基于改进集对分析方法的高心墙堆石坝填筑工期仿真及风险评价

高心墙堆石坝填筑工期关系到大坝的施工进度与工程投资,传统的蒙特卡洛仿真基于对网络计划活动持续时间构造概率模型并对其抽样,不能反映工期与风险因素的关系,影响了工期仿真与风险评价的客观性与可靠性。本文将改进的集对分析方法应用到高心墙堆石坝填筑施工的工期仿真与风险评价中,充分考虑到活动持续时间的确定性与不确定性以及工期与风险因素的关系,建立了多元联系数表达的施工进度网络计划模型,提出了多元联系数网络计划的蒙特卡洛仿真流程。以澜沧江某水电站心墙堆石坝为例,利用仿真工期分布、完工概率、工序关键度等指标,为大坝填筑工期风险提供了评价指标。与传统的蒙特卡洛仿真方法相比,基于改进集对分析方法的蒙特卡洛仿真,得到的仿真成果更加可靠、更加符合工程实际,为高心墙堆石坝填筑工期的风险评价和风险管理提供了科学依据。     

基于实时监控的高堆石坝施工进度影响因素研究

高堆石坝施工过程复杂,其施工进度受到诸多因素的影响,难以进行实时控制。本文在对高堆石坝施工进度影响因素全面分析的基础上,提出了基于实时监控的高堆石坝施工进度影响因素实时分析方法。通过运用基于GPS技术的实时监控系统,实时地提取重要的工程信息以及施工参数,并分析其内在规律,将其结果与堆石坝施工系统仿真中的相应参数进行比对,建立多元线性回归模型分析各影响因素与施工进度的相关性,并通过工程实例证明该方法为堆石坝施工进度的实时控制提供了分析手段和科学的决策依据。     

考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析

现有将高心墙堆石坝沉降分析统计模型分为填筑因素、时效因素与水压因素的研究通常将坝体同一分区视为均质体,缺乏考虑大坝碾压施工质量差异导致填筑体非均质性对沉降变形影响的研究,因此从高心墙堆石坝填筑体受力变形分析出发,分析了考虑实时施工质量因素影响的填筑因素和时效因素,并结合水压因素,建立考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析模型。针对高心墙堆石坝沉降变形过程的动态性,将该多参数非线性模型与M5’模型树相结合,利用M5’模型树解决全局非线性问题的优势,结合粒子群算法求解多参数问题速度快、收敛快的优点,实现对高心墙堆石坝沉降过程的拟合与预测,并与未考虑实时施工质量因素的传统分析模型以及多元线性回归分析模型进行对比。分析结果表明,考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析模型的绝对差值与误差平方和均最小,而各模型关联度差异较小,模型综合指标最优。考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析为客观分析大坝沉降提供了可靠的途径。     

基于实时监控的沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真研究

目前沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真主要考虑碾压机械的工作效率,没有将实际的施工数据融入到仿真模型中,从而降低了仿真的可靠性。针对此问题,本文将碾压过程实时监控引入仿真模型,基于实时监控技术的碾压施工数据,通过数理统计方法,获得贴近实际施工的仿真参数;同时,结合离散事件仿真方法,建立沥青混凝土心墙碾压施工过程的精细化仿真模型;最后,通过Monte Carlo方法计算得到填筑单元的碾压历时和区段初碾合格率。以西南某在建沥青混凝土心墙坝工程为实例进行仿真计算分析,通过置信度检验方法对仿真模型进行验证,并通过局部灵敏度分析的方法对仿真参数进行灵敏度分析,为现场坝面碾压施工的指导和工程进度的控制管理提供技术支持。     

高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模研究

针对现有的高拱坝施工仿真多采用离散事件仿真（discrete event simulation,DES）这一建模方法,难以从微观层面精细地描述大坝施工复杂系统中的个体行为,同时仿真模型缺乏对关键连续因素的复杂作用关系进行定量分析的问题,提出高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模方法。首先采用基于多智能体的仿真与建模方法（agent-based modeling and simulation,ABMS）,依据高拱坝施工流程,抽象出拌和楼、自卸汽车、缆机、施工仓面四种Agent和详细的混凝土转运过程,对各Agent的行为以及它们之间的相互作用进行建模;同时,对影响施工效率的各种连续因素,基于系统动力学方法（system dynamics,SD）进行建模,定量分析疲劳、熟练度等连续影响因素对施工效率的影响;最后,以工作时间、缆机循环时间等为接口变量,建立高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真模型。工程应用表明,与传统DES模型以及单一ABMS模型相比,仿真结果与工程实际偏差率分别平均缩小了4.83%和3.5%,为高拱坝施工过程精细化仿真分析提供了新的思路。     

高碾压混凝土坝施工过程仿真研究

本文根据碾压混凝土坝施工特点，采用计算机系统仿真技术和排队随机仿真网络理论，建立了高碾压混凝土坝施工交通运输系统排队网络仿真模型和高碾压坝施工浇筑过程仿真模型。应用该模型可以较好地研究高碾压混凝土坝施工过程中混凝土的运输和大坝浇筑过程问题，通过算例分析，可以看出：采用这种模型进行计算机仿真，所得结果可为高碾压混凝土坝施工组织设计提供一定参考。     

