基于OGRE的碾压混凝土坝施工过程可视化仿真系统

构建了基于碾压混凝土坝施工过程仿真数据动态交换机制的数据库管理模式,运用面向对象的建模方式建立了系统中不同属性对象的实体模型,并采用面向对象的图形渲染引擎OGRE开发了碾压混凝土坝施工过程三维可视化系统。系统能对仿真方案的调整实时响应并根据仿真结果动态展示坝体施工全过程;通过友好的人机交互功能使用户能够自由观察和查询施工详细信息。系统在某碾压混凝土坝工程中的应用表明,该系统能够提高可视化实现的效率及效果,可为工程施工方案的管理和决策提供信息化支撑。     

基于Web增强现实的高拱坝仓面施工可视化仿真研究

针对现有的高拱坝施工仿真将浇筑坝块作为最小单元进行仿真研究,忽略了浇筑坝块仓面内部胚层间施工过程的仿真,同时仿真结果的可视化手段与现场割裂,无法在任意场景结合现场实际画面进行结果分析和方案安排的问题,提出基于Web增强现实的高拱坝仓面施工可视化仿真方法。该方法主要包括两个方面:(1)对高拱坝仓面施工过程进行分析,构建高拱坝仓面施工精细仿真模型,并通过仿真计算获得仓面施工各个工序的施工历时;(2)采用Web增强现实技术将设计信息及仿真成果注册至施工现场图像,实现了信息在真实仓面上的直观展示,并实现Web浏览器跨平台的交互分析。结合实际工程开展了研究,结果表明,该方法实现了高拱坝施工进度的精细仿真并提高了可视化水平,施工管理人员可以便捷地结合现场实际情况对施工进度进行分析管理,从而保证大坝按时竣工。     

基于Web增强现实的高拱坝仓面施工可视化仿真研究

针对现有的高拱坝施工仿真将浇筑坝块作为最小单元进行仿真研究,忽略了浇筑坝块仓面内部胚层间施工过程的仿真,同时仿真结果的可视化手段与现场割裂,无法在任意场景结合现场实际画面进行结果分析和方案安排的问题,提出基于Web增强现实的高拱坝仓面施工可视化仿真方法。该方法主要包括两个方面:(1)对高拱坝仓面施工过程进行分析,构建高拱坝仓面施工精细仿真模型,并通过仿真计算获得仓面施工各个工序的施工历时;(2)采用Web增强现实技术将设计信息及仿真成果注册至施工现场图像,实现了信息在真实仓面上的直观展示,并实现Web浏览器跨平台的交互分析。结合实际工程开展了研究,结果表明,该方法实现了高拱坝施工进度的精细仿真并提高了可视化水平,施工管理人员可以便捷地结合现场实际情况对施工进度进行分析管理,从而保证大坝按时竣工。     

由成都院研发的《南水北调中线穿黄工程盾构隧洞施工动态仿真系统》通过验收

由成都院研发的《南水北调中线穿黄工程盾构隧洞施工动态仿真系统》顺利通过验收。南水北调中线干线局于2006年12月20日在成都主持召开了该项目验收会。中线局在对国内高校及科研机构全面技术调研的基础上，最终在2005年底委托成都院进行该系统研发。该系统采用系统仿真、三维可视化、网络通信等技术，在国内首次实现了掘进机施工虚拟场景与进度实时同步的分布式虚拟现实仿真系统。该系统在对盾构隧洞总工期及各种不利因素的综合影响深入研究的基础上，进行了施工进度及强度的多方案分析研究，提出了优化施工的措施和建议，使施工组织设计更加科学化，并采用交互式三维可视化手段，直观地反映施工过程中复杂的时空逻辑关系，揭示施工系统仿真内部动态行为特征，为全面、准确、快速地掌握施工过程以及进行调整、比较分析提供了一个有力的平台。     

高拱坝混凝土浇筑行为及动态优化施工过程仿真研究

应用计算机仿真技术,以全缆机施工的高拱坝为研究对象,考虑缆机运行中平面与垂直施工干扰等施工因素,在研究拱坝常态混凝土施工和缆机混凝土浇筑行为的基础上,应用排队论和负载均衡技术等,建立以缆机为基本决策单位、以混凝土浇筑罐为基本计算单元的缆机施工仿真模型。仿真计算具有粒度更细腻,缆机行为更丰富,在提供更加详细的施工系统参数的同时,更真实反映了施工系统的特点,并为优化施工工艺提供了基础。研究成果成功应用于工程设计中,该模型给出了更多的施工管理与决策信息,优化方法和仿真模型是有效的、可行的。     

