研发平台

城市生命线安全研究中心

城市生命线安全研究中心

Urban Lifeline Safety Research Center


城市生命线安全研究中心以保障城市生命线运行安全,推进城市安全精细化管理为目标,开展物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与传统市政工程专业模型之间的融合研发,研制具有自主知识产权的生命线监测、数据采集处理和各类生命线子要素管理专业化产品,并在国内外推广应用。

中心承担了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、安徽省自然科学基金等各类科研项目,获得发明专利50余项,拥有软件著作权20余项,研发的“城市生命线工程安全运行监测系统”获得了安徽省首台套重大技术装备认证。中心将继续秉持“顶天立地”的科研理念,发展成为集技术研发和产业转化为一体的国际一流的智慧安全城市研发基地。

中心现包括地下管网安全实验平台、桥梁安全监测实验平台、边坡安全实验室等实验平台。


地下管网安全实验平台:

Underground Pipeline Safety Experimental Platform

地下管网安全实验平台由燃气、供水、排水、热力等子系统组成,能够模拟燃气燃爆、供水及热力爆管、地面塌陷等事故的致灾过程,提供各类管线单灾种和多灾种耦合致灾机理与灾害防控研究能力,是我国目前唯一的全尺寸综合埋地管线安全实验设施,其规模尺寸位于世界前列,管线间耦合事故模拟实验能力位居国际领先水平。



1 实验平台概览



2 热力实验场景



3 泄漏气体在土壤中的扩散研究



4 泄漏气体在相邻空间下的聚集与蔓延



5 管道泄漏点定位



6 多因素耦合作用下燃气管线泄漏风险


  桥梁安全监测实验平台

  Bridge Safety Monitoring Experimental Platform

桥梁安全监测实验平台建设有全国体量最大的桥梁结构实体模型。由钢箱梁、混凝土连续梁、大跨斜拉等六种不同类型桥梁组成的环形桥面可承受7吨以下的车辆在桥面连续通行以实现动静力加载。140余个结构类、环境类及荷载类传感器布设在桥梁及其周边,用以记录数据并开展实验研究。平台具有二十余种桥梁典型风险如桥墩沉降、单板受力、拉索断裂、主梁倾覆等的场景模拟复现能力,可用于安全预警模型研究、监测设备检验认证、监测系统综合测试等工作。


实桥——合肥市白石天河桥

实验平台——白石天河桥比例缩尺结构模型


    

实验平台——白石天河桥实验模型    

    

    生命线工程——白石天河桥工程监测系统

图7 合肥市白石天河桥实景及实验模型



8 桥梁安全监测实验平台—俯瞰图



9 桥梁安全监测实验平台—独塔斜拉桥




  图10 实桥原型与平台桥梁模型监测对比—报警阈值优化研究


  典型案例:

  1. 桥梁前端设备检验认证盲测实验(图11

  2. 桥梁图像测变形监测装备研发与测试实验(图12

  3. 桥梁重大风险场景复现及监测预警实验(图131415

  4. 基于缩尺桥梁监测数据的实桥报警阈值优化研究(图16


边坡安全实验室

Slope Safety Experimental Platform

滑坡全过程模拟与声发射监测实验平台,可模拟滑坡变形破坏的全过程,研究滑坡体在降雨、冲刷、切脚、加载等多触发因素耦合作用下的滑动机理和灾变前兆。实验平台可验证声发射传感设备功能,也可为其他多类监测技术装备测试标定提供手段,实现多点位布置多设备同步测试和对比验证。实验平台可精确控制滑动位移,滑动速度在0-6 mm/s范围连续可调,最大位移超过400 mm,平台的倾斜角度可在0-20°之间自由调整。建立了机器学习智能算法,可以利用声发射数据自动量化滑坡深部变形行为。



1滑坡模拟实验平台



12 岩土深部变形监测仪



13 滑坡深部变形声发射监测系统



14 机器学习模型的滑坡位移预测结果



图15 地质灾害监测预警信息系统



16 四川省雅安市汉源县红岩子滑坡声发射野外监测实验