高海拔地区水电工程开发面临环境复杂、工程集群化、数据样本少和建设风险高等挑战，该文旨在建立适用于高海拔地区水电工程智能建造的碳排放计算模型，以更好地预测和管理工程活动对环境的影响。该文基于高海拔地区水电工程智能建造阶段的特点，确立了建设生命周期的评价范围、碳排放要素和智能建造活动碳排放清单。通过分析现场监测数据，提出了海拔调整系数，并结合离散事件模拟方法，构建了高海拔区智能建造生命周期静态-动态耦合碳排放计算模型。该文将模型应用于某一高海拔地区水电工程建造活动，对其环境影响进行了系统的预测和评价。研究结果表明：材料生产和施工机械是高海拔地区水电工程建造的主要碳排放源，原材料的绿色生产和施工机械的电气化改造等手段能显著降低碳排放。该文提出的碳排放计算方法和研究结果为高海拔地区水电工程建设提供了有效的碳排放管理策略，可为雅鲁藏布江下游和澜沧江上游等梯级水电工程的绿色开发和智能建造提供参考。
尺寸管理在制造业和建筑业中均发挥着重要作用，但与制造业相比，目前建筑业在该方面的研究投入严重不足，传统建筑业依赖公差规范和合规性测量的尺寸管理方法被动且低效，无法满足装配式建筑快速装配的需求，进而影响装配质量和效率。该文基于建筑信息模型(building information modeling，BIM)开发中的信息交付手册(information delivery manual，IDM)标准，通过调研和分析装配式建筑尺寸管理现状机制及缺陷，结合装配式建筑设计、生产和建造流程提出了尺寸管理改进方法，并制定了装配式建筑尺寸管理流程图，规定了各专业间的信息交换流程和内容。该文研究结果可为装配式建筑从项目设计至竣工实现主动式尺寸管理提供参考。
城市信息模型(city information model，CIM)是一种新型城市信息综合体，通过数字化表达城市对象指导构建城市有机体，但CIM现有理论体系不够完善，存在语义规范不足和缺少统一框架等问题。为构建CIM标准语义体系并促进其发展，该文首先提出基于线分类法和多方标准的CIM分级分类语义树，并通过鲁棒优化的双向编码器表征预训练方法(robustly optimized bidirectional encoder representations from transformers pretraining approach，RoBERTa)模型和聚类算法优化该语义树；其次，提出基于本体论的城市信息模型本体(CIM ontology, CIMO)，使其能够进行计算机处理，并阐述了CIMO与多源异构数据的映射关系；再次，通过CIMO进行语义分析并构建知识图谱，提出以编码的方式进行管理分析；最后，通过模型数据验证了所提方法的可行性和高效性。研究结果表明：该文所提方法可以精确完成语义关系分析和层级数据治理，并实现数据集成。该文所提CIM语义网可为各方提供统一的标准，指导项目和智慧城市建设，推动CIM语义体系及其应用发展。
预制构件精确就位问题是影响装配式结构安装效率和施工质量的关键。为了解决传统安装方法中严重依赖人工调节吊起构件位置的问题，该文提出一种机器人辅助就位系统。吊车将构件运至设计位置附近后，通过2台机器人协同工作控制构件在水平面的位置和方向，实现构件的自动化安装。该文首先结合虚拟样机技术对机器人执行任务过程中的运动情况和受力状态进行运动仿真；其次，依据仿真结果验证了机器人代替人工调整构件位置的可行性和有效降低机器人末端负载的设想，缩短了该类型机器人的开发周期，降低了开发成本；最后，借助实验室搭建的机器人辅助构件精准就位平台，设计了将一块预制板安装到预定区域的任务，并开展了多次安装测试，全部试验的安装位置偏差均小于中国装配式建筑质量验收标准限值。仿真计算和试验结果均表明：该文所提机器人辅助安装方法可提高构件安装精度和节省人力，研究结果可为自动化安装方法在实际施工现场的广泛应用提供参考。
