基于AutoCAD及ArcGIS Engine的大坝三维建模研究

在水利水电工程地理信息系统中,大坝的三维模型建模工作量非常大,通过AutoCAD与GIS的开发结合,可以大大地减少工作量、提高工作效率及建模的准确率。主要探讨基于AutoCAD及组件技术的ArcGIS Engine进行水利工程中大坝的三维建模开发,并介绍基于该技术的一些由CAD数据转换成GIS数据的通用开发实例。     

抗震液化的总应力合成分析方法

基于总应力动力分析法,运用二维显式有限差分程序FLAC对某大坝在地震荷载作用下的动力响应进行模拟分析。编制了分析大坝液化的数值模型的分析模块并与FLAC接口。分别考虑了水平、竖向地震荷载以及两个方向的耦合和不同水位深度对大坝动力特性的影响,得到了大坝在地震荷载作用下液化区域和位移矢量的分布态势。     

大坝风险研究综述

大坝风险分析将有效地提高和加强大坝安全及管理水平.本文简要地介绍了大坝风险分析的基本理论、方法以及目前的一些研究现状,这些内容包括：大坝风险分析的框架结构、风险估计方法、用于大坝风险评估的三种常见方法、基于风险概念的大坝决策、设计与管理.在介绍过程中就相关问题提出了作者的一些认识和看法.     

基于OGRE引擎的大坝施工过程仿真可视化研究

提出一种全新的基于仿真数据的大坝施工过程实时可视化模拟机制;通过数据库动态链接使可视化系统与仿真系统紧密衔接,且施工方案改变时可视化系统能够自动更新,并利用引擎中的表层模块实现数据库的显示与查询,极大地提高了可视化系统的动态性和可移植性;粒子系统模拟施工期导流;不同的地物模型采用不同的建模方法。最后,采用高效的图形渲染引擎OGRE开发出逼真的大坝施工过程三维可视化系统。     

抢险救灾物资保障模拟训练系统分析与设计

计算机模拟训练是增强抢险救灾应急保障能力的重要手段,在联合仿真建模技术的基础上分析并设计了抢险救灾物资保障模拟训练系统。提出了系统功能需求,主要包括物资保障业务、分布交互式协同、模型管理与优化、数据管理、过程推演与保障流程控制等;分析了三层系统结构,基础平台层由指挥系统、导调控制系统、RTI等组成,资源层由模型库、知识库、数据库等组成,应用层则由生活、野营、医疗、工程、装备等五个模拟训练子系统组成;给出了基于联合仿真建模技术的仿真模型设计流程,并完成了基于HLA的分布式系统设计,构建了抢险救灾物资保障的四类联邦成员,设计了FOM与SOM模型,完成了Agent-DEVS联邦模型与RTI的接口。以上研究为开展抢险救灾应急保障模拟训练奠定了基础。     

中国自然灾害备灾能力评价与地域划分

阐述了自然灾害发生之前,备灾响应能力评价的指标选择、指标模型的建立和地域划分;厘定了救灾物资的分类体系;基于救灾物资救助等级的划分程序,提出了国家主要灾种和救灾物资的救助评价等级及其地域划分.救灾物资的救助地域划分,不仅可以为国家不同自然灾害救灾物资代储类型和数量的地域匹配提供依据,而且可以为灾害救助区划服务,特别是为灾中应急和灾后恢复提供物资保障,从而达到有效减灾的目的.     

基于PSO-AHP的大坝致灾因子权重计算

提出了一种基于改进粒子群优化-层次分析法(SELPSO-AHP)的致灾因子权重计算模型,该模型依据大坝现场检测、原型监测和安全定期检查等成果,由层次分析法构建大坝风险分析的层次结构体系。为保证判断矩阵的一致性,引入改进粒子群算法和罚函数法用于层次分析法的权值计算,取得了比遗传算法更精确、更稳定的结果。将所建立的模型用于某混凝土重力坝的运行风险分析,得到了影响该坝运行风险的主要因素,为保障大坝安全提供了依据。     

确定性模型在重力坝变形分析中的应用

阐述了重力坝安全监测的意义、目的以及确定性模型的基本原理和方法,并以万家寨大坝安全监测资料为依据,建立了基于有限元的确定性模型。计算结果表明,该模型精度较高,为在实际工程分析中提供理论依据。     

