仿真組件構建的HLA仿真系統(tǒng)研究

隧洞群施工過程復雜,施工場地受限,專業(yè)類型多且相互干擾大,不確定與風險因素多,其施工進度計劃的制訂與實施控制均為復雜的過程。為有效提高隧洞群進度計劃制定的科學性與效率,設計并開發(fā)了基于鉆爆法的隧洞群施工進度仿真系統(tǒng)用于進度計劃編制的輔助決策。仿真系統(tǒng)通過離散系統(tǒng)仿真理論為基礎,以隧洞群鉆爆法施工的cyclone實施層模型為核心,涵蓋了工程數(shù)據(jù)管理、施工工藝仿真、網(wǎng)絡計劃分析、成果統(tǒng)計分析等功能,實現(xiàn)了施工進度仿真與優(yōu)化、施工方案優(yōu)選、工期優(yōu)化等功能,為隧洞群工程的施工組織設計和施工進度實時控制提供了準確的參考數(shù)據(jù)和合理的方法措施。在杭州第二水源千島湖配水工程中的應用進一步驗證了本系統(tǒng)的適應性與普適性。

隧洞群施工過程復雜,施工場地受限,專業(yè)類型多且相互干擾大,不確定與風險因素多,其施工進度計劃的制訂與實施控制均為復雜的過程.為有效提高隧洞群進度計劃制定的科學性與效率,設計并開發(fā)了基于鉆爆法的隧洞群施工進度仿真系統(tǒng)用于進度計劃編制的輔助決策.仿真系統(tǒng)通過離散系統(tǒng)仿真理論為基礎,以隧洞群鉆爆法施工的cyclone實施層模型為核心,涵蓋了工程數(shù)據(jù)管理、施工工藝仿真、網(wǎng)絡計劃分析、成果統(tǒng)計分析等功能,實現(xiàn)了施工進度仿真與優(yōu)化、施工方案優(yōu)選、工期優(yōu)化等功能,為隧洞群工程的施工組織設計和施工進度實時控制提供了準確的參考數(shù)據(jù)和合理的方法措施.在杭州第二水源千島湖配水工程中的應用進一步驗證了本系統(tǒng)的適應性與普適性.

隧洞群施工過程復雜,施工場地受限,專業(yè)類型多且相互干擾大,不確定與風險因素多,其施工進度計劃的制訂與實施控制均為復雜的過程。為有效提高隧洞群進度計劃制定的科學性與效率,設計并開發(fā)了基于鉆爆法的隧洞群施工進度仿真系統(tǒng)用于進度計劃編制的輔助決策。仿真系統(tǒng)通過離散系統(tǒng)仿真理論為基礎,以隧洞群鉆爆法施工的cyclone實施層模型為核心,涵蓋了工程數(shù)據(jù)管理、施工工藝仿真、網(wǎng)絡計劃分析、成果統(tǒng)計分析等功能,實現(xiàn)了施工進度仿真與優(yōu)化、施工方案優(yōu)選、工期優(yōu)化等功能,為隧洞群工程的施工組織設計和施工進度實時控制提供了準確的參考數(shù)據(jù)和合理的方法措施。在杭州第二水源千島湖配水工程中的應用進一步驗證了本系統(tǒng)的適應性與普適性。

虛擬現(xiàn)實(vr)技術已經(jīng)廣泛應用于仿真模擬培訓,本文通過對比目前各種商用vr人機交互方式的特點及其適用場景,研究了適用于電力設備檢修運維的vr配電檢修仿真培訓系統(tǒng),提出在配電檢修培訓程序中加入虛擬反饋措施,以填補當前商用vr人機交互技術的不足,增強人機交互沉浸其中的\"真實感\(zhòng)

