探析水利水電工程施工水流控制過程的仿真與優(yōu)化方法

■姜 偉 ■河南省中原水利水電工程集團(tuán)有限公司，河南 濮陽(yáng) 457000

施工進(jìn)展之中的水流控制要整合考量各時(shí)段的動(dòng)態(tài)、非線性的結(jié)構(gòu)、建筑本體固有的特性。在三維動(dòng)態(tài)的框架下，模擬得出可視化這樣的仿真模型。優(yōu)化體系環(huán)境，解析了水利水電建造之中的水流控制。調(diào)研結(jié)果表明:依循這一建模流程可得最為便捷的建模，有序銜接了仿真數(shù)據(jù)及后續(xù)的可視化解析，二者彼此吻合。仿真得出的數(shù)值吻合了真實(shí)工程，化解了疑難情形下的水流控制，供應(yīng)新的手段。

1 解析水流控制

在水利施工之中，妥善控制水流，是動(dòng)態(tài)情形下的復(fù)雜流程。水利工程有著動(dòng)態(tài)性，細(xì)分出來的內(nèi)在流程都有著自身特性。從整體視角看，水流控制可被分成主體架構(gòu)內(nèi)的建筑、導(dǎo)流必備的子系統(tǒng)、變更著的水流系統(tǒng)。三者彼此約束，而又彼此關(guān)聯(lián)。詳細(xì)而言，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)密切關(guān)聯(lián)著水流狀態(tài)，決定建造進(jìn)度。反過來，導(dǎo)流必備的建筑、主體類的建筑，二者配有的導(dǎo)流規(guī)劃也彼此關(guān)聯(lián)。若破壞這樣的關(guān)聯(lián)，將會(huì)增添風(fēng)險(xiǎn)，帶來接續(xù)的導(dǎo)流失誤。

施工進(jìn)程之中，總體導(dǎo)流規(guī)劃、構(gòu)建起來的圍堰及大壩、建造進(jìn)度等都在不停變更，包含了動(dòng)態(tài)性。與之對(duì)應(yīng)，導(dǎo)流依循的邏輯路徑也是偏復(fù)雜的。為了簡(jiǎn)化關(guān)系，就要整合考量水利類的某一建筑、導(dǎo)流依托的建筑、調(diào)控各時(shí)段的水流。依照復(fù)雜關(guān)系，創(chuàng)設(shè)了導(dǎo)流可參照的新模型［2］。這樣構(gòu)建起來的模型明晰了特有的多樣性能，提供屬性信息。借助信息中介，擬定適宜的導(dǎo)流總規(guī)劃、建造的總計(jì)劃。識(shí)別特定關(guān)系，構(gòu)建更完備的耦合體系。

經(jīng)過建模以后，原本偏復(fù)雜的導(dǎo)流關(guān)系將被簡(jiǎn)化，彼此協(xié)調(diào)一致。經(jīng)過建模抽象，抽取了局部范疇的多重細(xì)節(jié)，把控變更規(guī)律。與此同時(shí)，子系統(tǒng)應(yīng)被涵蓋在全程時(shí)段的導(dǎo)流之中，衡量彼此關(guān)系。這樣做，水流控制就整合了施工的完整時(shí)段，在各個(gè)時(shí)段都可隨時(shí)識(shí)別導(dǎo)流的信息。

2 可視化情形下的仿真

可視化狀態(tài)下，計(jì)算機(jī)協(xié)同下的建模流程增添了數(shù)值的精準(zhǔn)性。可視化仿真融匯了可視技術(shù)、新式建模方式，它提升了總體范疇的仿真成效。借助圖形圖像，運(yùn)算可得更為精準(zhǔn)的仿真數(shù)值，跟蹤處理結(jié)果。這樣歸結(jié)得出的數(shù)值被凸顯在屏幕上。在最短時(shí)段內(nèi)，即可查驗(yàn)直觀的信息，提升處理成效。