基于EPIC模型的农业旱灾风险模糊评估方法

针对传统的农业旱灾风险模糊评估方法中存在的置信水平低的问题,设计了基于EPIC模型的农业旱灾风险模糊评估方法。利用EPIC模型中的生长模型模拟农作物生长,获得农作物生长参数,通过计算确定风险因子,以此为依据,确定风险评估方法中的一级指标和二级指标,完成指标体系的构建,按照一定参数标准,将体系中的指标划分不同的风险等级,完成农业旱灾风险模糊评估。     

基于GIS的火灾安全疏散模拟

为综合描述场景的关键要素,加强模拟的真实性,基于GIS技术,针对火灾场景下的人员疏散提出了模拟模型。借助GIS缓冲区分析与拓扑分析等功能,实现了初始化场景解析、实时空间分析等流程,可以对任意模拟时间步火灾、人员、建筑环境等要素的分布特征信息进行提取。为人员模型制定了基于空间信息的疏散策略,模拟人员的环境感知能力与分析判断能力。设计并实现了GIS模型至FDS模型的转换接口,维护了GIS模型与FDS模型的一致性,提高了建模效率。在模型基础上,研制了人员疏散模拟系统。应用实例说明了模型对环境各要素的描述能力及对疏散场景的模拟能力。     

基于全寿命的工程建设项目风险模型研究

本研究考虑工程项目全过程的风险相关性,将工程阶段划分为6阶段链式目标,构建基于全寿命周期的工程风险识别模型,包括两个核心指标:事故风险评价和事故损失评价。将工程风险视为前后阶段可传递的链式过程,构建工程全寿命风险评价模型。通过条件概率计算方法,建立全寿命期阶段工作能力的实现概率模型,以及项目健康指标的计算模型及其相关参数的选取方法。对比风险损失程度分级评价方法,提出工程事故鉴识的综合损失评价方法。考虑事故损失在事故链中的传递,建立事故直接损失的定量评价和间接损失的半定量评价方法,构建综合评估矩阵,并提出不同的损失组合下损失评价原则,设计了工程全寿命鉴识事故风险损失综合评价程序。     

液位系统的辅助变量复合建模方法研究

针对发电过程控制策略设计和计量方法研究过程中,对系统模型要求越来越高的现状,基于辅助变量最小二乘(RIVLS)辨识方法,提出一种分别以一阶惯性加纯滞后模型(FOPDT)和二阶惯性加纯滞后模型(SOPDT)为基本组成部分,以建模误差的均方差为加权因子的复合建模方法,并通过实验室液位系统建模仿真过程,证明新算法的有效性。仿真结果表明:该方法具有提高建模准确性的作用,该建模方法可以扩展应用于其它对模型精度要求较高的生产过程中。     

基于成本-效益准则的高层RC框架结构优化设计(Ⅰ)——方法

成本-效益准则是基于性能的抗震设计的重要原则,该准则在设计中除了考虑技术要素外,还考虑经济、社会等诸多因素,它所追求的设计目标为结构在其寿命周期内的总造价最小.因此,结构全寿命造价评估是基于性能的抗震设计的基本问题.在已有全寿命造价优化模型的基础上,提出了三目标函数全寿命造价优化模型.与已有的全寿命造价模型相比,该模型除考虑结构初始造价、损失期望外,还考虑了反映结构设计与施工复杂性的构件截面类型数量;另外,还将结构在其运行期间的检查、维护费用及由于优化导致建筑使用面积变化所引起的租金收益影响也列入到结构全寿命造价中.最后,基于所提出的优化模型,给出了以多目标遗传算法为搜索引擎、运用MATLAB语言开发的高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序流程图.     

基于ANSYS的界面化核电站取水构筑物配筋程序开发

在实际工程应用中,对于结构复杂安全等级高的核电水工结构,相关的通用设计软件尚未形成。利用ANSYS二次开发工具APDL、UIDL以及Tcl/Tk可视化工具命令语言,针对核电站取水构筑物开发了一整套程序,包括了建模、计算以及后处理,后处理部分为内力计算和配筋可视化程序,简化了操作流程。算例表明,内力提取程序运算结果精度良好,可以用于配筋设计,利用配筋可视化程序对工程实例进行的配筋及裂缝验算,结果符合工程要求,针对配筋结果提出了墙体优化设计的建议。通过在ANSYS中实现内力计算和可视化配筋程序,可用于解决核电水工结构设计问题,有良好的工程适用性。     

