【文章內(nèi)容簡介】 洞口檢面板堆石 壩面板裂縫監(jiān)測的分布式斜交光纖傳感技術(shù)現(xiàn)場試驗研究和沙牌 RCC 拱壩隨機裂縫監(jiān)測的光纖傳感技術(shù)試驗研究，都取得了重要進展。 本研究方向主要是根據(jù) XX 附近各依托工程的條件，進行光纖傳感 器實際應(yīng)用的現(xiàn)場試驗，進一步檢驗各類光纖傳感器的工程適應(yīng)性、工程 壽命和穩(wěn)定性。國內(nèi)其他研究單位和高校在光纖傳感領(lǐng)域做了大量的研究工作，但 成果基本以理論和實驗室成果為主，實際應(yīng)用側(cè)重于軍事、航空等方面，在大壩安全監(jiān)測光纖傳感技術(shù)的實際應(yīng)用上， XX大學(xué)走在前 列，進行了許多艱苦的現(xiàn)場試驗工作，這些成果在去年十月 99 國際大壩 安專業(yè)好文檔 全監(jiān)測大會、 99土木基礎(chǔ)設(shè)施健康監(jiān)測國際研討會上都得到了許多專 家的肯定和關(guān)注。 子項目 3 水電工程施工過程多媒體仿真系統(tǒng)研究與開發(fā) 本項目的研究是應(yīng)用最新的計算機技術(shù) —— 可視化技術(shù)及三維計算機圖形圖象技術(shù)來輔助工程管理、工程規(guī)劃、設(shè)計和科學(xué)決策，它是計算 機科學(xué)的重要分支，同時也是跨學(xué)科跨專業(yè)新技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng) 域之一， 目前，已成為 MCAE（ Multimedia Computer Aided Engineering） 領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。計算機對數(shù)據(jù)的可視化處理歷史悠久，幾乎與世界上第一臺數(shù)字計算機同步誕生?？梢暬夹g(shù)和三維計算機圖形圖象技術(shù)均屬當今的前沿科學(xué)，是計算機領(lǐng)域最活躍、發(fā)展最快速的兩大分支?？梢暬夹g(shù)的發(fā)展是多學(xué)科、多領(lǐng)域協(xié)作發(fā)展的結(jié)果，可視化技術(shù)能夠?qū)⒋罅康臄?shù)據(jù)有機地組織起來，并將其轉(zhuǎn)變成人的視覺可以感受的計算機圖像，形象而生動地充分展示數(shù)據(jù)所表達的內(nèi)容及它們之間的相互聯(lián)系與相互制約的關(guān)系，從而可以 利用計算機來實現(xiàn)對現(xiàn)實世界中的事物進行模擬分析，幫助人們把握及控制復(fù)雜的全局，更好地認識與掌握實現(xiàn)規(guī)律。但是，由于其技術(shù)上的復(fù)雜性 —— 難以描述、數(shù)據(jù)量龐大等，又使其發(fā)展受到種種限制。自進入九十年代以來，隨著計算機技術(shù)的突飛猛進，三維計算機圖形圖象技術(shù)以及可視化技術(shù)終于取得了突破性進展，可視化技術(shù)逐步發(fā)展為一門新興學(xué)科并轉(zhuǎn)化為一種產(chǎn)業(yè)。近年來，一場以多媒體技術(shù)為代表， 集聲音、圖象、文字為一體的新一代計算機浪潮大有席卷全球之勢，并廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物、地質(zhì)、地理、氣象、環(huán)境、航天。軍事。教育、工業(yè)、工程技術(shù)等領(lǐng) 域，它在各個領(lǐng)域的廣泛運用，一方面要求對計算機技術(shù)本專業(yè)好文檔 身不斷發(fā)展，形成適合于工程使用與工程實踐應(yīng)用的多維信息處理機，另一方面又要求能反映工程設(shè)計、施工、管理等典型環(huán)節(jié)的各項人類活動及其客觀規(guī)律，增強表征信息的能力與信息模型的和學(xué)性，其應(yīng)用與推廣必將帶來人們思維方式和觀念的變革，為人類改造生存環(huán)境、提高生存質(zhì)量提供了強有力的幫助。 在軍事和航天領(lǐng)域，三維計算機圖形圖象技術(shù)和可視化技術(shù)應(yīng)用較早。在軍事上，可以將衛(wèi)星或航拍照片轉(zhuǎn)換成三維地貌，分析敵方的軍事基地、研究軍事部署等；在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如美國曾利用衛(wèi)星發(fā)回 照片；將火星表面的地形恢復(fù)，為研究火星提供了極大的幫助；在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，則是近幾年才開始，但是業(yè)已取得喜人的成績。特別值得一提的是三維計算機圖形圖象技 術(shù) 及可視化技術(shù)在香港新機場工程中的應(yīng)用。香港新機場是一項世界著名的特大型工程，在工程設(shè)計和管理中，大量引進三維計算機圖形技術(shù)，取得了明顯的成績和效益，其工程驗收、結(jié)算最具特色。