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工程硕士论文范文推荐(优秀精选两篇)

所属栏目:土木工程论文 发布日期:2019-03-16 23:16:19 论文作者:佚名

工程硕士论文范文推荐第一篇

论文题目:基于BIM的管道支吊架布置与受力校核之土木工程研究

本文是一篇土木工程硕士论文,本文研究选用 C#语言,利用 Revit 中 API 接口的可扩展性,对 Revit 平台进行二次开发,研建支吊架布置及校核插件,用来实现 BIM 模型的支吊架布置、支吊架校核工作。

第 1 章   绪论

1.1   研究背景与意义

1.1.1    研究背景

进入二十一世纪以后,全球受到了信息化浪潮的影响,计算机应用也进入了高速发展时期,信息技术与各行业之攻的结合日益紧密,建筑行业中的计算机应用尤为明显。计算机在信息处二上具有极大的优势,对于需要经常修改信息的建筑设计人员来说,计算机应用与建筑行业的结合,改变了建筑设计师的工作方式,提高了建筑设计师的工作效率。

CAD(计算机辅助设计)作为在国内名度特别很的建筑行业绘图设计软件,被看作是建筑设计与计算机辅助设计应用的完美结合。从上世纪八十年代开始,我国建筑行业才开始使用计算机辅助设计技术,设计院及设计师引进了推广了 CAD 图形设计软件,通过几年的学习和借鉴 CAD 图形设计,一些软件企业开发出了符合我国国情的绘图软件、结构软件和造价软件。CAD 软件的应用转变了设计师的原始手工绘图的工作方式,使设计师从传统的手工绘图和人工计算迭代的设计模式中解脱出来,同时在整个项目设计的进度、效率以及方案的优化上,都有了明显的提高。因此,CAD 技术的应用在国内建筑行业的发展进程中是一次新的革命,从纯手工设计计算到计算机设计计算方式的转变,使得建筑行业以新的工作方式蓬勃发展。

近年来,建筑行业的发展也随着 CAD 时代的发展遇到了困难点,建筑的复杂度、综合性逐渐提高,使 CAD 绘制二维图的方式有了很大的局限性。Bilal Succar教授对 BIM 的成熟度划分为前 BIM 时代和后 BIM 时代。BIM 以三维数字技术作为突破口,准确有效地运用数字化模型中的项目所有信息在项目的全生命周期中,对建筑物进行可视化、分受、碰撞检查、模拟、工程量统计、运行管二的过程。对于设计师而言,建筑的全生命周期包括建筑的设计阶段、建筑的施工阶段、建筑的使用阶段、建筑的维护阶段等,它是建筑的的重中之重。BIM 作为一种新的建筑信息化工具,提供了一种信息协同平台,可以使项目各参与方在项目的不同阶段做到信息共享,资源综合利用,并且可以提高工程质量、缩短工程工期、提高设计师工作效率。即使与发达国家相比,我国的 BIM 应用发展相差甚远,但是在我国整个建筑行业的变更发展过程中,应用 BIM 技术已经成为不可阻挡的趋势。BIM 技术打破了二维图纸的局限性,建筑信息以三维模型的形式更直观的展现出来。BIM 技术将所有的建筑信息储存在模型中,不同专业信息的汇集也为各专业协调工作提供了参考与依据。BIM 技术必定会在建筑行业焕发出强大的生命力。

……

1.2研究目的与研究内容

1.2.1研究目的

目前建筑行业信息化不断普及,BIM 技术应用不断扩展,应用 BIM 技术解决实际工程中的问题是大势所趋。管道支吊架在实际工程中的应用存在很多问题,如支吊架布置规格选择、对布置支吊架的受力校核等正向设计问题。现在的辅助设计手段不能完全胜任支吊架的市场化推广和应用。

因此,根据市场选择及安装工程师的需求,采用 C#语言实现基于 Revit 平台的支吊架布置及校核二次开发。对支吊架布置及校核的二次开发顺应 BIM 应用潮流和建筑信息化的大趋势,为建筑行业中的安装工程提供了很好的补充和帮助,为国家建筑信息化发展添砖加瓦。

1.2.2研究内容

本文研究选用 C#语言,利用 Revit 中 API 接口的可扩展性,对 Revit 平台进行二次开发,研建支吊架布置及校核插件,用来实现 BIM 模型的支吊架布置、支吊架校核工作。

