土木工程与建筑学

• 基于无线传感与XGBoost模型的供水管网监测与分析

  胡群芳;聂爽;王飞;海倩;李荣帅;毛源康;刘洋河;

  基于自主研发的无线监测系统，在上海中心城区布设25个监测点位，对管道结构与运行环境等多源数据进行实时采集。采用XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法对数据进行量化分析，系统分析各环境因素对管道结构安全影响。结果表明，管网运行中土压力、土体沉降、管顶与管底温度及孔隙水压力等监测参数变化，反映了回填土体、地基沉降及地下水的动态特征。利用监测数据训练的XGBoost模型预测精度优秀，预测值与实际值分布重叠率达98%，验证了模型的高精度与可靠性。此外，特征重要性分析显示，土体沉降变化占特征权重77.8%，是管道结构转角的主导驱动因素，为此，供水管网监测点应优先布设于“三交区域”等易发生变化的区域。

  2026年04期 v.54 473-482页 [查看摘要][在线阅读][下载 2077K]
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• 基于知识图谱的梁桥检测报告自动抽取与分析

  张璐阳;孙利民;彭崇梅;

  桥梁健康监测是桥梁运维管养的重要技术手段之一，目前大多应用于大跨度桥梁，而中小跨度桥梁的性能评估主要仍依靠人工巡检，并以具有专业性、规范性的文字记录形成报告。大部分中小跨径桥梁为梁桥，设计服役年限在五十年以上，每年至少产生一份检测报告，因此，形成了数量庞大、语言风格相对统一的桥梁检测报告。随着桥梁数量的增加，需要对大量历史检测报告的信息进行重新梳理，以提取桥梁性能的历史演变规律及区域内多座桥梁间的时空关联特性，这使得人工阅读获取有效信息的分析手段十分耗时耗力。为提高提取检测报告中有效信息的效率，提出了一种基于知识图谱的适用于桥梁专业领域的信息自动抽取与分析方法，在现有大规模预训练模型上继续开发，根据“预训练+继续预训练+微调”的研究范式，训练了一个针对桥梁领域的预训练模型BriBERT，对检测报告中的病害描述语句进行信息提取，以知识图谱的形式存储历年信息，构建桥梁病害发展数据库，为分析、研究和预测桥梁状态提供数据支持。

  2026年04期 v.54 483-491页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
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• 六杆四面体双曲扁网壳的构形及受力性能分析

  赵阳;陈国平;汪儒灏;董石麟;

  提出了由六杆四面体单元组成的新型装配式双曲扁网壳结构，介绍其基本结构体系，并结合边界条件讨论加强结构体系及周边索桁架加强体系的结构构形。对周边支承条件下的正交斜放型和正交正放型双曲扁网壳结构进行静力分析和稳定性分析，考察结构受力性能，分析中考虑全刚接和部分刚接部分铰接两种杆件连接形式。进一步研究结构参数变化对网壳结构静力性能和稳定性能的影响，为结构选型和工程设计提供依据。结果表明：周边支承的六杆四面体双曲扁网壳结构具有良好的受力性能；正交斜放型结构的稳定性优于正交正放型结构，部分刚接部分铰接的杆件连接形式对结构稳定性有一定削弱；结构的跨度、矢高和网格参数的变化对结构静力性能和稳定性能均有不同程度的影响；结构的厚度对结构稳定性能有一定影响，但对结构静力性能影响很小。

  2026年04期 v.54 492-500页 [查看摘要][在线阅读][下载 3010K]
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• 基于BIM的主体结构施工精益工序自动生成方法

  刘刚;马智亮;张杨;王勇;李伟;李军辉;周新会;

  精益工序作为数字化精益施工的基本管理单元，需要通过工作分解来确定。其确定后，末位者计划系统和任务管理等才可以实施。为解决精益工序的确定对人员的经验和专业能力依赖高，缺少有效的自动化方法和工具的支撑问题，面向数字化精益施工，研究基于BIM(building information modeling)的房屋建筑工程主体结构施工精益工序及其逻辑关系自动生成方法，并通过实际工程应用验证其可行性和有效性，以突破传统手工分解精益工序的局限，减轻项目管理人员的工作量，提升工作效率和精益建造管理水平。

