虚拟水利工程系统的应用

重点论述虚拟水利工程系统的应用，以及虚拟水利工程系统平台的构成。虚拟现实技术在水利工程中的应用开辟了新的领域，随着技术的进步，虚拟水利工程系统将会推广普及成为水利工程设计研究的重要平台。     

京津冀农业虚拟水流动及对区域水资源压力影响研究

水资源安全问题一直是研究热点,基于生产-消费状况揭示区域虚拟水流动,对了解水资源利用状况和水资源可持续利用具有重要意义。基于虚拟水视角,以灌溉用水和绿水核算区域农业虚拟水生产,以居民膳食消费核算居民虚拟水消费,以两者的差值核算并分析了京津冀地区在生产-消费模式下农业虚拟水流动特征及对区域水资源压力的影响。结果表明:(1)2004-2015年间,河北、天津、北京年均作物生产虚拟水分别为353.1亿m3、22.9亿m3和16.0亿m3,年均畜牧产品生产虚拟水分别为445.3亿m3、47.6亿m3、36.7亿m3;河北、天津作物虚拟水呈现下降趋势但变化趋势不明显,北京作物生产虚拟水呈现出持续性的下降趋势;河北、天津畜牧产品虚拟水均呈现出先增加后减少最后趋于缓慢上升态势,北京畜牧产品虚拟水呈现持续下降趋势。(2)2004-2015年河北、天津和北京年均虚拟水消费分别为243.7亿m3、61.6亿m3和98.3亿m3,虚拟水消费均呈现出上升趋势。(3)河北省为虚拟水输出型,输出量呈明显的下降趋势,北京市和天津市为虚拟水输入型,输入量呈增加趋势。(4)2004-2015年年均水资源压力指数呈现河北天津北京,水资源匮乏度呈现为天津北京河北,水资源自给率呈现河北天津北京,北京和天津对外部虚拟水输入的依赖程度逐渐增加。京津冀水资源面临着严重的短缺问题,水资源超载严重。提高农业用水效率,优化种植结构,引导合理的膳食结构调整,从生产和消费两方面同时入手是解决京津冀水资源问题的关键措施。     

虚拟加工设备的建模和加工过程物理仿真

介绍了虚拟加工设备建模用到的常用软件。对虚拟数控机床和刀具的建模进行了讨论。着重研究了虚拟加工过程物理仿真，利用有限元（FEM）法建立了切削力仿真模型，利用多体系统运动学理论建立了虚拟数控机床的运动模型。最后，提出虚拟加工物理仿真技术发展中存在的问题以及未来的研究方向。     

长江经济带水-能-粮流通及压力变化特征分析

为促进长江经济带绿色可持续发展，实现区域资源优化配置，基于多区域投入产出模型，计算了2012年及2017年长江经济带区域9省2市的虚拟水、虚拟能和虚拟粮流通量，并在此基础上构建了水、能源、粮食以及水-能源-粮食系统压力指数用以分析长江经济带水-能-粮的流通、压力及其变化特征。研究结果表明：长江经济带区域虚拟水、虚拟能及虚拟粮在2012年以及2017年均呈现净流出，虚拟水和虚拟能净流出量减少，虚拟粮净流出量增加，虚拟资源流通格局与其资源分布不协调。长江经济带各省市2012年水资源压力较2017年变化不大，而能源、粮食以及水-能源-粮食系统压力呈现增加的趋势。2017年压力分布格局与2012年基本一致，下游地区较中上游地区压力更大。因此，长江经济带中上游地区应该充分利用好自身的资源禀赋，加强与下游地区的贸易流通，实现区域资源的合理分配。     

H9000计算机监控系统虚拟RTU的功能实现

基于H9000计算机监控系统平台开发出的虚拟远程终端单元（RTU）功能软件包，可以完全 替代传统的现场调度RTU装置，为老厂改造和新建电厂的调度通信提供了新的实现方法，为简化 电站系统设备、节约工程投资创造了条件。文中介绍了虚拟RTU的设计思想、构成以及主要的功能特点。     

深圳市水务系统虚拟专用网(VPN) 的设计与实现

虚拟专用网（VPN）是指在公共网络中建立专用网络，数据通过安全的“加密通道”在公共网络中传播，介绍了VPN的工作原理及有关协议，提出了基于Windows2000的深圳市水务系统虚拟专用网的实现方案。     

基于VRML的水电站虚拟供气系统设计与实现

在应用3DSMAX对水电站供气系统三维建模的基础上,构建了供气系统的VRML虚拟场景,并对其进行了优化。重点讨论了利用BS SDK实现虚拟场景动态交互的方法,并以BS SDK为开发工具,利用Visual C#.NET编程语言,实现了虚拟供气过程的演示与虚拟场景的漫游。     