随着建筑信息模型(building information modeling，BIM)技术的推广和迭代，BIM建模软件及相关系统已应用于各种建筑项目。然而，不同软件在数据交换过程中，由于模型包含大量的同类构件，因此导出的BIM包含大量冗余几何信息，增加了模型的存储和传输成本。针对这一问题，该文提出一种基于几何张量和图匹配的BIM构件几何信息比对与重用方法。该方法针对工业基础类(industry foundation classes，IFC)格式的BIM构件，计算其以边界表示(boundary representation，B-Rep)表达的度量张量和惯性张量，并结合多个面的图匹配，判断不同BIM构件的几何信息同一性。研究结果表明：该文所提方法能有效忽略构件的位移和旋转变化，通过同类构件的几何重用，减小BIM数据的存储量，为提升BIM的数据存储和交换效率提供技术支持。
形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)是一种驱动性能较好的新型智能材料。索穹顶结构是一种依靠预应力成型的索杆张力结构，能通过改变索单元长度调整结构形态和内力。为利用SMA控制索穹顶结构, 该文首先以SMA丝的形状记忆性能为基础，设计并制作了一种可用于主动控制的钢丝束；其次，进行了钢丝束的抗拉性能和回复性能试验，得到了温度与回复位移的关系；最后，将SMA钢丝束与钢丝绳串联，引入葵花型索穹顶结构，代替外斜索，通过升温实现结构的控制，并研究了均布荷载下，SMA钢丝束的控制效率。该文记录了控制过程中索应力值和节点位移值的变化，并与机械控制方法和有限元模拟结果进行了对比。结果表明：SMA钢丝束的回复性能良好，可作为索穹顶结构中调控索单元的可靠控制装置；调整外斜索长度可使结构的形态得到恢复，并能缓解脊索松弛现象。
建筑业是中国碳排放的主要来源之一，且减碳步伐正在加快。建筑信息模型(building information modeling，BIM)作为一种数字化技术，对建筑业碳排放控制意义重大，但如何应用BIM技术控制建筑业碳排放还缺乏相关梳理和总结，后续研究方向和应用场景也缺少相关分析。该文以BIM在建筑全生命周期的设计、生产和运营阶段的减碳应用为研究重点，采用文献计量学方法分析了相关领域的研究成果，以确定该研究领域的重要技术和潜在发展方向。该文首先通过文献比较和市场回顾，探讨了基于BIM的建筑全生命周期碳排放研究进展；然后，结合建筑设计、生产和运营等影响碳排放生成的重点阶段进行分析，明确研究和实践的主要进展和问题，以及后续的发展方向。研究结果表明：现有BIM技术在建筑全生命周期的减碳研究中，评估阶段已形成成熟的工作框架，建筑设计阶段次之，但建筑生产和运营阶段相关研究与实际项目的碳排放量仍存在差距，原因主要是BIM在建筑生产和运营阶段的研究应用场景有待拓展。该文研究结果可为BIM在不同领域的减碳理论研究和实践应用提供参考。
多样和不规则的建筑自由曲面使自由曲面网格划分成为难题，现有显示编程方法由于过于针对具体曲面，因此缺乏通用性。该文提出利用生成对抗网络模型挖掘并学习自由曲面与对应网格结构的内在规律，以实现在模型中输入自由曲面即可生成对应网格结构的目的。该文首先利用二维云图表示自由曲面，并将其作为模型的输入；其次，使用自编算法提取模型生成网格结构的节点坐标和各节点之间的拓扑关系，并将其投影至三维空间，获得三维自由曲面网格结构；最后，对比了该文所提方法与基于显示编程的三角形和四边形网格划分方法，并通过多个案例测试了该文所提方法。基于网格几何特性杆长和形状质量的评价结果表明：该文所提方法可实现多种形状自由曲面的网格划分。
