土木英才 科技创新整合

张绚——2019年4月被兰州市委授予“青年专家”称号，2020年9月获评第三届“中国中西部地区土木建筑杰出建筑师”称号，2020年9月被甘肃省勘察设计协会授予“优秀设计师”称号。

刘涛——主持和参与完成大型工程设计、工程的方案设计研究50余项。其成果《长寿命高性能钢桥结构体系、设计理论与建造关键技术》获2020年度中国公路学会科学技术奖特等奖。

李建宏——获2020年度甘肃省优秀工程勘察设计获一等奖、中国勘察设计协会二〇二一年度行业优秀勘察设计奖工程勘察一等奖。获得甘肃省土木建筑学会2022年科学技术奖三等奖。本人被授予第四届中西部地区土木建筑杰出工程师荣誉称号。

徐劲——获得2019年陕西省首届青年建筑师优秀作品奖；2020年度陕西省优秀项目设计三等奖；2022年度陕西省优秀项目设计一等奖；2022年度陕西省优秀项目设计二等奖；2022年度陕西省优秀项目设计三等奖。

曹本峰——在超高层建筑结构、大型商业综合体、居住建筑领域业绩突出，并积累了丰富的工程成本优化设计经验，在行业核心期刊发表多篇结构工程设计论文；前后主持并主要参与了数十个项目的设计与实施工作，获得业主及社会各界好评。

Civil Engineering Talent

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兰州城市建设设计研究院有限公司建筑工程设计二院 院长

中国建筑学会传统建筑分会会员、理事

甘肃省土木建筑学会节能与绿色建筑学术委员会副秘书长

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土木英才

1992年—1997年 西安建筑科技大学建筑学专业

教育背景

工作经历

1992年—1997年 西安建筑科技大学建筑学专业

个人荣誉

学术研究

主要设计作品

2019年4月被兰州市委授予“青年专家”称号

2020年9月获评第三届“中国中西部地区土木建筑杰出建筑师”称号

2020年9月被甘肃省勘察设计协会授予“优秀设计师”称号

1.《路在何方-建筑评论及建筑评论方向》，荣获兰 州科学技术协会优秀论文三等奖。

2.《关于兰州市地下空间利用与发展模式的探讨》， 《甘肃工程建设》杂志，荣获中勘协人防及地下空间 分会（2012）优秀论文。

3.《兰州轨道交通沿线土地利用模式研究》，《甘肃 工程建设》杂志。

4.甘肃省02系列建筑标准设计图（DBJT25-

98-2002 ),荣获甘肃省2004年优秀工程勘察设二等奖。

5.《HWY钢丝网架复合岩棉板厚抹灰建筑构造》项目获评甘肃省优秀工程勘察设计三等奖。

6.参与编制《黄土窑洞设计与施工规程》DB62/T3221-2022地方标准。

兰州市孙家台住宅小区

荣获：全国人居建筑规划方案建筑环境双金奖

兰州新区综合档案馆及公共图书馆

荣获：2024年甘肃省优秀工程勘察设计一等奖

兰州新区中川商务中心

荣获：2017年甘肃省优秀工程咨询成果一 等奖

兰州市中央大道提升改造工程

荣获：2018年甘肃省优秀工程咨询成果一 等奖

兰州华远三千院住宅项目

中国商务部援巴基斯坦GDA医院项目 

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中国商务部援苏里南共和国住宅项目

兰州新区方家坡九年一贯制学校 

甘肃农垦集团总部经济大厦

 甘肃古浪大靖城市广场

新区瑞玲悦府住宅项目

新区瑞玲荣府住宅项目

兰州交通发展建设集团皋兰客运中心

兰州老旧小区提升改造工程

兰州新区绿色化工棚改项目

甘肃临夏州生态旅游扶贫大通道规划 

兰州代家河湾石化产业园

甘肃省示范性村镇改造提升工程

兰州华奥全球直销商品中心商业综合体项目

1972年出生于甘肃镇原，正高级工程师，兰州城市建设设计研究院有限公司副总工程师，1996年毕业于西安公路交通大学桥梁工程专业，注册土木工程师（道路工程）。

从事桥梁工程设计28年，熟悉道桥行业工程建设全过程，入选甘肃省土木建筑学会路桥工程学术委员会副秘书长，甘肃省勘察设计协会技术专家委员会委员，甘肃省科技厅专家库专家，甘肃省震后市政公用设施应急评估专家，甘肃省建设工程消防技术专家，甘肃省高层次专业技术人才，市属国有企业科技领军人才，第四届中西部地区土木建筑杰出工程师。主持和参与完成了兰州雁滩黄河大桥、新城黄河大桥、504厂黄河大桥、七里河黄河大桥、兰州市人行天桥地道工程、北滨河路银沙段、兰州市南山路工程、北环路新建工程、兰州市水秦快速路、兰州市G109国道改扩建工程等大型工程设计和兰州市白云黄河大桥、雁白黄河大桥工程、中心滩黄河大桥等工程的方案设计研究50余项。其中兰州市新城黄河大桥工程获2006年度省优秀工程勘察设计二等奖、2009年度全国优秀工程勘察设计行业奖市政公用工程三等奖；雁滩黄河大桥工程获2005年度省优秀工程勘察设计二等奖、2009年度全国优秀工程勘察设计行业奖市政公用工程二等奖；兰州市北滨河路银沙段道路工程获2010年度省优秀工程勘察设计二等奖、2011年度全国优秀工程勘察设计行业奖市政公用工程二等奖；兰州市北龙口-水阜-秦王川城市快速路工程获2017年度全国优秀工程勘察设计行业奖市政公用工程道路桥隧二等奖；兰州市大砂坪出口综合治理工程设计获2011年度省优秀工程勘察设计三等奖；兰州市北环路（安宁-109国道段）道路工程设计获2021年度省优秀工程勘察设计一等奖，参与完成《钢管混凝土结

