高噪声环境下混凝土坝双层钢筋智能感知与识别方法研究 被引量：1

1

作者 关涛 于浩 +2 位作者 陈普瑞 任炳昱 郭振邦 《水力发电学报》 北大核心 2025年第10期59-72,共14页

混凝土坝是建造大型水利工程的常用坝型,在施工过程中对钢筋网结构进行检测是进行混凝土坝施工质量控制及智能化装备应用的重要基础工作。然而,现有研究难以实现高噪声环境条件下多层钢筋的高精度感知与识别。针对此问题,本研究提出了... 混凝土坝是建造大型水利工程的常用坝型,在施工过程中对钢筋网结构进行检测是进行混凝土坝施工质量控制及智能化装备应用的重要基础工作。然而,现有研究难以实现高噪声环境条件下多层钢筋的高精度感知与识别。针对此问题,本研究提出了一种基于三维激光雷达的钢筋网结构高精度智能感知与识别方法。首先,提出基于SOR-DBSCAN-张量投票的多阶段数据降噪与预处理方法,以提高原始数据的质量及可用性;其次,采用MLESAC算法及加权最小二乘法进行递进式钢筋网精细拟合;最后,针对由于遮挡导致的数据缺失问题,提出了一种基于二维投影MLESAC的双层钢筋网平面拟合方法,并结合点云密度图确定其空间位置,从而有效利用了残缺点云信息。以土溪口水利工程为依托进行相关实验,结果表明所提出的方法能够很好地利用激光雷达设备,在高噪声数据的基础上完成双层钢筋网结构的精细化拟合与重构,从而能够为施工现场质量控制及智能化装备应用提供有力支持。 展开更多

关键词 水利工程 激光雷达 钢筋结构检测 高噪声数据 精细化拟合

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碾压混凝土坝仓面碾压及摊铺状态视觉监控方法 被引量：2

2

作者 宋本扬 崔博 +3 位作者 张天伟 吴斌平 任炳昱 佟大威 《水利学报》 北大核心 2025年第4期445-454,465,共11页

碾压混凝土坝坝面施工时间控制对浇筑质量影响巨大,而碾压混凝土坝坝面施工环境复杂,指派专人定时定点手动记录的传统方式存在人员成本大、效率低和安全管理难度高等难题。针对以上问题,本文提出一种视觉化的碾压混凝土坝仓面碾压及摊... 碾压混凝土坝坝面施工时间控制对浇筑质量影响巨大,而碾压混凝土坝坝面施工环境复杂,指派专人定时定点手动记录的传统方式存在人员成本大、效率低和安全管理难度高等难题。针对以上问题,本文提出一种视觉化的碾压混凝土坝仓面碾压及摊铺状态智能监控和分析方法。通过利用布置于施工现场的视频监控系统获取坝面施工的图像数据,采用QueryInst深度学习算法对坝面各区域施工状态自动化识别,并考虑图像数据的时间关系,实时统计分析现场施工阶段和各阶段施工时间。本方法应用于某碾压混凝土坝仓面施工状态的监控过程,应用效果表明:所提方法能够准确、有效地识别仓面各区域的施工状态并自动统计各施工阶段的时长,从而为施工现场管理提供出丰富的数据支持和参考依据。 展开更多

关键词 碾压混凝土坝 水利工程施工 视频监控 深度学习 计算机视觉 碾压施工

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Spastin蛋白S210位点磷酸化抑制与F-actin结合调控海马神经元突起生长和分支形成

