基于BIM技术与B/S架构的大坝安全可视化监测系统

为了实现大坝整体结构、安全监测测点布置及监测成果的可视化展示功能,并且能够及时、准确地掌握大坝运行状态和异常情况,以甘再碾压混凝土重力坝为例,对传统大坝安全监测系统存在的问题进行了深入的分析与解答,并围绕问题提出了可视化的大坝安全监测系统思想,利用Revit、Dynamo、Civil3D等主流BIM软件建立了大坝主体结构及监测点的模型族库,集成了大坝及监测系统的三维可视化BIM模型.借用于BIMFACE平台轻量化技术、PHP脚本语言和MySQL数据库等现代化信息技术,开发出基于B/S架构的甘再大坝安全可视化系统,实现了BIM模型的Web轻量化展示,可通过客户端浏览器在三维模型中直观查看大坝结构、监测仪器信息以及监测点时程曲线变化等内容.通过本系统的应用,大大提高了大坝运行期间安全监测的可视化管理水平,同时对传统的大坝安全监测系统提出了现代化的建立方式与思想.     

基于WebGL的水利水电工程三维地理信息平台研究

针对水利水电工程三维地理信息平台停留在客户端模式,采用Web GL技术搭建水利水电工程三维地理信息平台。平台基于B/S架构,集成Cesium开源三维地图引擎,整体技术框架采用三层架构,分别为数据层、应用支持层及表现层;采用缓存下载、切片技术实现高精度设计地形与正射影像的集成加载;通过模型格式转换将BIM模型及倾斜摄影模型转换为3D Tiles格式,叠加在地形上构建真实三维场景;平台不仅实现了水利水电工程三维可视化,还具有坡度高度分析、BIM属性信息管理及距离面积量算等实用功能。     

农田水利工程融入BIM技术探索与实践

目前建筑信息模型（building information modeling，BIM）技术发展迅速，针对农田水利工程项目设计内容复杂、施工效率低等问题，利用BIM技术进行三维建模可实现设计的可视化、协同化。使用BIM软件快速地实现单体工程的可视化，直观立体的设计模型增强了参与者对项目的理解，同时也大幅度提高设计、施工质量和速度，提高整体项目建设质量。围绕高标准农田建设中的农田水利工程设计展开，在分析农田水利工程特点的基础上，进一步研究运用BIM技术实现高标准农田项目的可视化、一体化。      

农田水利工程融入BIM技术的探索与实践

针对农田水利工程项目设计内容复杂、老百姓理解困难，施工效率低等问题；目前BIM技术发展迅速，研究通过某一高标准农田项目利用BIM技术进行三维建模实现设计可视化、协同化；使用BIM软件快速的实现单体工程的可视化，直观立体的设计模型增强了参与者对项目的理解能力，同时也大幅度提高设计、施工质量和速度，提高整体项目建设质量。研究围绕着高标准农田建设中的农田水利工程设计展开，在分析农田水利工程特点的基础上，进一步研究运用BIM技术实现高标农田项目可视化、一体化。     

油菜花序三维形态结构数字化设计技术研究

为了实现油菜花序三维形态结构的交互设计、几何建模和真实感显示,提出了基于形态特征参数的油菜花序三维形态数学模型以及交互式设计方法.油菜花序模型的建立过程包括单花三维重构、花序三维重构和花序动态生长模拟3个阶段.通过对油菜花序形态结构的观测分析,分别创建了花瓣、花萼、花序轴、花轴、雄蕊和雌蕊等器官的几何模型,并提取具有明确农学意义的几何模型参数.实验结果表明,该方法可控性强,易于操作,可以精确地重构出油菜花序的三维形态,并且可以根据油菜花序结构的发展规律,实现油菜花序生长的可视化模拟.     

大中型泵站机组三维检修仿真培训系统开发

为实现泵站机组检修过程的三维可视化、加强对安装检修人员的技术指导和培训,依托江苏泰州引江河高港泵站,运用3ds Max软件对泵站厂房和机组进行分块建模,再结合VS2010,osg,QT,Premiere等软件,利用三维动画技术、虚拟装配技术、三维交互技术和虚拟现实技术,研发了大中型泵站机组检修过程的三维仿真培训系统,创建了机组检修模型库,实现了机组检修过程的多媒体演示功能、模拟训练功能和技能鉴定等功能,打造了大中型泵站机组拆装操作的全新仿真演练平台.该系统不仅提供了真实感强的三维演示动画,展现了灵活、准确的交互漫游环境,并且可以对学员的技能进行系统的鉴定,强化培训效果.该系统有效地解决了泵站检修人员培训的难题,为泵站的标准化检修提供了参考.     