数字流域研究平台建设雏议

本文建议数字流域研究平台的建设，应是在三维虚拟仿真场景的支撑下，以原型观测的历史数据和实时信息为基础，以实体模型试验为纽带，以数学模型计算为工具，复演流域的历史进程，研究流域的现状，预报流域的未来发展。文中重点对综合研究方法的协调进程和虚拟仿真系统开发的关键技术进行了论述，对相应的解决方案提出了建议，以都江堰为例探讨了系统的应用前景。     

基于IEC 61850标准的变电站二次系统精细化管理探讨

为了提高变电站二次系统的设计与管理水平，研究了基于IEC 61850标准的数字化变电站二次系统精细化管理模型。信息流与镜像逻辑节点、合理通信网络、保护实现方式等影响着系统的运行，成为精细化管理的对象。文中设计了相关数据库，对信息流、虚拟输入/输出量、网络拓扑连接、虚拟局域网（VLAN）与多播组、镜像节点等进行信息管理。以某实际变电站为例进行了系统与网络的规划设计，对多种功能应用进行分析，提出了实现精细化管理的建议，是对变电站二次系统设计的有益补充与完善。     

虚拟仿真系统在长江防洪模型项目中的应用

虚拟仿真系统是利用世界银行贷款长江防洪模型项目的主要建设内容之一，是“数字长江”这项复杂系统工程的重要组成部分，对防洪决策具有重要意义。采用虚拟现实技术对长江宜昌至石首河道及防洪模型基地交互式三维可视化系统进行开发，为长江防洪的规划、建设和管理提供辅助平台。防洪模型虚拟仿真系统硬件主要包括计算机主机系统、投影系统、中央控制系统。防洪模型虚拟仿真系统软件主要包括实时三维建模工具—Multigen Creator、专业的三维地形生成工具CTS、实时场景管理/运行软件VegaPrime、 SiteBuilder 3D等。     

虚拟水理论与方法的研究进展

虚拟水是当前研究的热点领域，是实体水资源概念在经济社会领域中的拓展。本文在对虚拟水相关概念和意义介绍的基础上，对国内外有关虚拟水问题的研究进展分虚拟水理论研究、虚拟水贸易与粮食安全、虚拟水战略、水生态足迹、虚拟水量化等5个方面进行了归纳和总结，最后探讨了未来虚拟水的研究方向，认为水资源概念的扩展、虚拟水的量化、以虚拟水概念理论制定相关政策、水生态足迹和虚拟水贸易平衡等5个方面是未来可以深入讨论的重点。     

虚拟水理论在河北省的应用

依据虚拟水的计量分析方法,对2005年河北省单一农产品虚拟水量和动物产品的虚拟水量进行了计算,得出河北省2005年城乡居民消费产品中的虚拟水含量为484.72亿m3,为实体水利用量的2.3倍;5种动物产品虚拟水总含量为121.17亿m3,单位产品虚拟水含量平均值为2 597.60 m3/t,9种农产品虚拟水总含量为363.55亿m3,单位农产品的虚拟水含量平均值为648.44 m3/t,具有较大的虚拟水应用潜力。依据2005年河北省的虚拟水、用水量及用水结构,分析了虚拟水战略对河北省的影响及其发展潜力。认为对于河北省这样的缺水地区,运用虚拟水手段可有效解决实体水调用的工程费用问题。建议密切结合自身的产业优势,发展高新技术产业、药业,适当从邻省调入粮食。     

济南市部分农作物产品虚拟水含量的研究

基于虚拟水的理论,利用标准彭曼公式和Cropwat软件,对济南市2008年的部分农作物产品虚拟水含量进行了计算分析。结果表明:小麦的虚拟水净进口量为-77477.9×103m3,属于虚拟水出口型作物,稻谷、棉花、豆类和花生果的虚拟水净进口量都是正值,属于虚拟水进口型作物。但总的来说,虚拟水的出口大于进口,这直接危及到济南市的水资源安全。针对这一现状,提出了通过虚拟水贸易和调整农作物种植结构的途径来实现济南市水资源的安全和可持续利用发展。     

唐山市2007年农产品虚拟水测评与分析

虚拟水是指生产商品和服务所需要的水资源数量。本文简要介绍了虚拟水含量的计算方法,同时根据唐山市的实际情况和统计资料,计算了唐山市2007年主要农产品单位质量的虚拟水含量、生产产品的虚拟水含量和城乡居民消费的虚拟水含量,结果表明:唐山市2007年生产产品的虚拟水含量为134.22亿m3,城镇居民和农村居民全年消费的虚拟水数量分别为24.76亿m3和19.96亿m3,全社会全年消费的虚拟水数量为44.72亿m3,实际生产产品的虚拟水含量远远大于各项消费的总虚拟水含量。     