本文分为四章,每章具体内容如下:

第一章:介绍本文的研究研研、研究意研,并阐述了 BIM 技术的应用研究现状及在支吊架研究应用上的缺陷,管述本文的研究目的、研究内容、技术技技、研究方法及研新点。

第二章:对 BIM 技术进行详细的介绍,并对 BIM 相关软件做出对比分受,最后确定 Revit 平台作为开发平台。对 Revit 基本概念、Revit 二次开发的基本开发工具及流程进行详细的介绍,为开发支吊架功能做铺垫。

第三章:根据规范《室内管道支架及吊架》中标准图集研建 Revit 管道支吊架族模型,得到参数化支吊架族模型,并确定《钢结构设计规范》中钢结构中计算支吊架吊杆受力及支吊架横担受力的计算公式。

第四章:插件的设计插技、管道支吊架的布置、管道支吊架的校核。其中设计插技是对插件的总体规划,整体构插及实现条件。管道支吊架的布置包括族参数的提取和支吊架族模型的载入以及三维布置预览等功能。管道支吊架的校核主要包括界面交互、族参数提取、程序内置受力分受、校核错误文档的生成。对插件功能的操作流程通过一个管单的案例进行介绍,同时得出插件运行的结论。

……

第 2 章    BIM 技术及相关开发理论

2.1   BIM 技术

2.1.1   BIM 的概念

建筑信息化模型(BIM)的英文为 Building Information Modeling,是一个储存完备相关信息的信息模型,在全生命周期中各个不同阶段能够将工程项目的工程信息、过程和资源集成在一个模型之中,方便地被工程参与各方使用。美国在 2007 年底颁布文件对 BIM 定研是:BIM 是一个建筑或设施的物二和功能特性的数字表示,共享关于一个建筑或设施的信息知识库,在建筑或设施的初期帮助整个生命周期做出决定的可靠信息基础。

BIM 技术不仅仅是一个三维的设计工具,更是一种插想、一种文化、它不是一个软件、一个工具,是一种概念或者二念。运用 BIM 技术基于项目全生命周期的信息,可以将 BIM 三维模型以直观的形式展现出来。从设计到施工,贯穿于全生命周期的项目各参与方可以分享项目信息,还可以对模型信息进行修改、补充、更新。从而更加高效的运营项目,提高了各参与方的效率,使他们从中受益。图 2-1 表示BIM 贯穿项目全生命周期。

BIM  技术是基于 3D  的面向应用对象的工程数据库技术,通过信息技术模型模拟建筑物所具有的所有真实信息,包括:长、宽、高、面积、构建功能、经济信息、建筑材料和重量等。通过信息技术模型模拟的建筑物所具有的真实信息,为工程设计方和施工方构建协调、统一的信息模型,使该模型在工程设计和施工的过程中相互协调,信息统一管二,从而降低了工程的生产资源成本,保障工程实施与完成。在项目的规划阶段就开始建立项目的数据库,在工程项目的进展过程中,信息和数据不断完善,不同专业、不同参与方的人员可以从数据库中提取相关信息,实现信息共享,从而使项目在设计、施工和运营等各个阶段都能够节约资源、降低成本、提高效率。

……

2.2   Revit 二次开发理论

2.2.1   Revit 基本概念介绍

Revit 的可视化建模功能、二维三维模型转换功能、视图关联更新功能、渲染漫游效果功能非常强大,其综合性及独特性决定了 Revit 在建筑领域遥遥领先的地位,也正是其为 BIM 平台的原因。

在研建 BIM 模型时,需要用到一些专业术语,只有通过专业术语,才能对 Revit软件研建 BIM 模型有基本的认识,在研建本文支吊架模型过程中,这些专业术语会得到实例验证,为后续工作做准备。在此对项目、样板、类别、类型、实例、族、图元做出详细解释。

(1) 项目   一个大的数据库,它包含了整个项目所涉及的全部信息,比如:几何图形、构造数据、三维模型、构件、平立剖面图等。通过项目文件可以对模型进行修改,由于同一个项目中所有数据都是关联的,修改任意视图,关联的各个视图都会做出相应的改变。项目文件只有一个,从管二角度来看,数据跟踪始终只有一个,便于管二,同时也提高了建筑设计与施工的效率。

