模拟节段预制拼装RC桥墩近场爆炸试验

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圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 517-525页

作者：凌贤长邢文强唐亮卢凡丛晟亦哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学重庆研究院重庆401135 黑龙江省寒区轨道交通工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150090

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长... 详细信息

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。

关键词：高速铁路路堑边坡圆形抗滑桩拱形挡土板三维数值模型正交分析机械钻孔支护性能

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基于数字图像技术的桥梁裂缝检测综述

吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 313-332页

作者：杨国俊齐亚辉石秀名兰州理工大学土木工程学院兰州730050 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067

传统的桥梁裂缝检测主要基于人眼识别,检测效率、精度低,而且人眼识别存在受光照影响大、桥塔、高墩等高空位置无法检测及主观性强的问题。近年来,国内外诸多学者为了解决上述问题,研发了许多基于数字图像技术的桥梁裂缝检测设备,像搭... 详细信息

传统的桥梁裂缝检测主要基于人眼识别,检测效率、精度低,而且人眼识别存在受光照影响大、桥塔、高墩等高空位置无法检测及主观性强的问题。近年来,国内外诸多学者为了解决上述问题,研发了许多基于数字图像技术的桥梁裂缝检测设备,像搭载高清相机的桥梁检测车、无人机、爬墩机器人等。同时,拥有高效、高精度的裂缝检测算法更是裂缝检测的基础,如何权衡检测速度与精度一直也是众多学者研究的热点问题之一。本文就近年来国内外基于数字图像技术的桥梁裂缝检测设备、相机的搭载平台与标定方法、预处理算法、传统检测算法、深度学习算法、裂缝特征计算、图像拼接算法以及裂缝的三维输出与监测等方面展开综合评述。此外,对研究过程中存在的不足进行了总结,并从桥梁裂缝检测方法、裂缝三维表达、裂缝的监测跟踪管理和桥梁刚度损失评价及预警等方面进行了展望。

关键词：桥梁工程裂缝识别图像处理卷积神经网络深度学习智能检测

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基于风洞试验和多重性能水准的机场航站楼屋架屋面系统风灾易损性评估

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建筑结构学报 2024年

作者：张宏王涛李正良吕大刚谭忆秋重庆大学土木工程学院哈尔滨工业大学重庆研究院风工程及风资源利用重庆市重点实验室(重庆大学) 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨工业大学土木工程学院

为了有效地评估机场航站楼屋架屋面系统的抗风性能、合理地预测结构风致破坏，基于风洞试验提出了考虑结构多重性能水准的机场航站楼屋架屋面系统风灾易损性评估方法。为了对机场航站楼进行风致响应分析，通过开展风洞试验分析了风荷载... 详细信息

为了有效地评估机场航站楼屋架屋面系统的抗风性能、合理地预测结构风致破坏，基于风洞试验提出了考虑结构多重性能水准的机场航站楼屋架屋面系统风灾易损性评估方法。为了对机场航站楼进行风致响应分析，通过开展风洞试验分析了风荷载在屋盖表面的分布特征，并模拟得到了相应风向角的风荷载；在此基础上，根据机场航站楼屋架屋面结构的破坏特征、结构特点，分别以屋架结构应力比、屋面板大肋边节点相对位移定义并量化了机场屋架结构与屋面结构的三重性能水准；进而，构建了机场航站楼的概率风灾需求模型和风灾易损性函数，并结合拉丁超立方抽样技术对机场航站楼屋架屋面系统进行了风灾易损性分析。结果表明：屋盖表面各区域表面风压在各自迎风、背风向时出现极值，且在迎风时出现最大值；构建的概率风灾需求模型可以较准确地反映结构损伤特征；根据绘制的易损性曲线，可以用于获取结构风灾需求达到各性能水准的最小概率风速，对于屋面结构和屋架结构分别为10、17、25m/s和42、45、53m/s；该方法可预测机场航站楼屋架屋面系统在给定风速下的风灾害损伤程度，有利于风灾害发生后及时采取合理的修复措施。

关键词：机场航站楼屋架屋面系统风洞试验多重性能水准概率风灾需求模型风灾易损性

山区峡谷悬索支撑输电结构处风场实测与风振响应研究

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工程力学 2024年

作者：王涛李敬洋王邦杰吕大刚谭忆秋李正良哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨工业大学重庆研究院重庆大学土木工程学院风工程及风资源利用重庆市重点实验室(重庆大学) 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院

山区峡谷风场受地形影响较为显著，其风场特性颇为复杂，此将对跨越山区峡谷的悬索支撑输电结构风振响应产生较为显著的影响。为了获得山区峡谷风场特性并分析其对悬索支撑输电结构风振响应的影响，本文首先对某悬索支撑输电结构所处的... 详细信息

山区峡谷风场受地形影响较为显著，其风场特性颇为复杂，此将对跨越山区峡谷的悬索支撑输电结构风振响应产生较为显著的影响。为了获得山区峡谷风场特性并分析其对悬索支撑输电结构风振响应的影响，本文首先对某悬索支撑输电结构所处的峡谷风场进行了现场实测，基于实测数据研究了峡谷风场的平均风特性和脉动风特性并拟合了实测风谱。然后，结合峡谷风场特性发展了考虑峡谷风场效应的悬索支撑输电结构风振非线性有限元分析模型。最后，通过本文建立的分析模型考察了峡谷风场对悬索支撑输电结构风振响应的影响。结果表明：1) 平均风速较小的样本风向分布较为离散，而平均风速不低于8m/s的样本(强风样本)风向较为集中，强风样本风攻角与风向角的相关性较为显著；2) 顺风向、横风向与竖向紊流强度均值分别为0.25、0.20和0.15，实测功率谱密度的谱值比理论谱更高，且其在高频段出现了回升现象；3) 相较于规范风谱模拟风场，峡谷风场中的导线跨中侧向位移均值和均方差分别增大了3.16%和3.26%，其竖向位移均值和均方差则分别增大了7.85%和6.62%；4) 考虑峡谷风场效应的支撑导线悬索跨中侧向位移均值和均方差与规范风谱模拟风场较为接近，而其竖向位移均值和均方差则分别增大了62.14%和15.28%。