虚拟水研究进展

在解析虚拟水、水足迹等概念内涵的基础上,系统地梳理了产品虚拟水核算、区域虚拟水贸易评估、虚拟水变化机制3个领域的研究进展。产品虚拟水核算中重点分析了中间产品和最终产品虚拟水计算方法,并对国家、行政区及流域尺度的虚拟水核算案例进行了简要分析;区域虚拟水贸易评估中分析了自上而下和自下而上两类方法的使用情况;虚拟水变化机制分析中综述了结构分解分析等多种驱动力分析方法。在总结研究进展基础上,讨论了目前研究中值得进一步深入探索与完善的问题,展望了虚拟水未来的重点研究方向,包括虚拟水核算模型精度改进、价格杠杆对虚拟水的影响、虚拟水水量与水质联合评价体系以及虚拟水战略实践与优化方案改进等。     

现代信息技术构建虚拟水文实验的研究

虚拟水文实验是利用虚拟现实技术进入虚拟空间进行教育的一种教学形式。讨论了虚拟实验相关的理论、主流技术、针对性实验对比研究和实际教学应用分析,研究了虚拟实验教学的过程模型,实现了校内水文虚拟实验室。结果表明,针对不同的教学内容和设计,应采用相适应的网络虚拟技术,才能够充分发挥出其技术特点,实现预期的水文实验教学目标。     

虚拟水理论发展及应用前景综述

自20世纪末虚拟水的概念提出以来,其基本理论、核算方法及案例研究在国内外得到了蓬勃发展,逐步建立了包含虚拟水含量、虚拟水贸易、虚拟水流动、虚拟水平衡、水足迹等概念的经济社会水资源管理理论框架,成为研究水资源在经济社会中循环演变的重要方法。系统地对虚拟水的概念及特点进行了解析,梳理了虚拟水理论的产生和发展历程,详细阐述了当前虚拟水研究进展,并对虚拟水理论在水资源管理中的应用前景进行了分析,提出了将其应用于农业水资源管理中的三大科学设想,为虚拟水理论的研究与应用提供参考。     

新疆南部地区虚拟水流动研究

虚拟水是蕴含在商品和服务中的水资源,研究虚拟水流动情况对地区水资源利用有着重要意义,本文通过研究新疆南部地区虚拟水流动情况,为后续进一步解决当地水资源问题提供理论支撑和参考依据。基于水资源投入产出模型,结合产业间虚拟水转移量、地区虚拟水消费量及区域间虚拟水贸易量等相关评价指标,从虚拟水的转移、消费和贸易三个角度分析了2012年新疆南部地区(简称南疆)虚拟水流动的情况。结果表明:2012年南疆虚拟水总量283.39亿m~3,其中农业部门占69.4%,虚拟水转移量为78.20亿m~3,主要转移到与农业部门关联度较高的食品制造业和纺织业等部门。南疆虚拟水消费总量131.78亿m~3,农村居民、城镇居民和政府部门虚拟水消费量分别占总消费量的27.3%、65.7%和7.0%。南疆虚拟水贸易处于净调出状态,净调出量171.63亿m~3,主要调出到水资源量较为丰富的广东、山东、山西、黑龙江和上海等地,其中农业部门虚拟水净调出量最高(167.33亿m~3),其余大多数部门为虚拟水净调入部门。根据研究结果可知,农业部门虚拟水的大量消耗和流出加大了南疆地区水资源压力,建议通过适当调整产业结构、加强节水力度以及合理控制虚拟水调出等方法和手段来缓解南疆地区水资源压力。     

新疆北部地区虚拟水流动研究

水资源是人类生存和社会经济发展的重要自然资源,研究社会经济系统中虚拟水流动情况,可为水资源管理提供新的方法和手段。本文基于水资源投入产出模型,结合产业关联度、虚拟水转移量、虚拟水消费量及虚拟水贸易量等相关评价指标,从虚拟水的转移、消费和贸易三个角度分析了2012年新疆北部地区虚拟水流动情况。结果表明:2012年新疆北部地区虚拟水总量268.11亿m~3,其中农业部门占56.1%;农业部门的虚拟水转移量最多(101.73亿m~3),主要转移到与农业部门关联度较高的食品制造业和纺织业等部门;在虚拟水最终消费部门中,农村居民、城镇居民、政府部门虚拟水消费量分别占总消费量的23.2%、64.7%、12.1%;新疆北部地区虚拟水贸易处于净调出状态,净调出量为197.26亿m~3,主要调出到水资源相对丰富的广东、山东、山西、黑龙江和上海等地,其中农业部门虚拟水净调出量最高(200.50亿m~3),其余大多数部门为虚拟水净调入部门。通过对新疆北部地区虚拟水的流动情况进行量化分析,发现大量调出虚拟水加重了当地的水资源压力,本研究可为后续进一步解决当地的水资源压力提供理论支撑和参考依据。     

虚拟水研究分析

虚拟水作为21世纪的一种新水资源观,为缓解我国水资源压力和粮食安全问题开辟了研究的新领域.在分析虚拟水概念的基础上,对虚拟水贸易、虚拟水战略、水足迹、虚拟水量化结合研究现状进行实例分析,证实了我国实行虚拟水战略的可行性.结合虚拟水在我国的发展情况,提出进一步的研究重点.