針對傳統(tǒng)焊接培訓材料與能源消耗大、污染環(huán)境、有害身體健康等問題,綜合運用虛擬現(xiàn)實技術,設計了一套基于虛擬現(xiàn)實的仿真焊接實驗(實訓)臺,實現(xiàn)了電弧焊的模擬操作。培訓系統(tǒng)硬件包括焊接平臺、控制主機、模擬焊槍、視頻眼鏡等。軟件的主要目的是使受訓者在\"虛擬現(xiàn)實\"中完成實際焊接培訓課程。系統(tǒng)提供多種不同的工件形式選擇,以便訓練者可以練習不同的焊縫形式和焊接位置,系統(tǒng)具有簡單的操作及全方位視野,為學校及培訓機構提供了一種有益的學習手段,是對傳統(tǒng)焊接教學活動的補充。

在傳統(tǒng)的堆石壩全過程施工仿真計算的基礎上,建立了施工實時動態(tài)仿真模型,通過數(shù)值仿真技術、循環(huán)網(wǎng)絡仿真技術、數(shù)據(jù)庫動態(tài)連接技術等手段,實現(xiàn)了堆石壩施工模擬起點的任意性。該模型能夠更真實的反映堆石壩施工過程中的不確定因素,對于施工項目管理和決策有著重大的指導意義。通過實例驗證分析說明,該方法是可靠的、適用的。

基本對象模型(bom)是siso提出的標準化仿真模型組件的描述規(guī)范,基于bom的hla仿真系統(tǒng)可以從仿真模型組件層面上提高系統(tǒng)的重用性和互操作性。vv&a過程的探究有助于vv&a工作的開展和規(guī)范。介紹了bom在hla應用中的體系結構,并簡要提出基于bom的hla仿真系統(tǒng)的開發(fā)步驟,最后對該類仿真系統(tǒng)的vv&a過程展開研究,重點研究了用戶模型、仿真模型組件及聯(lián)邦成員三者的v&v。實踐表明:提出的vv&a過程切實可行,對vv&a工作起到了很好的指導作用。

論述城市軌道交通調度指揮仿真系統(tǒng)是提高調度員應急處理能力、保證軌道交通安全運行的必要技術手段。通過對城市軌道交通調度仿真系統(tǒng)的需求及其在國內應用的分析,提出城市軌道交通調度指揮仿真系統(tǒng)的總體功能需求、硬件和軟件實現(xiàn)方案。

高速鐵路的牽引計算與仿真對優(yōu)化高速鐵路線路設計、優(yōu)化列車運行時間等方面具有重要意義。然而由于缺少高速鐵路牽引計算規(guī)范和動車組數(shù)據(jù)資料保密未公開等原因,導致對高速鐵路牽引計算仿真與系統(tǒng)的研究較少。采用動車組特性曲線cad矢量化法和程序開發(fā)相結合,解決了高速鐵路牽引計算力學數(shù)據(jù)的有效獲取。基于多質點模型,建立了動車組牽引力、制動力、列車阻力的計算方法和公式。從牽引、惰行和制動三方面建立了動車組運動模型求解和運行過程計算算法。在此基礎上,采用c#2010編程語言和access數(shù)據(jù)庫,開發(fā)了基于多質點模型的動車組牽引計算與仿真系統(tǒng)。實現(xiàn)了動車組數(shù)據(jù)和線路等數(shù)據(jù)的一體化管理；采用動車組編組等參數(shù)化設置,實現(xiàn)了不同參數(shù)下的高速鐵路牽引計算與運行過程的完整仿真。

本文主要就虛擬現(xiàn)實技術應用的城市軌道交通視景仿真系統(tǒng)進行了探討和可行性研究。提出了基于開源系統(tǒng)軟件平臺下設計實現(xiàn)城市軌道交通視景仿真系統(tǒng)的設計方法和技術手段,利用3dmax設計視景模型,opengl編寫程序生成城市軌道交通視景系統(tǒng),實驗結果表明,應用以上方法生成的列車虛擬運行場景系統(tǒng)具有較好視覺效果。

本文主要就虛擬現(xiàn)實技術應用的城市軌道交通視景仿真系統(tǒng)進行了探討和可行性研究。提出了基于開源系統(tǒng)軟件平臺下設計實現(xiàn)城市軌道交通視景仿真系統(tǒng)的設計方法和技術手段,利用3dmax設計視景模型,opengl編寫程序生成城市軌道交通視景系統(tǒng),實驗結果表明,應用以上方法生成的列車虛擬運行場景系統(tǒng)具有較好視覺效果。

