地铁车站站台候车区污染物时空关联预测研究
这是一篇关于地铁车站,空气污染,污染物预测,集成学习,时空建模的论文, 主要内容为作为人们出行的重要方式以及城市交通的核心部分之一,由于地铁站的结构,通风设备以及人流等因素,部分车站容易产生较为严重的空气污染现象并危害人们的出行安全与身体健康。因此,准确的获取地铁站污染物浓度的信息并建立精度较好的预测模型具有重要的研究意义。目前,传统的方法主要是基于当前测量点的时间序列数据进行建模,忽略了其他测量点的数据对目标点污染物浓度变化的影响。本文结合时空建模的基本原理,设计了一种新的地铁车站站台候车区污染物时空关联预测模型。此外,为了实现研究成果的实用性,本文还搭建了污染物预测可视化平台并将所提出的模型嵌入可视化平台中。不仅实现了空气污染预测领域的理论创新,而且对提升地铁车站空气品质有重要的现实意义。论文的主要工作如下:(1)不同于传统的统计学模型,机器学习以及神经网络模型,本文提出了GAT-SRU与GAT-TCN两种网络作为主要的预测器。一方面,SRU与TCN充分的结合了CNN与RNN的优势,这有效地提高了模型的训练效果并取得更加优秀的PM2.5预测结果。另一方面,基于图结构与注意力机制的GAT算法能充分分析地铁站之间的时空相关性并充分的提取特征数据。实验结果证明GAT算法能提升预测器超过3%的预测性能。(2)本文采用了深度强化学习模型作为主要的集成决策算法来有效的结合GAT-TCN与GAT-SRU。所提出的集成学习模型进一步提升了地铁站污染物时空关联预测模型的适应性与稳定性。实验结果证明集成学习算法提升了单一预测器超过5%的综合预测精度。基于各个模型组件的特点,本文最终提出了GAT-SRU-TCN-DDPG模型。基于GAT-SRU-TCN-DDPG模型与基准模型以及领域内先进的模型的对比实验结果,证明了所提出模型具备优异的性能。(3)基于B-S模式架构,初步开发了一套地铁站污染物浓度预测与可视化系统。GAT-SRU-TCN-DDPG模型被嵌入系统之中来提高模型的实际运用价值。经过测试与实验证明了该软件能稳定的运行并满足所需要的基本功能。图72幅,表14个,参考文献151篇
软土地区复杂地下空间近接施工影响规律及控制措施研究
这是一篇关于基坑变形,地铁车站,注浆主动控制,地下空间开发的论文, 主要内容为在工程地质及水文地质条件复杂的软土地区城市中进行地下交通和空间开发建设,不仅要保证超深基坑及盾构隧道本身的安全,还要将其对周边环境的影响降到最低,因此需要充分考虑设计、施工阶段的风险因素,采用精细的变形与安全控制技术。随着地下交通不断发展,换乘车站越来越多,越来越深,施工难度大幅增加,需要考虑后建车站对先建车站的影响及超深车站基坑对邻近重要建构物的影响。此外,邻近既有车站地下空间开发的深大基坑会对地铁运营造成较大影响,甚至造成地铁轨道变形及结构损伤。对于这些典型复杂地下空间开发近接施工问题,目前在设计和施工中仍缺乏较为精细的变形主动控制方案。本文依托三个复杂近接施工深大基坑工程案例,对基坑引发邻近建筑物变形规律、基坑施工方案及变形主动控制措施开展了深入研究,主要内容与结论如下。(1)依托某十字斜交换乘车站深基坑工程,对多个基坑设计方案,包括独立基坑方案、斜撑-对撑组合方案、换乘节点暗挖逆做方案,进行了对比研究。根据不同基坑方案的变形受力结果,并结合已有工程经验及工期比较,确定出最优方案为独立基坑方案。对于独立基坑方案,按照换乘节点两侧基坑的开挖顺序以及是否预留土方设计五种工况分析后建车站对先建车站的影响,给出了变形控制建议:既有车站两侧基坑同步对称开挖,在换乘节点两侧预留合理长度土方,能够显著减小既有车站结构在后建车站施工过程中的最大变形。(2)依托软土地区邻近敏感医疗建筑(PET-CT室)某在建最深地下四层车站工程,开展了利用注浆主动控制医疗建筑沉降的方案研究。通过在建筑与车站之间地层中进行按需分段注浆,可实现精准恢复地层土体位移,从而均匀控制建筑沉降。