CN109816192B

CN109816192B - Gil管廊工程仿真控制系统

Info

Publication number: CN109816192B
Application number: CN201811097343.9A
Authority: CN
Inventors: 黄晓巍; 章卫星; 姚卿卿; 黄立新
Original assignee: Dafeng Longsheng Industrial Co ltd; State Grid Corp of China SGCC; Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Current assignee: Dafeng Longsheng Industrial Co ltd; State Grid Corp of China SGCC; Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2038-09-18
Also published as: CN109816192A

Abstract

本发明提供了一种GIL管廊工程仿真控制系统，其包括GIL管廊工程虚拟现实仿真模块、GIL管廊工程施工模拟模块和GIL管廊工程施工进度仿真控制模块，所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块根据所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块模拟的虚拟施工现场或根据所述GIL管廊工程施工模拟模块确定的施工方案进行电力隧道施工实时控制。本发明综合施工计划、实际施工数据展示建设进度信息，并提供各专业各工序的实际施工进度场景，获取进度数据后，用户可以直观地查看GIL施工的当前进度，基于施工实际和计划进度数据，将实际进度和计划进度进行对比，为施工管理人员提供辅助决策。

Description

GIL管廊工程仿真控制系统

技术领域

本发明属于模拟仿真技术领域，特别涉及一种GIL管廊工程仿真控制系统。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated metal enclosed transmissionline，GIL)是当下一种新兴的输电方式，与电缆和架空线相比，有其明显的优势，电阻损耗明显降低，不受外界环境的影响，无电磁环境影响，运行维护成本低，使用寿命长，具有输电容量大、占地少、布置灵活、可靠性高、维护量小的显著优点。GIL作为当今世界的先进输电技术，提供了一个紧凑、可靠、经济的电力输送方式。GIL的设计提供了有效的电磁屏蔽以保证最小的线路走廊要求并保证周围环境与安全。随着输电环境的日趋复杂以及可靠性要求的不断提高，GIL得到了一定的发展和应用。

国内外对于工程施工安全及质量管理的研究都已经积累了一定的成果，但研究内容都较为宽泛，关于电力管廊建设的研究较少，针对特高压电网工程建设的研究更是少之又少，缺乏对特高压条件下电力管廊施工、运输及安装阶段的质量控制技术研究。

发明内容

本发明综合施工计划、实际施工数据展示建设进度信息，并提供各专业各工序的实际施工进度场景。获取进度数据后，用户可以直观地查看苏通GIL施工的当前进度，基于施工实际和计划进度数据，将实际进度和计划进度进行对比，为施工管理人员提供辅助决策。

本发明具体为一种GIL管廊工程仿真控制系统，所述GIL管廊工程仿真控制系统包括GIL管廊工程虚拟现实仿真模块、GIL管廊工程施工模拟模块和GIL管廊工程施工进度仿真控制模块，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块、所述GIL管廊工程施工模拟模块和所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块依次顺序连接，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块还连接到所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块；所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块用于模拟施工现场，构建虚拟现场仿真系统；所述GIL管廊工程施工模拟模块考虑设备运输与安装方案，根据特高压GIL安装工作的需求，构建特高压GIL隧道内安装设备、工器具数据库，建立相关数字化模型，并基于GIL安装方式及施工条件，选择合适的施工技术，确定具体施工方案；所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块利用施工过程中反映工程进度的数据，对电力隧道施工进行实时控制；所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块根据所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块模拟的虚拟施工现场或根据所述GIL管廊工程施工模拟模块确定的施工方案进行电力隧道施工实时控制。

进一步的，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块首先对管廊工程周边水文、河床、地形、植被、天气、温度、空气质量的环境因素进行采集，并进行精细数字化处理，形成虚拟现实施工环境；然后为管廊及其中所有设备制作三维数字化虚拟图形，与施工环境共同构成虚拟现实仿真系统，并保证虚拟与实际实物一一对应、比例精确、精度足够；进一步通过系统数据库、场景漫游、对象操纵的三维交互技术，完成虚拟现实仿真系统中的虚拟对象与操作人员的交互响应，实现人员对三维模型的精确操作，虚拟交互过程通过逻辑控制脚本和过程脚本实现，实现虚拟手、音效、图形菜单的多种交互方式。