3

作者 古美美 许园园 +4 位作者 李素梅 任冰玉 李炯 张忠其 张吉凤 《中国临床解剖学杂志》 北大核心 2025年第3期335-341,共7页

目的探讨Spastin蛋白磷酸化修饰对海马神经元突起生长和分支形成的作用和机制。方法用Co-IP及免疫荧光共定位的方法,分析Spastin与微丝(F-actin)是否存在相互作用及二者的结合是否受磷酸化修饰的调控;将Spastin及其磷酸化突变体转染至... 目的探讨Spastin蛋白磷酸化修饰对海马神经元突起生长和分支形成的作用和机制。方法用Co-IP及免疫荧光共定位的方法,分析Spastin与微丝(F-actin)是否存在相互作用及二者的结合是否受磷酸化修饰的调控;将Spastin及其磷酸化突变体转染至培养的COS1细胞和大鼠海马神经元,用免疫荧光检测F-actin和突起生长情况。结果Co-IP的结果显示Spastin蛋白与微丝存在相互作用,Spastin蛋白S210位点去磷酸化后二者结合增强,磷酸化修饰后二者的结合减弱,与Spastin野生型组差异有统计学意义(P<0.05);免疫荧光结果显示过表达Spastin促进微丝聚合,S210位点去磷酸化进一步促进微丝聚合,S210位点磷酸化则抑制微丝的聚合作用,与Spastin野生型组差异有统计学意义(P<0.05)。对神经元突起分析的结果显示,过表达Spastin促进神经元突起生长和分支形成,S210位点去磷酸化后此功能进一步增强,S210位点磷酸化则抑制突起生长和分支形成,与Spastin野生型组差异有统计学意义(P<0.05)。结论Spastin蛋白S210位点磷酸化修饰通过抑制Spastin与F-actin结合重塑微丝骨架调控神经元突起生长和分支形成。 展开更多

关键词 SPASTIN 磷酸化 微丝 突起 神经元

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基于实时监控的混凝土坝振捣施工质量动态评价研究 被引量：32

4

作者 钟登华 沈子洋 +3 位作者 王佳俊 崔博 任炳昱 王栋 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期775-786,共12页

混凝土坝仓面振捣质量评价是混凝土坝施工质量控制的重要手段。传统方法采用事中人工经验控制振捣参数与事后有限的钻芯取样点检测相结合来控制混凝土坝振捣施工质量;此外,现有的振捣台车振捣监控研究中仅采用单个测距仪进行测距,且缺... 混凝土坝仓面振捣质量评价是混凝土坝施工质量控制的重要手段。传统方法采用事中人工经验控制振捣参数与事后有限的钻芯取样点检测相结合来控制混凝土坝振捣施工质量;此外,现有的振捣台车振捣监控研究中仅采用单个测距仪进行测距,且缺乏仓面振捣质量评价方法。针对混凝土坝仓面内振捣施工实时质量动态评价和反馈控制的挑战和难点,本文提出了基于双测距仪联合测距方案的混凝土坝振捣施工质量实时监控方法,并基于该方法建立了考虑混凝土特性参数不确定性的混凝土振捣质量动态评价模型,该模型主要包括以下内容:(1)引入"信息熵"理论对混凝土特性参数的不确定性进行量化分析;(2)在考虑参数不确定性的情况下基于随机森林算法提出了混凝土抗压强度动态计算方法,并将计算结果应用于混凝土坝全仓面振捣质量评价。将该模型与多元线性回归和人工神经网络算法建立的评价模型进行了对比分析,验证了本模型的一致性和优越性。应用本文提出的评价方法对我国某西南碾压混凝土坝工程仓面变态混凝土区域的振捣质量进行了动态评价,结果表明,该方法能够准确评价仓面混凝土振捣质量,为混凝土坝振捣施工质量控制提供了理论依据。 展开更多

关键词 混凝土坝 振捣质量评价 振捣实时监控方法 不确定性 随机森林算法

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高拱坝建设进度与质量智能控制关键技术及其应用研究 被引量：28

5

作者 钟登华 任炳昱 +3 位作者 宋文帅 吴斌平 关涛 佟大威 《水利水电技术》 北大核心 2019年第8期8-17,共10页

我国高拱坝工程多位于西南高山峡谷地区,自然环境条件复杂,正面临着如何实现复杂建设条件下进度与质量的精细化管控问题。随着物联网、人工智能、大数据、智能视觉以及云计算等新一代信息技术快速发展,为高拱坝建设进度与质量智能控制... 我国高拱坝工程多位于西南高山峡谷地区,自然环境条件复杂,正面临着如何实现复杂建设条件下进度与质量的精细化管控问题。随着物联网、人工智能、大数据、智能视觉以及云计算等新一代信息技术快速发展,为高拱坝建设进度与质量智能控制提供了技术支撑。首先阐述了高拱坝建设进度与质量智能控制研究的背景、基本概念和研究内容;其次梳理了高拱坝建设进度与质量智能控制的关键技术;最后以某实际高拱坝工程为例,分析了高拱坝建设进度与质量智能控制关键技术的具体应用及取得的成果,为高拱坝工程智能化建设提供了理论基础和技术支撑。 展开更多

