虛擬現(xiàn)實的水電工程施工動態(tài)可視化仿真研究

本文對可視化仿真的水電工程的施工動態(tài)進行了研究，提出了基于地理信息系統(tǒng)的水電工程施工三維動態(tài)的可視化仿真方法及實施程序，包括水電工程仿真建模、仿真計算過程和仿真計算結(jié)果的可視化，解決了難以用傳統(tǒng)方法直觀描述水電工程施工進度的困難，對于提高水電工程的設(shè)計和管理水平具有現(xiàn)實意義。

文章提出了基于unity3d的水電工程施工過程可視化仿真方法,對于可視化仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架、三維模型的構(gòu)造以及可視化仿真實現(xiàn)的問題都做了詳細介紹。該方法能夠提高可視化實現(xiàn)的效率及效果,可為工程施工方案的管理和決策提供信息化支撐。

文章提出了基于unity3d的水電工程施工過程可視化仿真方法,對于可視化仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架、三維模型的構(gòu)造以及可視化仿真實現(xiàn)的問題都做了詳細介紹。該方法能夠提高可視化實現(xiàn)的效率及效果,可為工程施工方案的管理和決策提供信息化支撐。

對基于可視化動態(tài)仿真的水電工程施工進度分析與控制進行了研究,提出了基于gis的施工進度可視化動態(tài)仿真方法,實現(xiàn)了施工進度仿真建模、計算及結(jié)果的可視化;提出了結(jié)合柔性網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的進度分析與優(yōu)化方法,包括工期分析及資源優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上提出了基于可視化動態(tài)仿真的施工進度實時管理與控制方法;進行了實例分析,其成果在工程施工進度管理當中的成功應(yīng)用表明所提方法具有可行性和優(yōu)越性.

大型水利水電工程截流施工組織復(fù)雜,提出基于虛擬現(xiàn)實的可視化仿真方法,利用高效的虛擬現(xiàn)實平臺軟件vr-platform將截流施工過程數(shù)字化,結(jié)合截流龍口水力指標的動態(tài)分析,實現(xiàn)施工截流過程的逼真預(yù)演和多方案比較,為截流施工組織設(shè)計與決策提供強有力的可視化分析手段。

將gis與系統(tǒng)仿真技術(shù)相結(jié)合,利用gis特有的空間數(shù)據(jù)可視化組織結(jié)構(gòu),采用集成模式與擴展連接模式相結(jié)合的方式,使系統(tǒng)仿真應(yīng)用模型與gis系統(tǒng)之間在原始數(shù)據(jù)采集及模擬數(shù)據(jù)的可視化表達這兩個階段實現(xiàn)彼此數(shù)據(jù)的交換和共享,從而實現(xiàn)仿真的可視化.結(jié)合作者近年來的有關(guān)科研工作,總結(jié)了gis與系統(tǒng)仿真技術(shù)相結(jié)合在水利水電工程施工導(dǎo)截流、地下廠房施工過程、混凝土壩施工全過程、施工總布置等問題的可視化仿真研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀,并展望了其發(fā)展前景.

水電工程施工總布置時間、空間邏輯關(guān)系復(fù)雜,具有動態(tài)交互的特性。該文基于面向?qū)ο蠓抡婕夹g(shù),構(gòu)建了含時間屬性的基本對象模型,通過混合系統(tǒng)和高效的圖像渲染引擎,實時繪制動態(tài)場景;并通過單獨的交互模塊,實現(xiàn)了可視化成果對仿真過程的反饋,為決策者提供了直觀、高效的可視化操作平臺。

第３０卷第１０期 ２　０?。薄。材辏薄。霸?水　電　能　源　科　學 ｗａｔｅｒ?。颍澹螅铮酰颍悖澹蟆。幔睿洹。穑铮鳎澹?ｖｏｌ．３０ｎｏ．１０ ｏｃｔ．２?。啊。薄。?文章編號：１０００－７７０９（２０１２）１０－０１３９－０４ ｂｉｍ技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用 苗　倩 （天津大學水利工程仿真與安全國家重點實驗室，天津３０００７２） 摘要：為簡化水利水電工程施工可視化仿真系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用，提出基于建筑信息模型（ｂｉｍ）的可視化仿真 方法，構(gòu)造了工程建筑物的三維數(shù)字模型，并根據(jù)ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ軟件的數(shù)據(jù)組織形式，充分利用其可視化、四維 模擬功能及應(yīng)用程序接口ａｐｉ，實現(xiàn)了工程施工過程的動態(tài)演示及仿真信息的可視化查詢。工程實例驗證了 該方法的實用性及優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞：水利水電工程；建筑信息模型；ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ軟件；可視化仿真 中圖分類號：ｔｖ５１２文獻標志碼：ａ 收稿日期