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结构技术规程》获2010年度甘肃省建设科

技进步一等奖。多年来致力于钢-混凝土组合梁桥研究及应用，在G109线改建工程跨柳忠高速工程中采用主桥为（51m＋61m＋51m）三跨连续高性能钢管翼缘斜弯组合梁桥，是国内最大跨度连续管翼缘钢混组合桥，桥梁上部结构采用免涂装耐候钢管翼缘组合梁，下部结构采用箱形截面免涂装耐候钢桥墩，免涂装耐候钢盖梁跨径达32m，是目前国内最大跨钢盖梁，盖梁与墩柱之间采用整体节点，该工程改进了钢梁关键细节的构造型式，提升了制造与架设效率，提高了桥梁长期使用性能，其成果《长寿命高性能钢桥结构体系、设计理论与建造关键技术》获2020年度中国公路学会科学技术奖特等奖。

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李建宏，男，汉族，1979年7月出生，甘肃临洮人，中共党员，大学学历，兰州市青年专家。2001年7月毕业于长安大学水文地质与工程地质专业。现就职于兰州城市建设设计研究院有限公司，高级工程师，国家注册岩土工程师。甘肃省土木建筑学会工程勘察专业学术委员会委员、地基基础专业学术委员会委员，甘肃省勘察设计协会工程勘察与岩土工作委员会委员，甘肃省勘察设计协会第六届理事会专家库专家，甘肃省评标专家。

主持完成了兰州市城市轨道交通1号线一期工程KC-2标段（马滩车站至七里河车站段）的岩土工程勘察工作。地铁对于兰州及甘肃全省来说都是破天荒第一次，对于甘肃省的勘察行业来说也是一个全新的挑战。在接到地铁1号线勘察任务以后，他立刻以饱满的热情投入到兰州地铁1号线的勘察工作当中去。作为勘察项目的项目负责人，首先根据项目特点，组织勘察经验丰富的专业技

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术人员成立勘察项目部，共同分析和研究地铁工程的特点、难点，亲自到现场踏勘，确定岩土工程勘察方案，最后按时完成项目岩土工程勘察任务。2021年9月该项目勘察获2020年度甘肃省优秀工程勘察设计获一等奖；2023年3月获中国勘察设计协会二〇二一年度行业优秀勘察设计奖工程勘察一等奖。

    黄河流域兰州白塔山段综合提升改造项目是兰州市重点项目，该项目岩土工程勘察外业钻机进场时间是2020年2月份，春节刚过，正值新冠疫情肆虐的严峻时期，面对复杂的疫情形势、地质情况、现场环境及各相关单位的防疫、安全、行政审批、进度等要求，把全部精力投入到协调、督促和落实上，最终带领项目组成员克服重重困难，圆满完成了勘察任务，并在项目施工过程中做好施工配合。2023年7月6日，白塔山北线隧道顺利通车，部分具备了为北滨河路分担交通压力的功能，实现了面向社会通行的阶段性目标。业主单位—兰州交发建公路投资管

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理有限责任公司发来感谢信，为本项目建设做出积极贡献的我公司表示衷心感谢，提出通报嘉奖，并对我公司技术人员在本项目中积极服务现场、提供优质准确勘察成果给予了高度肯定。依托该项目完成的“工程物探在岩土勘察中的应用”获得甘肃省土木建筑学会2022年科学技术奖三等奖。本人于2022年9月被授予第四届中西部地区土木建筑杰出工程师荣誉称号。

       

参编的甘肃省地方标准《建筑与市政基础设施工程勘察文件编制技术标准》（DB62/T 3253-2023）已于2023年9月6日发布，2023年12月1日开始实施。参与编制的甘肃省地方标准《软质岩地基岩土工程勘察技术标准》将于近期发布。参与编制的甘肃省地方标准《盐渍土地区城市道路岩土工程技术标准》、《岩土工程勘察标准》正在编制中。

