向家壩水電站混凝土澆筑VR與智能進(jìn)度模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周厚貴 戴志清 張開廣 孫昌忠 曹生榮

（1.中國能源建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100029；2.中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司，湖北 宜昌 443002；3.水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（武漢大學(xué)），武漢 430072）

向家壩水電站是金沙江下游的最末一個(gè)梯級(jí)電 站，其工程規(guī)模僅次于三峽水利樞紐和溪洛渡水電站，是我國第三大水電樞紐工程.向家壩水電站施工項(xiàng)目多、施工強(qiáng)度高、技術(shù)復(fù)雜、質(zhì)量要求高，特別是壩體混凝土澆筑施工的方案制定、進(jìn)度控制、設(shè)備調(diào)度等問題引起了廣泛關(guān)注和高度重視.

申明亮等通過建立混凝土澆筑模擬模型，對向家壩水電站設(shè)計(jì)階段不同的澆筑方案進(jìn)行了模擬，并通過二維和三維圖形表達(dá)模擬結(jié)果，為施工方案的選擇提供了有力的依據(jù)［1］.王忠耀等開發(fā)了向家壩水電站混凝土澆筑模擬系統(tǒng)，用于驗(yàn)證和分析各施工方案的優(yōu)勢與不足［2］.翁永紅［3］、李鋒［4］則分別從向家壩水電站施工機(jī)械配套方案、分縫形式、溫控要求等角度對大壩混凝土澆筑進(jìn)行了研究.這些研究工作對于向家壩水電站大壩混凝土澆筑施工方案的優(yōu)選發(fā)揮了重要作用.

在既定的總體施工方案下，如何科學(xué)合理地組織現(xiàn)場施工則是向家壩工程建設(shè)中更為復(fù)雜的問題.傳統(tǒng)的施工管理與決策模式已很難滿足如此復(fù)雜的混凝土壩澆筑施工需要，迫切需要建立有效的混凝土壩澆筑施工管理創(chuàng)新模式［5］.

為此，本項(xiàng)研究從向家壩水電站壩體混凝土澆筑現(xiàn)場的施工管理與決策的特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)需求出發(fā)，以虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）和人工智能領(lǐng)域的知識(shí)工程（Knowledge Engineering，KE）為理論基礎(chǔ)，開發(fā)向家壩水電站混凝土澆筑VR與智能進(jìn)度模擬系統(tǒng)，并應(yīng)用于工程實(shí)踐.本文介紹了該系統(tǒng)的需求分析與實(shí)現(xiàn)思路、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)等研究成果，以期為相關(guān)工作提供指導(dǎo)和借鑒.

1 系統(tǒng)需求分析與實(shí)現(xiàn)思路

向家壩水電站為混凝土重力壩，僅僅壩體設(shè)計(jì)混凝土澆筑總量就高達(dá)約1400萬m3，混凝土澆筑施工是整個(gè)工程建設(shè)的重點(diǎn)和主要內(nèi)容，其順利實(shí)施是整個(gè)工程順利完建的核心和關(guān)鍵.

向家壩水電站混凝土澆筑施工具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)和難點(diǎn)：①混凝土工程項(xiàng)目多，工程量大；②混凝土施工強(qiáng)度高，且高強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間長；③壩體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大、質(zhì)量要求高；④基礎(chǔ)齒槽回填混凝土難度大、工期緊；⑤壩址區(qū)域降雨天數(shù)多、倉面狹長，溫控防裂難度大；⑥混凝土永久外露面、過流面成型質(zhì)量要求高；⑦施工設(shè)備多、相互干擾大；⑧各專業(yè)、各標(biāo)段之間施工干擾較大；⑨建設(shè)方提供的公用設(shè)備多，協(xié)調(diào)工作量大.