随着中国桥梁大规模进入运维阶段，传统的桥梁检测方法通常依赖人工巡检和目视检查，无人机的桥梁表观图像数据采集能力较强，因此被逐步应用于桥梁表观病害检测。针对交通管控下无人机拍摄桥梁图像尺寸较大和小目标裂缝较多，目前检测算法提取小目标裂缝特征信息困难且存在识别漏检、误检等问题，该文提出了一种基于改进YOLOv8的桥梁小目标裂缝检测算法。首先，用高效视觉变换器(efficient vision transformer，EfficientViT)替换YOLOv8的主干网络，以减少大量冗余参数，增强图像的局部特征提取能力；其次，引入大型选择性核网络(large selective kernel network，LSKNet)，融合C2f模块注意力机制，选择性调整卷积核尺寸，降低运行参数，减少计算复杂度；最后，增加双向特征金字塔网络(bidirectional feature pyramid network，BiFPN)，融合P2小目标检测头，增加不同尺度特征图之间的信息耦合和小目标裂缝检测框，实现小目标裂缝精准识别与提取。依托无人机采集的某桥梁裂缝数据集进行小目标裂缝检测验证，与YOLOv8模型相比，该算法模型的图像识别准确率提高了3.7%，召回率提高了3.5%，F1分数提高了3.5%，平均精度均值50(mAP50)提高了3.9%，平均精度均值50到95(mAP50-95)提高了7.4%。该文所提的基于改进YOLOv8的桥梁小目标裂缝检测算法提高了桥梁结构小目标裂缝的识别准确率，为广泛应用于桥梁结构的表观健康监测提供了可行的解决方案。
深中通道海底隧道全长6 845 m，其中沉管段长5 035 m，采用钢壳混凝土结构。由于施工海域工况和选址条件复杂，因此最终接头的设计和施工是该项目的重难点之一。深中通道项目采用最终接头预制推出工法，显著提高了施工效率。该文详细分析了深中通道最终接头预制推出工法各施工工序的力学特征。首先，阐述了深中通道最终接头预制推出工法的施工过程，明确了研究对象；其次，计算模拟了最终接头的各施工工况，结果表明，最终接头预制推出工法相关结构设计可靠，安全裕度充足；最后，针对最终接头水下推出过程中钢拉杆的特殊受力情况，进行了理论推导和有限元模型验证，结果表明，水下推出工序会出现钢拉杆内力分布不均情况。该文研究结果可为复杂条件下大型沉管隧道最终接头施工提供参考。
在悬索桥主梁架设阶段，由于结构质量和刚度等参数持续变化，因此桥梁主梁的颤振临界风速不断演变。同时，由于桥址处的混合气候风环境也随季节连续变化，因此为准确评估混合气候悬索桥主梁的颤振风险，该文提出台风与季风混合气候条件下，悬索桥主梁架设施工流程优化分析框架，总结了施工期颤振风险分析方法，并以中国南部沿海深中通道伶仃洋大桥为例进行阐明。该文采用全桥气动弹性模型进行风洞试验，获得了不同施工阶段的主梁颤振临界风速，并通过台风模拟和气象站风速统计回归，按施工周期分别迭代分析了台风和良态风的极值风速。研究结果表明：伶仃洋大桥在连续施工过程中，架设起始时间若选择特定月份，则会遭遇最小的颤振失效风险；若选择最不利施工时间，则颤振风险将呈指数级增加。在施工时间不受限的情况下，优化施工流程是传统结构和气动措施之外的有力补充，尤其是在混合气候模式下，更容易体现优化施工流程的优势。
大型沉管外海长距离快速浮运技术应用于深中通道项目，该项目使用运输安装一体船对质量为80 000 t的大型沉管进行长距离快速浮运，解决了外海沉管隧道建设沉管浮运的关键问题。该文对沉管浮运姿态进行了实测，发现沉管的姿态响应出现明显的纵倾(艏埋)现象，并研究了沉管纵倾角与航速的关系。该文通过建立沉管浮运水动力学模型，分析了沉管出现纵倾现象的机理，研究结果表明：沉管的纵倾现象与沉管艏部形成的绕流有关，沉管艏部的绕流场降低了艏端底部的动压力，从而形成艏倾的旋转力矩。