軟件應(yīng)用·softwareapplication bim技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用 科技 信息 供系 水電 真技 及實 應(yīng)用 工程 【關(guān)鍵詞】bim技術(shù)水利水電工程可視化仿 真 在水利水電的工作中，可視化仿真技術(shù) 通過動畫的形式，將復(fù)雜的施工過程形象的演 示出來，并以圖形的形式將系統(tǒng)的信息、數(shù)據(jù) 呈現(xiàn)出來，為施工提供科學、有效的依據(jù)。將 bim技術(shù)應(yīng)用到水利水電工程的可視化仿真 技術(shù)中，可以之間將施工過程演示出來，簡化 了可視化仿真技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)過程。 1實現(xiàn)可視化仿真技術(shù)的平臺 水利水電工程中，可視化仿真技術(shù)會涉 及到空間地理信息的靜態(tài)數(shù)據(jù)，如施工地形、 水利樞紐布局等，同時還需要將建筑施工、地 形深挖等邏輯關(guān)系反映出來，如此繁雜的工作 需要軟件平臺來實現(xiàn)一一navisworks軟件。 navis

以地理信息系統(tǒng)與工程動態(tài)仿真系統(tǒng)為平臺,模擬工程施工實際過程,面向工程施工管理和施工組織設(shè)計,對重大工程施工動態(tài)3維可視化仿真技術(shù)進行研究。該仿真技術(shù)能夠輸出施工工期、施工進度計劃、關(guān)鍵路線、資源使用情況以及橫道圖、資源柱狀圖等仿真計算與優(yōu)化所得的文本、圖形成果;在項目投標中,可以形象可視地表達施工方法、進度管理等,增加投標書說服力,為了解投標人的施工水平和能力提供了一個形象平臺。

利用工程分析軟件模擬的結(jié)果數(shù)據(jù)與可視化開發(fā)包avs/express,結(jié)合數(shù)據(jù)手套和位置跟蹤器在avs平臺上實現(xiàn)了工程分析數(shù)據(jù)的交互式可視化。將工程分析數(shù)據(jù)和真實感模型結(jié)合起來,且利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供給用戶交互式的可視化環(huán)境。交互式可視化能夠準確直觀地展示工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變分布情況,為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù),并且可以實現(xiàn)交互式操作,使可視化具有\(zhòng)"沉浸感\(zhòng)

文中針對截流施工過程的時空復(fù)雜性,基于桌面非沉浸性的虛擬現(xiàn)實技術(shù),利用高效的圖形渲染引擎ogre,建立截流施工過程的可視化系統(tǒng),將截流仿真結(jié)果數(shù)據(jù)與可視化系統(tǒng)相結(jié)合,建立可實時交互查詢的截流虛擬施工場景,并對截流施工過程中的信息進行高效便捷的管理,來輔助設(shè)計和支持決策,為全面準確快速地分析掌握截流施工全過程提供有利的工具,極大地提高了工程設(shè)計與管理的現(xiàn)代化水平。

針對水電工程施工進度計劃難以用傳統(tǒng)方法簡便直觀描述的難題,基于gis平臺,采用三維可視化技術(shù),提出了水電工程施工進度三維動態(tài)可視化方法;構(gòu)造了施工進度三維可視化數(shù)字模型,實現(xiàn)了模型的動態(tài)顯示、交互操作、空間分析以及施工進度可視化仿真等功能.通過在水電工程中的實際應(yīng)用,表明采用施工進度三維動態(tài)可視化方法能夠形象表達施工進度,動態(tài)描述施工進度中各環(huán)節(jié)之間復(fù)雜的動態(tài)時空邏輯關(guān)系,對于提高水電工程設(shè)計與管理現(xiàn)代化水平具有現(xiàn)實意義.

從虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑可視化設(shè)計的應(yīng)用方面進行了分析,探討了未來建筑可視化領(lǐng)域?qū)μ摂M現(xiàn)實技術(shù)的需求及趨勢,指出虛擬建筑是未來建筑可視化創(chuàng)作中的一項探索方向。

對水電工程三維可視化仿真中涉及的關(guān)鍵技術(shù)和難點進行了分析和研究,給出了相應(yīng)的解決方法,并提出了一個面向水電工程施工的三維可視化仿真系統(tǒng)框架,展示了三維可視化仿真技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用前景。

三維可視化仿真技術(shù)在水電工程施工的領(lǐng)域里是非常重要的技術(shù)。我們通過分析水電工程三維可視化仿真的關(guān)鍵技術(shù)和難點,來制定出相應(yīng)的解決方案。

可視化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用方興未艾,結(jié)合作者的研究工作,對水利工程三維可視化仿真中涉及的關(guān)鍵技術(shù)和難點進行了分析和研究,給出了相應(yīng)的解決方法,并提出了一個面向水利工程施工的三維可視化仿真系統(tǒng)框架,展示了三維可視化仿真技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用前景。

水電工程施工過程復(fù)雜,傳統(tǒng)工程管理方法難以實現(xiàn)高效的管理?？梢暬抡婵梢灾庇^表現(xiàn)當前工程進度、方案,但實時建模比較困難?；趫D形建模技術(shù),在空間坐標描述基礎(chǔ)上加入時間維,建立了含時間屬性的層次性圖形模型:單元模型、工序模型和場景模型;提出了水電工程施工過程可視化系統(tǒng)建模的方法。工程應(yīng)用的表明,該建模方式對不同類型的水電工程有著較好的適用性。

[文章編號]100922846(2004)0720026202 [中圖分類號]　tv52　　　　　　　　　　　　　　　　　[文獻標識碼]　b 可視化仿真技術(shù) 在水利水電工程施工中的應(yīng)用 李　闖1,劉　健2 [收稿日期]2004-06-03 [作者簡介]李闖(1976-),女,吉林鎮(zhèn)賚人,本科,助工。 (11吉林省水利水電基本建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督中心站,吉林　長春　130022; 21吉林省防汛抗旱指揮部辦公室,吉林　長春　130022) 　　水利水電工程往往具有周期長、規(guī)模大、投 資多、施工難度大、協(xié)調(diào)難的特點,因而在工程 設(shè)計和管理過程中,要提高工程的質(zhì)量和效率, 首先應(yīng)制定合理的施工進度計劃,明確施工方 法、選擇施工機械及配套組合,其次應(yīng)對施工信 息進行系統(tǒng)化、數(shù)字化的管理,直觀形

實現(xiàn)了一個用于水電工程施工的分布式虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng),系統(tǒng)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)上,實現(xiàn)分布式的復(fù)雜水電施工三維模型合作建模和管理、交互式施工過程數(shù)字仿真和虛擬現(xiàn)實仿真,以及現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)實時采集,為施工方案的制定和優(yōu)化、施工管理決策服務(wù),確保施工的圓滿完成.在丹江口大壩加高工程中的應(yīng)用表明該系統(tǒng)在水電工程施工管理中具有較強的決策支持、數(shù)據(jù)服務(wù)和信息展示能力,能有效提高了水電工程施工數(shù)字化、信息化水平,具有良好的推廣應(yīng)用價值.

鑒于復(fù)雜工程的不確定型網(wǎng)絡(luò)計劃和傳統(tǒng)的施工管理工具不能形象展示大型橋梁施工過程,將4d可視技術(shù)應(yīng)用于橋梁施工管理。首先,應(yīng)用蒙特卡洛法對復(fù)雜不確定型網(wǎng)絡(luò)計劃進行仿真模擬;其次,將橋梁三維模型與模擬得到的施工進度計劃、資源計劃相結(jié)合,建立橋梁4d仿真模型;最后,依據(jù)4d仿真模型開發(fā)大型橋梁4d仿真系統(tǒng)。研究結(jié)果表明:應(yīng)用該系統(tǒng)能可視查詢和預(yù)測施工進度及資源使用情況;該系統(tǒng)能夠輸出施工工期、施工進度計劃、關(guān)鍵路線、資源使用情況以及橫道圖、資源柱狀圖等仿真計算所得的文本和圖形成果。

提出了基于地理信息系統(tǒng)(gis)的水利水電工程三維動態(tài)可視化仿真技術(shù),實現(xiàn)圖形輔助仿真建模、全過程動態(tài)仿真計算和基于gis的仿真可視化。圖形輔助建模采用層次化和模塊化建模思想,通過組合圖形元素建立模型,有效地降低了建模的復(fù)雜性。全過程動態(tài)仿真采用“雙仿真鐘”模式,兼顧了仿真的整體性和細節(jié)性,對整個施工動態(tài)過程進行仿真。用gis實現(xiàn)仿真的三維可視化改變傳統(tǒng)的仿真結(jié)果的表現(xiàn)模式,為施工系統(tǒng)分析和管理提供了一個有力的工具。實際工程應(yīng)用證明了該方法的有效性。