此外，在混凝土澆筑施工過程中，由于現(xiàn)場條件實(shí)時(shí)變化、系統(tǒng)狀態(tài)不斷更新、系統(tǒng)約束與限制動(dòng)態(tài)變化、施工管理各項(xiàng)工作緊密銜接等原因，混凝土澆筑施工呈現(xiàn)高度的復(fù)雜性、不確定性、動(dòng)態(tài)性.在混凝土澆筑施工過程中，施工現(xiàn)場決策和管理的工作量大、問題復(fù)雜.

為此，為提高現(xiàn)場決策與管理水平，確保工程進(jìn)度和質(zhì)量，對向家壩水電站混凝土澆筑施工決策與管理系統(tǒng)提出了以下幾個(gè)方面的要求.①系統(tǒng)性：該系統(tǒng)需要全面地涵蓋混凝土壩澆筑施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括骨料制備、混凝土拌合、運(yùn)輸、備倉、通水冷卻、灌漿等混凝土壩澆筑的相關(guān)環(huán)節(jié).將相關(guān)信息都集中于系統(tǒng)后便于在統(tǒng)一的信息環(huán)境中進(jìn)行管理和決策.②交互性：由于施工現(xiàn)場的條件和約束實(shí)時(shí)變化，系統(tǒng)需要提供某種方式實(shí)現(xiàn)用戶在決策過程中的交互，即可改變系統(tǒng)各相關(guān)因素的狀態(tài)和澆筑施工規(guī)則.③形象化：要求系統(tǒng)以形象、可視的方式展現(xiàn)混凝土壩澆筑施工信息和某個(gè)施工方案的施工過程，為用戶的正確決策提供直觀依據(jù).④智能化：混凝土壩澆筑施工既需要管理人員的經(jīng)驗(yàn)，又有很多規(guī)則需要遵循，是一項(xiàng)復(fù)雜的智能活動(dòng).為此也需要系統(tǒng)具備一定的人工智能，以提高系統(tǒng)模擬結(jié)果的可靠性和參考價(jià)值.

為滿足以上要求，在以往研究工作的基礎(chǔ)上［5-6］，提出了如下的實(shí)現(xiàn)思路：建立工程設(shè)計(jì)方案與施工現(xiàn)場信息集成的施工信息庫；通過KE實(shí)現(xiàn)專家經(jīng)驗(yàn)和混凝土澆筑規(guī)則的結(jié)合，建立智能推理模型實(shí)現(xiàn)對向家壩水電站混凝土澆筑全過程的模擬，用于施工方案模擬和施工進(jìn)度編排等管理與決策工作；通過VR實(shí)現(xiàn)在虛擬的施工環(huán)境中展現(xiàn)施工信息和施工方案，并最終形成一個(gè)虛擬的、智能的、高度集成的混凝土壩施工管理與決策系統(tǒng)平臺(tái).

2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

向家壩水電站混凝土澆筑VR與智能進(jìn)度模擬系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、施工規(guī)則庫子系統(tǒng)、智能推理子系統(tǒng)、VR引擎子系統(tǒng)、功能模塊子系統(tǒng)等5部分組成，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)各部分的簡要介紹如下：

1）數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)為系統(tǒng)運(yùn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括混凝土壩施工方案信息、施工現(xiàn)場的各類實(shí)時(shí)信息以及壩體的三維空間信息3個(gè)方面內(nèi)容.其中，施工方案信息和施工現(xiàn)場信息是經(jīng)過提取和抽象后的數(shù)值信息，而壩體三維空間信息則以3DMAX文件保存，由OpenGL實(shí)現(xiàn)對其的驅(qū)動(dòng).

2）施工規(guī)則子系統(tǒng)：即為混凝土壩澆筑施工規(guī)則庫，其實(shí)質(zhì)為混凝土壩施工所要遵循的規(guī)則、方式和注意事項(xiàng).施工規(guī)則來源于專家經(jīng)驗(yàn)（包括管理經(jīng)驗(yàn)）和施工規(guī)范以及向家壩工程的相關(guān)技術(shù)要求等方面.施工規(guī)則在規(guī)則庫中以產(chǎn)生式規(guī)則表示，即以“P→C（CF）”形式表示.其中“P”表示某規(guī)則的適用條件，“C”表示根據(jù)該規(guī)則的推理結(jié)果，“CF”表示該規(guī)則的可信度.基于這一方式，可以將混凝土壩澆筑施工的各方面條件和要求通過規(guī)則表示出來，并通過推理系統(tǒng)進(jìn)行智能推理，得到施工方案和施工參數(shù).