高层RC框架结构基于成本-效益准则的优化设计研究(Ⅱ)——应用

根据作者先前提出的优化模型及基于成本-效益准则的优化设计流程,以多目标遗传算法为搜索引擎,运用MATLAB语言开发了高层RC框架结构基于成本-效益准则的自动优化程序。研究结果表明,程序所产生的设计方案具有多样性、可选择性、业主主动参与性及可依靠经验等特点。     

面向信息安全的具有时间特性RBAC授权策略

授权管理是访问控制中一个非常重要的部分。以往对于RBAC访问控制模型的约束的讨论多是基于非时间特性的。具有时间特性的RBAC授权策略的研究对传统的RBAC模型进行了透彻的分析,引入时态条件约束。从访问控制策略的数学建模出发,提出了对用户、资源、策略等的数学定义,设计出了基于时态角色的跨域授权策略规则,并用形式化的数学定义来描述。     

基于POT-GPD模型的地震巨灾损失分布研究

极值理论关注风险损失分布的尾部特征,通常用来分析概率罕见的事件,它可以依靠少量样本数据,在总体分布未知的情况下,得到总体分布中极值的变化情况,具有超越样本数据的估计能力。因此,基于GPD(generalized pareto distribution)分布的POT(peak over threshold)模型可更有效地利用有限的巨灾损失数据信息,从而成为极值理论当前的主流技术(以下简称,POT-GPD模型)。针对地震巨灾发生频率低、损失高、数据不足且具有厚尾性等特点,利用POT-GPD模型对我国1969年至2013年间的地震直接经济损失数据进行了统计建模;采用样本Hill图及区间筛选算法选取阈值,并对形状参数及尺度参数进行了估计。模型检验表明,POT-GPD模型对巨灾风险厚尾特点具有较好的拟合效果和拟合精度,为地震巨灾风险估计的建模及巨灾债券的定价提供了理论依据。     

混凝土大坝震害评估模型的研究及对黄河上游大坝的分析

利用前人所编的历代(共四代)地震烈度(地震动)区划图,组合叠加后得到一个综合烈度(地震动)。这种叠加是一个集成的专家系统综合认识结果,以此作为坝体可能遭受地震破坏危险的因素。初步研究建立了混凝土大坝震害评估模型,此模型是考虑了坝体的结构类型、建设年代、使用现状、场地条件、抗震设防水平等因素,用逐步线性拟合方法进行回归分析得到的。用此模型对汶川地震破坏的坝体进行了实例分析,分析结果比较符合实际。最后,用这个模型对黄河上游10座重点混凝土大坝做了震害评估分析。     

基于蚁群算法改进的扩散函数类内集-外集模型及其灾害评估实验

针对自然灾害的复杂性、不确定性以及灾害评估信息的不完备等问题,基于内集-外集模型引入了小样本信息扩散原理以获取灾害事件与其发生概率之间的模糊关系。鉴于常规的扩散函数类的内集-外集模型中论域步长的选取是基于正态分布的,不仅要求样本容量较大,且有一定的主观性和应用局限性,为此引入蚁群聚类思想来划分样本,以寻求最优区间数;引入经验窗宽来简化扩散函数参数的选取;通过与原模型进行计算机仿真实验对比以及对广东省台风暴潮案例的风险评估,检验了所提出的改进内集-外集模型的可行性、实用性与有效性。为实际的自然灾害小样本事件风险评估建模拓展了新的思路和方法途径。     

基于IDA的重力坝三维系统抗震性能研究

为了研究在地震作用下混凝土重力坝的整体抗震性能,以我国西南地区200 m级的光照混凝土重力坝为例,建立了整体大坝的坝体-库水-地基系统三维有限元模型,基于增量动力分析法对该模型进行了地震响应分析及地震易损性分析。根据整体大坝模型的增量动力分析计算结果,分别提取了坝顶和底孔的位移进行IDA曲线、分位曲线以及地震易损性曲线的绘制。结果表明地震波的PGA在0. 2 g以下时,坝体出现破坏的概率很低; PGA为0. 3 g以下时,可满足坝体基本功能保障;PGA在0. 6 g以下时,能满足坝体基本安全保证。