徐劲，西安建筑科技大学建筑设计及其理论专业硕士研究生学历，正高级工程师、国家一级注册建筑师。现担任基准方中集团副总经理、副总建筑师，西安基准方中建筑设计有限公司党委书记、工会主席兼联席总经理、执行总建筑师，兰州公司董事长。任陕西省勘察设计协会常务理事、西安市建设工程消防技术协会副会长、西安市勘察设计协会专家库专家、甘肃省土木建筑学会专家、甘肃省勘察设计协会第六届理事会专家库专家、青海省勘察设计协会专家库专家。参与编制了陕西省工程建设标准《完整居住社区建设标准》，《建筑碳排放评价标准》、《住宅设计技术导则》等地方标准规程。其本人负责的“沣滨水镇•诗经里”获得2019年陕西省首届青年建筑师优秀作品奖；“欧森国际”办公楼获得2020年度陕西省优秀项目设计三等奖；“西安全运村1.2.5.6地块”项目获得2022年度陕西省优秀项目设计一等奖；“莱安中心”商业办公

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综合体获得2022年度陕西省优秀项目设计二等奖；“沣东i立方” 商业办公综合体获得2022年度陕西省优秀项目设计三等奖。其领衔“西安高新区第二十一小学”项目组也受到了2020年西安高新总工会/教育局/住建局联合颁发的“先进施工和设计单位”的称号表彰。由于持续在促进公司各团队的技能发展上的各项工作成绩，徐劲也获得西安市总工会颁发的“2023-2024年度西安市职业技能带头人”称号。

    作为公司的党委书记兼工会主席，在人才双向培养、党建工会促进公司业务发展上的作用突出，其本人也获2021年太乙路街道优秀党务工作者、2022年碑林区两新组织好书记。西安基准方中党委、工会先后获得西安市四星级党组织、碑林区先进基层党组织、碑林区年度两新组织星级党组织考评优秀单位、西安市厂务公开职代会四星级单位、省、市两级的模范职工小家等多项荣誉。

曹本峰同志，籍贯陕西省西安市周至县，工学硕士学位，高级工程师、国家一级注册结构工程师、注册咨询工程师（投资）。现担任基准方中建筑设计股份有限公司兰州分公司总工程师，甘肃省勘察设计协会专家库专、土木建筑学会专家库专家、青海省勘察设计协会专家库专家、甘肃省第一届总工程师委员会委员。

该同志长期致力于各类建筑结构设计的研究与实践，在钢筋混凝土结构、钢结构、混合结构等领域均有丰富的工程经验，尤其在超高层建筑结构、大型商业综合体、居住建筑领域业绩突出，并积累了丰富的工程成本优化设计经验，在行业核心期刊发表多篇结构工程设计论文；前后主持并主要参与了数十个项目的设计与实施工作，获得业主及社会各界好评。设计作品重视建筑的功能、美观、及建筑空间利用，更加关注建筑结构本身的“经济性、合理性、安全性、施工难易性”等 。

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学术研究

1.高层钢筋混凝土结构多级约束优化设计，《建筑结构学报》

2.高烈度区某学校消能减震结构设计，《建筑结构》

3.甘肃陇南新天地结构设计关键要点，《建筑结构》

4.上海海航大厦钢框架混凝土核心筒结构设计，《建筑结构》

5.华润中央公园高层住宅楼结构设计，《建筑结构》

6.合肥智慧广场超高层结构设计，《建筑结构》

7.高烈度区200m办公建筑抗震体系选型，《建筑结构》

“在新的时代浪潮中，公司始终秉持‘科技兴院、创新驱动’的发展理念，致力于将科技创新与技术进步深度融入每一项科研项目与勘察设计实践中，为公司实现高质量发展提供技术支撑，为城市建设和行业发展贡献力量。”

           ——摘自《栉风沐雨砥砺前行 创新发展擘画蓝图》

“基于BPNN 模型能够较好地预报低纬度、中纬度和高纬度电离层TEC数值，平均相对精度分别到达了90.5%、88.7%、85.35%，残差均值分别为1.505TECU、1.595TECU、1.885TECU，平均均方根误差(root mean square error，RMSE)值分别为 1.94TECU、2.13TECU、3.08TECU。”

           ——摘自《BP 神经网络模型的电离层预报精度评估》

Scientific and

Technological Innovation

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栉风沐雨砥砺前行 创新发展擘画蓝图

兰州城市建设设计研究院有限公司

六十余载砥砺深耕 栉风沐雨谱写华章

春华秋实，岁月如歌。兰州城市建设设计研究院有限公司（原兰州市城市建设设计院）成立于1959年，根据经营性事业单位改革工作要求，公司2022年4月改制为市属国有独资企业，完成了公司制改制。

从事业单位到现代国有企业，公司始终坚持“团结、务实、创新、奉献”的企业精神，将设计初心和社会使命一以贯之，历经65年的光辉历史，经过峥嵘岁月的磨砺，用巧工之手绘制蓝图，与城乡建设共生共融，赋能城市，韧性发展，创新驱动，一体化服务，伴随时代脚步和城乡建设的蓬勃发展，秉持兰州城建设计人的恒久担当，以匠心守初心，以初心践使命，历久弥新。