关键词 高拱坝 建设进度 建设质量 智能管理平台 智能控制

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高寒区高混凝土坝关键技术难题与解决途径 被引量：39

6

作者 刘毅 杜雷功 +5 位作者 钱文勋 任炳昱 王进廷 万连宾 李曙光 严驰 《水利水电技术》 北大核心 2020年第3期45-52,共8页

随着小湾、锦屏一级等300 m级特高混凝土坝的陆续建成,我国混凝土筑坝技术水平迈入了世界先进行列。相对而言,高寒区混凝土筑坝技术是我国坝工技术的短板,世界上高寒区混凝土坝也出现了较多严重事故。未来,我国即将在高寒地区建设QBT、... 随着小湾、锦屏一级等300 m级特高混凝土坝的陆续建成,我国混凝土筑坝技术水平迈入了世界先进行列。相对而言,高寒区混凝土筑坝技术是我国坝工技术的短板,世界上高寒区混凝土坝也出现了较多严重事故。未来,我国即将在高寒地区建设QBT、叶巴滩等特高混凝土坝,面临挑战。为此,基于典型工程的统计数据分析了我国高寒区的气象、水文特点,结合当前混凝土坝的技术进展评述,提出了高寒区混凝土筑坝亟待攻克的诸如高强高抗冻高抗裂大坝混凝土的制备与施工质量控制、混凝土坝施工运行全过程防裂、大坝表面耐久防护与安全监控三大关键难题,阐明了其中的关键科学问题、技术难题、总体技术路线和近期要研究的主要问题,为实现高寒区高混凝土坝高质量建设与长期安全运行指明了技术路径,可为相关研究提供参考。 展开更多

关键词 高寒复杂条件 高混凝土坝 高强高抗冻混凝土 温控防裂

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帷幕灌浆量区间预测的Bootstrap-IGWO-SVM模型研究 被引量：18

7

作者 李凯 任炳昱 +2 位作者 关涛 余佳 王佳俊 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期18-29,共12页

由于帷幕灌浆注灰量预测过程中存在地质参数、预测模型和输入数据的不确定性,传统的点预测结果存在误差,并且难以对不确定性进行量化。针对上述问题,本研究提出基于Bootstrap方法和改进灰狼算法的支持向量机(Bootstrap-IGWO-SVM)的帷幕... 由于帷幕灌浆注灰量预测过程中存在地质参数、预测模型和输入数据的不确定性,传统的点预测结果存在误差,并且难以对不确定性进行量化。针对上述问题,本研究提出基于Bootstrap方法和改进灰狼算法的支持向量机(Bootstrap-IGWO-SVM)的帷幕灌浆量区间预测模型,量化了预测模型的不确定性。首先通过Bootstrap算法对初始训练集抽样生成样本数据集;其次,通过灰狼优化算法对惩罚因子C、RBF核函数方差g和损失因子p进行参数寻优,提高SVM算法的预测精度;再次,利用非线性收敛因子、动态权重因子、概率混沌图谱和Levy飞行对灰狼算法进行改进,解决灰狼算法局部搜索和全局搜索的平衡问题;最后,对构建的数据集分别使用IGWOSVM算法和随机森林方法分别预测得到系统误差和随机误差,并将两者累加得到总体误差,进而通过构建正态分布模型得到注灰量区间预测结果,实现了预测模型不确定性的量化。结果表明,改进的IGWO-SVM的预测精度为RMSE=85.32,R^(2)=0.53,MAE=45.64,相比GWO-SVM方法(RMSE=96.58,R^(2)=0.40,MAE=48.45)明显提升,相比BP神经网络算法(BPNN),极限学习机(ELM)存在明显精度优势;在置信度为99%下预测区间覆盖率(PICP)、预测区间宽度(MPIW)和宽度综合指标(CWC)分别为98.71%、363.59 kg/m、363.59 kg/m。 展开更多

关键词 灌浆量预测 改进的灰狼优化算法 支持向量机 区间预测 帷幕灌浆

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基于CEEMDAN-Transformer的灌浆流量混合预测模型 被引量：14

8

作者 李凯 任炳昱 +2 位作者 王佳俊 关涛 余佳 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期806-817,共12页