根据建筑实时沉降值,动态调整注浆量,实施通长均匀注浆也可以控制建筑物沉降,注浆方式简单,但容易使建筑物一端发生隆起,且注浆总量较按需分段注浆方案大,对基坑自身不利影响较大。采取倾斜通长注浆能够减小对基坑自身影响,增大注浆体顶部埋深能够减弱地表隆起现象。(3)依托某邻近地铁车站的深大基坑工程,开展了注浆主动控制地铁车站位移的方案研究。通过在距离车站较近位置开展注浆,通长注浆、分段注浆、多点注浆均能将车站水平变形恢复至相同控制值,但注浆体底部需位于车站底部以下一定深度。注浆会导致既有车站结构受力增大,通长注浆影响最大,注浆位置在车站楼板高度的多点注浆影响最小,应选择合理方案防止车站结构损伤。
基于BIM的地铁车站管线综合避让优化及深化设计应用研究
这是一篇关于BIM,地铁车站,管线综合,深化设计,管线避让算法的论文, 主要内容为在我国社会经济飞速发展的同时,前所未有的城市交通问题紧随而来,地铁作为现代化的绿色交通工具备受社会与大众的青睐。管线综合作为地铁工程的重要组成部分之一,由于其专业种类繁多、排布错综复杂的特点,在设计过程中多单位、多专业各自参与设计建设,从而导致各种类型的信息数据难以相互交互的情况。因此,在保证满足各专业的设计及技术要求的情况下,在地下复杂且局促的空间内合理排布繁多的管线是很有难度的。BIM技术通过建立覆盖地铁工程全生命周期的信息数据库的方式,将所有相关信息整合于三维模型中,实现多单位、多阶段数据信息的共享与流动,极大程度上提升工程的效率及质量,有效避免设计变更与返工情况的产生。论文以青岛某地铁车站为研究对象,基于BIM技术对地铁车站管线综合进行碰撞检测以及避让优化等深化设计的应用研究。首先,结合BIM技术在国内外的研究现状,针对地铁工程特点以及管线综合深化设计的问题与需求,对现存的协同设计、管线综合设计以及深化设计问题进行总结与探究,提出将BIM技术应用于地铁工程管线综合的设计与深化中,分析其可行性与应用优势。其次,分析地铁工程基于BIM的协同设计建模工作流程,根据实际工程项目的特点并结合规范制定BIM模型构建标准,确定建模原则、建模软件以及具体建模流程,使用Revit软件建立建筑子模型、结构子模型、暖通子模型、电气子模型以及给排水子模型,审核后整合为全专业管线综合模型。在此基础上,针对管线碰撞的避让问题进行研究,提出管线碰撞自动避让优化的算法,确定开发环境与工具,设计算法原理并进行开发与试验,实现对碰撞问题的避让优化。最后,对于地铁车站管线综合设计中存在的错漏碰缺等问题,基于BIM技术对全专业管线综合模型进行深化设计,结合Hi BIM插件进行碰撞检测与净高分析,应用管线碰撞自动避让优化算法对管线进行调整与排布,再对优化后的模型进行支吊架布置与开开洞套管布置,经深化后的模型可直接出施工图、统计工程量以及进行三维可视化交底,达到精确指导施工的效果,节约了大量人力物力,并对运维阶段的管理打下了坚实基础。本文通过实际工程案例的应用与研究,采用两种协同设计模式进行建模,实现建模过程中多方信息的沟通与共享;利用开发的管线避让算法共解决442处碰撞问题,节省大量管线避让优化时间;经对地铁车站全专业管线综合模型进行具体的深化设计及应用,带来提高设计效率与质量的显著效果,解决很多实际施工时才能发现的问题,减少设计变更与返工的发生,为地铁车站管线综合设计与深化提供正向思考。
基于BIM的地铁车站管线综合避让优化及深化设计应用研究