三维可视化仿真技术在石门坎水电站工程中的应用

本文系统地分析了混凝土坝、混凝土施工的各主要因素之间相互联系和制约关系，讨论了混凝土坝仿真计算系统与三维可视化系统的建模及实现过程，并将其应用于石门坎水电站大坝混凝土施工仿真中，达到了预期目的。将大坝仿真计算系统与三维可视化系统结合起来，直观、清楚地描述大坝混凝土浇筑过程，为大坝施工过程提供了有效的分析工具。     

小湾水电站高拱坝温控措施优化及横缝开度仿真研究简介

温控优化方法，是建立在三维仿真数值计算和系统分析基础之上的一种工程数值方法，为混凝土坝温控措施优化提供了另一新的途径。采用全过程仿真弹性空间有限元计算程序，对小湾混凝土拱坝施工过程中的各种因素进行敏感分析，最终得出坝体浇筑温度的优化函数，据此研究了小湾大坝基础约束区混凝土采用3.0m浇筑层厚的可能性。在全过程仿真计算的基础上，研究全过程仿真接触问题的计算方法，引入系统分析方法和接缝接触问题，使全过程仿真计算技术进一步拓宽与发展。     

碾压混凝土坝施工三维动态可视化仿真系统研究

从系统仿真和可视化的角度,对碾压混凝土坝的施工过程进行仿真研究,开发出碾压混凝土坝施工三维动态可视化仿真系统．该系统以VC^ 为开发平台,结合数据库技术,针对碾压混凝土坝特有的混凝土分区、动态合仓等问题,提出相应的模拟假设后,实现了碾压混凝土坝施工过程的仿真计算,并通过三维建模,借助地理信息系统平台来演示大坝浇筑的三维动态上升过程．系统在某工程实例中进行了具体应用。为该工程的施工和管理提供了决策依据．     

基于动态仿真的碾压混凝土坝施工仓面规划

通过建立基于碾压混凝土坝体施工过程动态仿真的仓面规划模型,根据坝体上升过程中坝段动态属性的实时变化进行仓面规划方案的优化。仓面规划仿真模型以仓位系统为主导,配合选择相应的浇筑机械及混凝土入仓方案,根据实际获得的机械属性对仓位规划方案进行修正,得到最终的仓面规划方案及施工组织方案。通过多次仿真试验,可以获得不同坝体参数及施工参数条件下的仓面规划方案及方案实施效果,可为工程技术人员进行方案优选提供丰富详尽的信息。     

可视化仿真技术及其在水利水电工程中的应用研究

可视化仿真技术是计算机可视化技术和系统仿真技术相结合形成的一种新型的仿真技术，可视化仿真的理论和方法包括全过程动态仿真理论，图辅助仿真建模方法，基于GIS的三维动态数字模型构造及其可视化方法，基于GIS的三维动态演示方法及基于GIS的交互式可视化仿真系统结构等，实现了仿真建模、仿真计算过程及成果的可视化，在此基础上，深入研究了复杂水电工程地下厂房施工系统的可视化仿真与优化、水电工程施工导截流三维动态可视化仿真，混凝土坝施工过程三维动态可视化仿真及优化，水电站施工总布置可视化仿真等问题。并结合溪洛渡工程应用，研制开发了相应的可视化仿真软件ESAS、CDMIS、DAMSIM、CLMIS。所开发的软件系统内容丰富，可操作性强，人机界面友好，易维护，有良好的拓展性。该项研究为复杂大型工程施工组织设计提供了科学的理论方法和先进的技术手段，大大地提高了水利水电工程设计与管理的现代化水平。     

面向对象图形模型在水电工程中的应用研究

为了实现水电工程的实时动态可视化,基于面向对象图形建模技术,构造了三个层次的面向对象的图形模型(单元模型、工序模型、场景模型),提出了水电工程可视化系统的建模规则,并通过高效的面向对象图像渲染引擎、施工仿真系统和数据库系统一起构建了水电工程动态可视化系统,为工程管理和决策者提供了直观、高效的可视化平台。     

