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文檔簡介

數(shù)智創(chuàng)新變革未來高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究高速鐵路路基沉降問題概述路基沉降對高速鐵路的影響分析路基沉降控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀基于地質(zhì)雷達(dá)的沉降監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用沉降預(yù)測模型的建立與優(yōu)化方法現(xiàn)場試驗(yàn)及效果評價(jià)控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性評估未來研究方向與展望ContentsPage目錄頁高速鐵路路基沉降問題概述高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究高速鐵路路基沉降問題概述【高速鐵路路基沉降問題的嚴(yán)重性】:1.對運(yùn)行安全的影響:高速鐵路要求軌道平順度極高,路基沉降可能導(dǎo)致線路變形,影響列車運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。2.運(yùn)營維護(hù)成本增加:嚴(yán)重的路基沉降需要頻繁進(jìn)行維修保養(yǎng),造成高昂的運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用和時(shí)間損失。3.降低運(yùn)輸效率和服務(wù)質(zhì)量:路基沉降可能導(dǎo)致列車限速運(yùn)行,從而降低運(yùn)輸效率,同時(shí)對旅客舒適度和出行體驗(yàn)產(chǎn)生負(fù)面影響?!靖咚勹F路路基沉降的原因】:路基沉降對高速鐵路的影響分析高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究路基沉降對高速鐵路的影響分析路基沉降對高速鐵路行車安全的影響分析1.路基沉降會改變線路的幾何形狀,導(dǎo)致軌道扭曲和變形,影響行車穩(wěn)定性。2.沉降引起的軌道不平順將增加車輛振動和沖擊載荷,對輪軌系統(tǒng)產(chǎn)生額外應(yīng)力,可能導(dǎo)致設(shè)備故障和壽命縮短。3.嚴(yán)重的路基沉降可能造成線路中斷,嚴(yán)重影響高速鐵路的運(yùn)營效率和服務(wù)質(zhì)量。路基沉降對高速鐵路旅客舒適度的影響分析1.路基沉降導(dǎo)致的軌道不平順將使列車運(yùn)行過程中產(chǎn)生更大顛簸和晃動,降低旅客乘坐舒適度。2.長期處于高頻率振動環(huán)境下,旅客易出現(xiàn)疲勞、頭暈等不適感,影響旅途體驗(yàn)。3.對于時(shí)速較高的高速鐵路來說,提高旅客舒適度是提升服務(wù)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),控制路基沉降至關(guān)重要。路基沉降對高速鐵路的影響分析路基沉降對高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的影響分析1.路基沉降會導(dǎo)致軌道各部分受力分布失衡,加大軌道部件的損壞風(fēng)險(xiǎn)。2.長期沉降積累會對道床材料產(chǎn)生磨損和疲勞破壞,縮短軌道使用壽命。3.控制路基沉降有助于保持軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性,降低維修成本和周期。路基沉降對高速鐵路環(huán)境保護(hù)的影響分析1.路基沉降可能會引發(fā)周邊地表水環(huán)境的變化,如地下水位下降或地面沉陷,對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。2.大規(guī)模的修復(fù)工程可能導(dǎo)致噪音污染、揚(yáng)塵污染等環(huán)境問題。3.采用環(huán)保型沉降控制技術(shù)可以降低高速鐵路建設(shè)對環(huán)境的負(fù)面影響。路基沉降對高速鐵路的影響分析路基沉降對高速鐵路經(jīng)濟(jì)性的影響分析1.路基沉降會導(dǎo)致頻繁的維修和改造工作,增加建設(shè)和運(yùn)營成本。2.延長的停運(yùn)時(shí)間和降低的運(yùn)輸效率會影響高速鐵路經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。3.科學(xué)合理的沉降控制策略有助于保障高速鐵路項(xiàng)目的長期經(jīng)濟(jì)利益。路基沉降對高速鐵路設(shè)計(jì)與施工的影響分析1.路基沉降要求在設(shè)計(jì)階段充分考慮地質(zhì)條件、承載力等因素,以確保線路穩(wěn)定。2.施工過程中的監(jiān)測與評估是防止沉降過度的關(guān)鍵,需要精確的測量技術(shù)和嚴(yán)格的施工管理。3.采用先進(jìn)的施工技術(shù)和方法,如預(yù)壓法、改良土體加固等,有助于減少沉降發(fā)生。路基沉降控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究路基沉降控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀【路基沉降觀測技術(shù)】:1.