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黄河兰州段河道规划（国家银奖）

现拥有工程设计市政行业（燃气工程、轨道交通工程除外）、建筑行业甲级资质；工程勘察专业类（岩土工程、工程测量）甲级资质；工程勘察劳务类（工程钻探）资质；工程测量甲级资质；工程咨询（市政公用工程、建筑工程）甲级资信；施工图审查建筑工程、市政工程（道路、桥隧）一类资质；工程监理（房屋建筑工程、市政公用工程）甲级资质；岩土工程检测甲级资质；水利行业（城市防洪）专业乙级资质；城市规划乙级资质；地质灾害评估和治理工程勘察设计乙级资质；地质灾害治理工程监理乙级资质；市政工程（环境卫生、给水、排水、热力、风景园林）二类资质；测绘航空摄影、摄影测量与遥感、界线与不动产测绘、地理信息系统工程乙级资质；人民防空工程建设监理单位乙级资质；古建筑工程专业承包三级资质。

主要承担大中型工业与民用建筑、城市道路、桥梁、隧道、给排水、热力、防洪、公共交通、风景园林、环境卫生等工程的一体化设计咨询，以及工程勘察、工程测量、工程监理、工程总承包、岩土工程检测、施工图审查等众多业务。

现有在职职工450余人，其中专业技术人员360余人，正高级职称17人，副高级职称140余人；研究生及以上学历人才40余人；一级注册建筑师、一级注册结构师等各类注册人员156人次；入选兰州市首席专家、兰州市青年专家等省市各类人才库、各级学术带头人近120人次。

以优质服务和精良技术积极拓展市场，逐步形成了以兰州为中心、以甘肃为基底、面向全国的市场新格局，在珠海、北海、新疆、白银设立分公司，勘察设计项目遍及兰州、甘肃省内周边地区和全国部分省市，60多年来，共完成勘测设计项目9000余项，有百余个项目获国家级省部级表彰。其中，获国家级奖项18项，省部级勘察设计奖项169项；主编、参编国家、行业工程建设标准、规范26项；取得发明专利25项专著和软件著作6项，为兰州和甘肃城乡建设事业做出了突出的贡献，得到了社会和业界的广泛赞誉。

近年来，公司领导班子不为风雨所阻、不被困难所迫、

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不受干扰所惑，团结带领公司全体干部职工砥砺奋斗、克难奋进，在抢抓机遇中顽强拼搏，在改革创新中力求进步，取得了来之不易的发展成果。公司完成了经营性事业单位改制，由事业单位改制为国有独资企业；建立现代企业管理制度，完成人事、劳动、分配“三项制度”改革，优化组织体系、升级运营体系、改革薪酬绩效体系、构建人力资源体系；完成整章建制工作，将公司现有规章制度与发展实际需要紧密结合；启动信息化建设，完成公司综合办公OA系统建设，推动信息技术与公司生产经营深度融合；开展技术创新、科研创优，积极申报省部级科研课题，在新技术、新工艺、新材料的工程应用领域主编参编行业新标准、新规范，努力实现关键技术突破。在市场下行压力持续增大的不利局面影响下，公司领导班子踔厉奋发、砥砺奋进，在抢抓机遇、开拓市场中稳步前行，在兴企治企、提质增效中勇挑重担，在改革发展、回应职工福祉中担当作为，取得了来之不易的成绩。

开拓进取拼搏前行 业务发展成绩斐然

聚焦道路和桥隧，同山水和弦，致力于“打通城市脉络、促进城市生长，呵护城市健康”，为璀璨明天“筑路架桥”，奠定道路、桥梁设计综合实力和行业影响力区域领先的行业地位。完成了兰州雁滩黄河大桥、黄河兰州段河道规划、兰州市南北滨河路、兰州城关黄河大桥、银川市万寿路大桥、兰州七里河黄河大桥加固改造、兰州大沙坪立交桥、兰州新区水秦快速路、兰州市北环路九安隧道等一批道路桥隧工程设计项目。

承载历史与现代的交融，精研建筑设计原创能力，在城市综合体、公共建筑、医疗建筑、文体建筑、居住社区等领域厚积薄发，创造富有生命的建筑。完成了甘肃省商会大厦、兰州华奥全球商品直销中心、农垦总部经济大厦、兰州新区中川商务中心、甘肃省人民医院门急诊楼、兰州新区档案馆和图书馆、兰州新区瑞岭翠苑、兰州西固华奥综合体等一批建筑设计项目。

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为美丽中国营造风景，将风景园林、文化乡土赋予城乡建设全过程，将文旅咨询与乡村振兴、生态文明、文化复兴相结合，打造美好生活体验。完成了兰州水车博览园、兰州雁滩南河道综合治理、兰州市雁滩雕塑公园、平凉市行政中心控制性详细规划、兰州新区田园综合体、兰州新区现代农业双创基地建设项目、兰州新区农博园、张家源旅游综合体建设项目等一批城乡建设项目。

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兰州雁滩黄河大桥

甘肃省人民医院门急诊楼

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兰州水车博览园

以“双碳”目标为引领，凝练城市水处理、固废垃圾处理处置、热能动力特色技术，用温情守望幸福，提升设计的温度，追求设计与自然同频共振。完成了兰州市第二水源输水管线、北海红磡污水处理厂提标改造工程、青海门源垃圾处理场、兰州西热东输工程、甘肃（兰州）国际陆港供热工程、甘肃漳县污水处理厂、兰州新区建筑垃圾综合利用工程、乐都县雨润镇生活垃圾处理工程等一批环境与能源工程项目。

