2024-05-22

祝贺 宁厚淳、张晓冰、张嘉鸿 顺利通过清华大学硕士学位论文答辩！

宁厚淳的论文题目为《基于数字孪生的海上浮式风机姿态监测与优化技术研究》，该研究通过缩尺模型研究了海上浮式风机姿态的实时监测与分析技术，特别是立柱姿态的精确捕捉。利用物联网和数据清洗技术进行实时数据采集与清洗，并通过数字孪生平台实现运行状态的三维动态可视化。同时，采用有限元和非线性回归方法对立柱形变进行分析，得到精确数学模型，以捕捉立柱在不同风浪条件下的形变特性。

张晓冰的论文题目为《基于知识图谱与数据模板的公路工程安全管理》，该研究采用本体、知识图谱和数据模板等技术，对公路工程安全管理进行创新研究。通过划分数据维度、构建语义模型和规范知识库，实现了对工程领域知识的深度提取和管理。最终，设计出安全管理模板，将本体转化为易于使用的格式，助力管理者准确识别作业场景并获取必要知识。

张嘉鸿的论文题目为《基于规范的地铁工程领域知识提取与应用》，该研究采用深度学习、大语言模型、本体和知识图谱等技术对地铁工程领域知识进行系统分析、提取和管理。通过分析143个工程规范文件，开发了知识提取方法，自动化识别实体元素，并构建了地铁工程规范知识图谱。进一步提出一种融合知识图谱和大语言模型的增强模型架构，并开发出一个具备知识导航、管理和问答功能的平台。

2024-05-09

Improving interoperability between architectural and structural design models: An industry foundation classes-based approach with web-based tools 在谷歌学术上他引次数破百。

建筑项目通常涉及多名结构工程师，他们使用各种结构分析应用程序。这些应用程序和技术之间的互操作性不足，而且在结构工程领域针对互操作性问题仍然缺乏足够的调查研究。该文提出了一种基于IFC的统一信息模型与算法结合的新方法。该方法旨在实现建筑与结构模型之间的双向转换，以及多结构分析模型间的准确转换，通过API实现IFC架构工具的直接导出，并成功应用于四个大型实际项目。测试结果显示，该方法不仅成功完成了四个结构分析工具间的双向转换，还与直接链接工具的转换效果进行了比较，证明了其准确性和有效性。此外，该平台支持集中和远程协作，可在客户端/服务器和浏览器/服务器环境中运行，为建筑项目提供了强有力的技术支持。该文因其解决实际问题、技术创新、实证测试、广泛适用性以及对结构工程领域研究的推进，被广泛关注和引用。

注：Automation in Construction，属于工程技术领域顶刊，目前影响因子为10.3。本人为论文第一作者和通讯作者。

2024-05-06

论文Fine-tuning vision foundation model for crack segmentation in civil infrastructures已发表在Construction and Building Materials期刊上。

大规模的基础模型已成为深度学习的主流方法，然而在土木工程中，AI模型的规模受到严格限制。本研究引入了一种用于裂缝分割的视觉基础模型。采用适配和低秩自适应两种参数高效的微调方法对语义分割的基础模型进行微调：Segment Anything Model（SAM）。经过微调后，CrackSAM在不同场景和材料上展现出了出色的性能。为了测试所提出方法的零样本性能，我们收集、标注和开源了两组独特的与道路和外墙裂缝相关的数据集，共计810张图像。与十二种成熟的语义分割模型进行了比较实验。在含有人工噪声和之前未见过的数据集中，CrackSAM的性能远超所有最先进模型。CrackSAM在挑战性条件下，如昏暗光线、阴影、道路标线、建筑接缝等干扰因素下，表现出显著的优势。这些跨场景结果证明了基础模型卓越的零样本能力，并为土木工程中视觉模型的发展提供了新的思路。

注：论文第一作者为2022级硕士生葛康，郭宇韬助理教授为通讯作者。研究成果得到国家自然科学基金和清华大学深圳国际研究生院跨学科研究与创新基金研究计划的资助。

2024-03-24

近日，华夏建设科学技术奖励委员会发布了“2023年度华夏建设科学技术奖”授奖项目名单，本人参与完成的《数字孪生驱动的城市地铁数字化建造关键技术及应用》项目，荣获2023年“华夏建设科学技术奖”二等奖。

"华夏建设科学技术奖"是国内住房城乡建设领域最有影响力的科技奖励之一，旨在表彰在建设行业中做出显著贡献的组织和公民，推动科技成果的应用和生产力转化，提高住房和城乡建设行业的整体技术实力。研究团队能够获此殊荣，充分体现了我们在数字孪生技术与城市地铁建设领域的技术实力和创新价值。未来，将不断完善我们的技术和方法，促进数字化转型升级的进程，为城市交通基础设施发展添砖加瓦。

注：该项目由本人牵头，王玮、林佳瑞、邹东、张建平、郭宇韬、王洪东、崔力波、薛志刚、陈祥祥、伍震和章邦超为主要完成人共同完成。主要完成单位包括广州地铁集团有限公司、清华大学深圳国际研究生院、清华大学、广州地铁建设管理有限公司、中铁建华南建设有限公司、广州轨道交通建设监理有限公司、北京云建信科技有限公司。

2024-02-27

论文Inertia load reduction for loadoff during floating offshore wind turbine installation: Release decision and ballast control已发表在Sustainable Horizons期刊上。

较高的海上安装成本是限制海上风能竞争力的一个重要因素。对海上浮式风机的一种有效安装方法是在岸上预组装塔架、机舱和转子，并在安装现场进行一次吊装操作，以将上部结构与浮动基础相匹配。由于有效载荷很重，这是一项繁重的工作。在配合过程结束时，进行卸载操作以将预组装件转移到浮动基础上。它会导致作用在船舶上的总力突然变化，并导致大幅加速并对机载机舱中的机构造成潜在损坏。机载机舱的加速度大小在不同的释放时刻可能会有很大差异。在本研究中，还提出了一种简化的二自由度（DOF）（升降和俯仰）模型来解释重型提升过程和可变压载舱。利用双曲正切函数近似逼近突然的有效载荷传输，以保证连续性和可微性。卸载操作包括决策阶段和船舶稳定阶段。基于非线性模型预测控制方法，开发了一种有效载荷转移时间选择器和反压载控制器，分别实现最佳释放时间决策和有效载荷释放后船舶的稳定。六自由度仿真结果表明，所提出的算法能够在确定最佳有效载荷释放时刻以及限制有效载荷释放后机载短舱的峰值和平均加速度大小方面具有令人满意的鲁棒性。该决策和控制策略可以通过延长运行窗口，降低安装成本，促进可持续能源转型。

注：论文第一作者为2021级硕士生马灿，任政儒助理教授为通讯作者。研究成果得到深圳科技项目、深圳市科技创新委员会和广东省区域联合基金粤港澳团队项目的资助。