基于混沌时序-随机森林回归的堆石坝料加水量预测研究

堆石坝碾压施工过程中一般通过对坝料加水以提高压实质量。然而现阶段针对坝料加水量控制的研究中,存在无法精确给定加水量、未考虑坝料上坝后摊铺施工过程中气象因素对坝料含水率的影响等问题,难以保证坝料在碾压施工开始时满足坝料设计含水率的要求。为有效控制堆石坝坝料加水量,基于混沌时序和随机森林回归方法,建立考虑气象因素影响的堆石坝料含水率变化预测模型并精确给定加水量,主要包括：①利用混沌时序方法,在设定时间内进行气象信息短期预测;②建立基于随机森林回归方法的含水率变化预测模型,预测气象因素引起的坝料含水率非线性变化,并通过十折交叉验证检验了模型预测精度;③结合预测的含水率变化、坝料初始含水率、设计含水率和坝料质量对加水量进行精确计算。在碾压监控系统和运输监控系统的基础上,结合某实际工程,验证了该方法的有效性和准确性,并与现有加水方法进行了对比,为堆石坝坝料加水量的精细化控制提供了科学指导。     

高心墙堆石坝大场景视频监控网络覆盖NCHHO优化

覆盖率和成本是衡量高心墙堆石坝视频监控网络部署优劣的重要指标。然而,现有研究缺乏对建设成本的综合考虑,且常用的视频监控网络覆盖优化求解方法存在收敛速度慢、易陷入局部最优等不足。针对上述问题,本文提出一种高心墙堆石坝大场景视频监控网络覆盖改进哈里斯鹰优化模型——非线性混沌哈里斯鹰优化（nonlinear chaotic Harris hawks optimization, NCHHO）模型。首先,提出表征视频网络部署成本的单位摄像头重复采样率指标,并基于集合覆盖理论构建以覆盖率和单位摄像头重复采样率最大为目标的视频监控网络覆盖优化模型。其次,利用混沌序列和非线性能量更新策略改进哈里斯鹰算法的种群初始化和搜索过程,提高算法的收敛速度、避免陷入早熟,并利用其求解视频监控网络覆盖优化模型。实例验证了改进哈里斯鹰算法在视频监控网络部署优化中的有效性和优越性,本研究得到的优化方案覆盖率和重复采样点比例分别为99.98%和60.3%,相比经验方案提高了13.8%和23.2%,显著优化了视频监控效果。     

基于实时监控的堆石坝碾压质量二元耦合评价

面板堆石坝的填筑碾压质量直接关系到该水库建成后的安全运行,但传统的以随机取样的干密度实验检测坝体填筑质量的方法,其不能全面反映坝体实际的碾压质量,影响坝体质量评价的可靠性。本文依托面板堆石坝"碾压施工质量实时监控系统",并基于面板堆石坝填筑质量变异性分析,将工程实际的干密度指标和可靠度理论相结合,建立了坝体干密度—可靠度二元耦合评价模型,提出了评价面板堆石坝碾压质量的具体流程;以河南省某在建水库工程为例,通过料源含水率和粒径参数的可靠性和敏感性分析,研究了干密度的变异性和干密度影响因子对干密度的影响程度,应用耦合干密度及可靠度的碾压质量二元评价给出了完整碾压区域的干密度分布及其满足施工要求的可靠度,提高了评价有效性和可靠性,对面板堆石坝填筑的质量控制提供有用的科学依据。     

堆石坝填筑施工过程的管理与控制

本文运用自适应控制理论与方法，通过对高堆石坝施工过程的系统分析，建立了高堆石坝施工过程管理与施工控制模型。运用该模型可较好地对堆石坝施工过程，通过历史进程信息的收集，实行控制与管理，对于保证堆石坝施工按期高质量的完成有十分现实的意义。     

电力系统实时仿真技术研究综述

电力系统实时仿真已成为进行电力系统试验研究、规划设计、调度运行和状态安全评估的重要工具。电力系统实时仿真技术的发展经历了物理仿真、数模混合仿真和数字仿真三个阶段。介绍了电力系统实时仿真技术的一般定义、发展历程及现状,突出了该技术的实时性特点,同时,对实时仿真技术的理论基础、涉及的算法和实现方式也作了一定程度的阐述,对电力系统实时仿真技术有较全面的比较和说明。三种实时仿真技术有各自的优缺点,在实际应用中应有选择性地配合使用。数模混合仿真技术在仿真应用中较有优势,成为目前较热门的研究课题,对它作了重点介绍。最后进一步指出了电力系统实时仿真技术急需解决的问题。     