3）智能推理子系統(tǒng)：基于施工規(guī)則，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的施工現(xiàn)場信息，由推理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對實(shí)際施工過程的模擬，即根據(jù)相關(guān)情況利用特定規(guī)則實(shí)現(xiàn)工程實(shí)踐中的相關(guān)工作，如倉位編排、設(shè)備調(diào)度、灌漿計(jì)劃制定、通水方案制定等.智能推理系統(tǒng)即可提高工作效率，又可充分考慮相關(guān)規(guī)則，不會(huì)出現(xiàn)遺漏或考慮不周等情況.

4）VR引擎子系統(tǒng)：通過VR引擎實(shí)現(xiàn)生成和再現(xiàn)具有高度可視和沉浸性的虛擬現(xiàn)實(shí)施工場景和施工信息，便于管理人員決策.主要包括幾何變換、光照渲染、材質(zhì)渲染、貼圖渲染、對象拾取、特效渲染、動(dòng)畫渲染、顯示優(yōu)化等方面內(nèi)容.

5）功能模塊子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)即為用戶所直接感受到的系統(tǒng)各項(xiàng)功能，主要包括智能排倉、機(jī)械調(diào)度、方案驗(yàn)證、進(jìn)度模擬、備料計(jì)劃、灌漿計(jì)劃、通水方案、虛擬查看等8大功能模塊.

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

如上所述，向家壩水電站混凝土澆筑VR與智能進(jìn)度模擬系統(tǒng)具有8大功能模塊，分別為智能排倉、機(jī)械調(diào)度、方案驗(yàn)證、進(jìn)度模擬、備料計(jì)劃、灌漿計(jì)劃、通水方案、虛擬查看，這些功能模塊基本涵蓋了混凝土壩施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)施工過程的有效輔助決策與管理.根據(jù)現(xiàn)場施工的實(shí)際需求，系統(tǒng)內(nèi)各功能模塊的功能特征如下：

1）澆筑倉位編排的功能特征.混凝土壩澆筑施工管理與決策過程中，需要根據(jù)當(dāng)前壩體澆筑情況，頻繁地制定各個(gè)壩段、各個(gè)倉位的澆筑順序，即倉位編排.而倉位編排需要滿足工程進(jìn)度要求、形象進(jìn)度要求，以及一系列的相關(guān)施工工藝約束.基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前施工現(xiàn)場各方面的綜合信息，在滿足相關(guān)施工規(guī)范、壩體混凝土澆筑技術(shù)要求、進(jìn)度與形象進(jìn)度要求的前提下，推理系統(tǒng)可制定尚未澆筑的各個(gè)倉位的澆筑順序，即澆筑倉位編排工作.

2）入倉機(jī)械調(diào)度的功能特征.在混凝土壩的澆筑施工過程中，通常需要多臺(tái)門機(jī)、塔機(jī)、纜機(jī)、塔帶機(jī)、皮帶機(jī)等混凝土運(yùn)輸設(shè)備，將混凝土運(yùn)輸至倉面以完成后續(xù)工作，這其中就存在多臺(tái)入倉機(jī)械的調(diào)度問題.與倉位編排相對應(yīng)，在混凝土入倉機(jī)械的調(diào)度過程中，需要考慮其運(yùn)輸效率、運(yùn)輸能力、空間位置、臂長、正負(fù)揚(yáng)程、空間尺寸、行走范圍等參數(shù)，以及壩體混凝土澆筑的相關(guān)系列約束.基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前施工現(xiàn)場各方面的綜合信息，在滿足相關(guān)施工規(guī)范、壩體混凝土澆筑技術(shù)要求、進(jìn)度與形象進(jìn)度要求的前提下，推理系統(tǒng)可安排各混凝土澆筑入倉機(jī)械依次負(fù)責(zé)澆筑的倉位，以及每臺(tái)套混凝土入倉設(shè)備的運(yùn)行方式.