北海红磡污水处理厂提标改造工程

以勘察设计统筹全过程咨询产业链，用脚步和标尺丈量国土，在岩土砂砾中探寻本真。开展各类工程的工程测量、工程测绘、测绘航空摄影、摄影测量与遥感、界线与不动产测绘、地理信息系统工程、岩土工程勘察、各类基坑、边坡工程的岩土工程设计、各类工程的岩土工程检测及岩土工程监测，同时承担工程监理、招标代理、造价咨询各相关业务。

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科技兴院创新驱动 技术提升赋能发展

在新的时代浪潮中，公司始终秉持“科技兴院、创新驱动”的发展理念，致力于将科技创新与技术进步深度融入每一项科研项目与勘察设计实践中，为公司实现高质量发展提供技术支撑，为城市建设和行业发展贡献力量。

公司紧跟国家发展战略，聚焦绿色建筑、智慧交通、智能建造等前沿领域，成功立项并实施了《基于双碳目标的甘肃省零碳建筑技术研究》、《强震区基于绿色低碳的钢结构抗震新体系关键技术》、《城市基础设施更新—城市道路交叉口技术更新及工程示范》、《甘肃省智慧城市道路多杆合一关键问题研究》等一批科研和创新项目；主编、参编了《标准设计-电力控制甘12D1》、《标准设计-湿陷性黄土地区室外给水排水管道工程构筑物甘12S8》、《标准设计-建筑装修-内装修(配件)甘12J1-2》、《甘24系列工程建设标准图集》、《严寒和寒冷地区居住建筑节能(75%)设计标准》、《HWY 钢丝网架复合岩棉板厚抹灰建筑构造》等一批行业和地方标准。不断突破技术瓶颈，为行业技术进步贡献了“设计院智慧”。

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兰州新区中川商务中心

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公司深度融入科技创新、绿色减碳、乡村振兴、区域协调发展等国家发展战略，积极响应省住建厅、市住建局及业主单位的号召，主动承担社会责任，全力支持其开展科技研发与“四新技术”（新技术、新材料、新工艺、新设备）的推广应用工作；与高等院校、科研院所开展产学研课题联合攻关；积极探索发展智能化、数字化建设，研究制定公司数字化转型实施方案，打造数字化勘察设计平台，开展公司办公综合平台OA系统建设，切实为公司提升管理水平、实现高质量发展提供技术保障。

公司始终重视知识积累与成果转化，鼓励技术人员积极申请技术专利。取得了《带半包裹式混凝土组合柱的钢板剪力墙结构及其锚固结构》、《一种测绘仪用可拆卸的固定装置》、《一种测绘遥感信号接收器的稳回结构》、《一种用于工程地质的土壤钻取结构》、《一种城市道路使用的沥青混凝土搅拌装置》、《土质地层应力测试探孔成孔装置及成孔方法与应用》等一批发明专利和实用新型专利。通过参与省内外学术交流，不断拓宽视野，提升专业素养。这些成果的取得，不仅丰富了行业知识库，更为公司后续项目的实施提供了坚实的技术保障。

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党建引领彰显优势 改革创新规范运行

在市委市政府和市政府国资委党委的坚强领导下，公司党委毫不动摇坚持党对国有企业的绝对领导，大力推动党建工作与企业发展同振共鸣，把党建优势转化为企业发展优势和竞争优势，为公司高质量发展提供坚强政治保证。深化领航工程，坚持把党的政治建设放在首位，在推进转企改制、构建企业治理结构过程中，坚持“四个同步”、“四个对接”，教育引导公司党员和干部职工深刻领悟“两个确立”的决定性意义，不断增强“四个意识”，坚定“四个自信”，坚决做到“两个维护”，筑牢国有企业的“根”和“魂”，为企业发展提供坚强政治保证。深化铸魂工程，坚持思想建党、理论强党，深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大及二十届三中全会精神，持之以恒用党的创新理论武装头脑、指导实践、推动工作。深化强基工程，积极推进基层党支部标准

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化建设，深入落实“双培养”机制，常态化开展“党旗飘在一线、堡垒筑在一线、党员冲在一线”“我为群众办实事”等专项行动，充分发挥基层党支部在承揽项目、技术攻关等方面的牵引协调和战斗堡垒作用。深化求实工程，引导党员带头，围绕党的建设、专业技术、经营管理等领域开展大学习大培训，推动党员干部提升专业技术能力、改革创新能力、规范经营能力。深化聚力工程，坚持以文化人、以文育人、以文塑人，坚持以党建带群团建设，深入开展企业文化建设“主题活动月”系列活动，推动企业物质文明和精神文明协调发展。

结合现代企业管理要求，积极完善制度建设，推进制度创新。有效推进现代企业管理、评估考核和分配制度，完成了经营和项目管理体系及三项制度改革，深入开展了整章建制工作，共修订、制定50余项内部管理制度，进一步提升了公司管理的科学化、规范化、制度化水平。