  2026年04期 v.54 501-510页 [查看摘要][在线阅读][下载 1666K]
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• 亚热带城市84种常见园林树种的抗火性评价

  张德顺;姚鳗卿;李泓岍;董迪;奉树成;王本耀;韩丹萍;

  聚焦上海、重庆两大亚热带城市的84种园林树种，运用实地调研、试验燃烧与形态解剖的手段，测定了叶、枝、皮多维度性状指标，构建了综合抗火性评估模型以评价树木抗火性能。通过相关性分析，明确了枝叶特性是影响树种抗火性的关键因子，其多项指标与抗火性紧密相关；燃烧特征为主导因子；功能性状指标有重要指示作用。试验发现刺桐、珊瑚树、夹竹桃等8种树种抗火性强；白兰、蓝花楹、木棉等8种抗火性弱；新优树种中蓝冰柏抗火性较强，其他均较弱。基于此，结合上海和重庆两个城市的绿地空间特征提出差异化抗火种植方案，以提升园林树种在火灾逆境下的生态韧性，确保城市绿化体系的生态安全和绿地健康。

  2026年04期 v.54 511-522页 [查看摘要][在线阅读][下载 2521K]
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交通运输工程

• 考虑驾驶行为影响的有轨电车车速引导方法

  滕靖;童文聪;张中杰;李君羡;姚幸;

  针对人工驾驶条件下有轨电车区间运行时间稳定性差且与交叉口缺乏协同的问题，提出一种考虑驾驶行为特征的有轨电车车速引导方法，通过向司机推荐加速目标速度来调整区间运行时间，并设置制动定位标识辅助司机精准制动。驾驶模拟实验表明，该方法可有效规范司机驾驶行为，减少运行时间波动，并满足与交叉口信号协同所需的精度要求。为进一步评估该方法的全局信号适应性，构建了基于运行轨迹的仿真推演评价模型，对随机生成的10~6个信号相位差方案进行模拟。结果显示，该方法可显著提升有轨电车线路的行驶速度、节能效率和时间可靠性。除能耗外，其余指标的改善效果随交叉口停车率降低而提高，说明该方法在设置信号绿波的线路上能产生更佳运行效益。

  2026年04期 v.54 523-532页 [查看摘要][在线阅读][下载 1931K]
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• 基于压滤列车运行线的市域铁路通过能力计算方法

  于策;顾保南;

  针对城际列车、市域快慢车共线运行且不规律开行等场景，为了快速准确地计算市域铁路通过能力，借鉴国际铁路联盟UIC 406运行图压缩法但不依赖列车运行图，提出计算能力的压滤法。按一定次序逐一引入列车运行线，压缩列车与前车的间隙，视条件以在特定车站（提前）越行特定列车等方式规避原有障碍并继续压缩，如此反复直至不能再压缩，实现列车运行线的紧密铺画并得到线路通过能力。以某在建市域铁路为例，针对不同城际列车跨入时刻、不同快慢车比例，分别计算线路通过能力。结果表明：线路通过能力随城际列车跨入时刻的变化而无规律振荡，最早引入城际列车通常可实现较大能力；快慢车7:1至4:1时线路通过能力较小，越偏离这一比例范围线路通过能力越大。

  2026年04期 v.54 533-543页 [查看摘要][在线阅读][下载 2262K]
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环境科学与工程

• 基于卡尔曼滤波-反问题模型的入河排口监管方法

  贾子琛;王万琼;彭寿海;李雅晴;赵志超;尹海龙;