进一步的，所述GIL管廊工程施工模拟模块首先收集盾构隧道与盾构机、施工工器具、GIL设备、通风设备、照明设备的施工图纸、使用说明、具体参数资料；根据收集的资料分析总结，利用PROE工业建模软件对所有设备、机具进行数字化建模，并形成数字化等比例二维模型库；其次通过3DMAX专业动画制作软件对模型进行贴图、材质选择的技术处理，形成高精度三维仿真模型，并建立三维模型库；将数字化等比例二维模型导入开发平台并通过脚本编译，实现图形与数据相关联，建立数据与图形的逻辑关系，最终形成施工机具、设备的三维数字化仿真模型库，三维数字化仿真模型具有质量、结构、密度、材料特性的物理状态；施工模拟仿真系统通过综合物体力学、结构力学、材料力学、空气动力学、计算力学的物理规则，构建物理引擎，能够完成对三维模型的受力分析，符合现实力学逻辑，在各个关键点的设计、施工中，通过施工模拟仿真系统调用任何机具与设备的模型，进行碰撞检测、吊装模拟、受力分析，系统能够真实模拟物体受力状态，给出受力后果，真实反应施工过程。

进一步的，所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块综合设计施工图出版计划、物资供应计划、辅助设施施工计划、设备安装施工计划，并与模块化三维零件结构模型相关联，形成按不同进度时期进行相应显示的施工进度仿真模型，全程精细化模拟施工过程；施工进度仿真模型同时具有实际施工进度导入端口，通过数据驱动三维模型生长，并实时进行实际施工进度与计划施工进度的变色对比展示，直观显示进度差异，协助完成施工进度动态控制并有助于实现施工进度主动控制。

附图说明

图1为本发明GIL管廊工程仿真控制系统的结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明GIL管廊工程仿真控制系统的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明GIL管廊工程仿真控制系统包括GIL管廊工程虚拟现实仿真模块、GIL管廊工程施工模拟模块和GIL管廊工程施工进度仿真控制模块，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块、所述GIL管廊工程施工模拟模块和所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块依次顺序连接，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块还连接到所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块；所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块用于模拟施工现场，构建虚拟现场仿真系统；所述GIL管廊工程施工模拟模块考虑设备运输与安装方案，根据特高压GIL安装工作的需求，构建特高压GIL隧道内安装设备、工器具数据库，建立相关数字化模型，并基于GIL安装方式及施工条件，选择合适的施工技术，确定具体施工方案；所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块利用施工过程中反映工程进度的数据，对电力隧道施工进行实时控制；所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块根据所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块模拟的虚拟施工现场或根据所述GIL管廊工程施工模拟模块确定的施工方案进行电力隧道施工实时控制。

所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块首先对管廊工程周边水文、河床、地形、植被、天气、温度、空气质量的环境因素进行采集，并进行精细数字化处理，形成虚拟现实施工环境；然后为管廊及其中所有设备制作三维数字化虚拟图形，与施工环境共同构成虚拟现实仿真系统，并保证虚拟与实际实物一一对应、比例精确、精度足够；进一步通过系统数据库、场景漫游、对象操纵的三维交互技术，完成虚拟现实仿真系统中的虚拟对象与操作人员的交互响应，实现人员对三维模型的精确操作，虚拟交互过程通过逻辑控制脚本和过程脚本实现，实现虚拟手、音效、图形菜单的多种交互方式。

所述GIL管廊工程施工模拟模块首先收集盾构隧道与盾构机、施工工器具、GIL设备、通风设备、照明设备的施工图纸、使用说明、具体参数资料；根据收集的资料分析总结，利用PROE工业建模软件对所有设备、机具进行数字化建模，并形成数字化等比例二维模型库；其次通过3DMAX专业动画制作软件对模型进行贴图、材质选择的技术处理，形成高精度三维仿真模型，并建立三维模型库；将数字化等比例二维模型导入开发平台并通过脚本编译，实现图形与数据相关联，建立数据与图形的逻辑关系，最终形成施工机具、设备的三维数字化仿真模型库，三维数字化仿真模型具有质量、结构、密度、材料特性的物理状态；施工模拟仿真系统通过综合物体力学、结构力学、材料力学、空气动力学、计算力学的物理规则，构建物理引擎，能够完成对三维模型的受力分析，符合现实力学逻辑，在各个关键点的设计、施工中，通过施工模拟仿真系统调用任何机具与设备的模型，进行碰撞检测、吊装模拟、受力分析，系统能够真实模拟物体受力状态，给出受力后果，真实反应施工过程。