運用動態(tài)順序隨機循環(huán)網(wǎng)絡模型,采用最小時鐘值法推進仿真計算、分階段實時控制土石壩施工過程的仿真方法,建立了土石壩施工仿真系統(tǒng),并編制了相應的仿真系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)能夠客觀地描述土石壩施工過程中料場開采、道路、壩面作業(yè)、氣候、施工機械、管理方法等諸多不確定因素的影響,計算結果符合施工設計和實際情況,可以為工程設計和施工管理提供合理的依據(jù)。

以地下廠房洞室群施工系統(tǒng)為主要研究對象,建立施工過程動態(tài)模擬模型。針對研究對象的復雜性,提出了工序模型和活動模型兩個層次建模方法。根據(jù)地下廠房洞室群施工系統(tǒng)中各單項洞室間邏輯關系和開挖程序,基于網(wǎng)絡計劃技術建立工序模型;根據(jù)地下廠房洞室群施工系統(tǒng)中不同的單項洞室可能對應著不同的施工工藝流程的特點,基于循環(huán)仿真隨機網(wǎng)絡技術建立活動模型;將仿真成果數(shù)據(jù)與三維圖形空間數(shù)據(jù)相結合,建立時空上對應的地下廠房洞室群三維數(shù)字動態(tài)模型。該系統(tǒng)模型將網(wǎng)絡計劃技術、循環(huán)仿真隨機網(wǎng)絡技術、系統(tǒng)仿真技術、三維可視化仿真技術有機地融為一體,為優(yōu)化施工機械設備配置方案,合理安排施工進度,以及水利水電工程地下廠房洞室群施工與現(xiàn)場管理提供了定量技術經(jīng)濟指標作為決策依據(jù)。

將gis技術和虛擬現(xiàn)實技術運用到城市交通仿真系統(tǒng)的微觀仿真研究中,在城域景觀vrgis一體化仿真平臺基礎上建立了城市道路交通微觀仿真系統(tǒng),通過標準化數(shù)據(jù)模型完成gis輸入交通仿真數(shù)據(jù),利用vr技術實現(xiàn)交通仿真的三維可視化,以一種人機交互模式實現(xiàn)虛擬城市環(huán)境中的交通微觀仿真。該系統(tǒng)用于英國紐卡斯爾市中心重建項目的方案評價中,通過對3種規(guī)劃方案的優(yōu)劣對比,為交通管理部門提供一定的決策支持。

為精細化研究水電機組水、機、電耦合過渡過程特性，為機網(wǎng)協(xié)調研究搭建精確水電機組實時仿真平臺，研究開發(fā)了一種基于dsp與rtds的水電機組實時混合仿真系統(tǒng)．其中，基于dsp的仿真系統(tǒng)實現(xiàn)水力機械過渡過程的非線性實時仿真；rtds系統(tǒng)完成電磁過程及負載與網(wǎng)絡的仿真；基于dsp的仿真系統(tǒng)與rtds系統(tǒng)間通過a／d、d／a實時通訊機制交換信息，形成一套兩側獨立計算、數(shù)據(jù)實時交互的實時仿真系統(tǒng)．以楚穗直流孤島系統(tǒng)的jaq電廠水輪機調節(jié)系統(tǒng)為算例，其結果驗證了該混合仿真系統(tǒng)的可行性和有效性．

本文研究了基于bim的大型鋼結構虛擬施工仿真系統(tǒng)并應用于實際工程之中。大型鋼結構施工具有環(huán)境因素復雜、操作要求高、安全隱患多等特點,且難以周全考慮。針對這些難點,unity3d和bim結合的虛擬施工仿真系統(tǒng),能夠充分利用并可視化工程設計信息,逼真的展現(xiàn)不同情境下的施工現(xiàn)場,可用于施工現(xiàn)場管理和技術交底,全面排查各種質量安全隱患。該系統(tǒng)在杭州上城區(qū)體育中心大跨度鋼桁架施工中的成功應用,大大提高了施工效率,充分保障了施工過程中的質量與安全。