灌浆流量是最重要的水利工程灌浆参数之一,通过对灌浆流量的有效预测,可以实现对异常工况的提前响应,以保障施工质量与工程安全。然而由于灌浆过程面临的复杂地质情况,灌浆流量数据存在强非线性与波动性的特点,难以获得令人满意的计算... 灌浆流量是最重要的水利工程灌浆参数之一,通过对灌浆流量的有效预测,可以实现对异常工况的提前响应,以保障施工质量与工程安全。然而由于灌浆过程面临的复杂地质情况,灌浆流量数据存在强非线性与波动性的特点,难以获得令人满意的计算精度。现有灌浆流量预测存在的不足如下:传统神经网络模型对时间序列特征提取和加工处理不足,导致预测精度有限;传统神经网络模型测试集进行一次计算仅能输出一个结果,进行多个时间步预测需要繁杂的多次计算;单测点预测结果预测时间短并且无法反映灌浆流量序列变化的整体趋势,不利于控制灌浆流量和保障施工质量。针对上述问题,本研究提出基于CEEMDAN-Transformer的灌浆流量混合预测模型。基于完全自适应噪声集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)方法将灌浆流量分解为本征模函数与残差信号,解决灌浆流量数据的非线性与强波动的问题;采用多头注意力Transformer实现多个本征模函数(Intrinsic Mode Function,IMF)序列到序列的预测,采用多头注意力机制来构建输入和输出的全局依赖关系,提升时间序列参数特征提取水平;最后,建立时序测点多输入多输出模型实现灌浆流量预测,提升多输出序列计算效率,反映整体趋势的多输出序列能够为灌浆流量控制提供参考。工程应用结果表明,本研究提出的基于CEEMDAN-Transformer的灌浆流量混合预测模型具有较好的计算精度和计算效率。 展开更多

关键词 灌浆流量预测 完全自适应噪声集合经验模态分解 Transformer算法 注意力机制 序列到序列

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高拱坝混凝土振捣机器人系统研发及应用 被引量：13

9

作者 王晓玲 王栋 +3 位作者 任炳昱 陈文夫 谭尧升 关涛 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期631-643,654,共14页

常态混凝土浇筑人工振捣施工存在工作强度高、作业主观性强等不足,现有振捣监控方法主要进行振捣位置、振捣时间等参数监控,且均依靠人工经验评估振捣是否密实,难以实现混凝土振捣质量的精确评估。针对上述问题,研发了融合表面图像机器... 常态混凝土浇筑人工振捣施工存在工作强度高、作业主观性强等不足,现有振捣监控方法主要进行振捣位置、振捣时间等参数监控,且均依靠人工经验评估振捣是否密实,难以实现混凝土振捣质量的精确评估。针对上述问题,研发了融合表面图像机器视觉识别的混凝土振捣机器人系统,该系统包括振捣机器人本体、云端监控平台以及通讯子系统。基于工业机器人、自动化控制、机器视觉等技术研制振捣机器人本体,实现高拱坝仓面混凝土无人振捣作业;同时,建立基于改进残差网络(Residual Network,ResNet)的混凝土振捣表面图像的分类模型,实现振捣密实性的科学分析。此外,基于B/S架构研发云端监控平台,并通过无线通讯子系统实现与振捣机器人本体之间信息的传输与交互,实现振捣作业信息的可视化与远程控制。现场试验验证了振捣机器人系统的可靠性和可行性。研究成果为高拱坝混凝土振捣实现无人化作业、精细化质量控制提供了新的思路和技术手段,也可用于其它大体积混凝土施工中,具有十分重要的应用和推广价值。 展开更多

关键词 高拱坝 混凝土振捣 振捣机器人系统 机器视觉 改进ResNet 表面图像分类

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基于SLAM优化的高拱坝施工仿真移动AR可视化 被引量：9

10

作者 任炳昱 卢逊 +3 位作者 王晓玲 王栋 王佳俊 余佳 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期115-128,共14页

目前基于增强现实(augmented reality,AR)的高拱坝施工仿真可视化研究,存在可视化角度受限及系统集成度差的问题。移动AR具有交互方式多元化的优势,但存在相机注册误差较大的不足。针对上述问题,提出基于同步定位与地图构建(simultaneou... 目前基于增强现实(augmented reality,AR)的高拱坝施工仿真可视化研究,存在可视化角度受限及系统集成度差的问题。移动AR具有交互方式多元化的优势,但存在相机注册误差较大的不足。针对上述问题,提出基于同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)优化的高拱坝施工仿真移动AR可视化方法。本文首先基于SLAM根据目标三维-二维成像关系精确计算初始化相机注册参数,并利用ARCore运动追踪实现移动中实时相机注册;同时,结合相机注册结果,将施工仿真虚拟场景与实际场景融合,实现施工仿真移动AR可视化分析。工程应用表明,基于SLAM优化的移动AR施工仿真可视化系统,初始化相机注册精度相比传感器提高了97.6%,移动中相机注册误差平均仅为0.275 m,能够实现多方位的空间决策分析。 展开更多