        公司先后被评为全国建设系统精神文明建设先进单位、第三批企业文化建设先进单位、全国建筑设计行业诚信单位和全国工程勘察与岩土行业诚信单位、甘肃省文明单位标兵、甘肃省十佳设计研究院。入选中国当代建筑设计百家名院。

强基固本不忘初心 接续前行再铸辉煌

面临行业下行等不利因素的叠加，领导班子带领公司上下，立足兰内、周边县区市场，巩固新兴市场，统筹开拓兰外市场，抢抓市场份额，成功开拓临夏、金昌、甘南、定西、庆阳、武威等兰外市场，主动出击巴彦淖尔、酒泉等地，不断增强项目获取能力。紧紧围绕中央预算内资金、省市专项资金等政策红利，深度响应并深度融入全省“一核三带”区域发展，深入实施“四强”行动，充分发挥公司综合性甲级设计院资质、人才、技术优势，为兰州经济社会发展贡献力量。在巩固传统业务的同时，公司积极拓展新领域，探索项目新模式，在城市更新、乡村振兴、文旅产业、易地扶贫搬迁后续产业、智慧城市、新能源、全过程咨询等新业务、新领域寻求突破。

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全面贯彻新发展理念，积极优化市场布局，深度融入科技创新、绿色减碳、乡村振兴、区域协调发展等国家发展战略，优化资源配置，精准对接需求，不断增强全过程咨询和一体化服务能力，积极推进BIM技术应用，拓展城市更新、智慧城市、绿色建筑、土地整理、生态修复、BIM+GIS、新能源、岩土工程设计等业务；开展中央预算内资金项目、政府专项债项目、银行贷款融资项目可行性研究及造价咨询业务，为政府投融资决策提供技术资源和支持。

基于信息化背景的城乡融合发展，已成为未来发展的主导趋势。在改革发展的历史交汇点，秉承绿色发展理念，坚持践行双碳目标，主动伴随“数字化转型”，持续探索实现绿色发展、可持续发展路径和基于信息化、数智化、平台化设计企业的运营模式，以新材料、新技术、新工艺、新理念为支撑，发展特色专业，在全过程咨询及一体化服务中提升节能、环保、绿色、科技的技术含量，促进绿色健康发展，与城乡建设共生、共融、共进，凝心聚力，攻坚克难，踔厉奋发，不负时代，不负使命，与您携手，共享共赢，为城乡建设可持续高质量发展持续赋能，共创城乡和谐美好的明天！

摘要：针对电离层电子总含量(total electron content，TEC)时间序列高噪声、非线性和非平稳的动态序列的特点，基于反向传播神经网络(back propagation neural network，BPNN)模型对欧洲定轨中心(Centre for Orbit Determination in Europe，CODE)提供的电离层格网(global ionosphere maps，GIM)数据产品中低纬度、中纬度、高经纬格网点TEC数据和对应的时间点、经纬度、太阳射电通量F10.7数据、赤道地磁活动指数 Dst、全球地磁活动指数Kp数据进行样本训练并进行电离层预报。结果表明：基于BPNN 模型能够较好地预报低纬度、中纬度和高纬度电离层TEC数值，平均相对精度分别到达了90.5%、88.7%、85.35%，残差均值分别为1.505TECU、1.595TECU、1.885TECU，平均均方根误差(root mean square error，RMSE)值分别为 1.94TECU、2.13TECU、3.08TECU。

型的电离层预报精度评估

兰州城市建设设计研究院有限公司

引 言

电离层是日地空间观测环境中的一个重要组成部分，对人类生活生产产生了重要的影响。电离层作为近地空间环境的重要组成部分，对电波通信、卫星导航定位等都有重要影响，对电离层电子总含量(total electron content，TEC)进行预报，有助于理解电离层时空演化特征和应用^[1-2]。早期学者可通过对电离层建模对电离层进行预报，主要分为经验模型(国 际参考电离层(international reference ionosphere，IRI) 模型)和数学模型(球谐函数模型、自回归滑动平均 (autoregressive moving average model，ARMA) 模型、 Klobuchar模型、整合移动平均自回归(autoregressive integrated moving average model，ARIMA)模型、 NeQuick[3-4]模型等。