為精細化研究水電機組水、機、電耦合過渡過程特性，為機網(wǎng)協(xié)調研究搭建精確水電機組實時仿真平臺，研究開發(fā)了一種基于dsp與rtds的水電機組實時混合仿真系統(tǒng)．其中，基于dsp的仿真系統(tǒng)實現(xiàn)水力機械過渡過程的非線性實時仿真；rtds系統(tǒng)完成電磁過程及負載與網(wǎng)絡的仿真；基于dsp的仿真系統(tǒng)與rtds系統(tǒng)間通過a／d、d／a實時通訊機制交換信息，形成一套兩側獨立計算、數(shù)據(jù)實時交互的實時仿真系統(tǒng)．以楚穗直流孤島系統(tǒng)的jaq電廠水輪機調節(jié)系統(tǒng)為算例，其結果驗證了該混合仿真系統(tǒng)的可行性和有效性．

設計了一種新型潛孔鉆機推進力自適應控制液壓系統(tǒng),并通過液壓系統(tǒng)仿真軟件amesim對系統(tǒng)做了系統(tǒng)分析和仿真,驗證了系統(tǒng)的有效性。采用模糊控制,能夠快速有效自動調節(jié)潛孔鉆機的推進壓力,使之與鉆機回轉壓力相匹配,從而達到潛孔鉆機的快速鉆進和防卡鉆的雙重功效。

綜合應用橋梁工程、幾何造型、計算機圖形學、面向對象及軟件工程等方面的理論和技術,研究橋梁三維實體造型技術、橋梁真實感圖形繪制技術及橋梁施工實時動態(tài)仿真技術,并在此基礎上開發(fā)了橋梁施工實時動態(tài)仿真系統(tǒng)。通過對本系統(tǒng)在某工程實例中的應用,表明本系統(tǒng)在橋梁施工進度控制與施工組織管理領域具有很好的應用前景。

針對礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化軟件存在的功能不夠全面、通用性不好、數(shù)據(jù)輸入繁瑣、可視化差等問題,運用面向對象語言vb為開發(fā)工具s、qlserver為后臺數(shù)據(jù)庫,solidworks為圖形平臺,開發(fā)了一套礦井通用的通風系統(tǒng)仿真與優(yōu)化軟件,有效解決了礦井通風信息管理、三維礦井通風立體圖的自動生成、礦井通風網(wǎng)絡自動解算、風網(wǎng)參數(shù)的自動標注等問題。在多個金屬礦山應用的結果驗證了其可靠性,具有良好的實用價值和推廣應用前景。

針對當前可視化圖形仿真技術在水利工程領域應用要求的特點,介紹了紫坪鋪水利樞紐三維可視化圖形仿真系統(tǒng)的開發(fā).首先,對紫坪鋪水利樞紐三維可視化圖形仿真系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析,然后采集數(shù)據(jù)并進行仿真計算,再將所得數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫的形式保存并對數(shù)據(jù)庫進行加工處理,將空間數(shù)據(jù)(矢量數(shù)據(jù)、形體數(shù)據(jù)等)和各種屬性信息集成在一起,在這些數(shù)據(jù)庫的基礎上建立紫坪鋪水利樞紐的三維可視化仿真模型.開發(fā)了一個能科學、直觀、逼真地表現(xiàn)紫坪鋪水利樞紐施工總體布置三維可視化圖形仿真系統(tǒng),為工程施工管理決策提供依據(jù).

采用面向對象的建模方法與仿真技術,建立南水北調中線工程系統(tǒng)仿真模型,開發(fā)系統(tǒng)仿真試驗平臺。借助該平臺模擬水量調度過程,可合理充分地利用各種水資源,實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,為決策部門提供有效可靠的參考方案。通過系統(tǒng)仿真試驗,近期調水方案能夠較好地解決華北地區(qū)的缺水問題