关键词 高拱坝 施工仿真可视化 移动AR 同步定位与地图构建 ARCore

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基于代理模型的碾压混凝土坝坝体渗控结构多目标优化 被引量：9

11

作者 程正飞 王晓玲 +2 位作者 任炳昱 吕鹏 余红玲 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期793-803,共11页

针对现有碾压混凝土坝坝体渗控结构优化研究中常用的单目标、单参数的优化方法难以获得同时满足多个目标要求的渗控结构设计方案,无法充分考虑不同设计参数之间的关联性以及计算效率低的不足,提出了基于代理模型的碾压混凝土坝坝体渗控... 针对现有碾压混凝土坝坝体渗控结构优化研究中常用的单目标、单参数的优化方法难以获得同时满足多个目标要求的渗控结构设计方案,无法充分考虑不同设计参数之间的关联性以及计算效率低的不足,提出了基于代理模型的碾压混凝土坝坝体渗控结构多目标优化方法.其主要包括:①建立以渗控结构设计参数为设计变量,以防渗层最大水力梯度、溢出点高程以及渗控结构造价为优化目标的碾压混凝土坝坝体渗控结构多目标优化数学模型;②提出基于多目标粒子群算法与代理模型的模型求解方法,其中多目标粒子群算法应用于快速求解Pareto解集,而代理模型应用于建立设计参数与优化目标之间的近似关系式,用以替代优化过程中求解耗时的渗流数值模型,从而提高求解效率,同时考虑不同设计参数之间的关联性.利用本文方法对某碾压混凝土坝坝体渗控结构进行多目标优化,并通过与传统方法进行对比验证了该方法的有效性与优越性. 展开更多

关键词 碾压混凝土坝坝体 渗控结构 多目标优化 代理模型 多目标粒子群算法

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考虑风险因素影响的引水隧洞施工方案优选 被引量：13

12

作者 余佳 焦铮 +3 位作者 苏哲 任炳昱 王国浩 肖尧 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期155-161,共7页

为了综合考虑活动时间随机变化、施工机械故障以及塌方、涌水等风险对引水隧洞施工方案优选的影响,实现施工方案的合理选择,提出考虑风险因素影响的引水隧洞施工方案优选方法。该方法建立考虑风险因素影响的隧洞施工方案优化模型;采用L... 为了综合考虑活动时间随机变化、施工机械故障以及塌方、涌水等风险对引水隧洞施工方案优选的影响,实现施工方案的合理选择,提出考虑风险因素影响的引水隧洞施工方案优选方法。该方法建立考虑风险因素影响的隧洞施工方案优化模型;采用Levy飞行自适应混沌粒子群(LFACPSO)优化算法来求解优化模型以获得Pareto方案集,该算法引入Levy飞行来提高粒子跳出局部最优的能力,同时采用混沌算法来初始化粒子,并自适应地调整粒子惯性权重系数;采用直觉模糊熵权幂平均(IFEWPA)方法,在考虑专家评价犹豫度的条件下从待选方案集中优选出最终方案。工程实例应用表明,相比不考虑风险影响的施工方案仿真进度和计划进度,综合考虑风险因素影响的仿真进度更贴近工程实际,证明了考虑风险因素影响的引水隧洞施工方案优选方法的有效性;与自适应混沌粒子群(ACPSO)算法、粒子群优化(PSO)算法和带精英策略的非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法相比,LFACPSO算法所得的Pareto优化方案数量平均值最大,标准差最小,表明了LFACPSO算法的优越性与鲁棒性。 展开更多

关键词 引水隧洞 施工方案优选 施工风险因素 Levy飞行自适应混沌粒子群算法 直觉模糊熵权幂平均方法 Pareto方案集

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考虑高寒低温影响的高心墙堆石坝仓面施工仿真模型研究 被引量：7

13

作者 张君 余佳 +3 位作者 任炳昱 王晓玲 俞澎 林威伟 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期200-211,共12页