高精度監(jiān)測:通過采用高精度的GPS、InSAR等現(xiàn)代空間信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)對高速鐵路路基沉降的實(shí)時(shí)、連續(xù)、高精度監(jiān)測。2.多源數(shù)據(jù)融合:結(jié)合傳統(tǒng)地面沉降測量方法與遙感技術(shù),進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合分析,提高沉降觀測的準(zhǔn)確性和可靠性。3.沉降預(yù)測模型:建立基于大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的沉降預(yù)測模型,為路基沉降控制提供科學(xué)依據(jù)?!拒浲恋鼗幚砑夹g(shù)】:基于地質(zhì)雷達(dá)的沉降監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究基于地質(zhì)雷達(dá)的沉降監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用基于地質(zhì)雷達(dá)的沉降監(jiān)測技術(shù)原理1.地質(zhì)雷達(dá)的工作原理:地質(zhì)雷達(dá)通過發(fā)射高頻電磁波,利用反射波來探測地下的結(jié)構(gòu)和物性。在高速鐵路路基沉降監(jiān)測中,地質(zhì)雷達(dá)可以快速獲取地下信息,實(shí)時(shí)反映路基的變形情況。2.數(shù)據(jù)采集與處理:地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件等組成。在實(shí)地監(jiān)測過程中,需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)設(shè)置,并對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,以提取有用的信息。3.監(jiān)測精度與可靠性:地質(zhì)雷達(dá)具有較高的分辨率和穿透深度,能夠準(zhǔn)確監(jiān)測路基沉降的變化趨勢。然而,受到土壤性質(zhì)、信號干擾等因素的影響,其監(jiān)測結(jié)果可能存在一定的誤差,因此需要與其他監(jiān)測手段相結(jié)合使用。地質(zhì)雷達(dá)在高速鐵路沉降監(jiān)測中的應(yīng)用優(yōu)勢1.實(shí)時(shí)性:地質(zhì)雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)的沉降監(jiān)測,為及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題提供了可能。2.非破壞性:地質(zhì)雷達(dá)采用無損檢測方法,不會對路基結(jié)構(gòu)造成任何影響,有利于長期監(jiān)測。3.適應(yīng)性強(qiáng):地質(zhì)雷達(dá)適用于各種類型的地質(zhì)條件,如砂土、黏土、巖石等地層,可廣泛應(yīng)用于不同區(qū)域的高速鐵路建設(shè)中。基于地質(zhì)雷達(dá)的沉降監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)的局限性1.受土壤類型和含水量影響大:不同土壤類型對電磁波的傳播速度和衰減程度存在差異,含水量高的土壤會降低電磁波的穿透能力,導(dǎo)致監(jiān)測效果受到影響。2.信號干擾因素多:環(huán)境中的電磁波噪聲、金屬構(gòu)筑物和其他電子設(shè)備都可能對地質(zhì)雷達(dá)信號產(chǎn)生干擾,影響監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.數(shù)據(jù)解釋難度較大:地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)需要專業(yè)知識進(jìn)行解讀和分析,對于非專業(yè)人員來說可能存在一定困難。地質(zhì)雷達(dá)與其他監(jiān)測技術(shù)的融合應(yīng)用1.融合多種監(jiān)測技術(shù):地質(zhì)雷達(dá)可與傳統(tǒng)沉降監(jiān)測方法(如水準(zhǔn)測量、GPS定位)相結(jié)合,取長補(bǔ)短,提高整體監(jiān)測效果。2.智能化監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展:隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,未來地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測將更加智能化、自動化,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理和預(yù)警功能。3.定制化解決方案:針對不同的工程項(xiàng)目特點(diǎn),可以定制相應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測方案,確保監(jiān)測工作的針對性和有效性?;诘刭|(zhì)雷達(dá)的沉降監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢1.技術(shù)創(chuàng)新:研發(fā)新型的地質(zhì)雷達(dá)傳感器和更高性能的數(shù)據(jù)處理算法,提高監(jiān)測效率和準(zhǔn)確性。2.