基于OSG平台的坝区三维模拟系统设计

为了快速高效地生成最优化的数据模型,流畅逼真地进行水利工程三维场景渲染,在大坝三维可视化建模中使用OSG（Open Scene Graph）程序来开发一种坝区三维模拟及漫游演示系统,该系统的三维渲染将使坝区场景更直观更真实。研究表明：OSG程序已具备对高性能渲染、海量地形数据库及多通道的支持,OSG平台在坝区三维模拟系统设计中应用前景相当广阔,在坝区三维模拟可视化研究的重要性日益突出。     

土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展

土石坝溃坝机理与溃坝数学模型研究对于预测溃坝洪水致灾过程和致灾后果具有重要的意义。为此,概要介绍了国内外在土石坝溃决机理与溃坝过程数学模型方面的研究进展,特别是笔者研究团队近年来在该领域的最新研究成果,表明以笔者研究团队为代表的国内专家学者,在高土石坝溃坝离心模型试验技术,高心墙坝、面板坝及堰塞坝溃决机理和溃坝过程模拟理论研究方面走在了世界前列。但在土石坝溃坝过程模拟计算机软件的通用性以及溃坝致灾过程的可视化技术方面与欧美国家相比,仍有相当大的差距。建议今后应加大精细模拟高心墙坝、高面板坝溃坝过程数学模型的研究力度,注重可视化技术在溃坝过程模拟中的应用,加快研制通用性友好,能精细模拟土石坝溃坝及其致灾过程的可视化计算机软件。     

三维可视化大坝安全监控系统研发及应用

先进可靠的三维可视化大坝安全监控系统能准确检查大坝结构,展示仪器埋设位置,提高实时监测信息及大坝安全管理的效率。通过对大坝监测数据的深入分析,并依据规范拟定应力、渗流量等监控指标对三维数值模型进行正反分析,可确定大坝变形预警值。以湖南托口水电站为例,采用BIM技术构建了大坝实体、地形场景以及监测信息的三维可视化模型,并开发出集成了三维可视化模型展示、数据查询、数据展示及安全预警四大模块的大坝安全监控系统。该系统能全方位展示大坝结构、监测数据分析结果、监控指标等信息,并直观展示实时信息,实现了大坝安全监控预警,提高了大坝安全管理效率。相关经验可供类似水利水电工程的安全监控系统开发借鉴。     

基于坝面作业仿真的面板堆石坝施工进度优化研究

在传统的面板堆石坝施工过程仿真计算的基础上,建立了基于坝面作业的面板堆石坝施工仿真系统。根据坝面大小及施工方式分别建立流水作业与顺序作业的施工仿真模型,研究不同作业方式中时间参数的计算方法,采用离散事件系统仿真理论建立了面板堆石坝施工仿真系统。采用该系统对某面板堆石坝工程的施工方案进行了分析验证,对工程工期进行分析计算,证明该系统可对工程的施工管理和决策提供支撑。     

夹岩数字大坝系统在工程精细管理中的应用

夹岩水利枢纽工程面板堆石坝建设过程中涉及众多动静态信息,如何综合集成这些信息,为工程建设管理与大坝运行提供全面准确的信息支持,是工程建设中需要解决的重要技术问题。结合夹岩工程特点与需求,研制开发了夹岩数字大坝系统,对大坝建设过程中的质量、安全、进度等信息进行动态采集,构建了基于B/S模式的大坝综合信息集成平台和三维虚拟模型,动态耦联工程建设信息、三维场景和无人机航拍全景,实现了夹岩大坝建设多源信息的可视化、虚实化管理与数字化归档,为参建各方对工程进行精细管理,以及大坝运行后的健康诊断提供了信息应用和支撑平台,从而为创新工程建设管理手段、打造优质精品工程提供强有力的技术保障。     

漳河水库三维仿真管理信息系统设计与实现

为有效促进漳河水库水资源管理的现代化,基于Skyline平台构建了漳河水库三维场景,建立了交互式展示漳河水库库区地理形态及建筑物的三维可视化平台。以该平台为基础,对漳河工程管理局已有的水雨情监测系统、大坝安全监测系统、闸控监测系统、洪水预报系统、视频监控系统、防洪调度系统业务数据进行集成,实现了三维仿真环境下的工程信息、工程图档、监测数据与运行信息管理,以及防洪调度方案三维动态仿真、水库泄洪三维动态仿真等功能,提高了漳河水库工程运行管理与防洪调度的信息化水平。相关信息化技术可供设计其他水库管理信息系统时参考。