可視仿真依循的根本機(jī)理為:結(jié)合動(dòng)態(tài)仿真，解析了建模必備的這種網(wǎng)絡(luò)。水利施工應(yīng)被設(shè)定成某一整體，全程模擬并予以跟蹤。在水電工程中，水流調(diào)控有著動(dòng)態(tài)的特性，它關(guān)聯(lián)著內(nèi)在的多樣流程，含有多重的子系統(tǒng)。細(xì)分出來的子系統(tǒng)應(yīng)能彼此約束，同時(shí)彼此聯(lián)系。在各個(gè)時(shí)段內(nèi)，選出來的導(dǎo)流指標(biāo)都關(guān)系著應(yīng)有的建造進(jìn)度，關(guān)系施工進(jìn)程。主體類的建筑、搭配著的導(dǎo)流建筑，二者都關(guān)系著接續(xù)的導(dǎo)流進(jìn)程。基于這種考量，即可識(shí)別日常情形下的導(dǎo)流強(qiáng)度、導(dǎo)流的進(jìn)度等。在最短時(shí)段中，就要獲取信息，供應(yīng)接續(xù)的施工參照。

3 對(duì)仿真的優(yōu)化

構(gòu)建了模型后，才可考慮仿真。從這一視角看，建模應(yīng)被劃歸為仿真的步驟。經(jīng)過數(shù)值解析，應(yīng)能快速創(chuàng)設(shè)最為靈活的這一模型，提供解析便利。

3.1 圖像輔助下的新建模

建模進(jìn)程之中，采納面向?qū)ο?，建模得出的?shù)值更為直觀。經(jīng)過直觀判別，即可細(xì)分不同范疇的對(duì)象類別，考量自身特性。這種建模流程很近似日常的分類途徑。為此，仿真流程也很近似創(chuàng)設(shè)的物理模型，便于后續(xù)擴(kuò)充。辨別某一對(duì)象特有的層次及構(gòu)架，妥善調(diào)用代碼。在子系統(tǒng)內(nèi)，很難借助言語(yǔ)來描繪的多重信息都被變更為建模，增添了直觀性［3］。

面向?qū)ο蠼?，更加注重子系統(tǒng)特有的若干屬性，并分解子系統(tǒng)。整合這些子系統(tǒng)，即可創(chuàng)設(shè)完備的總模型。這樣做，吻合了導(dǎo)流之中的根本機(jī)理。辨別子系統(tǒng)之內(nèi)的一切屬性，反映整體變更。

3.2 測(cè)得動(dòng)態(tài)參數(shù)

依照對(duì)象特性，仿真對(duì)象可被變更為多重的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。構(gòu)建實(shí)體模型，動(dòng)態(tài)反映了如上的特性信息，有著直觀優(yōu)勢(shì)。這是由于，描繪幾何圖形，GIS 架構(gòu)下的新穎模型即可折射出各時(shí)段的經(jīng)由水流，反映水流動(dòng)向。

描繪幾何特性，也不應(yīng)忽視這樣的時(shí)間特性。唯有考量時(shí)間，仿真可獲取的模型才更有時(shí)效。實(shí)體建模之中，若設(shè)定參數(shù)然后予以建模，將會(huì)簡(jiǎn)化流程。參數(shù)化特有的建模路徑描繪了多重的特征參數(shù)，在這種根基上明晰了完備的整體框架。在水流控制中，含有各時(shí)段的多樣動(dòng)態(tài);針對(duì)不同配件，它們又配有自身的某一參數(shù)。

3.3 后續(xù)的優(yōu)化途徑

GIS 路徑下的可視仿真，搜集可視信息，經(jīng)由動(dòng)態(tài)仿真以便顯現(xiàn)出某一可視的場(chǎng)景。這樣做，展現(xiàn)動(dòng)態(tài)信息，便于直觀去體會(huì)。GIS 獨(dú)有的這種流程整合了空間信息，展現(xiàn)仿真結(jié)果，它擁有著獨(dú)特的這一優(yōu)勢(shì)。構(gòu)建仿真體系，操作者創(chuàng)設(shè)某一圖像，在各時(shí)段之內(nèi)都可交互調(diào)控，直至完全明晰了一切的仿真信息。隨時(shí)查驗(yàn)反饋得來的數(shù)值，同步調(diào)控仿真［4］。留存動(dòng)態(tài)圖形，依照屬性特有的關(guān)聯(lián)來創(chuàng)設(shè)這樣的關(guān)系。掌控調(diào)取出來的動(dòng)態(tài)信息，供應(yīng)可參照的水流調(diào)控現(xiàn)狀。