低温是影响高寒地区高心墙堆石坝施工的关键因素。然而,目前堆石坝施工仿真主要采用工程经验或者统计分析方法获得有效施工时长等参数从而间接反映气温对施工过程的影响,难以准确量化因高寒低温停工导致的施工进度滞后的影响,且缺乏考... 低温是影响高寒地区高心墙堆石坝施工的关键因素。然而,目前堆石坝施工仿真主要采用工程经验或者统计分析方法获得有效施工时长等参数从而间接反映气温对施工过程的影响,难以准确量化因高寒低温停工导致的施工进度滞后的影响,且缺乏考虑高寒施工环境下的保温工序,无法满足仓面施工仿真的精细化需求。针对以上问题,本文提出一个考虑高寒低温影响的高心墙堆石坝仓面施工仿真模型。首先,提出基于粒子群优化多层感知机(Particle Swarm Optimization-Muti Layer Perception,PSOMLP)的气温时间序列预测方法,通过粒子群优化算法(PSO)优化多层感知机(MLP)的超参数,弥补传统最小梯度下降法训练MLP时超参数难以确定、训练效率低以及精度差的不足,并将其嵌入仓面仿真模型,以获取精确的低温停工时刻和时长。其次,利用自助抽样法(Bootstrap)获得揭膜和覆膜工序活动时长,进而构建同时考虑低温停工和新增工序影响下的高心墙堆石坝仓面施工仿真模型。工程应用表明,相比于实际施工进度,传统仿真模型平均误差为19.74%,提出的仿真模型平均误差仅为1.21%,证明所提出的方法能够有效量化低温停工时长和新增工序对施工进度的影响,为高寒地区高心墙堆石坝施工进度分析提供了新手段。 展开更多

关键词 高寒低温 高心墙堆石坝 仓面施工仿真 粒子群优化多层感知机(PSOMLP) 气温预测

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地下洞室群施工进度纠偏的SD-DES模型 被引量：5

14

作者 赵梦琦 余佳 +3 位作者 任炳昱 王晓玲 吕菲 佟大威 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期112-123,共12页

施工进度纠偏是保证地下洞室群在受到突发干扰后仍能平稳有序施工的有效手段。系统动力学(system dynamics,SD)模型能够有效模拟纠偏过程。现有研究缺乏对地下洞室群施工中采取的纠偏策略的综合考虑;相关SD模型未能考虑人员懈怠等纠偏... 施工进度纠偏是保证地下洞室群在受到突发干扰后仍能平稳有序施工的有效手段。系统动力学(system dynamics,SD)模型能够有效模拟纠偏过程。现有研究缺乏对地下洞室群施工中采取的纠偏策略的综合考虑;相关SD模型未能考虑人员懈怠等纠偏参数的影响。针对上述问题,建立地下洞室群施工进度纠偏SD-DES(discrete event simulation)模型,其中,纠偏策略SD模型包含加班、增加设备、增派人员、重调度等四个子模型,并且考虑了纠偏参数的影响;同时,兼顾SD模型和DES模型的优势,对“进度偏差估计-纠偏策略制定-策略实施效果”进行模拟与分析。结合实际地下洞室群工程进行了施工进度纠偏应用研究,结果表明:相比于传统SD模型,本文方法得到的策略与实际更吻合,证明本文方法的优越性。 展开更多

关键词 地下洞室群 进度纠偏 SD模型 SD-DES耦合 纠偏参数

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基于改进Mask R-CNN的硬化混凝土离析程度评价 被引量：8

15

作者 任炳昱 叶钲军 +2 位作者 王栋 吴斌平 谭尧升 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期93-102,共10页

水工混凝土钻孔图像中骨料的精准分割对于硬化混凝土离析评价至关重要。然而,传统的骨料图像分割方法存在精度低和泛化性能差的问题。针对上述问题,本文提出了一种改进Mask R-CNN的硬化混凝土骨料分割模型,通过在Mask R-CNN模型的主干... 水工混凝土钻孔图像中骨料的精准分割对于硬化混凝土离析评价至关重要。然而,传统的骨料图像分割方法存在精度低和泛化性能差的问题。针对上述问题,本文提出了一种改进Mask R-CNN的硬化混凝土骨料分割模型,通过在Mask R-CNN模型的主干网络中引入高效通道注意力模块(efficient channel attention,ECA)与空间注意力模块(stage attention module,SAM),实现卷积网络对通道与空间权重的自适应调整,从而提升模型对目标骨料边界与位置分布的检测性能;进一步提出硬化混凝土离析程度定量评价方法,通过量化目标骨料的面积、边界以及在高程方向上的分布,实现混凝土离析程度的定量评价。工程案例表明,所提骨料分割模型平均精度(m AP@0.5)达到了0.8752,相比未改进模型提高了4.19%,在多种复杂环境下的分割效果均优于传统骨料图像分割方法,且混凝土离析程度定量评价平均误差仅为4.85%,验证了所提方法的有效性与优越性,为混凝土离析程度科学评价提供了新的技术手段。 展开更多