这是一篇关于BIM,地铁车站,管线综合,深化设计,管线避让算法的论文, 主要内容为在我国社会经济飞速发展的同时,前所未有的城市交通问题紧随而来,地铁作为现代化的绿色交通工具备受社会与大众的青睐。管线综合作为地铁工程的重要组成部分之一,由于其专业种类繁多、排布错综复杂的特点,在设计过程中多单位、多专业各自参与设计建设,从而导致各种类型的信息数据难以相互交互的情况。因此,在保证满足各专业的设计及技术要求的情况下,在地下复杂且局促的空间内合理排布繁多的管线是很有难度的。BIM技术通过建立覆盖地铁工程全生命周期的信息数据库的方式,将所有相关信息整合于三维模型中,实现多单位、多阶段数据信息的共享与流动,极大程度上提升工程的效率及质量,有效避免设计变更与返工情况的产生。论文以青岛某地铁车站为研究对象,基于BIM技术对地铁车站管线综合进行碰撞检测以及避让优化等深化设计的应用研究。首先,结合BIM技术在国内外的研究现状,针对地铁工程特点以及管线综合深化设计的问题与需求,对现存的协同设计、管线综合设计以及深化设计问题进行总结与探究,提出将BIM技术应用于地铁工程管线综合的设计与深化中,分析其可行性与应用优势。其次,分析地铁工程基于BIM的协同设计建模工作流程,根据实际工程项目的特点并结合规范制定BIM模型构建标准,确定建模原则、建模软件以及具体建模流程,使用Revit软件建立建筑子模型、结构子模型、暖通子模型、电气子模型以及给排水子模型,审核后整合为全专业管线综合模型。在此基础上,针对管线碰撞的避让问题进行研究,提出管线碰撞自动避让优化的算法,确定开发环境与工具,设计算法原理并进行开发与试验,实现对碰撞问题的避让优化。最后,对于地铁车站管线综合设计中存在的错漏碰缺等问题,基于BIM技术对全专业管线综合模型进行深化设计,结合Hi BIM插件进行碰撞检测与净高分析,应用管线碰撞自动避让优化算法对管线进行调整与排布,再对优化后的模型进行支吊架布置与开开洞套管布置,经深化后的模型可直接出施工图、统计工程量以及进行三维可视化交底,达到精确指导施工的效果,节约了大量人力物力,并对运维阶段的管理打下了坚实基础。本文通过实际工程案例的应用与研究,采用两种协同设计模式进行建模,实现建模过程中多方信息的沟通与共享;利用开发的管线避让算法共解决442处碰撞问题,节省大量管线避让优化时间;经对地铁车站全专业管线综合模型进行具体的深化设计及应用,带来提高设计效率与质量的显著效果,解决很多实际施工时才能发现的问题,减少设计变更与返工的发生,为地铁车站管线综合设计与深化提供正向思考。
深基坑施工过程多主体信息协同管理研究
这是一篇关于地铁车站,深基坑施工,多主体信息协同管理,演化博弈论,信息化平台的论文, 主要内容为地铁工程施工环境特殊、相关参建方多、工序复杂、危险系数高、管理信息频繁交互、管理难度巨大。为避免施工过程突发事件处置不及时、管理混乱和权责不明确,本研究以大连地铁5号线某车站深基坑开挖施工过程为研究对象,基于信息化平台和多主体信息协同管理体系,在保障工程质量的前提下,提高地铁车站施工过程多主体协同管理水平和管理效率。(1)构建“信息-应用-资源”多主体信息协同管理体系。对地铁车站施工过程各参与方信息协同管理现状进行实地调研,明确了目前该车站施工过程信息协同管理存在的问题,依据协同管理理论,建立以“信息-应用-资源”协同为基础的多主体信息协同管理体系。对“投资方-设计方-施工方-监理方”在管理体系中的权责进行划分,通过优化设计方案变更审批流程为例,达到提高施工过程信息管理效率、消除“信息孤岛”、避免安全事故发生的效果。(2)构建“投资方-设计方-施工方-监理方”四方博弈下的信息管理策略模型。求解演化稳定策略来探究不同情况下车站施工过程各方信息协同管理参与程度,分析地铁车站施工过程各方参与协同管理产生的成本和收益,对各方参与协同管理意愿及其影响因素进行了分析,提出一系列用来提高车站施工过程各方参与协同管理意愿的方案。(3)搭建多主体信息协同管理平台。基于多主体信息协同管理体系,设计地铁车站施工过程中的信息协同管理流程,搭建了可实现“劳务设备协同管理、质量安全协同管理、施工进度协同管理、环保监测协同管理、应急预案协同管理和文档数据协同管理”六个功能模块的多主体信息协同管理平台,通过红色预警消警流程验证多主体信息协同管理的有效性。实现信息实时共享、提高行业信息化管理和协同管理水平。
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