水利水电工程施工系统三维建模与仿真

该文基于GIS平台，采用三维可视化技术，提出了实现水利水电工程施工系统三维可视化数字模型的构造与施工过程动态仿真的方法。文中首先阐述了基于GIS的三维可视化原理，接着探讨了三维可视化数字模型的构造方法，然后详细介绍了地形数字化技术，静态地物实体建模技术，动态实体模拟方法，以及施工过程动态仿真途径，最后给出了几个应用实例，表明本方法具有较好的实用性。     

施工总布置三维可视化数字模型研究

为直观准确地描述施工总布置中各施工环节之间复杂的变化时空关系，以水利水电工程为基础，借助GIS特有的空间数据组织结构和可视化表达功能，构造了施工总布置三维可视化数字模型，其中包括施工场地地表三维数字模型(DTM)和施工总布置建筑物实体三维数字模型，并根据需要对地形数字模型进行了填挖处理。在此模型基础上实现了施工过程的三维动态演示、三维场景沿河流巡航、施工总布置可视化信息查询和局部观察。工程实际中的应用表明该模型可为工程施工组织设计提供一个科学有效的可视化分析和辅助决策手段。     

复杂地下洞室群工程地质三维建模与动态仿真分析

融合工程地质三维建模技术与全过程动态仿真技术,提出了基于三维地质模型的地下洞室群施工全过程动态仿真实现方法.该方法考虑各种地质因素,全面系统地对大型地下洞室群施工过程进行了仿真计算与优化分析,建立了地下洞室群三维地质模型,并结合仿真计算结果和三维地质模型,实现了真实地质条件下复杂地下洞室群施工全过程的动态可视化演示.最后通过实例分析验证了该方法的可行性和实用性,为大型地下洞室群施工管理与决策提供了一种科学简便、形象直观的分析方法与技术手段.     

WEBGL时空数据动态可视化及远程动态加载算法

针对当前三维时空数据内容丰富,GIS无法精确模拟三维空间数据动态显示的问题,本研究提出了一种三维时空数据库的Web端地信时空动态可视化方法,经由三维GIS的三维空间投影,显示三维地理时间空间信息。使用WEBGL图形库搭建三维可视化框架,将粒子系统模型应用于时空数据的动态可视化中。使用动态加载技术,对地形环境复杂、数据量较大的时空数据进行分割,减少了冗余时空数据。实验表明,所加载的时空数据时间最短为0.84 s,动态显示平均帧率高达45帧/秒,时空模型网格数和顶点数最小。     

基于ArcGIS的洪水演进三维动态可视化系统设计

由于未考虑洪水演进过程的离散性和不稳定性，导致洪水演进模拟精确度较低。为此，提出一种基于ArcGIS的洪水演进三维动态可视化系统。引入ArcGIS进行洪水演进三维动态可视化研究，以二维浅水方程为基础组件，用于干河床的平面二维洪水演进计算模型，使用有限差分法进行离散分析。以ArcGIS为基础平台，组建基于ArcGIS的洪水演进三维动态可视化系统，实现洪水演进计算模拟和可视化的无缝结合。仿真实验结果表明系统能够有效提升洪水演进模拟精确度，同时有效加强系统的稳定性以及运行效率。     

动态地形可视化算法－IDTRA

动态战场地形可视化主要研究动态战场地形仿真中动态地形实时三维渲染的方法。动态战场地形仿真能够提高战场环境仿真的可信度和逼真度。在DEXTER-ROAM算法的基础上提出了一种改进的动态地形ROAM算法－IDTRA,IDTRA把视景剔除阶段分两步来执行：第一步使用地形块进行粗剔除,第二步使用菱形进行细剔除。针对目前动态地形可视化实现方法的不足,基于OGRE渲染引擎设计了支持三维战场可视化的演示系统。最后通过炸弹攻击坦克分队的过程演示了动态弹坑的可视化,验证了算法的可行性。结果表明IDTRA算法,在显示速度和效果方面都能够满足动态战场地形可视化的要求。     

车辆-轨道耦合系统中基于变参数的三维图形仿真研究

建立一个随参数改变而改变的三维可视模型。是机车车辆-轨道耦合系统动力学可视化的一个急待解决的重要问题，文中将可视化，三维建模技术引入机车车辆-轨道耦合动力学仿真中，系统地研究了机车车辆轨道耦合系统的基于变参数的三维图形仿真的方法，综合建立了车辆模型的动态装配三维图形系统，直、曲线轨道的三维离散结构等，为机车车辆-轨道耦合动力学仿真建立了一个有效的可视化综合仿真平台。     