標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè):建立和完善地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)體系,規(guī)范操作流程,保障監(jiān)測質(zhì)量。3.國際合作與交流:加強(qiáng)國際間的技術(shù)交流與合作,引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),推動國內(nèi)地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步。地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)的工程實(shí)踐案例1.國內(nèi)外典型工程應(yīng)用:介紹國內(nèi)外運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測高速鐵路路基沉降的成功案例,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。2.工程經(jīng)濟(jì)效益分析:探討地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)在實(shí)際工程中的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,提升該技術(shù)的認(rèn)可度和應(yīng)用水平。3.案例對比分析:通過對比地質(zhì)雷達(dá)與其他監(jiān)測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果,論證地質(zhì)雷達(dá)在高速鐵路沉降監(jiān)測領(lǐng)域的優(yōu)勢。沉降預(yù)測模型的建立與優(yōu)化方法高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究沉降預(yù)測模型的建立與優(yōu)化方法沉降預(yù)測模型的類型與選擇1.模型分類:高速鐵路路基沉降預(yù)測模型通??煞譃榻y(tǒng)計(jì)模型、力學(xué)模型和人工智能模型三大類。其中,統(tǒng)計(jì)模型基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行建模;力學(xué)模型則通過理論分析和數(shù)值計(jì)算來模擬沉降過程;人工智能模型利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等方法進(jìn)行預(yù)測。2.選擇原則:選擇合適的沉降預(yù)測模型應(yīng)考慮地基條件、工程特點(diǎn)等因素,并結(jié)合模型的適用性、精度和可靠性進(jìn)行綜合評估。3.發(fā)展趨勢:隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展,未來沉降預(yù)測模型將更加注重多元數(shù)據(jù)融合和深度學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集與處理1.數(shù)據(jù)來源:數(shù)據(jù)采集主要包括地質(zhì)勘探資料、現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)以及已有研究成果等方面的數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)預(yù)處理:包括數(shù)據(jù)清洗、缺失值處理、異常值檢測等內(nèi)容,以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。3.特征提?。簭脑紨?shù)據(jù)中篩選出對沉降影響顯著的特征變量,為建立預(yù)測模型提供依據(jù)。沉降預(yù)測模型的建立與優(yōu)化方法模型構(gòu)建與驗(yàn)證1.模型建立:根據(jù)選定的預(yù)測模型類型,運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法進(jìn)行模型構(gòu)建。2.參數(shù)估計(jì):利用優(yōu)化算法或最大似然估計(jì)等方法確定模型參數(shù)。3.驗(yàn)證方法:采用交叉驗(yàn)證、殘差分析等方式評價(jià)模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。模型優(yōu)化策略1.算法優(yōu)化:如遺傳算法、粒子群優(yōu)化等用于求解模型最優(yōu)參數(shù)的方法。2.結(jié)構(gòu)優(yōu)化:通過調(diào)整模型結(jié)構(gòu)(如增加節(jié)點(diǎn)數(shù)、改變網(wǎng)絡(luò)層次等)提高預(yù)測精度。3.多模型融合:整合多種模型的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),提高整體預(yù)測性能。沉降預(yù)測模型的建立與優(yōu)化方法模型應(yīng)用與案例分析1.實(shí)際應(yīng)用:將優(yōu)化后的沉降預(yù)測模型應(yīng)用于高速鐵路實(shí)際工程,進(jìn)行長期監(jiān)測和短期預(yù)報(bào)。2.案例研究:選取典型項(xiàng)目進(jìn)行案例分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),指導(dǎo)后續(xù)工程實(shí)踐。