科技创新

BP神经网络模

宋秉红

甘肃|兰州

BPNN算法主要由输入层、隐含层和输出层三部分组成。BPNN模型主要与网络层数、每层的神经元个数和激活函数有关。

1.1 BPNN 数学模型

NeQuick^[3-4]模型等。近年来，人工神经网络(artificial neural network，ANN)的快速发展和计算机硬件性能的提升为电离层预报提供了新的思维方向。深度学习方法作为一种特定类型的机器学习方法，与传统神经网络模型相比，新增了更多的网络层级和参数，在应用能力方面显著提升^[5]。人工神经网络能够处理非线性函数的问题为电离层预报提供了理论基础^[6-7]。廖文梯^[8]等 基于长短期记忆(long short-term memory，LSTM)神经网络模型和深度神经网络(deep neural networks，DNN)的混合模型对全球电离层TEC进行中短期预报，该混合模型有效解决了网络层数增加带来的梯度消失的问题；马国辉^[9]等基于深度学习门限循环单位(gate recurrent unit，GRU)模型对电离层 TEC进行了预报，实验结果表明：GRU模型能够较好地预测低、中、高地区电离层TEC，且在低纬地区的精度高于中纬地区，中纬地区的精度高于高纬地区；吉长东^[10]等基于LSTM 神经网络模型和总体经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition，EEMD)结合的方法实现了对电离层 TEC值进行短期预报。电离层TEC数值大小与太阳活动、地磁活动、中性大气背景以及电动力学过程有关密切相关^[11]，目前既有文献较多仅对TEC数值进行时间序列分析及其预报，本文采用非线性预报反向传播神经网络(back propagation neural network，BPNN)模型将电离层格网(global ionosphere maps，GIM)数据、时间点、经纬度、太阳射电通量F_10.7数据、赤道地磁活动指数D_st和全球地磁活动指数 K_p数据，以此来提高电离层TEC预报的精度，同时可为今后探索电离层数据在天气预报方面的应用提供依据。

科技创新

1 原理与方法

式中：X_i 为归一化处理之后得到的数值；X为归一化处理的对象；X_max 、X_min 分别为原始数据中最大值和 最小值。

式中：k 为隐含神经层神经元的个数；m 为输入层的神经元的个数；n 为输出层神经元的个数，a 为常数，一般在 [1,10] 取值。

在建模的过程中若输入原始数据，往往会导致输入层中神经元权重不同对结果产生一定的影响，因此在建模过程中往往对输入层数据进行归一化处理，将原始数据映射在区间 (–1,1) 中，即

式中：y^t_o为第o个输出第t 步数据；!_ho 为隐含层连接输出层的权值。

神经网络模型的复杂程度取决于隐含层的个数和神经元的个数，隐含层的个数又取决于输入层和输出层的神经元个数。随着神经元个数的增加样本训练迭代次数会随之增加，本文通过经验公式来确定最佳的隐含层神经元的个数^[12]，即

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假设x = [x₁;x₂; · · · ; x_n ]为输入层数据集合，若每个输入量时间同步长为p，即 x_i =[x¹_i ；x²_i ; · · · , x^p_i]，隐含层迭代函数为：

式中：s^t_i为隐含层第i个输出的第t 步数据；!_ihx 为输入层信息传递给隐含层的权值；x^t_i为输入集中第i个输入的第 t 步数据；H 为隐含层数；!_h′h为隐含层 t − 1步传递的权值；b^t_h为经过激活函数f_h 计算的值，每个输出量时间步长为q，即y₀ = [y¹₀;y²₀ ; · · · , y^p₀]，传递函数为

式中：i_t 、O_t 和f_t分别为 t 时刻输入门、遗忘门和输出门的输出值；c_t 、m_t分别为神经元和记忆单元在 t 时刻的激活状态；W 为神经网络模型不同层之间的权系数矩阵；b 为偏置项；σ 为激活函数；tanh为双曲正切激活函数。

LSTM 神经网络模型是在递归神经网络 (recur- rent neural network，RNN) 模型的基础上新增了 3 个 “门限”结构来替代原有的 RNN 神经元，通过输入门限、遗忘门限和输出门限来选择性记忆反馈的误差函数随梯度下降的修正参数，从而实现时间上的记忆功能，并防止梯度消失，假设x = [x₁; x₂; · · · ; x_m ]为输入 层 数 据，y = [y₁;y₂; · · · ;y_m ]为模 型 的 输 出 结 果，则 LSTM 记忆单元的状态和输出的计算公式可表示为：

1.2 LSTM 数学模型

本文实验使用的数据包括欧洲定轨中心 (Center for Orbit Determination in Europe，CODE) 提供的电离层格网 GIM 数据，空间分辨率均为 2.5°×5°, 时间分辨率为 1 h；中国科学院空间环境预报中心提供太阳射电通量 F_10.7 数据，时间分辨率为 1 d；日本京都地磁数据中心提供赤道地磁活动指数 D_st 和全球地磁活动指数 K_p 数据，时间分辨率为 3 h. 

2.1 数据来源

2 数据来源和样本训练

对象；Xmax 、Xmin 分别为原始数据中最大值和 最小值。

时间分辨率为 1 d；日本京都地磁数据中心提供赤道地磁活动指数 Dst 和全球地磁活动指数 Kp 数据，时间分辨率为 3 h. 在实际使用过程中需要将各个数据的线性内插方式得到时间分辨率为 1 h 的数据。

本文选择样本数量为 2020—2021 年数据，共计731 d，考虑到全球电离层 TEC 存在半年/年周期性变化，本文实验数据为抽样选取，以一个月为周期，每个月前 20 d 数据作为训练集，中间 5 d 为验证集，后5 d 为测试集，若当月天数不足 30 d 的，则训练集减少相应的天数，若当月天数超过 30 d 的，增训练集增加相应的天数，训练样本结构如图 1 所示。

