基于机械故障精细分析的引水隧洞施工进度仿真

现有考虑机械故障的施工进度仿真研究均采用机械的整个故障时长来反映故障影响,忽略了故障机械未能在原单元活动结束前完成维修,且剩余故障处理活动不影响施工进度的情况,因此难以保证施工机械故障分析的准确性.本研究对引水隧洞施工机械因故障退出工作、维修后重新投入使用的全过程进行精细模拟追踪,提出基于机械故障精细分析的引水隧洞施工进度仿真方法.首先,在仿真过程中追踪各施工机械的运行轨迹,并确定机械故障时刻;其次,通过分析故障处理时间与剩余单元活动的关系,确定机械故障类型;再者,推导不同机械故障类型下单元活动延误时间的计算公式,以精细分析机械故障的影响后果;最后,通过施工仿真方法获得机械故障影响下的隧洞开挖进度,并通过敏感性分析获得不同施工机械故障对进度影响的敏感指数.研究结果表明,相较于现有考虑机械故障的施工进度仿真方法,该方法可在精细分析施工机械故障的基础上,获得更符合工程实际的仿真进度.

耦合风险因素的大型地下厂房施工进度仿真分析

针对大型地下厂房施工影响因素众多、关系复杂的问题,从影响每个工序时间的风险事件出发,量化风险事件,建立耦合风险因素的地下厂房施工进度仿真模型,突破了地下厂房施工进度仿真传统模型中以工程整体为对象进行风险识别的不足,能够从工序底层考虑风险因素对施工工期的影响。进一步结合蒙特卡罗模拟方法,实现了耦合风险因素的地下厂房施工进度仿真计算与优化控制分析。工程实例分析表明,该方法不仅可计算考虑各种不确定风险因素下的大型地下厂房施工工期,而且能够深入分析工程进度对关键风险因素的敏感性,可为工程风险的防范和施工进度的控制分析提供依据。

基于钻爆法的隧洞群施工进度仿真系统研究

隧洞群施工过程复杂,施工场地受限,专业类型多且相互干扰大,不确定与风险因素多,其施工进度计划的制订与实施控制均为复杂的过程。为有效提高隧洞群进度计划制定的科学性与效率,设计并开发了基于钻爆法的隧洞群施工进度仿真系统用于进度计划编制的辅助决策。仿真系统通过离散系统仿真理论为基础,以隧洞群钻爆法施工的CYCLONE实施层模型为核心,涵盖了工程数据管理、施工工艺仿真、网络计划分析、成果统计分析等功能,实现了施工进度仿真与优化、施工方案优选、工期优化等功能,为隧洞群工程的施工组织设计和施工进度实时控制提供了准确的参考数据和合理的方法措施。在杭州第二水源千岛湖配水工程中的应用进一步验证了本系统的适应性与普适性。

特高拱坝施工进度仿真系统应用及对比

针对300m级特高拱坝面临的仓数多、工期长、约束条件多且关系复杂的进度管控难题,融合大坝施工进度仿真方法与工程物联网技术,结合国内多个高拱坝工程应用积累,研发了“建模—分析—输出”一体化进度仿真系统,该系统具有参数化建模、二三维一体化分析、面向生产一线成果输出等功能,可适应施工现场快速变化的需求。与多个应用施工进度仿真技术的特高拱坝工程在缆机浇筑强度、缆机利用率、浇筑间歇等方面的对比情况表明,随着特高拱坝施工进度仿真技术的持续发展和深入应用有力支撑了施工进度管控水平的提升,为高海拔地区特高拱坝工程施工进度控制提供借鉴意义。

基于改进重抽样法的高拱坝施工进度仿真研究

施工进度仿真是高拱坝施工进度控制的重要手段。当前高拱坝施工进度仿真分析中,仿真施工参数基本都是根据施工经验参考近似工程选取,然而不同工程之间施工参数差距较大,可能导致仿真计算结果的失真。针对以上问题,本文提出基于贝叶斯更新理论,根据现场实际施工信息,实时更新仿真施工参数,以进行仿真计算分析。然而贝叶斯更新过程需要大量精确的统计数据,在实际工程中,由于人为及机器等多种因素,收集到的数据往往不够充分且不够精确。为此,本文将改进重抽样(Bootstrap)方法引入到贝叶斯更新中,提高了样本数据的代表性,使得样本统计参数的估计值更为准确。仿真分析结果表明,相比于传统方法,采用本文提出的施工参数实时更新方法,可以提高仿真参数精度。