关键词 硬化混凝土 Mask R-CNN 骨料分割 混凝土离析 定量评价

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高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模研究 被引量：7

16

作者 任炳昱 李东 +1 位作者 关涛 殷亮 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期99-111,共13页

针对现有的高拱坝施工仿真多采用离散事件仿真(discrete event simulation,DES)这一建模方法,难以从微观层面精细地描述大坝施工复杂系统中的个体行为,同时仿真模型缺乏对关键连续因素的复杂作用关系进行定量分析的问题,提出高拱坝施工... 针对现有的高拱坝施工仿真多采用离散事件仿真(discrete event simulation,DES)这一建模方法,难以从微观层面精细地描述大坝施工复杂系统中的个体行为,同时仿真模型缺乏对关键连续因素的复杂作用关系进行定量分析的问题,提出高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模方法。首先采用基于多智能体的仿真与建模方法(agent-based modeling and simulation,ABMS),依据高拱坝施工流程,抽象出拌和楼、自卸汽车、缆机、施工仓面四种Agent和详细的混凝土转运过程,对各Agent的行为以及它们之间的相互作用进行建模;同时,对影响施工效率的各种连续因素,基于系统动力学方法(system dynamics,SD)进行建模,定量分析疲劳、熟练度等连续影响因素对施工效率的影响;最后,以工作时间、缆机循环时间等为接口变量,建立高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真模型。工程应用表明,与传统DES模型以及单一ABMS模型相比,仿真结果与工程实际偏差率分别平均缩小了4.83%和3.5%,为高拱坝施工过程精细化仿真分析提供了新的思路。 展开更多

关键词 高拱坝 施工仿真 混合仿真建模 ABMS SD

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考虑变压变浆的三维精细裂隙网络灌浆数值模拟 被引量：3

17

作者 郭辉 吴斌平 +3 位作者 王佳俊 殷亮 任炳昱 魏海宁 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第11期108-119,共12页

针对目前常见的裂隙岩体灌浆数值模拟研究多采用固定灌浆压力和水灰比与现有的变压变浆施工工艺不符,且现有研究中裂隙网络建模精度较低,导致数值模拟与实际灌浆结果存在较大差异的问题,提出了考虑变压变浆的三维精细裂隙网络灌浆数值... 针对目前常见的裂隙岩体灌浆数值模拟研究多采用固定灌浆压力和水灰比与现有的变压变浆施工工艺不符,且现有研究中裂隙网络建模精度较低,导致数值模拟与实际灌浆结果存在较大差异的问题,提出了考虑变压变浆的三维精细裂隙网络灌浆数值模拟方法。通过引入相关一致性准则对拉丁超立方抽样进行改进,降低裂隙参数模拟过程的随机性,以提高裂隙网络的精度;进一步地,提出一种考虑变压变浆多孔分序灌浆模拟方法,通过实时统计模拟过程中灌浆孔内流量和累计注浆量的变化,根据规范对灌浆压力和浆液水灰比进行动态调节,实现灌浆过程精细化模拟。以杨房沟水电站帷幕灌浆工程为例进行案例分析,结果表明:与传统灌浆数值模拟相比,本文提出的模拟方法得到的浆液扩散半径更大,最终形成的灌浆帷幕范围更大更完整,且注灰量预测精度更高。相较于传统多孔分序灌浆模拟,该方法精度提高一倍以上,表明所提方法更具优越性。 展开更多

关键词 灌浆工程 数值模拟 岩体裂隙网络建模 变压变浆 多孔分序灌浆

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考虑施工过程影响的PCCP地震响应分析 被引量：2

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作者 佟大威 王星 +2 位作者 任炳昱 余佳 刘明辉 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期76-82,共7页