深中通道项目位于珠江入海口开阔水域，台风频发，百年重现期10 m高度10 min平均风速可达43.0 m/s，为桥梁的抗风设计带来了巨大挑战。该文围绕桥梁抗风设计，针对不同类型的风振问题，通过风洞试验评估深中通道项目的风振性能，并提出了一系列气动和机械控制策略，旨在全面降低桥梁运营期内的风振风险。研究结果表明：综合应用中央稳定板和水平稳定板可有效提升宽幅单箱梁的颤振临界风速；风嘴/抑流板与裙板结合使用可有效抑制双幅钢箱梁的涡振问题。此外，该文还提出了一系列机械措施，作为抑制振动的备选方案，保障了桥梁抗风安全，提高了工程的可靠性和经济效益。该文对深中通道多桥梁段实施综合抗风设计，并采取相应控制措施，对提升桥梁全生命周期的运营稳定性有示范意义。
口音是语音识别面临的主要挑战之一，为解决多口音语音识别问题，进一步探索口音识别与语音识别任务之间的相互作用，该文提出一种基于尖峰特征的口音识别和语音识别多任务学习方法。该方法首先通过共享部分编码器底层网络，利用口音信息隐式增强特定口音的声学特征，提升口音语音识别性能；其次，通过分析口音特征可发现，口音特征大部分由空白帧组成，而更能反映口音差异的有效标签帧未发挥主要作用。因此，该文在多任务学习框架下，将有效标签对应的连接主义时序分类(connectionist temporal classification，CTC)尖峰特征作为口音识别的输入特征，从而在一定程度上提升口音识别性能。在英文Common Voice和AESRC2020数据集上的试验结果表明：与直接混合所有数据训练的模型相比，该文方法在语音识别性能上分别绝对提升0.6%和1.0%；在口音识别上，基于CTC尖峰特征的口音识别性能分别绝对提升0.7%和1.9%。
情感语音是抑郁症诊断过程的一个关键特征，可反映自主神经系统(autonomic nervous system，ANS)的活动。已有研究发现，抑郁症患者存在ANS功能失调的情况，并且通过采集的语音信号可以反映ANS的动态变化。然而，与抑郁症相关的高质量多模态生理信号数据库的缺失，限制了已有研究在临床环境中客观诊断和评估抑郁症的应用。为填补这一空白，该文旨在为青少年抑郁症患者设计一个多模态生理信号数据库。该数据库包含86位12.00~20.00岁母语为普通话者的多模态数据，如音频记录、心电图(electrocardiogram，ECG)和血压读数等。该文描述了数据库的结构，并通过多维分析初步比较了抑郁症患者与对照组的心电和语音特征，研究结果可为后续研究抑郁症客观评估方法提供参考。
多通道语音增强(multi-channel speech enhancement，MCSE)的主要目标是利用麦克风阵列捕获的空间关系和时间频谱信息恢复干净的语音信号。尽管现有方法在去噪和减少失真方面表现出色，但在低信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)和高混响等不利声学环境下，语音的声学结构和空间信息可能会不完整或模糊。依赖网络隐式学习频谱-空间信息的方法难以准确预测波束成形权重，从而导致语音失真。为解决这一问题，该文设计了一种基于语音谐波结构的2阶段MCSE网络，显式引入频谱谐波结构信息。在第1阶段，在UNet波束成形网络中集成语音信息提取模块，学习并保留谐波结构；在第2阶段，引入残差迭代修正模块，进一步增强在第1阶段未被充分处理的声学结构，从而减少失真。基于LibriSpeech仿真生成的数据集试验结果表明：在不利声学环境下，显式引入声学结构信息的波束成形网络在抗失真性能上显著优于仅依赖隐式学习频谱-空间信息的方法。该文研究结果可为极端声学场景下的多通道语音增强方案提供参考。
