[发明专利]基于参数分析与实时监控的面板堆石坝施工进度仿真方法

说明书

技术领域

本发明属于面板堆石坝施工技术领域，尤其涉及一种基于参数分析与实时监控的面板堆石坝施工进度仿真方法。

技术背景

面板堆石坝是坝工界的主流坝型。虽然面板堆石坝应用广泛，但是由于施工工艺复杂、施工工期紧、施工强度大，施工进度管理一直是面板堆石坝建设中的核心问题。

目前，施工进度仿真方法与技术已广泛应用于面板堆石坝工程的可研阶段和设计阶段中，是科学开展工程规划设计和施工进度管理的重要技术支撑手段。然而，目前面板堆石坝施工仿真中，仿真参数的确定多采用专家经验法和工程类比法，仿真参数难以根据实际施工实时动态确定。这一方面忽略了面板堆石坝实际施工中很强的随机性和不确性，影响了仿真结果的精度；另一方面，无法在当前的施工面貌及施工条件下，实时预测未来的施工进度，仿真缺乏实时性。因此，施工参数的实时动态确定问题制约了面向施工阶段的、指导实际施工的面板堆石坝施工进度仿真的实现。

目前，针对水利工程施工的实时监控技术得到了推广应用。实时监控技术的应用解决了传统手工采集数据难度大、效率低的问题，实现了施工过程中的施工数据的实时采集。但实时监控技术领域的研究尚是针对某一特定的工程问题，如过程监控、质量控制、安全控制、生产率评价等，。实时监控技术未与施工进度仿真有效结合起来，难以运用实时监控技术动态获取仿真中所需的施工参数，尚未实现基于实时监控的仿真。天津大学(2010年)提出的基于实时监控的高心墙堆石坝施工全过程仿真方法，仅直接利用实时的工程进度信息、机械配置信息更新仿真边界条件，未全面考虑多种施工参数对仿真进度的影响，缺乏对实时监控数据的统计分析。尹习双(2012年)提出了高拱坝施工的仿真方法，通过数据挖掘进行高拱坝施工仿真。但该方法针对高拱坝施工特点提出，而高拱坝在施工工艺与面板堆石坝有着本质的区别；此外，该方法中施工数据获取未运用实时监控技术，方法缺乏实时动态性，所以该方法不适用于实现指导实际施工的面板堆石坝施工进度仿真。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提出一种面板堆石坝施工进度仿真方法，实现仿真中施工参数的实时动态获取，提高仿真精度、增强仿真的实时性，使仿真成果用于指导实际施工。为此，本发明采取的技术方案是，基于参数分析与实时监控的面板堆石坝施工进度仿真方法，包括如下步骤：

(1)建立面板堆石坝施工进度仿真程序

结合面板堆石坝施工特点，运用离散系统仿真方法和循环网络技术建立面板堆石坝施工进度仿真模型，对工程对象的施工过程建立循环网络模型并在计算机上进行仿真计算，模拟出在不同的资源配置和施工计划下的工期进度指标；

综合考虑面板堆石坝施工进度仿真中的参数，使用专家经验法和工程类比法对仿真中的施工参数进行初始赋值，形成初始仿真方案；

以得到的仿真模型和施工参数为基础，运用C++程序语言进行编程，建立面板堆石坝施工进度仿真程序；

(2)施工参数分析

考虑面板堆石坝施工进度仿真中涉及到的各类施工参数，从中选择影响进度的施工参数。运用正交试验设计方法对选择出的多个施工参数进行组合，得到若干个正交仿真方案；

运用已建立的仿真程序对设计的正交方案分别进行仿真计算；

再运用极差法分析仿真计算结果，通过确定仿真进度对施工参数的敏感性，来确定施工参数对仿真进度的影响程度；将敏感性大的施工参数确定为关键施工参数，相应的施工环节作为关键施工环节；

(3)关键施工参数监控数据统计分析

基于面板堆石坝实时监控系统，分析、处理实时监控数据，提取关键施工参数实时数据；

运用统计产品与服务解决方案SPSS(Statistical Product and Service Solutions)中的单样本K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验和P-P概率图对实时数据进行分布检验，得到关键施工参数的特征分布值；实现仿真中施工参数的动态获取；

(4)施工进度仿真计算

面板堆石坝分期施工，用上一期的关键施工参数的特征分布值动态更新本期关键施工参数初始赋值，动态形成新的仿真方案；对新的进行仿真计算，得到的仿真进度，用于指导实际施工进度安排；

(5)关键施工环节分析

运用正交试验法对关键施工参数下的不同实体参数进行组合，设计方案，进行仿真计算；运用极差法分析仿真结果，确定仿真进度对不同实体参数的敏感性；其中，将敏感性大的实体参数对应实体作为关键施工环节应重点关注的实体，针对该实体向关键施工环节提出施工指导意见。