Page 45 - 水利工程运行管理理论与实践探索

第二章 水利工程运行管理中技术的应用

设定其空间方位角和位置坐标，由此实现水工建筑物的动作模拟。此外，地理目
标名称（或唯一的 ID）在工程实时监测数据与三维仿真模型之间存在相互对应
的关系，且水工建筑物监测、控制等相关信息来源于工程实时监测数据。采用这

些信息可对三维仿真环境中水工建筑物的运动状态实时更新，并在三维仿真环境
中以各种属性表、颜色的方式查询和显示工程的水质水情监测、渗流监测、各种
变形监测等信息。将虚拟仿真技术应用于水利工程运行管理的基本流程。

二、水利工程虚拟仿真关键技术

（一）动态建模技术
基于动态建模技术的虚拟仿真模型创建是进行水利工程运行虚拟仿真管理的
第一步，仿真模型建立主要指视觉模型建立，并采取 dgn、dxf 等存储格式。水

利工程运行管理三维虚拟仿真模型创建的依据主要是二维 CAD 设计图，还应依
据工程实际进行若干参数的补充和调整，保证所创建的虚拟仿真模型真实可靠；
还应进行虚拟仿真模型拼接修整，确保模型与工程实际有较高的相似度。
（二）三维快速成像技术

为提升水利工程虚拟模型的可视化程度，所创建的虚拟模型图像更新频率
应至少为 15Hz/s，复杂工程的更新频率应在 30 帧 /s 以上。为此，水利工程运行
管理虚拟仿真模型的建立必须采用快速三维成相技术，并充分应用已有的工程
CAD 设计图与相关数据模拟三维虚拟环境，增强虚拟模型的可视化。

（三）立体显示及传感技术
虚拟仿真主要通过立体显示技术实现，立体显示技术是虚拟环境构建的应用
系统，通过该系统可实现管理人员和虚拟环境的交流与信息转换。立体显示技术
展示虚拟现实的手段主要有投影设备、立体显示器、双色眼镜等。传感技术则主

要通过传感器等设备获取待管理水利工程数据信息，并进一步明确待模拟对象的
物理、化学效应特征，并将相关数据转换成电信号显示在传感器上，以便于管理
人员对水利工程实际运行状态进行实时监测。

三、水利工程运行管理虚拟仿真技术的应用

水利工程管理通常存在许多随机性的复杂因素，用精准的数值模型难以进行
客观准确的描述，因此现代化仿真技术在各行业中的应用将日趋广泛。

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