  水下入河排口的监管是当前城市污水治理提质增效的难点。针对人工排查及物探成像等技术在入河排口的监管中成本高而且实时性差的现状，通过耦合水动力模型和马尔科夫链-蒙特卡洛算法，同时引入卡尔曼滤波策略，建立反问题数学模型，根据河道在线水位和流量监测数据，反演入河排口日排放水量和一天内不同时间段排水的动态变化，并根据入河排口实际调查案例进行验证。结果表明，该模型可有效反演入河排口动态水量排放，反演误差在10%以内，而且相较于未引入卡尔曼滤波的马尔科夫链-蒙特卡洛算法节省了近50%的计算时间。基于该数学模型，可集成一组在线监测设备，实现入河排口的动态监管，为构建基于在线监测技术的入河排口智能监管体系提供技术支撑。

  2026年04期 v.54 544-553页 [查看摘要][在线阅读][下载 1820K]
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• 复合药剂结合底部真空淋洗修复Cu污染土试验研究

  武亚军;张嫣然;屠越栋;张旭东;王诗远;岳皓凡;章长松;

  提出将乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）与柠檬酸（CA）复配并结合底部真空淋洗的改进修复技术。通过针对五种不同复配比淋洗药剂的室内底部真空淋洗模型试验，研究淋洗后土壤重金属去除率、pH值及岩土工程参数变化。结果表明，该复配淋洗对Cu污染土修复效果显著优于单一药剂淋洗，去除率最高达98%。通过CA增强EDTA-2Na溶解性，提升污染物去除率，减少各自用量，避免土壤二次污染。复配比变化对土壤含水率、黏粒含量及液塑限、比重、容重参数影响显著。

  2026年04期 v.54 554-561页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K]
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材料科学与工程

• 轻薄宽带声学超构材料吸声性能与拼接

  周国建;冯青松;刘艳;赵祎;李涛;

  针对传统声学材料难以有效吸收中低频噪声以及声学超构材料轻薄化宽带应用问题，基于声学超构单元耦合共振吸声原理和并联阻抗匹配设计理论，提出一种嵌入管式声学超构模块和航空棉模块并联交替组合的声学超构组件构型与大幅面拼接应用设计方案，实现了优良的低宽频吸声性能。首先利用差分进化算法优化设计出厚度仅为13.98mm的中低频声学超构吸声模块。然后基于声电类比等效电路，反演构建了声学超构模块与航空棉并联组合的声阻抗与吸声系数理论模型，解析和实验验证了其良好的低宽频吸声性能。最后以交替拼接方式拓展制备了大幅面声学超构材料样件，实验结果表明，其在500～8 000Hz宽频带内平均吸声系数高达0.92，等效面密度仅为2.87kg·m~(-2)。针对高端装备制造、新能源汽车等战略新兴产业中有限夹层空间内的低宽频降噪应用难题，该声学超构材料具备轻薄化、宽带高吸声与拼接装配便捷等应用优势。

  2026年04期 v.54 562-570页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K]
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机械、车辆与能源工程

• 卫星信号失效时基于道路编码的路端定位方法

  赵治国;杨一飞;颜丹姝;蒋海里;贾尚华;

  在城市峡谷、隧道等GNSS信号易受干扰或完全失效的环境下，因缺少绝对定位信息，车辆定位精度会明显下降。针对这一问题，提出了基于道路编码的路端辅助定位方法。首先，设计了包含定位和校验信息的道路编码和对应解码方法，并利用编码规则实现了道路编码图案的自动生成；之后，设计了能够同时回归角点像素坐标和类型的道路编码角点检测网络，使得车辆能够准确、鲁棒地获得路端定位信息；最后，提出了一种GNSS失效环境下使用道路编码辅助车辆定位的参考范式，利用因子图优化算法将路端定位信息与车端定位信息融合。道路试验结果表明，该路端辅助定位方法能够显著提高车辆的定位精度和可靠度。

  2026年04期 v.54 571-582页 [查看摘要][在线阅读][下载 2501K]
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• 形态参数对催化型颗粒捕集器性能的影响

  张允华;徐垚鑫;楼狄明;房亮;谭丕强;胡志远;