3）澆筑方案驗(yàn)證的功能特征.對于系統(tǒng)外（及系統(tǒng)用戶）輸入的混凝土壩澆筑施工方案，包括澆筑進(jìn)度計(jì)劃、倉位編排方案、設(shè)備調(diào)度方案等，基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前施工現(xiàn)場各方面的綜合信息，在滿足相關(guān)施工規(guī)范、壩體混凝土澆筑技術(shù)要求、進(jìn)度與形象進(jìn)度要求的前提下，驗(yàn)證該澆筑方案的可行性，如不可行則給出原因和解釋.

4）施工進(jìn)度（過程）模擬的功能特征.基于當(dāng)前施工現(xiàn)場綜合情況的相關(guān)信息，基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)可以在滿足相關(guān)施工規(guī)范、壩體混凝土澆筑技術(shù)要求、進(jìn)度與形象進(jìn)度要求的前提下，制定未來一定時(shí)間段內(nèi)的壩體混凝土澆筑進(jìn)度計(jì)劃或者剩余壩體混凝土澆筑的進(jìn)度計(jì)劃，以及相對應(yīng)的備料計(jì)劃、灌漿計(jì)劃以及通水冷卻方案，實(shí)現(xiàn)對混凝土澆筑施工進(jìn)度的智能模擬.

5）備料計(jì)劃的功能特征.基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)可以在本系統(tǒng)擬定的施工進(jìn)度計(jì)劃的基礎(chǔ)上，再結(jié)合壩體各個(gè)部位的混凝土配合比參數(shù)，推理計(jì)算得到未來施工期內(nèi)的各類型水泥（依據(jù)參數(shù)劃分類型）、骨料、外加劑等的需求量，供施工管理與決策使用.

6）壩體灌漿計(jì)劃的功能特征.根據(jù)混凝土壩的實(shí)際施工進(jìn)度，即各倉位的澆筑完成時(shí)間、壩體澆筑頂部高程、上游水位等相關(guān)施工參數(shù)，根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求，基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)可以推理得到壩體接縫灌漿的部位、推薦開始時(shí)間等施工參數(shù)，供施工管理與決策參考和使用.

7）冷卻通水方案的功能特征.根據(jù)混凝土壩的實(shí)際施工進(jìn)度，即各倉位的澆筑完成時(shí)間及壩址所在地區(qū)的水文氣象資料，根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求，基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)可以推理得到壩體各區(qū)的初期通水、中期通水以及后期通水的起止時(shí)間、水溫、流量等參數(shù)，供施工管理與決策使用.

8）虛擬現(xiàn)實(shí)查看的功能特征.可在虛擬現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)環(huán)境下查看施工方案的實(shí)施過程，包括混凝土入倉設(shè)備的布置、各倉位的混凝土澆筑順序、壩體各部分澆筑施工的前后關(guān)系.并可通過用戶在虛擬三維空間中指定一系列的視點(diǎn)和視線控制點(diǎn)，由系統(tǒng)自動(dòng)生成漫游路徑，使得視點(diǎn)和視線在動(dòng)畫時(shí)鐘的控制下沿著漫游路徑自動(dòng)平滑移動(dòng)，從而生成漫游動(dòng)畫.

4 主要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案

本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要完成模擬模型的構(gòu)建、人工智能推理系統(tǒng)的構(gòu)建和虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)3個(gè)方面的工作.其中混凝土壩澆筑施工模擬模型構(gòu)建工作已在文獻(xiàn)中［5］中做了較為詳細(xì)的論述，此處重點(diǎn)介紹人工智能推理系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)環(huán)境的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案.