为了研究地震作用下施工过程对预应力钢筒混凝土管(PCCP)的影响,建立考虑PCCP施工过程影响的非线性有限元模型,利用生死单元技术实现PCCP从地应力平衡到施加预应力钢丝预应力、铺设管道,再到回填回填土过程的有限元分析,以压实度作为衡... 为了研究地震作用下施工过程对预应力钢筒混凝土管(PCCP)的影响,建立考虑PCCP施工过程影响的非线性有限元模型,利用生死单元技术实现PCCP从地应力平衡到施加预应力钢丝预应力、铺设管道,再到回填回填土过程的有限元分析,以压实度作为衡量回填土施工质量的指标,基于黏弹性人工边界理论、等效节点力地震动输入法以及静-动力边界转换法,分析考虑施工过程以及不同回填土压实质量对PCCP地震响应的影响。结果表明,管道应力受自身和回填土重力的影响,考虑施工过程影响时内外层混凝土管顶、管底的外侧单元和管腰内侧单元的环向压应力比未考虑施工过程大,管顶、管底的内侧单元和管腰的外侧单元环向压应力比未考虑施工过程小;地震作用下,回填土均匀压实时,增大回填土压实度可降低PCCP插口处的轴向拉应力,回填土压实度越不均匀,管道之间的水平和竖直转角最大值也越大,回填土压实质量对竖直方向转角的影响大于对其水平方向的影响。 展开更多

关键词 PCCP 施工过程 地震响应 有限元

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异质和不完备信息下调水工程险情级别判定

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作者 杨帅 陈文龙 +3 位作者 王葳 王佳俊 任炳昱 吴斌平 《水利水电技术》 北大核心 2020年第12期195-203,共9页

针对当前长距离调水工程突发险情等级判定多采用实数形式的完备判断矩阵进行决策,无法解决决策信息异质和决策信息不完备问题的不足,提出了基于连续区间有序加权几何(continuous ordered weighted geometric,C-OWG)算子和鲸鱼优化算法(w... 针对当前长距离调水工程突发险情等级判定多采用实数形式的完备判断矩阵进行决策,无法解决决策信息异质和决策信息不完备问题的不足,提出了基于连续区间有序加权几何(continuous ordered weighted geometric,C-OWG)算子和鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm, WOA)处理异质不完备信息的应急响应级别判定方法。首先,构建基于C-OWG算子的异质残缺判断矩阵处理模型,弥补现有方法难以处理应急决策过程中同时存在的精确数、区间数和模糊数等异质偏好信息的不足。然后,耦合鲸鱼优化算法进行残缺判断矩阵填充,建立耦合C-OWG算子和WOA优化方法的应急响应级别判定模型,提高经典决策方法对不完备信息的处理能力,并避免信息填充过程中易陷入局部最优的缺陷。最后,采用层次聚类方法对群体专家意见进行集成,实现异质和不完备信息下长距离调水工程突发险情等级的高效判定。通过将所提方法应用于某调水工程渠道破坏的应急响应级别判定,验证了其合理性和可行性。 展开更多

关键词 应急响应 险情级别判定 鲸鱼优化算法 不完备信息 异质信息决策 长距离调水工程

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寒冷条件下高拱坝施工过程仿真方法研究

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作者 关涛 肖一峰 +1 位作者 任炳昱 于浩 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期85-96,共12页

众多高拱坝施工面临着恶劣寒冷气候的考验。然而,现有的高拱坝施工过程仿真方法较少直接考虑气温对施工的影响,且未考虑基于气温预测成果进行动态分块,以分析寒冷条件下利用正温时段进行浇筑的特点。针对以上问题,本文提出了基于Informe... 众多高拱坝施工面临着恶劣寒冷气候的考验。然而,现有的高拱坝施工过程仿真方法较少直接考虑气温对施工的影响,且未考虑基于气温预测成果进行动态分块,以分析寒冷条件下利用正温时段进行浇筑的特点。针对以上问题,本文提出了基于Informer的寒冷条件下高拱坝施工过程仿真方法。首先,提出基于Informer气温预测模型,实现未来气温序列的预测,在此基础上实现可施工时段分析;其次,建立考虑动态分块的寒冷条件下高拱坝施工进度仿真模型,提出更加贴近实际施工情况的分块施工仿真策略,以更好地模拟和分析不同气温条件下的施工过程;最后,以西南地区的叶巴滩高拱坝工程为例进行研究,采用Informer模型对气温进行预测,平均误差为±1.49℃,每日的可施工时长平均误差为±1.16 h。通过对比三种不同的仿真策略,发现寒冷条件下采用动态分块策略可以充分利用可浇筑时段,施工效率更高,也表明在仿真中“考虑气温”比简单降效处理更加贴近实际情况。 展开更多

关键词 寒冷条件 高拱坝 INFORMER 气温预测 动态分块

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