关键词：悬索支撑输电结构山区峡谷现场实测风场特性风振响应

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惯质黏性阻尼器对悬索桥隧道锚减振的影响

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 431-438,614,615页

作者：杨国俊张树涛吕明航杜永峰唐光武兰州理工大学土木工程学院兰州730050 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067

为研究隧道锚(tunnel-type anchor,简称TTA)锚岩接触面对动荷载影响的敏感性,寻求一种适用于散索鞍至锚碇缆索处的减振装置。首先,利用有限差分软件建立隧道锚数值模型,监测并分析锚岩接触面共9个测点的速度位移响应;其次,利用滚珠丝杠... 详细信息

为研究隧道锚(tunnel-type anchor,简称TTA)锚岩接触面对动荷载影响的敏感性,寻求一种适用于散索鞍至锚碇缆索处的减振装置。首先,利用有限差分软件建立隧道锚数值模型,监测并分析锚岩接触面共9个测点的速度位移响应;其次,利用滚珠丝杠构件的位移转换放大原理,提出一种适用于前锚室处的惯质黏性阻尼器;最后,利用能量耗散守恒方法,模拟并检验安装该阻尼器后隧道锚的减振效果。结果表明:在动荷载作用下,锚塞体两底角部位测点响应明显大于顶部测点,中部锚岩接触面位移增长较前部与后部更为迅速;隧道锚受低幅值动荷载影响更为明显,动力系数约为1.3,随着荷载幅值的增加,动荷载对于隧道锚的影响会减弱;振动前期较为剧烈,加载0~1 s内剪应变增量增幅明显,后期增量基本不变;设置阻尼器后,锚岩接触面速度位移响应减小,位移减小幅度接近20%,速度响应在1 s内基本衰减至0;阻尼器的减振效果与荷载幅值有关,锚塞体处于中低载荷时,设置阻尼器所带来的减振效果最好,减小效果可以达到24%。

关键词：隧道锚阻尼器动荷载动力分析减振研究

基于碎片化分区的桥梁网络震后修复优先级分析与优化

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工程力学 2024年第5期41卷 211-223页

作者：杨国俊毛建博田里唐光武兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067

为了研究区域性桥梁的抗震优化问题,针对城市桥梁网络的震后修复优先级,引入基于交通密度的网络碎片化分区方法(FaDPa),提出了考虑恢复性和经济性的双重韧性指标,并针对震后短时抢救以及长时修复的时段特征引入了分阶段优化方法,尤其在... 详细信息

为了研究区域性桥梁的抗震优化问题,针对城市桥梁网络的震后修复优先级,引入基于交通密度的网络碎片化分区方法(FaDPa),提出了考虑恢复性和经济性的双重韧性指标,并针对震后短时抢救以及长时修复的时段特征引入了分阶段优化方法,尤其在长时修复阶段基于不同的修复需求对其进行了分时期处理;在抢险救灾阶段和长时修复阶段分别融入碎片化理论,前者以恢复韧性、时间为目标对抢救顺序进行优化,后者以综合韧性、碎片恢复性、时间对修复顺序进行优化。研究结果表明:基于密度的碎片化理论对桥梁网络不同修复阶段的地震损伤程度做出了不同的划分,此基础上展开的分阶段修复工作在抢险救灾过程中对其综合韧性提升程度达到52.3%,在长期修复过程中不影响韧性优化的前提下增加了碎片恢复性,其功能水平提升可达20.3%;修复优化阶段,经过考虑不同修复方向的双重韧性指标以及分时期处理的优化理论可以根据决策者的需求进行灵活调整,且面临不同修复环境时都具有一定的适应性。

关键词：城市桥梁网络网络碎片化分区抗震韧性震后修复优先级分析

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大熊猫国家公园社区管理公平性测度及调控机制研究

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中国园林 2024年第1期40卷 93-98页

作者：张引陈秋瑾张雨琦杜春兰重庆大学建筑城规学院重庆400045 荷兰格罗宁根大学空间科学学院格罗宁根9747AD 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

社区管理是国家公园体制建设中的重点与难点。国家公园社区管理中存在显著的公平性问题,但对此理论认识、定量分析和调控对策不足。基于农户公平感知视角,在大熊猫国家公园(唐家河园区)进行了实证研究。通过问卷调查、半结构化访谈、相... 详细信息

社区管理是国家公园体制建设中的重点与难点。国家公园社区管理中存在显著的公平性问题,但对此理论认识、定量分析和调控对策不足。基于农户公平感知视角,在大熊猫国家公园(唐家河园区)进行了实证研究。通过问卷调查、半结构化访谈、相关性分析等方法,测度社区管理公平性,剖析其空间影响因子和规划调控途径。研究发现:1)唐家河社区管理的承认公平较为积极,但程序和分配公平较为消极,在不同行政村和村民小组中存在差异;2)农户学历、年收入及护林员等部分职业会正向影响公平感知,而年龄则负向影响公平感知水平;3)社区管理公平性水平受边界与分区、野生动物栖息地、区位交通条件、政策空间分异等空间相关因素影响,提出相应的规划和政策调控途径。首次提出了国家公园社区管理公平性的定量测度方法,揭示社区管理公平性的分异特征及空间影响因素,为其管理和规划优化提供科学决策依据。

关键词：风景园林自然保护地社区治理公平感知规划调控