1）人工智能推理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案

混凝土壩澆筑施工是在特定的工程條件和一系列技術(shù)約束、規(guī)范要求下，按照相應(yīng)的規(guī)則執(zhí)行混凝土壩澆筑施工各項(xiàng)活動(dòng)的過程.在現(xiàn)有的工程實(shí)踐中，多憑借專家經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人能力，以人工的方式進(jìn)行管理與決策.但就其本質(zhì)而言，混凝土壩澆筑施工過程是混凝土壩澆筑施工規(guī)則在施工過程中的應(yīng)用.如果把這些規(guī)則理解為某種“知識(shí)”，建立具備智能推理能力的混凝土壩澆筑施工模擬系統(tǒng)的核心工作就在于實(shí)現(xiàn)這些知識(shí)的表示、獲取和應(yīng)用（即推理），而人工智能領(lǐng)域的知識(shí)工程可以很好地滿足這一需求.所以，建立基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策方法，通過人工智能的方式進(jìn)行混凝土壩澆筑施工的管理與決策，需要完成3個(gè)方面的工作，即混凝土壩澆筑施工的知識(shí)表示方法、知識(shí)獲取方法和知識(shí)推理方法.

混凝土壩澆筑施工的知識(shí)表示采用產(chǎn)生式規(guī)則的形式.即通過“IF THEN”即“P→C”的形式表示混凝土壩澆筑施工中各項(xiàng)施工條件、規(guī)范約束、技術(shù)要求和可執(zhí)行施工事件或應(yīng)執(zhí)行施工事件之間的關(guān)系.其中，“P”為觸發(fā)該項(xiàng)施工事件的前提條件，“C”為滿足該條件時(shí)，可執(zhí)行或應(yīng)執(zhí)行的施工事件.同時(shí)考慮到各項(xiàng)規(guī)范約束和技術(shù)要求的不確定性和模糊性，在產(chǎn)生式規(guī)則型知識(shí)中引入可信度，其形式為“P→C（CF）”，“CF”（Certainty Factor）為規(guī)則的可信程度或可靠程度.產(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)保存到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，其管理及維護(hù)方式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的管理類似，簡潔而高效.

混凝土壩澆筑施工的知識(shí)獲取主要通過對混凝土壩施工規(guī)范、當(dāng)前工程施工技術(shù)要求以及領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗(yàn)的形式化完成，主要通過對常規(guī)形式表達(dá)的混凝土壩澆筑施工規(guī)則的提取、形式化、入庫等步驟實(shí)現(xiàn).混凝土壩澆筑施工的知識(shí)推理通過建立基于規(guī)則的推理機(jī)制、不確定性基于規(guī)則的推理機(jī)制、基于規(guī)則的推理沖突消解策略實(shí)現(xiàn).基于規(guī)則的推理（Rulebased Reasoning，RBR），簡稱規(guī)則推理，通過事實(shí)與規(guī)則“P→C”中條件“P”或結(jié)論“C”的匹配，產(chǎn)生新的事實(shí)，直到問題解答或給出無解理由.RBR與混凝土壩澆筑知識(shí)的產(chǎn)生式規(guī)則表示對應(yīng).如果不考慮規(guī)則本身的因素，RBR的推理機(jī)制與人們判斷性知識(shí)的形式是一致的，易于人們理解，可以給用戶一個(gè)明確的解釋，即可以說明通過本系統(tǒng)制定的任一施工方案的原因、考慮的因素.

基于知識(shí)工程所建立的混凝土壩澆筑施工智能決策方法和混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)，在遵循混凝土壩澆筑施工技術(shù)規(guī)范和要求的前提下，通過知識(shí)工程的知識(shí)表示、知識(shí)獲取和知識(shí)推理等方法的應(yīng)用，通過智能推理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)混凝土壩澆筑施工中的管理與決策工作.建立的方法和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了混凝土壩澆筑施工管理與決策工作的集成化、自動(dòng)化、智能化，提高了管理與決策的效率和科學(xué)性.