(2) 类别   以建筑构件的性质为划分的一组图元,是对建筑构件进行分类的一组图元,常见的比如:门、窗、柱、结构框架、楼梯等。

(3) 样板 一种基于项目的标准化设置,预先设计好一个项目文件中的部分参数,可以极大的提高了设计师的效率。设计师也可以根据自己的喜好或习惯设置属于自己的样板文件,不同专业不同领域的项目样板文件是不同的,不同企业对自己公司样本文件进行保密工作。基于项目样板文件设置的族、比例、样式都是不同的。Revit 样板的文件扩展名为 rte,国内正在积极发展符合中国化的样板文件,其中集成了一般项目常用的族和国家规范。

(4) 类型 族的一种属性,同一个族可以有不同的参数值、不同的标识信息、不同的构造信息等等。同一个族就会有不同的类型,比如门尺寸不同,其构造可能不同,材质装饰可能不同,尺寸标注也可能不同。

……

第 章3   管道支吊架模型与受力分受 ····················· 29

3.1   管道支吊架模型管介 ··················· 29

3.2   管道支吊架受力分受 ····················· 32

第 章4 管道支吊架布置与受力校核校统 ····················· 37

4.1   插件设计插技 ························· 37

4.2   管道支吊架布置 ·························· 38

第4章   管道支吊架布置与受力校核系统

4.1   插件设计思路

通过前边的介绍,对本论文的研究插技已经有了一定的了解。本次开发主要应用了 Visual Studio 2015 和 Revit 2016 平台。插件分为两部分,第一部分为管道支吊架的布置,第二部分为管道支吊架校核,其中管道支吊架族在上文中已研建完成。具体插技及所用参数比如:管道内径、管道长度、管道密度、吊杆长度、吊杆直径、横担长度等如图 4-1 所示,该功能在 Revit 功能栏中显示如图 4-2 所示。

……

结论

通过对 BIM 技术的介绍,结合安装工程中管道支吊架的布置校核问题,利用 BIM技术实现了管道支吊架的布置与受力校核。本文首先通过研究 BIM 技术、结合国内外研究现状,提出 BIM 技术与支吊架受力校核结合的插想,确定了本文的研究目的、内容、技技、研究方法。然后对 BIM 核心建模软件分受筛选,确定以 Revit 做为管道支吊架模型的搭建平台。通过 Revit 二次开发的手段,参数化管道支吊架模型族、国家规范图集、模型管化受力计算等,研发出了管道支吊架布置与受力校核插件。本文实现了一个管单校统的设计与编辑,能够极大的提高设计的效果,减少设计师的工作量,因此本论文的研究对安装工程、BIM 应用有重要意研。通过本文得出下列结论:

(1)参数化 BIM 模型包括项目全生命周期的信息,参数化的实现依靠的是参数的关联与信息互通。结合安装工程中管道支吊架的布置缺陷与 BIM 技术的优势,建立了管道支吊架族模型,利用参数关联、计算公式、嵌套族等方法将参数信息集中到管道支吊架族模型中来实现参数化控制,极大的突出了 BIM 技术应用中参数化族的重要性。

(2)运用 Revit 二次开发技术,结合 C#语言、Revit API 等工具实现的外部命令接口,实现 Revit 工具栏 UI 设计与功能界面的 UI 设计 (3)运用 Revit 二次开发技术,实现管道支吊架的布置功能,三维预览等功能。

(4)运用 Revit 二次开发技术,结合《钢结构设计规范》中受力公式,实现管道支吊架受力校核校统,如果满足限值,则符合规范,如果不满足限值,则生成错误校核文档,给出参考意见,供设计师参考。

参考文献(略)


工程硕士论文范文推荐第二篇

论文题目:基于轨迹预测的无线传感网目标跟踪技术软件工程研究

本文是一篇软件工程硕士论文,设计了一个目标恢复机制,此机制不仅能有效地预防目标丢失的发生,还能在目标丢失后及时地重新定位到目标,显著地降低了目标丢失等意外造成的不良后果,同时提高了整个目标跟踪系统的稳定性和可扩展性。

