[发明专利]使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的系统及方法

权利要求书

1.一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的系统，其特征是，包括：设置在橡胶坝各处的若干种不同的数据采集设备、前端控制机、展示平台和三维橡胶坝水库模型；

若干数据采集设备分别与前端控制机进行通信，前端控制机与展示平台进行通信，展示平台通过接口协议与三维橡胶坝水库模型进行通信；

前端控制机将接收到的数据传递给展示平台，再由展示平台通过接口协议将数据传递给三维橡胶坝水库模型。

2.如权利要求1所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的系统，其特征是，所述三维橡胶坝水库模型包括：

根据在橡胶坝水库拍摄的照片和录像，通过三维软件分别建立橡胶坝坝袋模型、坝前水位、坝后水位、溢流水位和坝基的三维模型，将上述各三维模型拼接成一个完整的三维橡胶坝水库模型。

3.一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：分别建立橡胶坝坝袋、坝前水位、坝后水位、溢流水位和坝基的三维模型，将上述各三维模型拼接成一个完整的三维橡胶坝水库模型；

步骤2：编写橡胶坝坝袋、坝前水位、坝后水位、溢流水位三维模型的脚本程序；

步骤3：定义三维橡胶坝水库模型与展示平台的接口协议；

步骤4：三维橡胶坝水库模型接收展示平台传递的橡胶坝水库相关信息，并根据接收到的信息对各三维模型进行变形或偏移调整；

步骤5：在展示平台上动态显示三维橡胶坝水库动态变形和偏移状况。

4.如权利要求3所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，所述步骤2的具体方法为：

分别为橡胶坝坝袋模型、坝前水位、坝后水位、溢流水位模型编写脚本，由于一个橡胶坝是由多组坝袋坝基组成，所以需要制作多组模型，每一组都包括坝袋模型、坝前水位模型、坝后水位模型和溢流水位模型，再根据实际橡胶坝水库中坝袋的前后顺序在脚本程序中为不同组的模型设定不同的ID编号。

5.如权利要求3所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，所述步骤4的具体方法为：

展示平台将接收到的坝前水位、坝后水位、坝袋高度、坝袋内外压比、溢流水位、水流速度信息、坝袋振幅和坝袋振动频率数据传递给三维橡胶坝水库模型，三维橡胶坝水库模型中的各个组成模型根据传递过来的参数进行相应的形变或偏移。

6.如权利要求5所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，三维橡胶坝水库模型中的各个组成模型的形变或偏移具体为：

橡胶坝坝袋三维模型：根据接收到的坝袋高度和坝袋内外压比后分别计算上游坝袋贴地长度、上游坝面弧长、下游坝袋贴地长度和下游坝面弧长的参数数据，橡胶坝坝袋模型根据计算得到的参数数据进行相应的变形；

坝前水位模型：根据接收到的坝前水位数据上升或下降到相应的米数；

坝后水位模型：根据接收到的坝后水位数据上升或下降到相应的米数；

溢流水位模型：根据接收到的溢流水位数据上升或下降到相应的米数。

7.如权利要求6所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，坝前水位高度和水流速度对坝袋的偏移量呈正比，将坝前水位高度和水流速度设为六个档位，橡胶坝坝袋模型根据预先设定的档位进行相应的偏移。

8.如权利要求6所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，根据接收到的坝袋高度(H₁)和坝袋内外压比(a₀)后分别计算上游坝袋贴地长度、上游坝面弧长、下游坝袋贴地长度和下游坝面弧长的参数数据的具体方法为：

上游坝袋贴地长度n:

上游坝面弧长S1：

下游坝袋贴地长度X₀：

下游坝面弧长S：

其中F(k,π/2)、E(k,π/2)分别为第一、第二类完全椭圆积分。

9.如权利要求5所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，根据上传数据中坝袋振幅和坝袋振动频率数据对橡胶坝坝袋模型进行动态前后上下摆动和摆动频率控制；

橡胶坝坝袋模型的高度根据接收到坝袋高度上升或下降相应的米数。

10.如权利要求3所述的一种使用三维模型动态展示橡胶坝偏移和形变的方法，其特征是，所述步骤5中，三维橡胶坝水库模型根据各项参数进行形变后，与坝基模型重新组合成三维橡胶坝水库模型，并在展示平台的三维窗口实时显示三维橡胶坝水库模型的动态变化；

对坝前水位、溢流水位高度、坝袋振幅和坝袋振动频率的数据预先设定预警值和告警值，当实际数据超出预警值和告警时会提示相应的告警信号，当有告警时，三维橡胶坝水库模型在相应的地方用醒目的标识提示告警。