BIM+GIS技术在水库工程可研阶段勘察设计应用研究

研究了BIM+GIS技术在水库工程中的应用，重点提出可行性研究阶段BIM+GIS技术应用目标、软硬件配置、项目BIM协同设计管理程序及三维协同设计流程；以GJ水库工程为例，根据项目梯级两库多坝址比选、涉及专业多、前期乏信息情况下基础资料收集难度大、勘察设计周期短工作量大的特点与难点，开展可研阶段的三维协同设计及BIM+GIS技术应用研究。运用GIS+无人机技术，快速提取流域水系、拟定水库水位、初拟开发方案，快速提取淹没区土地数据，采集地形数据并建立三维地质实体模型。将三维正向协同设计流程标准化、协同设计结构树优化，开展水工、机电金结、安全监测专业正向协同设计，快速统计工程量、一体化有限元计算分析、施工仿真、三维展示、结构出图。将全生命周期理念贯穿始终，从可研、初设、施工详图到运维阶段，满足一次建模、全生命周期运用的要求，提高模型附加值，为BIM+GIS技术在水库工程中的应用提供指导，提高项目精细化、信息化管理水平。     

基于ArcGIS的潮白河地下水库三维地质建模及动态模拟

三维地质建模是实现地质信息可视化的一种重要手段。通过收集、分析北京市潮白河冲洪积扇地质及水文地质资料,开发运用ArcGIS软件的三维可视化应用程序ArcScene,对钻孔数据进行样条插值,采用基于面的建模方法建立了潮白河地下水库三维地质结构模型。同时,在此基础上,利用ArcScene中的Animation工具条,通过控制潜水面的升降模拟地下水库补给与消耗的动态变化,建立地下水库动态模拟展示模型。模型形象地展示、模拟了研究区地下水库地质结构特征及地下水库补给与消耗的动态变化特征,为地下水库的分析与建立提供技术支持,且为以后利用ArcScene进行三维地质建模提供依据。     

基于骨架模型的玉米生长运动仿真与动画生成技

为了实现作物生长过程的定量化、可视化表达,提出了一种由作物形态结构特征参数驱动的作物骨架模型生长运动仿真和动画生成方法.基于对作物器官及个体精确定义的几何模型提取作物骨架,利用几何模型参数控制骨架上关节点的运动,结合参数关键帧插值技术确定整个骨架模型的生长运动,实现对作物生长运动的可视化模拟.从而构建一个虚拟作物骨架模型的三维生长动画系统,并以玉米为例进行了模拟.实验结果表明该方法能够较准确地模拟玉米植株的形态建成和运动特征,为真实、自然地模拟作物生长提供了一种可控、通用的方法.     

水电工程可视化动态管理信息系统

文章分析了基于Internet的水电工程可视化动态信息管理系统的实现技术和方法，包括系统工作模型、系统规划、设计思想、体系结构、技术支持及实现技术等。以西南某水电工程为研究对象，设计并构造了一个基于网络的工程可视化动态信息管理系统软件，详细介绍了系统的开发和应用，核心功能包括工程进度、投资、质量、合同及二维电子图库管理子系统以及工程三维动态图形仿真系统、三维地质可视化分析系统，实现了工程管理的信息化和网络化。     

泵站建筑物遗传模糊安全评价模型

为了更加准确地对泵站建筑物进行安全评价,利用标准遗传算法、层次分析法和模糊评价方法研究泵站建筑物的安全综合评价方法．首先采用从定性到定量的综合集成的方法,结合专家知识、检测数据和各种信息,分析得到安全评价值从而建立模糊综合评价矩阵;然后利用标准遗传算法、层次分析法建立的遗传层次分析法确定评价指标的权重向量;最后利用模糊综合评价模型进行模糊合成,得到泵站建筑物的安全评价结果．对临洪西泵站工程建筑物进行了安全综合评价,模糊综合评价结果向量S为(0313 6,0356 2,0247 1,0083 1),根据最大隶属度原则,Smax为0356 2对应第2个评语,则综合评价结果为基本安全,属于二类建筑物．结果表明:临洪西泵站工程建筑物总体上达到设计标准,满足安全运用的要求．评价结果与通常方法评价结果一致,说明遗传模糊安全评价模型的可行性．     

泵站改造决策支持系统的设计与实现

提出并建立了由数据库、模型库、知识库、综合接口和用户界面5部分组成的泵站改造决策支持系统，论述了各部分的设计与实现。该系统将泵站改造领域内专家的知识经验与计算机技术紧密结合，在处理大量信息的基础上给出多种泵站改造方案，为决策者提供决策支持。应用实例表明该系统具有较好的实用性。     

基于分时电价的梯级泵站输水系统日优化运行

为了提高梯级泵站输水系统日运行效益,通过分析梯级泵站输水系统,提出了梯级泵站输水系统整体运行效率的定义及表达式,分析了梯级泵站输水系统日运行费用的影响因素及优化机制.在此基础上,以日运行费用最小为目标,考虑分时电价,日输水总量,泵站进、出水池水位等约束条件,以时段流量分配、级间水位等因素为决策变量,建立了梯级泵站输水系统日运行费用优化模型、梯级泵站输水系统运行效率优化模型和单级泵站运行效率优化模型,采用基于区间离散的动态规划法进行求解,进而确定梯级泵站输水系统日优化运行方案,包括各时段内梯级间水力(水位、流量)方案和各泵站内运行方案.将该优化方法应用于南水北调东线韩庄运河段梯级泵站工程,结果表明节约费用效果较为显著.     