3.效果評估:對比實(shí)際沉降數(shù)據(jù)與預(yù)測結(jié)果,評估模型在實(shí)際中的應(yīng)用效果。發(fā)展趨勢與前景展望1.技術(shù)前沿:大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)將為沉降預(yù)測帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。2.研究熱點(diǎn):多源數(shù)據(jù)融合、時(shí)空動態(tài)預(yù)測、不確定性量化等問題將成為未來發(fā)展重點(diǎn)。3.應(yīng)用拓展:沉降預(yù)測模型不僅限于高速鐵路領(lǐng)域,還可推廣至其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中?,F(xiàn)場試驗(yàn)及效果評價(jià)高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究現(xiàn)場試驗(yàn)及效果評價(jià)路基沉降監(jiān)測技術(shù)1.高精度GPS系統(tǒng):利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)的沉降監(jiān)測,能夠獲得高精度的沉降數(shù)據(jù)。2.激光雷達(dá)掃描:通過激光雷達(dá)對地表進(jìn)行三維掃描,獲取地表形狀和變化情況,實(shí)現(xiàn)沉降量的精確測量。3.數(shù)據(jù)分析與評估:結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,評估路基沉降趨勢及穩(wěn)定性。沉降預(yù)測模型1.數(shù)值模擬:采用有限元法等數(shù)值模擬手段,建立地基土體的沉降預(yù)測模型。2.機(jī)器學(xué)習(xí)算法:利用支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法,預(yù)測未來路基沉降趨勢。3.模型驗(yàn)證與優(yōu)化:通過對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,不斷調(diào)整和優(yōu)化預(yù)測模型參數(shù)?,F(xiàn)場試驗(yàn)及效果評價(jià)軟土地基處理技術(shù)1.砂井預(yù)壓法:在軟土地基中打設(shè)砂井,提高土體排水能力,縮短固結(jié)時(shí)間,降低沉降量。2.塑料排水板法:通過鋪設(shè)塑料排水板加速土體排水固結(jié),減少沉降發(fā)生。3.強(qiáng)夯法:使用重型錘擊設(shè)備對地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí),改善地基承載力,減少沉降。施工過程控制1.施工質(zhì)量監(jiān)控:加強(qiáng)施工過程中各項(xiàng)指標(biāo)的檢測和控制,確保工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.工序管理與協(xié)調(diào):合理安排施工工序,保證各環(huán)節(jié)緊密銜接,避免因施工不當(dāng)導(dǎo)致的不均勻沉降。3.應(yīng)急預(yù)案制定:針對可能發(fā)生的突發(fā)情況,提前制定應(yīng)急預(yù)案,保障工程安全順利進(jìn)行?,F(xiàn)場試驗(yàn)及效果評價(jià)長期觀測與維護(hù)1.路基沉降持續(xù)監(jiān)測:即使工程完工后,仍需定期對路基進(jìn)行沉降監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。2.維護(hù)保養(yǎng)措施:根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,采取必要的維護(hù)保養(yǎng)措施,如局部加固、修復(fù)等。3.安全風(fēng)險(xiǎn)評估:對路基安全狀況進(jìn)行定期評估,為決策提供科學(xué)依據(jù)。新技術(shù)與新材料應(yīng)用1.新型地基處理材料:研究開發(fā)新型地基處理材料,如生態(tài)混凝土、復(fù)合纖維增強(qiáng)土等,提高地基承載力,減小沉降。2.先進(jìn)傳感器技術(shù):應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),集成各種先進(jìn)傳感器,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)測路基沉降情況。3.數(shù)字化管理平臺:構(gòu)建數(shù)字化路基管理平臺,整合各類監(jiān)測數(shù)據(jù),輔助決策,提升管理水平??刂萍夹g(shù)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性評估高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性評估經(jīng)濟(jì)性評估方法研究1.成本效益分析:通過比較路基沉降控制技術(shù)的投入和預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益,來評估其經(jīng)濟(jì)合理性。2.