例如:創(chuàng)設(shè)三維模型，從立體視角著手去模擬日常情形下的水流調(diào)控，再現(xiàn)仿真場(chǎng)景。經(jīng)由這種步驟，調(diào)控了內(nèi)在范疇的動(dòng)態(tài)數(shù)值，然后直觀顯現(xiàn)。這樣一來，只要查看模型，就會(huì)明晰水流被調(diào)控的各時(shí)段動(dòng)態(tài)，它含有時(shí)間點(diǎn)、水流表征出來的幾何形態(tài)、各類參數(shù)屬性。各個(gè)環(huán)節(jié)之內(nèi)，都預(yù)設(shè)了動(dòng)態(tài)單元。動(dòng)態(tài)展示的側(cè)重點(diǎn)含有:各時(shí)段的水流顯現(xiàn)出來的幾何特性。隨著時(shí)間進(jìn)展，幾何形態(tài)將會(huì)漸漸變動(dòng)。

3.4 仿真流程及平日施工

水利水電施工，都不可脫離初始搜集的數(shù)值、圖像以及信息。例如:壩區(qū)固有的地形、地質(zhì)以及水文。妥善設(shè)計(jì)樞紐、布設(shè)最適宜的導(dǎo)流途徑。這樣做，提升了綜合范疇的控制成效。依循設(shè)定好的高效流程著手來調(diào)配信息、管控多樣信息，這就關(guān)聯(lián)著細(xì)分出來的復(fù)雜步驟。

水電工程搭配著的動(dòng)態(tài)調(diào)和方案應(yīng)被注重，它優(yōu)化了常規(guī)路徑下的施工及導(dǎo)流，緊密銜接二者。經(jīng)過空間解析，創(chuàng)設(shè)了三維態(tài)勢(shì)下的導(dǎo)流模型。優(yōu)化仿真涵蓋著信息查驗(yàn)、動(dòng)態(tài)調(diào)配水流、后續(xù)動(dòng)態(tài)演示。線性的、非線性的多重流程都應(yīng)被融匯于這一模型以內(nèi)，抽象可得特有的函數(shù)關(guān)系。

4 結(jié)語(yǔ)

在大型河道之上若增設(shè)了水利水電類的工程，則會(huì)面對(duì)著偏復(fù)雜的建造條件。施工進(jìn)展之中，對(duì)水流的調(diào)控關(guān)系著接續(xù)的建造。受到地形影響、選出來的方案影響，施工時(shí)段內(nèi)的導(dǎo)流常常顯現(xiàn)了復(fù)雜的形態(tài)，含有多樣關(guān)系。例如:預(yù)設(shè)的導(dǎo)流方案、調(diào)控建造進(jìn)度、蓄水以及度汛，它們都緊密關(guān)系著調(diào)控水流［5］。施工十分隨機(jī)，有著動(dòng)態(tài)特性，很難經(jīng)由單一路徑下的模型解析來辨別它。這種情形下，要借助新式的仿真，優(yōu)化仿真模型，創(chuàng)設(shè)新穎的解析方式。

［1］鐘登華，劉勇，黃偉等.水利水電工程施工水流控制過程的仿真與優(yōu)化方法［J］.中國(guó)科學(xué)(E 輯:技術(shù)科學(xué))，2012(07):1329-1337.

［2］鐘登華，周銳，劉東海.水利水電工程施工系統(tǒng)三維建模與仿真［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2013(02):86-91 +85.

［3］鐘登華，李景茹，黃河等.可視化仿真技術(shù)及其在水利水電工程中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)水利，2013(01):67-70 +5.

［4］葉清華.水流控制仿真和優(yōu)化在水利水電施工中的應(yīng)用分析［J］.河南水利與南水北調(diào)，2015(02):27-28.

［5］劉昌志.水利水電施工進(jìn)度問題研究［J］.四川水泥，2015(08):272.