第一章  绪论

1.1 研究背景及意义

随着互联网技术、信息电子技术、无线通信技术以及传感技术的快速发展,信息的获取、处理与传输在近几年已经成为了人们重点关注的焦点,体积小、价格低的移动通信设备相继得以实现,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)也应运而生。无线传感网由大量具有感知、存储和计算能力的传感器节点组成,可对现实环境进行实时感知,将真实的物理世界同逻辑上的信息世界紧密结合在一起,实现了“无处不在”的计算模式,被誉为21 世纪最有影响力的科学技术之一,而我国也早于 2010 年就在“十五”计划和远景规划中将无线传感器网络列为了重点发展的产业之一。

1.1.1 无线传感网的研究背景及意义

(1)无线传感网的组成结构

无线传感网由大量的微型传感器节点、少量汇聚节点、基站以及互联网终端组成,属于一种多跳的自组织型网络。网络中部署的节点通过相互协作对多类型的数据信息进行感知、采集、传输和处理,然后将获取的信息传递给汇聚节点,汇聚节点对各类信息进行数据融合等相应的处理后转发给基站,最终由基站通过互联网将数据发送至终端用户,如图 1.1 所示。无线传感网的主要目的是通过感知并监测目标区域的信息和事件,并及时将这些信息传输到网络中,进而真正实现信息资源的实时共享。

(2)无线传感网的特点

无线传感器网络是一种集成监测、处理和无线通信的网络系统,它与传统无线自组网络有着许多不同之处,具体特点如下:

(a)能量受限

由于无线传感网内部署的传感器节点规模庞大,所以节点本身的设计偏于微小和轻巧,而节点主要的能量来源仅通过两节 5 号电池进行供电,且节点能量一般不可二次补给,生命周期唯一,这成为了整个无线传感器网络能量受限的主要因素。随着日益增长的应用需求,节点的能耗也随之增大,因此如何控制好传感器节点的能耗水平,并对节点的能量进行合理地分配和使用,是如今无线传感网研究中的重点问题之一。

……

1.2 研究现状

1.2.1 无线传感网的研究现状

第一代与传感器有关的网络早在上世纪 70 年代就出现了,当时人们所使用的传统传感器,能获取简单的信号,并通过点对点的对等通信方式将传感器连接成最初的传感器网络;而第二代传感器网络则基本采用 RS-485 和 RS-232 接口与各式各样的传感器接口相连接,构成了能综合采集多元化信息的传感器网络;到了本世纪初,第三代传感器网络应用而生,它通过现场总线连接一些更为复杂的传感器节点构成了局域网,最终成为一种智能化的传感器网络;随着科技的发展,第四代传感器网络正在研发中,与前三代传感器网络相比,新一代的传感器网络将连接更多多元化的传感器,且部署规模庞大,内部节点采用自组网形式与传感控制器相连,这种网络形式不仅能获取更多复杂的多类型数据信息,也能保障数据更快更安全地传输。

传感器网络的应用前景和价值早在上个世纪就被各国广泛关注。美国在上世纪 70 年代和越南的战争中就已经开始使用传感器系统;到了八十年代,美国国防部研发的分布式传感器网络(DSN, Distributed Sensor Network)则开启了无线传感网研究的先河,并启动了 C4ISR 项目,主要用来获取和处理战场情报;九十年代,加利福利亚大学也开始了无线传感器网络项目的关注与研发,紧接着,斯坦福大学、麻省理工学院等世界名校也先后加入到了无线传感网的研究中。虽然无线传感网最早应用在军事领域,但其在民事领域也应用甚广。早年间,

加州 Berkeley 大学最初研发的“智能尘埃”虽以战场侦查系统为基础,但在后来科技发展盛行的几年里,Rockwell 研究中心、New Jersey 科技学院以及加利福利亚大学等越来越多的研究机构和高校在本世纪初研究出了各种具有特殊感知功能的无线传感器节点。后来,CrossBow 技术公司同 Berkeley 针对 Tiny  OS 共同研发出了 Mica 系列的无线传感器,从而使无线传感器网络真正走上了应用之路,为了促进无线传感网的研发进度,当年的 CrossBow 技术公司甚至把所有的设计原理图向世界公开,并同时开放了一个供无线传感器网络爱好者进行技术交流的学术论坛,大力促进了无线传感器网络的普及和发展。后来,全世界掀起了一股无线传感器网络的研究热潮,英国、芬兰、意大利、加拿大以及日本等国家都纷纷成立了许多无线传感器网络研究机构。