  催化型颗粒捕集器（CDPF）是当前最高效的柴油机颗粒减排技术，其性能与载体形态密切相关。以径长比表征形态，基于发动机台架试验研究了其对CDPF压降、气态物及颗粒物减排性能的影响。结果表明：CDPF排气背压随径长比的增大呈下降趋势，当径长比从0.93增大至1.15时，平均排气背压从4.03 kPa降至3.27 kPa，排气温度受径长比的影响较小。气态物减排方面：径长比越大，CO和THC(Total Hydrocarbon)的减排率越低。当径长比从0.93依次增大至1.15和1.42时，CO的减排率从44.5%分别降至41.7%和40.0%,THC减排率则由38.6%分别降至36.0%和34.3%。增大径长比，NOx排放浓度略微下降，但NO_2占比有所升高；颗粒物减排方面：CDPF可以实现92%以上的PN(Particulate Number)和PM(Particulate Matter)减排率，径长比增大，CDPF颗粒减排效果有所下降，积聚态颗粒减排效率下降更为明显。研究结论对优化设计CDPF结构具有重要参考价值。

  2026年04期 v.54 583-591页 [查看摘要][在线阅读][下载 2240K]
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• 液氢加氢站冷能回套管式换热器设计与优化

  薛明喆;吴昊;于颖;王岩斌;刘波;曹辉;张存满;

  为实现对氢燃料电池汽车的高速加注，加氢过程需对氢气进行预冷处理。传统预冷系统依赖外部制冷循环，显著增加了加氢站的运行能耗和成本。提出在液氢加氢站中集成能量管理系统，通过套管式换热器和载冷剂R1233zd(E)从液氢中获取冷能，实现无需外部冷能输入的氢气预冷。建立了套管式换热器的仿真模型并分析换热过程，考虑了流体和材料温度变化对换热的影响、载冷剂的结冰风险、压降及循环泵的能耗等因素，优化了换热器结构。结果表明，该系统冷能回收量达到1 800至2 000kJ·kg~(-1)，循环泵消耗功耗约2 500W，为液氢加氢站的冷能回收设计提供了依据。

  2026年04期 v.54 592-601页 [查看摘要][在线阅读][下载 1761K]
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• 含水氨氢燃料燃烧特性和污染物生成机理数值模拟分析

  杨翼行;张冠宇;冀蒙;商权波;袁旸;邓俊;王东;吴志军;

  氨氢融合燃料是交通领域实现“双碳”目标首选的可再生零碳燃料。以点火延迟时间为特征参数，优选多工况下泛用性更好的Stagni机理，探究不同温度（900～1 400K）、压力（10～60bar）、掺氢比（0～50%）、当量比（0.6～1.4）和掺水比（0～60%）对燃烧特性的影响，确定10%的掺水比为平衡燃烧和污染物生成的最佳比例。结果表明基元反应（R5、R85、R90、R91、R144）是影响燃烧的主要反应，且R5和R38、R74、R172对水的敏感性相反。NH_3→NH_2→NH→N→NO是NO生成的主要路径，水的添加抑制了NH_2等中间产物的生成，从而降低NO的生成。

  2026年04期 v.54 602-613页 [查看摘要][在线阅读][下载 2599K]
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经济与管理科学

• 组态视角下企业高质量专利培育的驱动机制

  刘冉;尤建新;

  以115家科创板上市企业为样本，从技术-组织-环境（Technology-Organization-Environment,TOE）理论框架的视角出发，运用组态思维和模糊定性比较分析方法，解构技术、组织和环境3个层面的因素影响企业高质量专利培育的多重并发因素和驱动机制。研究结果表明，企业高质量专利培育的协同驱动模式有2条，即资源主导下的技术驱动型以及技术和环境主导下的人才驱动型；技术整合能力不足、研发人员缺乏和知识产权保护不完善是制约企业高质量专利培育的关键因素。

  2026年04期 v.54 614-622页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K]
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• 《同济大学学报（自然科学版）》征稿启事

  <正>《同济大学学报（自然科学版）》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊，主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一，被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿，不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报（自然科学版）》编辑部网站注册投稿（http://tjxb.cnjournals.cn），或登录同济大学官网→科学研究→学术期刊→同济大学学报（自然科学版）界面注册投稿，有关投稿要求及注意事项如下：

  2026年04期 v.54 623页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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