2）虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)方案

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）使用戶能產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是高度發(fā)展的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用過程中的結(jié)晶和反映，可以給用戶以逼真的體驗(yàn)，目前已在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，創(chuàng)造了廣泛的綜合效益.VR技術(shù)本身已基本成熟，所以建立基于VR的混凝土壩施工模擬系統(tǒng)的重點(diǎn)與難點(diǎn)在于根據(jù)混凝土壩施工的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)的良好應(yīng)用.

綜合混凝土壩施工特點(diǎn)以及VR技術(shù)的要求，混凝土壩施工VR模擬系統(tǒng)的開發(fā)工作流程主要為“壩體建?！Ｐ图虞d→模型剖分與參數(shù)計(jì)算→施工方案加載→優(yōu)化與模擬模型計(jì)算→結(jié)果提取即系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)”.其詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過程如下：

①在3DMAX或其他3D造型軟件中建立混凝土壩壩體三維模型和周圍地形三維模型，并設(shè)施實(shí)體表面材質(zhì)、紋理、光照模型等，完成后將其保存為＊.3DS模型文件.

②在混凝土壩施工VR模擬系統(tǒng)中打開混凝土壩壩體3DS模型文件，系統(tǒng)將自動(dòng)載入實(shí)體模型和材質(zhì)、紋理、光照模型等信息；利用系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)引擎實(shí)現(xiàn)模型的渲染和三維漫游.

③利用混凝土壩施工VR模擬系統(tǒng)提供的模型劃分功能自動(dòng)將混凝土壩壩體3D模型劃分為各個(gè)施工單元；利用系統(tǒng)提供的模型編輯、修改和圖元繪制功能對施工單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果進(jìn)行調(diào)整和修改；利用系統(tǒng)提供的信息計(jì)算功能計(jì)算各個(gè)施工單元的表面積、體積等參數(shù)信息；利用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫訪問功能將混凝土壩壩體3D模型及施工單元相關(guān)信息保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫.

④利用施工模擬模型，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的施工單元信息計(jì)算并優(yōu)化各個(gè)施工單元的施工流程及施工機(jī)械的配置方案.

⑤利用混凝土壩施工VR模擬系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫訪問功能從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫讀取各個(gè)施工單元的施工信息及施工機(jī)械的配置方案.

⑥利用混凝土壩施工VR模擬系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，并根據(jù)各個(gè)施工單元的施工信息完成施工過程動(dòng)畫渲染；啟動(dòng)系統(tǒng)的施工過程動(dòng)畫演示功能，實(shí)現(xiàn)施工過程的四維漫游（三維空間和時(shí)間維）.

⑦利用混凝土壩施工VR模擬系統(tǒng)提供的用戶交互功能管理整個(gè)施工過程，如對各個(gè)施工單元的施工過程進(jìn)行調(diào)整.

⑧利用水電工程施工虛擬現(xiàn)實(shí)仿真與輔助決策系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫訪問功能將施工過程和管理信息保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中.

⑨當(dāng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中的混凝土壩壩體三維模型、施工單元信息、施工過程和管理信息等數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，重新將相關(guān)數(shù)據(jù)載入混凝土壩施工VR模擬系統(tǒng)，重新完成虛擬場景的渲染和施工過程動(dòng)畫渲染.

5 結(jié) 語

本項(xiàng)研究針對向家壩水電站大壩混凝土澆筑施工的需要，從施工階段決策與管理的需求出發(fā)，針對施工過程中混凝土澆筑的特點(diǎn)與實(shí)質(zhì)，通過對知識(shí)工程和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的綜合應(yīng)用，建立向家壩大壩混凝土施工VR模擬與智能進(jìn)度系統(tǒng).本文對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和宏觀層面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案等進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì).本系統(tǒng)已在向家壩水電站施工中得到良好應(yīng)用，創(chuàng)造了良好的工程實(shí)施效果.

本文側(cè)重于對系統(tǒng)的總體介紹，相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)將另文論述，以期為大型、特大型混凝土壩施工的管理與決策工作提供參考和借鑒.

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