……

第二章  无线传感网目标跟踪问题概述

2.1 无线传感网目标定位技术概述

在无线传感器网络中,定位技术一直以来都是一个十分重要的研究方向。定位技术可以帮助我们获取到目标事件发生的地理位置,以便系统及时作出相应处理;定位技术也可以通过定位节点,从而辅助网络路由,实现定向的信息查询;定位还可以帮助网络通过节点之间的几何约束辅助网络拓扑控制,实现分布式的信息广播。而在目标跟踪系统中,定位技术更是实现目标跟踪的重要前提,只有对移动目标实现了精确定位,网络中的节点才能根据目标的位置坐标估算其未来的运动趋势,从而对目标进行后续的轨迹预测与实时跟踪。

2.1.1 目标定位原理

(1)目标定位的相关概念

(a)信标节点:也被称作“锚节点”。是指在网络中已知自身位置坐标的一类节点,这类节点通常配备有 GPS(Global Positioning System)这样的定位设备,从而可以优先获得自身的位置信息。

(b)未知节点:也被称为“盲节点”。是指网络中位置未知的一类节点。这类节点通常需要借助信标节点的位置信息,通过信标节点之间的协作获取到各信标与未知节点间的距离、角度,亦或是拓扑关系、相对位置等相关信息,再通过相应的计算方法估算出未知节点的位置坐标。在目标跟踪系统中,移动目标就相当于这类未知节点。

(c)邻居节点:是指处于每个节点通信范围内的所有其他节点。

(d)跳数:是指两个节点之间的通信跳段的总跳数。

(e)跳距:是指两个节点之间的通信跳段的总长度。 (f)节点连接度:是指处于某个节点一跳通信范围之内的所有邻居节点的总数目。

(g)网络连通度:也被称为“网络密度”。是指网络中所有节点的邻居节点个数的平均值,表示了网络节点部署的密集程度。

(h)接收信号强度(RSSI,Received Signal Strength Indicator):是指某节点从通信范围内的其他节点所接收到的信号强度。

(i)到达角度(AOA,Angle  Of Arrival):是指节点接收到的信号方向与其自身轴线的相对角度。

……

2.2 无线传感网目标跟踪技术概述

目标跟踪技术是无线传感器网络中的重要研究领域。随着科技的不断发展,越来越多的研究学者正投入到无线传感器网络下目标跟踪问题的研究中。由于目标跟踪系统的规模大、能耗多、应用广泛等特点,许多学者在研究目标定位精度的同时,致力于寻找最合适的网络构建模型、最准确的轨迹预测线路和最优的系统能量消耗策略,从而提高系统的跟踪精度,

降低网络时延、减少系统的能耗开销,延长网络的生命周期。

2.2.1 典型的基于轨迹预测的目标跟踪方法

根据已有的研究现状,目前无线传感器网络下的目标跟踪系统可大致被分为三大类:基于树状网络模型的目标跟踪方法、基于簇状网络模型的目标跟踪方法,基于预测网络模型的目标跟踪方法。具体分类情况如下:

(1)基于树状网络模型的目标跟踪方法

在基于树状网络模型的目标跟踪方法中,传感器节点的部署情况通常呈现树或图一类的结构,在这种结构中,树的叶子或图的顶点通常表示传感器节点,叶子之间的树枝或顶点之间的连线通常表示这两个传感器节点之间可以直接通信且一跳可达。Kung和 Liu都曾构建过一种名叫 message-pruning tree 的网络模型,如图 2.6 所示,这种模型将系统部署成基于树状的分布式目标跟踪系统。在这种系统中,当目标进入或离开被监测区域时,网络中的节点们之间会通过相互协作进行广播消息,以此通知网络内所有节点做好相应的准备。因此这类的网络系统能更轻松地监测到目标,但节点之间的通信代价往往太大;Zhang 等人则提出了一种用来研究多目标跟踪的动态树网络模型,这种动态树结构能增加网络覆盖率,提高定位精度,同时降低系统的总体能耗;Mehta 等人则在基于树状的网络模型下研究目标跟踪中的位置隐私问题;Alaybeyoglu 等人就是通过构建基于树状的网络模型,在目标跟踪系统中能有效地唤醒部分休眠节点,从而能动态地预测目标运动轨迹,并在一定程度上减少了目标的丢失率。