基于变电站数字物理混合仿真技术的多级联合仿真培训系统

介绍了作者研发的基于变电站数字物理混合仿真技术的多级联合仿真培训系统总体结构、关键技术及实现方法。该系统对变电站内监控系统、保护及测控装置、五防系统等采用现场真实物理设备,而变电站一次设备及其邻近电网采用数字仿真,同时采用电磁暂态与全动态电网联合仿真技术,这样既能详细而真实地反映变电站一次设备的行为,又能逼真地再现大电网各类动态过程对变电站的影响。应用该系统可以进行调度、集控站以及变电站运行人员的联合培训和反事故演习,特别是能够有效提高变电站运行人员实际操作的训练效果,并加强变电站人员的电网概念和全局观念。     

Research on system architecture of modeling and simulation

The modeling and simulation (M&S) architecture describes and defines the relationship between the different parts of a simulation. The simulation system architecture and simulation support platform architecture are discussed separately. The simulation support platform architecture consists of the management layer, the resource layer, the communication layer, the application layer and the infrastructure layer. The best way is to design and realize the M&S collaborative environment for simulation support platform in the resource-communication-application three-dimension space. Translated from System Simulation Technology, 2006, 2(2): 63–68 [译自: 系统仿真技术]     

CJ1奖状飞行训练设备维护仿真建模与实现技术研究

奖状飞行模拟机系统繁多,与真飞机相比,维护手册章程简单,维护技术要求高。按照现有的维护手册很难精准判断故障组件,并对故障组件快速完成拆装更换工作。针对此问题通过分析奖状飞行模拟机的系统结构,提出并建立了维修仿真管理模型MSM,构建了MSM模型框架,定义了MSM模型的3个要素:状态、迁移和约束条件。基于状态定义维修组件的各种状态情况,基于迁移定义维修实现的触发条件,基于约束条件建立状态与触发条件的制约关系。并阐述了MSM模型的虚拟场景的渲染驱动和切换。最后以仿真维修平台中声音控制组件拆装仿真为例,验证了维修仿真管理模型的有效性。     

柔性高压直流输电仿真技术研究方法综述

柔性直流输电工程应用前景广阔,采用各种高精度高效率仿真技术对柔性直流系统进行理论分析和运行特性研究是柔性直流技术发展的关键;实时数字仿真、物理动模仿真和数字物理混合仿真是常用的系统仿真研究方法。总结柔性直流输电系统结构及核心装备;分别介绍三种仿真方法,从基本理论与算法原理、实现方式和柔直装备建模方法等方面进行论述,并总结各种方法的适用性和优缺点。最后,对柔性高压直流输电仿真技术的发展趋势和关键问题进行了总结和展望,提出了几点可能的研究思路。     

阳城-淮阴 500 kV 串补电容线路对继电保护的影响

对阳城—淮阴串补线路的一次系统、二次传变环节ＣＴ和ＣＶＴ以及各种典型的继电保护装置进行了数字仿真研究,并对不同的故障点和不同的故障类型情况下继电保护装置的动作行为特性进行了仿真分析研究,得出了一些结论,提出了一些改进意见。     

海战场自然环境建模与仿真研究

环境是作战决策的重要参考因素,环境仿真的优劣直接影响作战仿真的逼真度。本文综述了当前国内外海军作战环境仿真的发展现状,从作战决策角度分析并整理了环境对于作战的影响,以及作战仿真中环境模型的搭建。同时,结合国外先进的环境仿真软件,对当前国外环境的发展状态进行了介绍,并对未来国内的作战环境仿真的发展作出畅想。无论从环境模型的搭建角度还是从环境仿真软件的发展层次方面都给出了很好的借鉴,对国内未来环境仿真工作的发展意义重大。     

基于实时仿真技术的变电站数字物理混合仿真与培训系统

针对目前国内变电站自动化仿真与培训系统存在的不足,提出了一种基于实时仿真技术的变电站数字物理混合仿真与培训方案,该方案将数字仿真的一次系统、二次设备以及真实的变电站自动化设备创造性地放置于同一个仿真系统中,有机连接、灵活配置,营造了更为逼真的运行环境, 帮助使用者更加深入地了解变电站自动化设备的运行性能和工作特性。     

直流配电实验系统初探

面对传统的交流配电网遇到的发展瓶颈,直流配电以其优势获得了广大研究者的青睐.国内对直流配电网的研究主要集中在稳态分析、故障分析与保护、稳定运行控制、电能质量控制等方面.建立专门的直流配电实验系统,可以为直流配电技术的研究提供仿真与试验研究,推动直流配电技术的发展.为此介绍了直流配电实验系统的结构和功能,并对其中的仿真模拟平台和动态模拟平台做了详细描述,提出了直流配电实验系统的初步建设方案.     

电力系统数字混合仿真技术综述

相互独立的机电暂态程序与电磁暂态程序由于各自的不足和局限,已经难以适应快速发展的现代电力系统对仿真技术的要求,数字混合仿真技术为解决该问题提供了一种新的思路。文章对该技术进行了研究,认为接口的处理是其中的关键,在此基础上重点阐述了接口位置选择、等值电路形式、数据交互方式以及数据转换等核心问题。最后指出,在混合实时仿真中电磁暂态侧与实际物理装置相连具有重要的研究价值和应用前景。