元宇宙：概念、技术及应用研究综述

网络技术、人机交互和人工智能等技术的飞速发展催生了元宇宙,并进一步促进人们物质生活各个方面的数字化转型.2021年是元宇宙元年,元宇宙作为一个新兴的概念受到产业界、学术界、媒体界及公众的广泛关注.本文尝试从技术维度和应用角度深度剖析元宇宙.首先,从定义、起源与发展、特征和关键技术(网络及运算技术、物联网技术、人机交互技术、电子游戏技术、区块链技术、数字孪生技术和其他技术)等多方面对元宇宙的概念及内涵进行论述;然后,讨论了当下布局元宇宙的企业和应用实例;最后,剖析了目前元宇宙发展存在的问题和机遇,并对未来研究与应用进行了展望.通过对元宇宙当前的发展状况、研究趋势进行归纳分析以及科学地评估元宇宙的落地应用,为元宇宙研究人员提供有益的参考和借鉴.     

元宇宙技术体系构建与展望

元宇宙是一个脱胎于现实世界,又与之平行、并相互影响的数字虚拟世界。其连接虚拟和现实,丰富了人的感知体验,延展了人的创造力,带来了人类社会发展的更多可能性。元宇宙是人类想象与现实技术条件之间的耦合,依赖人机交互、人工智能、区块链、物联网等新技术的系统集成与综合应用。通过对元宇宙概念及其关键支撑技术的梳理和分析,将多种技术归纳在一个技术栈下,构建了包含8类技术的元宇宙“BIGCHINA”技术体系,一定程度上突破了从单一技术视域分析的局限,从而对了解当前元宇宙技术整体发展现状和未来趋势具有一定的借鉴意义。     

数字孪生技术在土木工程中的应用：综述与展望

随着工业4.0概念的发展，数字孪生技术(digital twin)已经成为智能制造和产品全寿命周期管理相关领域的主要数字化解决手段。在工程建设领域，提升土木工程结构数字化防灾能力和管理水平是未来智慧城市建设的重要环节。建立精确可靠的数字孪生模型，一方面，可以帮助实现工程灾害的精准防控和重大灾害事故的风险识别预警；另一方面，数字孪生也为未来城市的数字化建设和管理提供了技术基础。本文首先对数字孪生技术的基本概念和阶段性发展成果进行梳理，总结了在土木工程领域里孪生数据获取和构建数字孪生体的技术手段。最后，从结构运营评估、灾害仿真推演和数字孪生城市建设三个领域来回顾与展望数字孪生技术在土木工程领域的应用进展。     

数字孪生技术在土木工程中的应用：综述与展望

随着工业4.0概念的发展，数字孪生技术(digital twin)已经成为智能制造和产品全寿命周期管理相关领域的主要数字化解决手段。在工程建设领域，提升土木工程结构数字化防灾能力和管理水平是未来智慧城市建设的重要环节。建立精确可靠的数字孪生模型，一方面，可以帮助实现工程灾害的精准防控和重大灾害事故的风险识别预警；另一方面，数字孪生也为未来城市的数字化建设和管理提供了技术基础。本文首先对数字孪生技术的基本概念和阶段性发展成果进行梳理，总结了在土木工程领域里孪生数据获取和构建数字孪生体的技术手段。最后，从结构运营评估、灾害仿真推演和数字孪生城市建设三个领域来回顾与展望数字孪生技术在土木工程领域的应用进展。     

数字孪生技术在土木工程中的应用：综述与展望

随着工业4.0概念的发展，数字孪生技术(digital twin)已经成为智能制造和产品全寿命周期管理相关领域的主要数字化解决手段。在工程建设领域，提升土木工程结构数字化防灾能力和管理水平是未来智慧城市建设的重要环节。建立精确可靠的数字孪生模型，一方面，可以帮助实现工程灾害的精准防控和重大灾害事故的风险识别预警；另一方面，数字孪生也为未来城市的数字化建设和管理提供了技术基础。本文首先对数字孪生技术的基本概念和阶段性发展成果进行梳理，总结了在土木工程领域里孪生数据获取和构建数字孪生体的技术手段。最后，从结构运营评估、灾害仿真推演和数字孪生城市建设三个领域来回顾与展望数字孪生技术在土木工程领域的应用进展。     

基于数字孪生技术的“智慧虚拟现实与元宇宙”课程教学改革探索

近年来数字孪生技术在工业领域迅速发展的同时也拓展到教育教学领域。为适应新时期高等教育发展的新形势,将最新的科学技术引入教育教学改革,进行基于数字孪生技术的课程教学改革探索。在分析传统课程教学问题的基础上,以“智慧虚拟现实与元宇宙”专业选修课为教学改革对象,基于数字孪生技术进行教学设计,依据教学改革实施路线及其教学实践效果,探讨基于数字孪生和神经网络的教学改革效果评价方法,期望对新时期人才培养和提升教育教学效果提供参考和借鉴。     

基于教育元宇宙的数字化校园案例研究

为了提升宁波市教育信息化水平,选取甬江职高作为教育元宇宙数字化校园的试点案例,采用无人机全景采样、校园建模、人物设计和交互开发等技术和方法,对宁波甬江职业高级中学开展数字化校园的创新设计,构建了面向甬江职高的教育元宇宙应用。该数字化校园具有校园漫游、人物画像、地图标定、区域社交和日常路径规划等五个功能模块,为学生—教师答疑辅导以及教育管理者的教育资产评估提供了一种思路,同时为国内职业高中的数字化建设提供参考。     