在图 1 中，B、L表示格网点经纬度信息，同时将原始 GIM 数据进行归一化处理，经过归一化处理的数据能够更好反馈特征项，不会因为某个数量量级过大导致模型精度较差的结果. 通过式 (4) 确定隐含层的个数为 14 个。样本输入输出数据均为附加时间和空间位置属性的 GIM 格网数据。

2.2 样本训练

图1 BPNN 模型样本训练结构图

将 CODE 中心提供的 2020—2021 年共计 731 d的 GIM 数 据按 照低 纬度 (22.5°N，65°E)、(22.5°N，125°E)、中纬度 (45°N，65°E)、(45°N，125°E)、高纬度(67.5°N，65°E)、(67.5°N，125°E) 以月为周期提取各格网点时间序列

3 精度评估

数据，每个月前 20 d 数据作为训练集，中间 5 d 数据为验证集来辅助预报模型的构建，后 5 d为测试集进行精度评估. 将电离层预报结果与 CODE中心的电离层产品数据进行对比，同时以残差的平均值、均方根误差 (root mean square error，RMSE) 和平均相对精度作为精度因子进行精度评估. 残差的平均值、RMSE 和平均相对精度分别表示为：

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式中：A_AVE 为残差的平均值；A_RMSE 为 RMSE；A_RA 为平均相对精度；TEC_i 为第 i 个历元 电离层预报值；TEC_GIMi 为第 i 个历元的参考值；n为历元长度。

将 CODE 中心提供的 GIM 产品作为参考值，将低纬度 (22.5°N，65°E)、(22.5°N，125°E)、中纬度 (45°N，65°E)、(45°N，125°E) 和高纬度(67.5°N，65°E)、(67.5°N，125°E) 各格网点共计 60 d (每月 5 d 的预报结果，2 a 共计 60 d) 的预报结果进行对比分析，将最大残差值、最小值、平均值、RMSE、平均相对精度进行统计，结果如表 1所示。

由表 1 可知，基于BPNN模型预报的电离层TEC值在低纬度、中纬度、高纬度的预测结果存在差异性，这可能是由于不同纬度地区电离层TEC值存在较大差异性导致的. 低纬度、中纬度和高纬度电离层格 网点TEC最大残差值分别为 3.12TECU、3.88TECU、5.02TECU，低纬度的平均相对精度优于中纬度平均相对精度，中纬度的平均相对精度优于高纬度平均相对精度，在低纬度地区、中纬度地区、高纬度地区平均RMSE分别为1.94 TECU、2.13TECU、3.08 TECU。

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为了进一步评估 BP 神经网络 BPNN 模型在电离层预报中的可靠性和稳定性，将 BPNN 神经网络模型电离层预报结果与 LSTM 神经网络模型电离层预报结果进行对比分析，结果如图2所示。

图2  2种神经网络模型预报精度对比图

由图 2 可知，在中纬度、高纬度地区 BPNN 和 LSTM 神经网络模型对电离层预报均有较好的精度，且 2 种神经网络模型对电离层预报精度基本相当。与 BPNN 神经网络模型相比，LSTM 神经网络模型在低纬度地区预测的电离层残差值

值和 RMES 值更大，预报精度较低。因此，在低纬度地区使用 BPNN神经网络模型对电离层预报具有更高的精度。 同时，也进一步证实了 BPNN 神经网络模型在电离层预报中具有较好的可靠性和稳定性。

2024-03期

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针对 TEC 时间序列高噪声、非平稳、包含了线性和非线性的动态序列的问题，本文采用非线性预报 BPNN模型将 GIM数据、时间点、经纬度、太阳射电通量 F_10.7 数据、赤道地磁活动指数 D_st 和全球地磁活动指数 K_p 数据作为样本训练，同时将预报结果进行精度评估，实验结果表明：

1) 基于 BPNN 模型通过样本训练能够较好地预报低纬度、中纬度和高纬度电离层 TEC值；

2) BPNN 模型能够较好地反映出电离层 TEC 值的变化特征，在低纬度、中纬度、高纬度的预报残差平均值分别为 1.505TECU、1.595TECU、1.885TECU；平均RMSE分别为 1.94TECU、2.13TECU、3.08TECU；平均相对精度分别为 90.5%、88.7%、85.35%；

3) 由于电离层时空特性变化机理较为复杂，如何将预报电离层 TEC 数据在地震预报、天气预报中取得实际应用可作为下一步重点研究内容之一。

4 结束语

［1］ 姚宜斌, 高鑫. GNSS 电离层监测研究进展与展望 [J]. 武汉大学学报 (信息科学版), 2022, 47(10): 1728-1739. ［2］ 袁运斌, 霍星亮, 张宝成. 近年来我国 GNSS 电离层延迟精确建模及修正研究进展 [J]. 测绘学报, 2017, 46(10): 1364- 1378. 

［3］ 杨玲, 周春元, 苏小宁, 等. 附加 IRI 模型约束的全球电离层建模及定位精度分析 [J]. 同济大学学报 (自然科学版), 2021, 49(11): 1606-1613. 

［4］ 褚睿韬, 姚宜斌, 孔建. 基于电离层线状变化特征的电离层建模方法 [J]. 测绘地理信息, 2022, 47(5): 17-21. 

参考文献

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