基于改进RANSAC算法的复杂建筑物屋顶点云分割

屋顶模型重建影响到建筑物完整模型重建质量,屋顶面点云分割质量对屋顶模型重建具有重要意义。针对传统RANSAC算法在屋顶点云面片分割时易产生错分割、过分割等问题,本文顾及点云位置信息,提出一种对点云重新分配的改进RANSAC点云分割算法。算法暂时剔除非平面内点,选取平面内点集中3个点作为初始样本,平面拟合判定邻域是否有效,从有效邻域中选取标准差值最小的3个点为初始模型。利用RANSAC算法对屋顶点云进行分割。利用K近邻算法统计误分类点与面片的距离降低误分类,优化过分割面片并进行连通性分析,利用距离及法向量一致性检验的方法重分配非平面内点。为验证本文算法有效性,选取芬兰Helsinki地区的3栋相互独立的复杂建筑物屋顶以及上海某小区的6栋建筑物群屋顶作为实验数据。在2组数据中,本文提出的改进RANSAC算法分割屋顶面片的平均准确率分别为92.17%、87.82%,78%的建筑物屋顶不存在过分割。在第2组数据中,所有分割面片上的点与其对应的最佳拟合平面的距离的标准差的平均值为0.030 m。实验结果表明,本文算法分割建筑物屋顶面片的准确率较高,较好的抑制了过分割现象,且抗噪能力强。     

Enhanced multi-layer fatigue-analysis approach for unbonded flexible risers

This paper proposes an enhanced approach for evaluating the fatigue life of each metallic layer of unbonded flexible risers. Owing to the complex structure of unbonded flexible risers and the nonlinearity of the system, particularly in the critical touchdown zone, the traditional method is insufficient for accurately evaluating the fatigue life of these risers. The main challenge lies in the transposition from global to local analyses, which is a key stage for the fatigue analysis of flexible pipes owing to their complex structure. The new enhanced approach derives a multi-layer stress-decomposition method to meet this challenge. In this study, a numerical model validated experimentally is used to demonstrate the accuracy of the stress-decomposition method. And a numerical case is studied to validate the proposed approach. The results demonstrate that the multi-layer stress-decomposition method is accurate, and the fatigue lives of the metallic layers predicted by the enhanced multi-layer analysis approach are rational. The proposed fatigue-analysis approach provides a practical and reasonable method for predicting fatigue life in the design of unbonded flexible risers.     

不同垂度导线连接变电站实体耦联设备振动台试验研究

为了对地震作用下柔性导线连接的变电站电气设备间的相互作用进行研究,本文进行了不同垂度下柔性双分裂导线连接实体隔离开关和断路器的地震模拟振动台试验.振动台试验中采用无导线连接的单体设备以及三种不同松弛度导线连接设备体系,在不同强度的三种地震动输入下对耦联体系的动力响应进行了试验研究.试验结果表明:导线的存在使得耦联设备间...     

一种求解地下结构顶板频率和振型的方法

采用欧拉梁横向自由振动理论,发展了一种求解浅埋地下结构顶板频率和振型的方法。鉴于地下结构顶板频率求解问题的复杂性,首先将该问题假定为平面应变问题求解,推导出浅埋地下结构项板梁的自由振动方程;然后根据顶板梁的边界条件,得到了顶板梁的频率方程,从而得出了顶板梁的频率和振型;进一步得出了墙体转动刚度对顶板频率影响的规律,即转动刚度对顶板低频影响较小,对高频影响较大。还综合考虑土体刚度随埋深的变化和由于土体成拱引起的土体附加质量的变化,研究了结构顶板频率随埋深的变化。这些结果可以为地下结构的动力计算提供参考。     

Roof model recommendation for complex buildings based on combination rules and symmetry features in footprints

Currently, very few roof shape information for complex buildings is available on OSM. Moreover, additional data requirements (e.g. 3D point clouds) limit the applicability of many roof reconstruction approaches. To mitigate this issue, we propose an approach to roof shape recommendations for complex buildings by exploring the inherited characteristics of building footprints: the disclosure of rectangles combinations in a partition of footprints and the symmetrical features of footprints. First, it decomposes a complex footprint into rectangles by using an advanced minimal non-overlapping cover algorithm. Second, a graph-based symmetry detection algorithm is proposed to identify all the symmetrical sub-clusters in partitions. Then, a set of selection rules are defined to rank partitions, and the best ones are chosen for roof shape recommendation. Finally, a set of combination rules and a symmetry rule are defined. It enables to evaluate the probability of a footprint being a certain combination of roof shapes. Experimental results show the growth of the probability of correctly recommending roof shapes for single rectangles and buildings from a prior probability of 17–45% and from a prior probability of 0.29–14.3%, removing 60% and 93% of the incorrect roof shape options, respectively.     

