基于可视化仿真的水电工程动态信息管理与控制方法

2006年2月第8卷第2期中国工程科学Engineering Science

Feb.2006Vol 18No 12

工程管理

[收稿日期] 2004-08-06;修回日期 2005-03-26

[基金项目] 国家自然科学基金资助项目(50539120,50525927);教育部博士点基金资助项目(20030056055)

[作者简介] 钟登华(1963-),男,江西赣州市人,天津大学教授,博士生导师,从事水利水电工程系统仿真与优化研究

基于可视化仿真的水电工程动态信息管理与控制方法

钟登华1

,张 成1,2

,宋 洋

1

(1.天津大学建筑工程学院,天津 300072; 2.国电公司昆明勘测设计研究院,昆明 650051)

[摘要] 阐述了水电工程动态信息的可视化仿真技术、可视化管理方法及对水电工程项目的动态管理与控制

方法,为实现水电工程管理的直观可视化开辟了新的途径。

[关键词] 可视化仿真;动态信息管理;水电工程

[中图分类号]TV51;TP391 [文献标识码]A

[文章编号]1009-1742(2006)02-0080-05

1 引言

水电工程动态信息管理与控制是水电工程建设管理的核心内容,但这部分工作涉及到的内容多而且杂,依靠传统的管理办法难以实现工程信息的有效管理和对工程进度及成本的实时控制,为工程管理决策提供足够和有效的信息支持。

随着计算机和系统仿真技术的发展,有可能在计算机上实现水电工程施工动态过程的仿真,利用先进的可视化手段直观形象地反映仿真成果,并在预测与计划对比的基础上分析产生偏差的原因,为工程管理决策提供科学、直观、高效的信息,及时对计划进行修正,以保证工程的顺利完成。

2 水电工程施工动态可视化仿真技术

可视化仿真(visual simulation)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[1]

,其实质是采用图形或图像方式对仿真计算过程进行跟踪、驾驭和结果的后处理,同时实现仿真软件界面的可视化,具有迅速、高效、直观、形象的特点。

211 可视化仿真原理

工程施工系统可以看作仅在离散的时间点发生跳跃性变化的系统,因而可以作为离散系统进行仿

真研究。全过程仿真即/全程仿真钟0和/本地仿真钟0不断地推进和交互的过程。

仿真开始前将全程仿真钟和每个本地仿真钟都初始化为零。仿真开始,全程仿真钟启动,它采用时间步长推进法。当检测到有/仿真工序开始0事件发生时,全程仿真钟保留当时的状态,然后将控制权交给更下层仿真模型,启动它的本地仿真钟,设置模型初始状态。

本地仿真钟也采用时间步长法推进。以工序准备施工的状态作为初始状态,以开始施工的时刻作为本地仿真钟的零点。从该点开始,向前推进一个时间步长$t ,然后对工序模型中的所有节点进行扫描,检测是否有满足条件的活动发生,同时跟踪各种资源的使用情况。如果有活动发生,它们被认为发生在$t 的终止处,相应地改变系统的状态,统计各种资源的使用时间或空闲时间。重复上述作法直到该工序结束,然后把控制权返回给全程仿真钟,并把本地仿真钟的状态及资源利用率等信息一同返回给当前事件,作为当前事件的仿真结果保存起来。然后,全程仿真钟继续推进,重复上述过程,直到整个工程结束。之后对仿真结果进行各种分析、计算与优化,并输出进度计划、横道图、关键路线、施工强度、施工强度高峰期、资源利用率等结果。

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