所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块综合设计施工图出版计划、物资供应计划、辅助设施施工计划、设备安装施工计划，并与模块化三维零件结构模型相关联，形成按不同进度时期进行相应显示的施工进度仿真模型，全程精细化模拟施工过程；施工进度仿真模型同时具有实际施工进度导入端口，通过数据驱动三维模型生长，并实时进行实际施工进度与计划施工进度的变色对比展示，直观显示进度差异，协助完成施工进度动态控制并有助于实现施工进度主动控制。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims

1.GIL管廊工程仿真控制系统，其特征在于，所述GIL管廊工程仿真控制系统包括GIL管廊工程虚拟现实仿真模块、GIL管廊工程施工模拟模块和GIL管廊工程施工进度仿真控制模块，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块、所述GIL管廊工程施工模拟模块和所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块依次顺序连接，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块还连接到所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块；所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块用于模拟施工现场，构建虚拟现场仿真系统；所述GIL管廊工程施工模拟模块考虑设备运输与安装方案，根据特高压GIL安装工作的需求，构建特高压GIL隧道内安装设备、工器具数据库，建立相关数字化模型，并基于GIL安装方式及施工条件，选择施工技术，确定具体施工方案；所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块利用施工过程中反映工程进度的数据，对电力隧道施工进行实时控制；所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块根据所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块模拟的虚拟施工现场或根据所述GIL管廊工程施工模拟模块确定的施工方案进行电力隧道施工实时控制。

2.根据权利要求1所述的GIL管廊工程仿真控制系统，其特征在于，所述GIL管廊工程虚拟现实仿真模块首先对管廊工程周边水文、河床、地形、植被、天气、温度、空气质量的环境因素进行采集，并进行精细数字化处理，形成虚拟现实施工环境；然后为管廊及其中所有设备制作三维数字化虚拟图形，与施工环境共同构成虚拟现实仿真系统，并保证虚拟与实际实物一一对应、比例精确；进一步通过系统数据库、场景漫游、对象操纵的三维交互技术，完成虚拟现实仿真系统中的虚拟对象与操作人员的交互响应，实现人员对三维模型的精确操作，虚拟交互过程通过逻辑控制脚本和过程脚本实现，实现虚拟手、音效、图形菜单的多种交互方式。

3.根据权利要求1所述的GIL管廊工程仿真控制系统，其特征在于，所述GIL管廊工程施工模拟模块首先收集盾构隧道与盾构机、施工工器具、GIL设备、通风设备、照明设备的施工图纸、使用说明、具体参数资料；根据收集的资料分析总结，利用PROE工业建模软件对所有设备、机具进行数字化建模，并形成数字化等比例二维模型库；其次通过3DMAX专业动画制作软件对模型进行贴图、材质选择的技术处理，形成高精度三维仿真模型，并建立三维模型库；将数字化等比例二维模型导入开发平台并通过脚本编译，实现图形与数据相关联，建立数据与图形的逻辑关系，最终形成施工机具、设备的三维数字化仿真模型库，三维数字化仿真模型具有质量、结构、密度、材料特性的物理状态；施工模拟仿真系统通过综合物体力学、结构力学、材料力学、空气动力学、计算力学的物理规则，构建物理引擎，能够完成对三维模型的受力分析，符合现实力学逻辑，在各个关键点的设计、施工中，通过施工模拟仿真系统调用任何机具与设备的模型，进行碰撞检测、吊装模拟、受力分析，系统能够真实模拟物体受力状态，给出受力后果，真实反应施工过程。

4.根据权利要求1所述的GIL管廊工程仿真控制系统，其特征在于，所述GIL管廊工程施工进度仿真控制模块综合设计施工图出版计划、物资供应计划、辅助设施施工计划、设备安装施工计划，并与模块化三维零件结构模型相关联，形成按不同进度时期进行相应显示的施工进度仿真模型，全程精细化模拟施工过程；施工进度仿真模型同时具有实际施工进度导入端口，通过数据驱动三维模型生长，并实时进行实际施工进度与计划施工进度的变色对比展示，直观显示进度差异，协助完成施工进度动态控制并有助于实现施工进度主动控制。