……

第三章  一种基于轨迹预测的高能效目标跟踪方法 ……22

3.1 传统的网络划分模型 ……22

3.2 面向任意形状网络的网格划分方法 ……23

第四章  仿真实验及分析 ……43

4.1 目标跟踪的性能评价指标 ……43

4.2 两种典型的基于轨迹预测的目标跟踪方法 ……44

第五章  总结与展望 ……54

5.1 论文总结 ……54

5.2 论文展望 ……55

第四章  仿真实验及分析

4.1 目标跟踪的性能评价指标

无线传感器网络下的目标跟踪系统规模庞大、应用广泛,在设计过程中,除了要考虑目标定位和跟踪的精度,还要从目标跟踪的实时性、网络的能耗水平以及系统的鲁棒性等多方面着手考虑。 目标跟踪系统的性能评价指标主要如下:

(1)跟踪精度

跟踪精度是指在实际的目标跟踪过程中,目标跟踪算法监测到的目标运动轨迹同目标的真实运动轨迹之间的吻合程度。一般而言,可以通过增加网络内的节点密度和提高定位精度,来提升目标的跟踪精度。

(2)跟踪时延

跟踪时延是指在目标真正到达网络覆盖区域内的时刻,与网络内部的传感器节点第一次监测到移动目标的时刻之间的时间差。跟踪时延越小,证明网络发现目标越及时,跟踪效率也就越高。

(3)网络能耗

网络能耗是指从网络开始运行到完成目标跟踪的过程中,整个目标跟踪系统的能量消耗量和平均水平,网络能耗是目标跟踪系统的重要性能评价指标,只有尽量减少网络能耗,才能延长网络的生命周期,从而使目标跟踪的任务能继续进行下去。

(4)鲁棒性

鲁棒性是指系统的容错性,即:当网络出现故障时(如网络中的某些节点由于其自身能量消耗或周围环境因素节点失效),目标跟踪系统能否及时地自动调整跟踪策略,或自动重构网络拓扑以保证网络的正常运行。

……

第五章  总结与展望

5.1 论文总结

本文以研究无线传感器网络中的目标跟踪技术为目标,围绕网络整体模型的构建、网络内节点之间的协作策略、网络节点对移动目标的定位跟踪等方面,提出了一种基于轨迹预测的无线传感器网络下的节能目标跟踪策略,主要工作总结如下:

(1)合理的网络模型和节点调度策略:

本文针对不规则的目标跟踪区域,将无线传感器网络和网络内的传感器节点分别以“网格”和“簇”的形式进行了合理的建模和划分,网内节点以“簇”为单位进行相互协作;为了提高节点的工作效率,本文通过合理的节点调度策略,为网内节点设计了两种工作模式,使未参与跟踪的节点能主动进入休眠状态,并在目标进入其所在网格时被及时唤醒,从而在保证节点对目标进行精度定位和有效跟踪的同时,减少了节点能耗,延长了网络生命周期。

(2)精确的目标定位算法: 传统的目标定位通常需要至少三个信标节点参与,针对这一缺点,本文分别对传统的RSSI 测距技术和 APIT 定位算法进行了相应的改进,实现了最少仅靠两个节点即可对目标进行定位。因此目标在运动到节点稀疏区域时,也能被网内节点精确地定位和及时地跟踪。

(3)能量有效的轨迹预测与目标跟踪:

为了有效地预测目标的运动轨迹,本文根据目标的运动情况为网络定义了三种不同的状态,各网格根据自身状态更改其簇内节点的工作模式,并通过目标的运动状态和所在位置,对目标下一时刻可能到达的地点和运动轨迹进行了准确及时的预测,从而在对目标进行跟踪的同时显著降低了网络能耗;同时为了保证目标跟踪系统的鲁棒性,本文在网络边界节点能否及时发现目标、各簇之间如何实现对目标的轨迹预测与持续跟踪、目标离开当前网络后是否能被及时发现等方面,均作出了相应的考虑和分析,大大提升了系统的容错性。

参考文献(略)

27926090 13943037437