动态图的实时三维可视化的稳定性算法

提出动态图的实时三维可视化及其稳定性的问题。讨论在图的实时重画中兼顾动态稳定性和美观性的平衡策略。在三维静态美观布局算法的基础上，给出了动态图的若干实时三维可视化的稳定性算法，并分析了这些算法的时间性能和适用范围。算法已应用在若干可视化编程环境。     

VRML在三维动态交互地图可视化中的实践

针对三维动态交互地图的可视化问题,探讨了VRML的技术特点及其在解决三维动态交互地图可视化问题中的应用潜力和存在的问题,并采用Visual C^ 与VRML 2．0相结合进行了三维动态交互地图可视化的初步实践,取得了成功的应用。该工作主要集中在：（1）通过北京门头沟地区地形的可视化,探索了VRML表达较大数据量数字地形的能力;（2）开发了三维动态交互地图可视化的原型系统,并在北京人口变化可视化中进行了应用。     

机械产品的三维动态图形模拟研究

对机械产品的三维动态模拟设计进行了研究,提出了一种快速建立三维动态图模型的新方法,用机械加工的方法建模,并对零件实体建模和产品建模的关键技术进行阐述。该方法算法简单,它有效地将CAD／CAM与三维动态模拟结合,实现了机械产品的三维动态仿真。为企业开发了铲车、虚拟机床三维动态图模拟,缩短了产品设计制造周期,文章给出了实例和可视化结果。     

A novel dynamic progress forecasting approach for construction projects

In this paper, we propose a novel construction project progress forecasting approach which combines the grey dynamic prediction model and the residual modified model to forecast the current progress during the construction phase. Firstly, four typical S-curves simplified from various sigmoid curves are proposed and fitted to the grey dynamic prediction model. For higher prediction accuracy, three different residual modified models are taken to amend the initial prediction value which was derived from the above step. The mean absolute percentage error (MAPE) and standard deviation of the estimate of Y (SDY) are used to assess the accuracy of the composite results. The better residual modified prediction model is adopted to combine the grey dynamic prediction model to form the novel progress forecasting approach. Then, practical completed construction cases are provided for testing the prediction ability of the proposed progress forecasting approach. Results show that the forecasting approach proposed to forecast construction progress during construction phase is able to get better prediction accuracy almost within 10% whether typical S-curves or practical cases. The new approach relatively provides an accurate, simple and stable method for predicting construction progress in comparison with the previous traditional forecasting methods.     

基于GIS+BIM的滇中引水工程数字场景构建研究

本文以云南省滇中引水工程为例,采用GIS+BIM数字化技术,对滇中引水工程数字化场景构建技术进行探索,旨在为长距离引调水工程的数字孪生底座构建提供可行的技术路径。通过GIS三维模型构建、BIM模型构建及模型集成的研究,对比了主流的GIS三维建模高精度数据的采集和处理技术,阐明了三维GIS大场景搭建、工程实景三维模型建立、多类型引水建筑物建模的方法,同时提出了工程数字化模型集成的成套技术路线,采用新一代三维驱动引擎,通过投影变换算法实现长距离不同工程坐标系下BIM模型在标准GIS球面场景中的无缝拼接,达到全线模型的集成,构建了工程三维应用的数字化基础,可为水利工程数字孪生建设抛砖引玉,提供建设指引。     

基于三维仿真的输（调）水系统实时调控实现平台研究

以南水北调中线工程为例,研制基于三维仿真的输(调)水系统的实时调控实现平台。研究虚拟仿真平台的构建、海量数据的分页调度、碰撞检测、闸门建模等技术,实现场景三维可视化与漫游、二维导航图与三维场景的实时联动、基于三维场景的集成查询与显示、基于水量调度模型的调水方案的分层显示、基于水动力学模型的三维水面动态模拟和流场动态可视化、基于实时调控的闸门可视化动态仿真等功能。该平台可为南水北调中线工程运行管理决策支持系统建设提供技术支撑,并为相似工程提供借鉴。     

Digital twin-driven deep reinforcement learning for adaptive task allocation in robotic construction