投影寻踪法在泵站建筑物安全评价中的应用

为了评价在役泵站工程建筑物安全状况,建立了泵站工程建筑物安全评价指标体系.对安全评价指标重要性进行分析,着重分析了泵站工程建筑物安全评价客观赋权方法之一的投影寻踪方法.根据泵站工程建筑物安全评价指标的实测值求计算数据,通过投影寻踪法模型计算并联系基于遗传算法的投影寻踪计算原理分析计算结果.利用江苏省某泵站作为实例,对影响泵站建筑物安全状态各指标层指标重要性进行分析,分别对混凝土结构安全状态和站身稳定安全状态2个指标层进行了研究.利用投影寻踪计算模型分析各指标层下各评价指标重要性,应用Matlab自带的遗传算法工具箱进行具体计算.计算结果表明,此泵站混凝土结构安全状态指标层中混凝土实测强度最为重要,而泵站站身稳定安全指标层中站身抗滑稳定这一指标权重最大.     

大型拍门液压缓冲装置试验研究

拍门是轴流泵站主要截流闭锁装置之一，其动态特性与泵装置停泵过渡过程中泵机组动力学特性，管路系统瞬变流及液压启闭机构动态特性等有关。文中结合湖北樊口泵站大型拍门模型试验，介绍了拍门及液压启闭系统模型相似设计方法，运用微机动态测试系统实测了不同装置扬程下两种不同渐变缓中方案的拍门动态参数及启闭机油罐内应力变化过程，根据模型试验结果合理确定了樊口泵站拍门技术改造中截流渐变回油口槽道面积方案，该研究成果不仅为樊口泵站拍门技术改造提供依据，同时也对同类截流闭锁装置设计，改造具有参考价值。     

证据理论在泵站老化评价中的应用

为了提高泵站老化等级确定的可信度,建立基于证据理论的泵站老化评价模型.以2座典型泵站为例,提取各项老化指标信息,请3位专家按照老化评价标准,对指标体系中的最底层指标,在每个老化等级上进行单独评分,并且经可信度归一化处理,每个评分作为一条证据,按照Dempster合成法则计算,得到每个最底层指标在识别框架上的可信度分配;然后,每个最底层指标在识别框架上的可信度分配作为一条证据,按照Dempster合成法则及带权重的证据理论合成公式层层计算,得到泵站的综合管理、机电设备、建筑物、金属结构以及泵站整体在识别框架上的可信度分配;最后按照给定公式,计算评分并确定老化等级.与应用模糊层次综合评价模型计算的结果比较,在识别框架上,除了出现难以解决的证据冲突的情况外,同一指标的最大可信度平均是最大模糊隶属度的2.4倍,且两者对应的老化等级相同,应用证据理论可以提高泵站老化等级确定的可信度;合成证据前,对每条证据进行归一化处理,可以较好地解决合成过程中出现合成信度大于1的异常情况.     

基于动态规划法的单级泵站日经济运行优化模型

为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化。通过分析水泵运行效率与水泵流量、扬程以及转速间的相互关系,确定水泵装置的工况点,构建单级泵站日经济优化运行模型,以泵站日运行总费用最低为目标,通过动态规划法从而求解单级泵站的日经济最优运行方案。选定南昌市九圩港提水泵站为研究对象,依据泵站已有的运行数据,在综合考虑泵站日运行分时电价、扬程及流量变化的基础上,将该泵站优化运行模型分为两层,第一层为泵站日经济优化运行模型,确定泵站在一日内运行费用的最小值;第二层为泵站运行效率优化模型,确定在不同时段内泵站效率最优运行方式。结果表明,当日总输水量一定时,分时电价是影响泵站日经济运行费用和不同时段机组流量分配的主要因素;以九圩港泵站的典型工况为例,优化后的泵站运行方案较优化前日单位运行费用降低了18%。该模型对实现单级泵站日经济优化运行具有一定指导意义。     

全国大型泵站更新改造前期工作有

对全国大型泵站更新改造前期工作中遇到的有关问题进行研究和探讨，提出大型泵站的界定标准、全国大型泵站更新改造规模及投资估算、全国大型泵站的分区及改造对策、更新改造泵站安全类别的确定依据等。