并联机器人运动学误差模型的准确性对提高机器人定位精度至关重要。该文针对Delta并联机器人现有误差建模方法存在奇异性及完整性不足等问题，基于旋量理论结合局部POE(product of exponentials)公式，建立了Delta机器人的误差分析模型，将误差源细分为结构误差、驱动角度误差以及球面副间隙误差三大类，深入分析了各类误差对机器人末端定位精度的影响规律。选取主动臂长400 mm，从动臂长950 mm的Delta机器人为研究对象。通过MATLAB仿真分析，当误差源大小均为0.100个单位(长度单位为mm；角度单位为(°))时，驱动角度误差对Delta并联机器人末端定位精度影响最为显著，其引起的综合误差可达1.500~2.000 mm；球面副间隙误差引起的机器人综合误差为0.340 mm；由结构误差引起的综合误差具有一定的稳定性，其值在0.100 mm左右波动，波动范围约为0.010 mm，可约等于定值。综合分析得到，主动臂与从动臂的长度误差对末端定位精度影响更为突出，其引起的误差波动明显大于其他误差。基于旋量理论的误差分析模型较传统的误差建模方法能够更直观且全面地分析主要影响误差源，避免了奇异性问题，可为Delta机器人或其他并联机构误差建模分析提供理论参考。
基于消费者剩余理论，通过出行选择偏好调查，确定影响货运路径选择的关键因素，提出一种用于确定通行费折扣的双层规划模型。其中，上层模型为考虑费用成本和时间成本的路网经营者盈余最大化模型，采用遗传和模拟退火混合优化算法求解；下层模型为弹性需求下基于Logit的多车型随机用户均衡分配模型，采用Frank-Wolfe算法求解。利用高速公路收费数据、普通国省道断面交通量数据，以3组并行的实例路段验证了模型的可行性。结果表明，该模型可精准确定高速公路货车通行费折扣范围；经43次迭代后，上层模型可达到稳定值，实例路段的小型、中型、大型和特大型货车通行费折扣率范围分别78.68%~86.27%、55.82%~65.82%、47.90%~54.81%和47.52%~48.31%，货车平均流量提高了12.24%。该研究可支撑差异化收费方案制定及优化调整。
盾构隧道衬砌普遍存在管片错台现象，严重时影响衬砌结构安全和服役性能，该文采用双目视觉测量技术测量盾构隧道管片错台。首先，标定消费级双目相机获得相机内外参数，并采用深度学习立体匹配算法计算管片双目图像的准确视差信息；其次，提取管片接缝骨架，采用最小二乘法进行直线拟合，得到接缝附近关键点的像素坐标，并基于三角测量原理计算关键点的相机三维坐标；再次，基于关键点的相机三维坐标建立管片坐标系，并确定管片坐标系与相机坐标系的转换关系；最后，提出相机姿态修正方法，以精确计算管片错台量。对比基于双目视觉的管片错台精确测量结果与焊缝规实测结果表明，双目相机正对接缝拍摄时，经相机姿态修正的计算结果与实测结果较一致，绝对误差不超过1.0 mm，且图像处理效率较高；对于倾斜拍摄情形，当相机坐标系相对于管片坐标系绕其Xc轴和Yc轴的姿态角分别处于(180.00±15.00)°和±20.00°范围时，该方法同样能有效修正计算结果，鲁棒性较强。该文研究结果可为精确和快速测量盾构隧道管片错台提供参考。
未经阻燃处理的纯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料遇到明火容易燃烧，会对航空运行造成危险。该研究通过热重分析仪和锥形量热仪系统评估了ABS在不同升温速率和热辐射强度条件下的热稳定性和燃烧特性，并分析其变化规律。研究结果表明：ABS的热解过程可分为4个阶段；升温速率的增加显著缩短了热解时间并提升了最大热分解速率。热辐射强度的提高导致二氧化碳和一氧化碳的生成速率加快，最大生成量分别增加了49%和74%；热释放速率加快，峰值上升了53%；燃烧时间和点燃时间分别减少了32%和78%；发生质量损失的时间提前，质量损失速率增加了53.8%。根据点燃时间模型，计算得出2 mm厚ABS材料的临界热辐射强度为16.255 kW/m2。通过对火灾性能指标的计算发现，随着热辐射强度的增加，火灾的发展变得更加迅速，ABS的火灾危险性与热辐射强度正相关。该研究为航空器安全运行提供了关于ABS材料火灾风险的重要数据和实际应用参考。