In order to accomplish diverse tasks successfully in a dynamic (i.e., changing over time) construction environment, robots should be able to prioritize assigned tasks to optimize their performance in a given state. Recently, a deep reinforcement learning (DRL) approach has shown potential for addressing such adaptive task allocation. It remains unanswered, however, whether or not DRL can address adaptive task allocation problems in dynamic robotic construction environments. In this paper, we developed and tested a digital twin-driven DRL learning method to explore the potential of DRL for adaptive task allocation in robotic construction environments. Specifically, the digital twin synthesizes sensory data from physical assets and is used to simulate a variety of dynamic robotic construction site conditions within which a DRL agent can interact. As a result, the agent can learn an adaptive task allocation strategy that increases project performance. We tested this method with a case project in which a virtual robotic construction project (i.e., interlocking concrete bricks are delivered and assembled by robots) was digitally twinned for DRL training and testing. Results indicated that the DRL model’s task allocation approach reduced construction time by 36% in three dynamic testing environments when compared to a rule-based imperative model. The proposed DRL learning method promises to be an effective tool for adaptive task allocation in dynamic robotic construction environments. Such an adaptive task allocation method can help construction robots cope with uncertainties and can ultimately improve construction project performance by efficiently prioritizing assigned tasks.     

一种利用动态信息叠加生成用例模型的方法*

提出一种利用动态信息叠加生成用例模型的方法。该方法可以利用多次收集到的动态信息,叠加生成目标系统的用例模型并以UML用例图的形式呈现。通过实验测试,使用该方法恢复出来的用例模型接近于实际模型,证明了该方法的有效性。     

长距离引调水工程建设期 BIM 技术应用研究

针对长距离引调水工程建设期线路长、现场监管难、参与方多沟通难等问题，以滇中引水工程建设期为例，根据项目特点及管理要求，建立 BIM 标准体系，创建建设期 BIM 模型，实现 BIM 协同，进行施工模拟及可视化交底。应用 BIM 技术实现电子沙盘及虚拟漫游，并通过 BIM 模型将建设期数据整合挂接至“智慧滇中引水”建设管理信息系统，融合 GIS 技术，进行工程建设辅助管理及文明施工监管，从而对安全质量、投资控制、进度管控、施工形象、现场监控等工程建设期核心内容，进行协同监测及管控并实现可视化图表展示，落实工程建设期的标准化和规范化管理，为 BIM 技术在长距离引调水工程的应用提供参考。     

高压引水隧洞混凝土衬砌开裂分析

为研究高压引水隧洞混凝土衬砌开裂问题,根据引水隧洞渗流场和应力场间的耦合作用,将隧洞衬砌作为透水介质;考虑渗透系数与体积应变的关系,建立渗透系数的动态演化模型;根据单裂缝宽度与等效渗透系数的关系确定裂缝开裂位置和裂纹宽度.将该方法应用于某二级水电站高压引水隧洞衬砌开裂分析,结果表明该方法能较好地判断裂缝分布和宽度.     

大型调水工程智能运行中心系统设计与应用

为帮助管理者快速掌握大型调水工程整体态势并实现跨机构协同指挥,结合大型调水工程运行管理特点和难点,在分析智能运行中心发展现状及趋势的基础上,以"全域态势感知、智能决策分析、协同联动指挥"为切入点,搭建大型调水工程智能运行中心系统整体架构,剖析系统基础设施、数字大脑及业务应用组成内容.通过全面梳理和分析大型调水工程建设期...     

一种演化超图文法到状态转移系统的映射方法

运用模型检测技术验证动态演化的正确性,是近年来软件体系结构动态演化研究领域面临的一个挑战.然而,当前的方法很少考虑软件体系结构动态演化时的相关条件.针对该问题,提出用条件状态转移系统表示软件体系结构动态演化的状态模型,将软件体系结构超图映射为状态,演化规则运用映射为条件状态转移关系,给出软件体系结构动态演化的条件超图文法到条件状态转移系统的映射方法以及相应的实现算法,实现了软件体系结构动态演化的条件状态转移系统的构建,并证明了在该映射方法下,软件体系结构动态演化条件超图文法与条件状态转移系统的互模拟等价.最后通过案例分析,运用该方法以及模型检测技术,验证了软件体系结构动态演化的相关性质,从而验证了该方法的有效性.