基于IFC标准的施工信息模型至图数据库的自动映射机制及其应用

工业基础类(industry foundation classes, IFC)文件是建筑信息模型的数据存储和交互的标准通用文件,其难以直接被用于数据分析和数据挖掘。图数据在描述数据间复杂关联关系时具有天然的优势,被大量应用于对关联关系的分析和挖掘中。建立从IFC文件到图数据库的自动映射机制,将IFC文件中的实体及其关联关系一一映射至图数据库的节点和关系中,并分析该自动映射机制的完备性和基于图数据库的信息管理效率。映射得到的基于图数据库的施工信息模型被应用于施工离散事件仿真、施工进度网络分析和施工延迟分析中。分析结果表明,提出的自动映射机制能够完整地传递基于IFC标准的信息,映射效率满足施工过程中信息高效交互的需求,且基于图数据的信息管理效率也高于直接操作IFC文件的效率。在此基础上,通过具体工程中施工进度信息的关系利用和挖掘体现所提数据映射机制的优越性,结果表明所提数据映射机制提高了预制装配式建筑施工管理效率。     

点支承连接位置对预制外墙板受弯性能影响的试验研究

预制墙板应用于实际工程中常采用四点内嵌的形式,但对于支承点的形式和位置没有明确的规范要求。因此,本文给出了一种点支承形式,通过对4块支承点位置不同的四点支承矩形墙板进行了抗弯试验,结果发现,四点支承预制矩形墙板中节点内自端部向内移动适当距离,能够改善墙板受弯性能,提高墙板的抗弯承载能力。为方便工程实际应用,对四点支承无洞口墙板的最佳节点位置进行分析,给出一个通用的节点位置计算公式。     

基于Zigbee的无线传感器网络在桥梁健康监测系统中的应用探究

桥梁的建设和维护是国家基础设施建设的重要组成部分,桥梁健康监测技术能有效的保证桥梁的安全运营,保障人民群众的生命财产安全。桥梁健康监测系统通过对桥梁结构状态的监测与分析,为桥梁在特殊气候、复杂交通环境下和桥梁结构状况异常时发布预警信号,为桥梁的管理、养护与维修提供科学的依据。目前国内外桥梁监测系统大多为有线网络系统,存在着网络安装布线成本高昂、设备移动和网络结构灵活性差、节点智能化程度低等问题。为此,本文提出并设计实现了基于Zigbee协议的无线传感器桥梁健康监测网络系统。与传统的桥梁监测系统相比该系统具有成本低、可靠性高、安装方便、维护更新费用低等优势。本文针对桥梁健康监测技术的发展现状和无线传感器网络技术的应用,阐述了无线传感器网络的结构、分层模型和关键技术,将Zigbee技术应用于桥梁健康监测的无线传感器网络。对TI的基于Zigbee2006标准的协议栈Z-Stack进行了剖析。设计了适用于桥梁健康监测的网络拓扑结构,结合系统监测指标,给出基于Zigbee桥梁健康监测系统总体方案。     

基于移动终端位置变化情况和信号强度的3G系统越区切换的优先级算法

在第三代移动通信系统中,终端在移动时,越区切换就变得频繁,如何高效实现越区切换就尤为重要。如果算法不稳妥,会导致通话掉线,影响通话质量。本文提出基于移动终端位置变化情况和信号强度的优先级算法,能够较好地解决越区切换问题。     

水声网络动态编码协作通信频率选择与中继节点位置选择

以含直达路径的典型3点中继动态编码协作水声通信系统为例,研究了如何选择最优工作频率与中继节点的位置,以使系统的功耗最小、性能最优的方法。首先给出在一定通信距离情况下的最优工作频率模型,根据得到的最优工作频率来改变中继节点位置,继而得到中继节点的最佳位置。以此为基础,建立通信网络的能量消耗模型,通过最优频率-距离关系近似表达式进行能量消耗的优化,综合工作频率与中继节点位置进行选择。从理论上证明了当中继节点与信源节点和目的节点的距离相等时,工作频率选择该距离条件下的最优工作频率可使系统的功耗最小。计算机仿真实验验证了该理论的正确性。     

膜结构大变形分析的向量式有限元4节点膜单元

基于向量式有限元基本原理,首先推导了4节点膜单元的基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移的过程,以及进一步通过变形坐标系获得单元节点内力的求解方法;同时对4节点膜单元的位置模式和内力计算的数值积分等问题提出了合理可行的处理方法。在此基础上编制了4节点膜单元的计算分析程序,通过算例分析验证了理论公式和所编制程序的正确性和有效性,进而将本文方法应用于气枕充气和布料悬垂等膜结构大变形大转动问题的计算分析。     

基于社会关系的低时延机会网络路由算法

针对现有的基于历史信息预测的机会网络路由算法(history based prediction for routing in infrastructure-less opportunistic networks,HBPR)在归属位置单元表更新阶段存在的开销冗余和消息转发阶段存在中继节点选择不合理等问题,提出了1种基于社会关系的低时延机会网络路由算法(a low delay routing algorithm for opportunistic networks based on social relations,LDSR),利用节点社会关系和地理位置信息来选择路由,简化了控制信息;在整个网络区域内设定多个归属位置单元,并在选取中继节点时,以选择与目的节点所在归属位置单元社会关系密切的节点,以及以选择能够缩短携带消息节点与目的节点归属位置单元之间距离的节点为辅。仿真结果表明,与HBPR算法相比,LDSR算法的平均端到端时延缩短了20%。     

无线传感器网络基于树的路由安全模型研究

针对网络的安全性与稳定性较差问题,提出了以高效节能为前提,基于树的路由协议的安全模型(security model for tree-based routing protocols,SMTR),通过使用报文鉴别码和数字签名技术,为提高网络的安全性能提供了可靠保证。所构造模型还可以对常用报文鉴别码和数字签名技术在树的路由协议中的执行效果与能耗情况进行对比和评价,为提高无线网络的安全性提供新的解决方案。对安全模型评估与仿真结果表明,在安全模型中使用安全技术,能有效提高网络生存时间和安全性能,从而保证了数据的正确传输。     

K型钢管节点试验与数值分析及施工措施

钢结构规范中基于少量的试验数据给出K型节点支管的承载力计算公式,具有一定的局限性。本文开展了大量的K型节点的数值分析,考察支管外径与主管外径之比β、主管的外径和壁厚之比d/t、支管轴线与主管轴线夹角θ和主管应力σ四参数对节点承载力的影响,通过试验验证了数值分析的正确性。通过解析解与数值对比验证了解析解偏于保守,基于试验和数值分析给出了计算建议,最后提出K型节点的施工措施,可为K型节点计算提供理论依据和参考。     

基于ZigBee的智能家居控制系统研究及设计

摘要为了解决基于ZigBee协议的智能家居产品的互连互通问题,本文探讨了基于ZigBee家居自动化配置规约的智能家居控制系统的实现。对照ZigBee协议文档,借助ZigBee报文捕捉工具对ZigBee协议及ZHA配置规约进行了研究,讨论了基于ZigBee的智能家居控制系统的设计与实现。通过搭建20点的实验平台,验证了本文所给出的设计方案符合ZHA规范,为实现产品的互连互通作了有益的尝试。