一种结构化的三维建筑房顶分类与识别方法

房顶是三维建筑的重要组成部分,房顶结构的识别是三维建筑综合算法实现和进行城市建筑空间分布模式分析的基础。分析了建筑房顶结构特点,提出了一种三维建筑分类的实用方法,针对不同房顶类型设计了相应的结构化表达方法,在此基础上提出了三维建筑房顶面信息提取算法,并进一步实现了房顶类型的识别。实验证明,该方法识别的准确性较高,能够满足进一步应用的需求。     

煤层顶板导水裂缝带发育高度探测研究——以黑龙江省双鸭山双阳煤矿为例

煤层顶板导水裂缝带发育高度是煤矿设计部门在留设防、隔水煤柱时必须考虑的一个重要参数,对煤矿水体下采煤、顶板防治水具有重要意义。基于双阳煤矿水文地质补充勘探项目,在8#煤层采空区上方施工两个地面钻孔,采用地面钻孔钻井液漏失量实测法、钻孔电视摄像技术及传统经验公式法相结合的方法,综合确定8#煤层顶板导水裂缝带发育高度为43.7~45.7m,为地质条件相似矿区在合理确定开采上限、留设防（隔）水煤柱等问题提供方法和数据支持。     

细长输流管内外流耦合振动特性研究

管内流动会影响输流管的振动响应,目前关于输流弹性管涡激振动方面的研究较少。基于计算流体力学(CFD)方法,开展内外流对细长输流弹性管振动特性影响的研究。首先在不考虑内流的情况下将弹性管涡激振动数值预报结果与模型试验数据进行对比,验证了数值方法的可靠性。再者考虑内外流耦合作用情况下,对不同内流流速下细长输流弹性管振动位移时—空分布、顺流向最大平均偏移、振动轨迹、内部横向涡的形成与分布等进行了对比分析。结果发现,与外流流速相比,内流流速的增加虽然难以改变弹性管的主振模态,但对沿管体的振动强度影响显著。顺流向最大偏移处管体运动轨迹发生明显的变形和跳跃。在剪切外流和均匀内流对弹性管的联合作用下,沿管跨方向模态间能量转换频繁,伴随着间歇性出现或消失的沿弹性管传播的行波组分,这主要归因于复杂的双重流固耦合系统(外流—管体,内流—管体)。在内流以附加质量力、离心力和科氏力形式的激励下,弹性管内二次流现象明显。在振动过程中,内部横向涡沿管壁生成、脱落并逐渐散布于整个横截面。     

弹性空间研究的知识图谱分析与重点方向展望

弹性空间的提出和划定是创新国土空间管控模式、提高空间规划科学性、适应经济发展和城市建设变化形势的现实需求,但相关研究仍处于理论初探和个例实证阶段,系统性和理论支撑不足。利用CiteSpace 5.6对“Web of Science”和“中国知网”中共计800余篇弹性空间研究领域的文献数据进行可视化分析,总结国内外近30年来该领域的前沿研究特点和相关研究进展,并探析其未来的发展趋势。结果发现：1）国际文献载文量呈明显上升趋势,国内文献载文量先增后减,基于生态系统服务、适宜性等研究成为最新动向;2）相关科研单位合作网络密度仅为0.004 2,呈现以中国科学院、昆士兰大学等单位为中心的分块式合作关系网络;3）概念与内涵、技术方法和管控措施是热点知识群组,内涵上强调土地预留、混合利用和空间置换等特征,方法上重视空间优化和适宜性评价,决策支持系统和基于主体的模型是重要技术支持,而管控上突出“刚弹结合”相关措施;4）未来需要加强理论框架构建,以多学科理论为支撑,深化理论基础和方法体系研究,拓展弹性空间的应用领域,以进一步提高科学性和实用性。     

小高层结构屋顶保温层TMD减震分析

提出了利用小高层结构屋顶保温层和铅芯橡胶支座作为TMD装置来达到减震的设想。通过SAP2000有限元软件利用动力时程分析方法对其减震效果进行了分析。结果表明,该屋顶保温层TMD装置可有效降低结构的动力响应,其中控制后结构的楼层位移和楼层加速度的平均值降低了约20%,层间位移平均值降低了30%左右,层间剪力平均值减小了约20%~30%。利用小高层结构屋顶保温层和橡胶支座作为结构的减震控制系统具有一定的可行性和实用性。