經(jīng)濟(jì)模型構(gòu)建:建立適合高速鐵路路基沉降控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評估的數(shù)學(xué)模型,以量化評估不同技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)效果。3.效益風(fēng)險(xiǎn)分析:考慮不確定性和風(fēng)險(xiǎn)因素,對各種控制技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行概率分布分析。環(huán)保性評估指標(biāo)體系1.環(huán)境影響分類:根據(jù)不同的環(huán)境要素(如空氣質(zhì)量、噪聲污染等),將環(huán)保性評估分為多個(gè)子類。2.指標(biāo)權(quán)重確定:運(yùn)用層次分析法等定性和定量相結(jié)合的方法,確定各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)在總評價(jià)中的權(quán)重。3.環(huán)??冃в?jì)算:根據(jù)各指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果,綜合計(jì)算出每種控制技術(shù)的環(huán)??冃У梅帧?刂萍夹g(shù)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性評估生命周期成本分析1.全壽命周期費(fèi)用:考慮從建設(shè)期到運(yùn)營期的全過程,包括初始投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用以及可能的修復(fù)或替換費(fèi)用。2.時(shí)間價(jià)值因素:將未來的費(fèi)用折算到現(xiàn)在的時(shí)間點(diǎn),以便于比較不同時(shí)期的成本差異。3.資金籌措方式:分析資金來源及利率等因素對路基沉降控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的影響。環(huán)保法規(guī)與政策影響1.環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求:研究國內(nèi)外關(guān)于高速鐵路建設(shè)的相關(guān)環(huán)保法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),分析其對控制技術(shù)選擇的影響。2.政策支持與補(bǔ)貼:考察政府對環(huán)保技術(shù)和清潔能源的扶持政策,評估其對路基沉降控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的提升作用。3.法規(guī)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警:預(yù)測未來可能出現(xiàn)的環(huán)保法規(guī)變化趨勢,為決策者提供風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息??刂萍夹g(shù)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性評估綠色施工技術(shù)應(yīng)用1.施工過程中資源利用效率:探討如何提高施工過程中的能源利用率和材料利用率,降低廢棄物產(chǎn)生。2.建筑垃圾處理與回收:研究建筑垃圾的合理處置方法,并探討是否有可能將其再利用,減少環(huán)境污染。3.生態(tài)恢復(fù)措施:針對工程活動對生態(tài)環(huán)境造成的破壞,提出相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)和補(bǔ)償措施。多因素綜合評價(jià)1.多維度評價(jià)指標(biāo):結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等多個(gè)角度,建立一個(gè)全面的評價(jià)指標(biāo)體系。2.專家咨詢與權(quán)重賦值:邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家參與評價(jià)工作,賦予各指標(biāo)合理的權(quán)重。3.決策支持工具開發(fā):開發(fā)一套能夠?qū)崿F(xiàn)多因素綜合評價(jià)的計(jì)算機(jī)軟件,為高速鐵路路基沉降控制技術(shù)的選擇提供決策支持。未來研究方向與展望高速鐵路路基沉降控制技術(shù)研究未來研究方向與展望1.針對現(xiàn)有預(yù)測模型在精度、效率和適用性等方面的不足,深入研究基于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)的新型預(yù)測模型。2.結(jié)合高速鐵路的運(yùn)行特性以及地理環(huán)境因素,開發(fā)具有更高精準(zhǔn)度和魯棒性的多因素綜合預(yù)測模型。3.通過對比分析不同預(yù)測模型的性能,為實(shí)際工程中的路基沉降預(yù)測提供更優(yōu)選擇。新材料與新技術(shù)的應(yīng)用研究1.開發(fā)高性能的填料材料,如聚合物改性土、泡沫混凝土等,以提高路基的承載能力和穩(wěn)定性,降低沉降風(fēng)險(xiǎn)。2.探索利用先進(jìn)的施工技術(shù),如3D打印、無人機(jī)監(jiān)測等,提

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