题目：可视化仿真在大型水电工程土石方运输中应用

大型水电工程土石方运输的管理是一项复杂的系统工程，其自然条件和技术条件复杂，所受的约束和干扰因素多，并受到一些不确定性因素的影响，致使大型水电工程的施工组织与管理十分困难。土石方运输问题关系到工程施工的各个方面，影响到工程进度、质量、投资三大目标的合理实现。本文在分析大型水电工程施工的基础上，建立了大型水电工程土石方动态调配数学模型。该模型不仅考虑了土石方空间数量上的平衡，同时将建筑物开挖进度、坝体填筑进度、道路的运输强度、岔路口的运输强度和上坝口的运输强度等实际施工过程中的影响因素考虑进来，将静态的调配模型转换为动态的调配模型，使调配的结果更符合工程实际；另一方面，本文根据大型水电工程土石方运输的特点，基于动态循环网络仿真理论，考虑了施工过程中各种边界条件动态变化的特性，建立了土石方运输循环网络仿真模型。本文建立了大型水电工程土石方运输可视化仿真系统，系统由土石方调配平衡模块、仿真计算模块和仿真可视化模块组成；其中土石方调配平衡模块完成对土石方运输的调配平衡计算，输出各施工工期土石方流数据；仿真计算模块依据各工期土石方流数据建立仿真模型，在Arena软件环境中进行仿真；仿真可视化模块通过调用共享数据库中仿真状态数据，动态加载模型库中的数字地形模型、静态实体模型和动态实体模型，数字化模拟大型水电工程施工土石方运输的实时场景，动态展现土石方运输的过程，为了增进对工程施工全局的理解，系统还提供漫游、可视化查询等功能。这种可视化仿真系统的设计避免了使用高级语言实现仿真过程的学习成本高、开发周期长，对编程能力要求高的缺点；同时利用Virtools强大的视觉展现功能，又克服了传统仿真软件对三维可视化仿真支持不力的缺点。最后本文通过对糯扎渡堆石坝工程实证研究验证了土石方调配模型和土石方运输循环网络仿真模型的合理性和适用性，并对糯扎渡堆石坝工程施工设计与组织提出了改进建议。