增强现实技术在特色建筑观赏系统中的应用

特色建筑凝结了历史的变迁与文化的发展,为了更好的保护与展示这些宝贵的文化资源,文章利用增强现实（AR）技术与数据挖掘技术重现建筑在不同时代的外观与特色,同时系统也智能提供了个性化建筑资料,这可让使用者全方位的认识特色建筑的历史。系统经过用户实际使用,反馈效果良好,不仅有结合用户兴趣的个性化信息互动,而且有效的保护并展示特色建筑的风格特点。     

数字孪生技术架构及在输变电设备运维中的应用

目前数字孪生技术已在电网中得到了广泛应用,为保证电网的安全平稳运行提供了新的思路和方法。基于数字孪生技术的概念和体系架构,对数字孪生电网的内涵及层次进行了介绍,对数字孪生技术在输变电设备状态评估中的应用以及关键技术进行了分析。最后对数字电网的发展前景作了展望。     

超高层建筑绿色施工技术探索

随着中国超高层建筑施工技术的不断发展,目前超高层建筑的建造已逐渐由一线城市向二、三线城市扩展。打造绿色超高层建筑,除了合理利用设计及运营关键技术,还需要正确把握现行绿色建筑及绿色施工的标准规程,根据相关要求及评价标准,对应提出地下工程与主体结构施工过程中所使用的绿色施工技术要点,同时根据目前国情对清洁再生能源在施工过程中的应用提出设想。     

建筑施工用电的负荷计算方法及其改进

建筑施工工地的用电设备多数属于重复短时工作制,造成按照通常的负荷计算方法得到的计算负荷低于实际值。在实际应用中反复出现因过载形成的跳闸断电,影响工程进度和工程质量。文章分析了施工用电的特点和存在的问题,研究比较了各种负荷计算方法的优劣,提出了建筑施工工地应加大计算负荷25%的建议,结合施工用电的特点对施工现场的变压器选型提出了个人的看法。     

虚拟现实技术及其在城市建设中的应用

简要介绍了虚拟现实（Virtual Reality)的概念和特点,虚拟现实建模语言（VRML）及其在建筑设计和城市规划中的应用,并就其发展前景探讨了虚拟现实技术与地理信息系统（GIS）相结合,基于数字高程模型（DEM）生成地理环境虚拟视景的方法,数据库管理和运有动态数据调度实现三维飞地模拟的技术以及虚拟现实（VR）的网络化发展趋势。     

在建建筑火灾轰燃数值仿真研究

为研究在建建筑特殊火灾的轰燃现象,建立火灾能量守恒方程,基于燕尾突变理论确定突变势函数,计算出在建建筑火灾轰燃时上层烟气的临界温度。利用模拟软件FDS对在建建筑不同施工场景进行仿真模拟,得到火灾特征参数值。结果表明：不同施工阶段的火灾可燃物不同,发生轰燃的时间点不同;随着通风风速的增加,火灾热释放速率增长逐渐放缓,烟气可见度增长加快,一定的通风速度有助于提高排烟效率;不同火源位置火灾特征不同,狭窄空间更容易发生轰燃,未封闭楼梯间处烟囱效应明显。     

容栅传感器及其发展前景

容栅传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展成的,是在光栅、磁栅、同步感应器之后出现的一种新型大位移传感器。本文介绍了容栅传感器的基本原理及存在的问题,综述了容栅传感器的研究历史、现状及应用前景。     

Reverse construction of Harbin aerospace building basement

ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｓｗｅｌｌ.Ｔｈｕｓｉｔ　　ＴｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｇａｒｅａｗａｓｇｒｅａｔｌｙｒａｉｓｅｄｂｙｔｈｅＲＣＭｉｎｔｈｅｂａｓｅｍｅｎｔ .Ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｃｏｎｓｔｒｕｃ ｔｉｏｎｓｉｔｅｗａｓｖｅｒｙｎａｒｒｏｗｄｕｅｔｏｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｅｅｔｓａｎｄｃｏｎ ｎｅｒｃｉａｌｄｉｓｔｒｉｃｔｓａｒｏｕｎｄｉｔ ,ｔｈｅｒｅｆｏｒｅａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅＲＣＭｃａｎｅｘｔｅｎｄｔｈｅｏｐ…     

中国传统建筑空间构成特点浅析

从空间构成的角度 ,结合中国传统文化思想 ,对我国传统建筑的主要特点进行了分析研究 .同时指出 ,创造有中国特色的建筑空间环境必须学习传统文化的理论精华 ,并加以继承、创新 .     

直线Snakes及其在建筑物提取中的应用

在直线检测的基础上，将传统Snakes的基本元素由像素点变更为直线段，提出了一种直线Snakes算法．该方法利用中层图像处理技术对杂乱无章的底层图像信息的初步组织和解释功能，提高了Snakes的计算效率，增强了Snakes的稳定性鲁棒性，并在建筑物屋顶轮廓提取中提出了成功的应用．     

考虑施工过程收缩徐变对高层建筑结构影响理论分析

混凝土收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，目前还没有一种比较符合实际受力模型的计算方法，将施工过程引入收缩徐变对高层建筑结构影响分析，考虑竖向构件轴力变化，混凝土弹性模量变化及收缩徐变使钢筋混凝土截面应力重分布引起混凝土截面应力的变化。利用混凝土徐变中值系数和混凝土弹性模量中值系数，推导出高层建筑竖向承重构件的应变计算公式，通过分析施工过程收缩徐变的变形特点及其对水平构件的影响，建立了高层建筑结构收缩徐变竖向变形计算公式并进行了算例分析。结果表明收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，计算公式符合实际受力模型，可供工程设计参考。