基于均匀设计的地下洞室群施工进度仿真多因素敏感性分析

施工进度是地下洞室群施工管理的关键。采用系统仿真方法对地下洞室群施工进度进行模拟时,参数繁多复杂,任何参数取值的微小变化都可能使进度发生改变,即进度波动的影响因素较多。以往的研究一般仅对为数不多的几个主要影响因素进行了敏感性分析,而地下洞室群施工进度仿真模型中存在多个扰动施工进度的因素,传统研究无法满足多因素分析的要求。因此,本文基于均匀试验设计,提出了地下洞室群施工进度仿真多因素敏感性分析方法,分析了各仿真参数对施工进度的影响程度,比较并筛选出对施工进度影响较大的敏感性因素。该方法应用于某水电站地下洞室群施工进度仿真模型中,结果表明:基于均匀设计的多因素敏感性分析,可以高效处理仿真参数较多的地下洞室群施工进度仿真模型的多因素敏感性分析问题,可以准确识别对施工进度影响显著的因素,为仿真与实际施工中参数取值的合理与优化提供科学依据。

不良地质条件下长距离引水隧洞施工全过程进度仿真与实时控制研究

长距离引水隧洞常具有大埋深、长洞线、大洞径、高地应力水平、极其复杂的工程地质条件等特点。大埋深和高地应力引起的岩爆及高涌水等地质问题对施工进度计划安排和控制影响非常大,尤其是对不良地质段的施工进度控制是整个工程能否按时完工的重中之重。结合循环网络的系统仿真与网络进度计划分析技术,提出了针对不良地质条件下长距离引水隧洞施工全过程进度仿真与实时控制方法。该方法可以对实时进度施工方案的变更和选择提供可行性研究和科学依据,为准确、迅速进行实时进度控制提供技术支持,增强实时施工进度的可控性。

混凝土拱坝浇筑施工仿真对象的持久化方法研究

施工仿真是高拱坝浇筑过程系统分析的重要手段,将计算机仿真过程中的内存对象与磁盘或数据库中的数据对象,建立对应关系的持久化方法,可用以保存、分发和恢复仿真对象,是动态仿真、中继仿真、分布式仿真的基础引擎。为此,本文提出了一种将仿真过程中所涉及的大量系统状态信息保存到数据库中形成系统快照的持久化算法。内容包括持久化环境构建,即:在类对象中保存与之对应的数据表名,并保存类属性与表字段的对应数据类型,进而实现仿真对象实例数据导出、仿真对象实例从数据库恢复等功能。某高混凝土拱坝浇筑仿真系统中的运用验证了该算法的可行性。

耦合地质模型的TBM隧道施工过程进度仿真预测

基于隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)施工过程和施工工艺,融合三维地质建模技术和工程仿真技术,建立长隧道三维地质模型和施工循环网络仿真模型,实现长隧道TBM施工过程的可视化与施工进度的仿真预测。以西藏DXL隧道工程为研究对象,耦合DXL隧道三维地质模型,通过仿真计算对DXL隧道TBM施工段进度计划进行优化分析,统计拟合完工概率随施工工期变化的函数曲线,计算出预期完工概率,实现了施工过程的可视化,并提出保障施工进度的措施和建议。

基于动态VIKOR扩展方法的混凝土重力坝施工方案多属性决策研究

混凝土重力坝工程规模大,工期长,技术复杂。现有的施工方案多属性决策方法大部分都着眼于整个施工过程,无论是在指标的选取还是在指标权重的分析上,都很少考虑混凝土重力坝施工过程中指标以及其权重的变化。动态VIKOR扩展方法能够在可接受的优势以及决策方案稳定的程度下,对不同时段下各方案的表现进行量化排序,进而综合集成得出最终评价值。本文将动态VIKOR扩展方法应用到某混凝土重力坝施工方案多属性决策当中,根据施工组织设计,按照节点工期划分不同阶段,利用施工进度系统仿真得到不同阶段下各方案指标值,进而计算出各时段方案群体效应值以及个体遗憾值,最后按照时段集成各方案综合评价值,比较得出最优方案或折中方案,为混凝土重力坝施工方案多属性决策提供更为可靠的决策信息。

基于改进证据理论的重力坝进度不确定性分析

由于施工环境、技术操作存在随机性,以及对缆机运行参数、故障维修时间的认知存在不完备性,导致混凝土重力坝施工进度分析具有随机、认知不确定性的特征,然而现有研究缺乏对上述两种不确定性的综合考虑。证据理论具有综合解决随机、认知不确定性问题的优势,然而传统证据理论中用于求解单调性问题极值的顶点法无法适用于施工进度仿真这类非单调问题的工期极值分析,且不能考虑施工参数的相关性。针对上述问题,本文提出一种基于改进证据理论方法的混凝土重力坝施工进度不确定性分析方法。首先,采用遗传算法改进证据理论中的极值求解过程,实现施工进度仿真在参数焦元上的工期极值搜索;其次,引入Copula函数来计算施工参数之间的相关程度,并作为差分项来改进证据理论中参数焦元的联合概率分配计算方法;再者,将具有随机和认知不确定性的施工参数转化为证据变量,并运用改进的证据理论方法计算完工可靠性的置信度及似真度,实现施工进度不确定性的量化表达;最后,将该方法应用于某混凝土重力坝施工进度不确定性分析中,并与基于随机不确定性理论的分析结果进行对比,结果表明本文所提方法在不确定性分析方面具有一致性和优越性,为混凝土重力坝施工进度分析提供了新的方法和途径。