機場工程是挖山填海工程，工程量巨大、施工場面開闊、施工強度高，而且有大量的水下工程，工程的驗收結(jié)算如果采用傳統(tǒng)的測量方法是不可想象的。因此機場管理局引進了美國 Intergraph 的圖形 掃描儀，利用航拍照片和聲納方法進行陸地和水下測量，通過計算機恢復(fù)成水上和水下地貌，這樣即可看到工程的進展，也可快速計算出工程量，簡化了結(jié)算過程，大大節(jié)約了人力、物力、財力和時間，而且精確度高，管理簡單，扯皮少。從工程建設(shè)到投入營運的全過程進行完整的系統(tǒng)管理，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代大型工程管理的水平。在英一法海峽隧道工程以及其它大型工程建設(shè)項目中，三維計算機圖形技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。 相比之下，我國是近幾年才開展這方面的研究工作。浙江大學(xué)、清華大學(xué)、中科院計算所 CAD 開放實驗室、北京大學(xué)、北京應(yīng)用物理計算數(shù)學(xué)研究所 。國防科工委二十九基地、國防科技大學(xué)等單位正在進行可視化技專業(yè)好文檔 術(shù)開發(fā)及應(yīng)用方面的研究，并將其應(yīng)用于流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、石油地震數(shù)據(jù)處理、氣象、建筑設(shè)計等各個領(lǐng)域。國內(nèi)在三維計算機圖形圖象技術(shù)及可視化技術(shù)的工程應(yīng)用研究則只是在建筑界用的較多，建筑師們用三維計算機圖形技術(shù)制作模型，用可視化技術(shù)進行渲染設(shè)計效果，使得其設(shè)計成果賞心悅目，增強了設(shè)計者與客戶的溝通，大大提高了設(shè)計效率。在我國公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域，也將計算機圖形、圖象學(xué)理論與多媒體技術(shù)相結(jié)合輔助公路選線與橋梁選型工作。而在水利水電工程建設(shè)中，起步較晚，但起點 較高。在我國，中國長江 XX 工程開發(fā)總公司、天津大學(xué)等單位在國家 “八 五 ” 期間曾分別對 XX 工程永久船閘施工和混凝土壩澆筑仿真進行了初步研究工作，近年來，中國長江 XX 工程開發(fā)總公司會同北京大學(xué)、XX 大學(xué)、河海大學(xué)、國家電力公司成都勘測設(shè)計研究院等單位針對 XX 工程的施工進行了探索性研究，取得了可喜的成績。在長江 XX 工程大江截流和二期圍堰工程中我們曾對施工仿真及施工過程的動態(tài)仿真模擬進行了卓有成效的研究工作，初步顯示了現(xiàn)代大型工程建設(shè)管理的水平，其施工過程的動態(tài)仿真模擬是代表現(xiàn)代國際上先進水平的“香港新機場”及“英一 法海底隧道”工程中所沒有的功能，需要我們利用已有的技術(shù)基礎(chǔ)進行探索研究，發(fā)展中國的大型工程建設(shè)管理系統(tǒng)。本項目的研究無疑會在這一方面有所探索、有所發(fā)展。水利水電工程施工領(lǐng)域的研究人員對可視化技術(shù)方面的專業(yè)知識知之甚少，而可視化專家又缺乏水利水電工程施工領(lǐng)域的知識，只有二者很好地合作，可視化技術(shù)的作用才能真正地發(fā)揮出來。 大中型水利水電樞紐工程的施工受水文、氣象、地形、地質(zhì)和十文地質(zhì)等諸因素的綜合影響，事先往往很難全部預(yù)料；與此同時，大中型水利水電樞紐工程的建設(shè)需要耗費大量的資金、材料、勞動力，并需要使用各種 類型的機械設(shè) 備 。水利十電樞紐工程施工組織與施工管理的失誤不僅大幅度地增加整個工程的建設(shè)投資費用，而且會影響整個水工建筑物的壽命專業(yè)好文檔 和效益，更嚴重的甚至還會造成建筑物的失事，給國民經(jīng)濟帶來不可彌補的損失。如何根據(jù)水利水電工程施工組織與施工管理的特點，不斷收集影響水利水電樞紐工程建設(shè)進程的各種基本信息，并及時地根據(jù)施工過程中各種因素的變化來調(diào)整施工方案，有效的組織水利水電樞紐工程的整個施工過程，達到最好的經(jīng)濟效益和社會效益，是整個水利水電樞紐工程施工組織和施工管理的關(guān)鍵所在 a 應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成就來實施對水利水 電工程施工過程的控制是確保施工質(zhì)量與施工進度的有力手段。建立在三維實體模型建?；A(chǔ)之上的水利水電工程施工過程仿真模擬技術(shù)是融現(xiàn)代圖形圖象學(xué)理論、計算機技術(shù)與十利水電工程施工技術(shù)于一體的高新技術(shù)，對其在施工組織與管理中應(yīng)用進行深入地研究，實現(xiàn)不同專業(yè)門類的“知識集成”與“技術(shù)集成”，對于提高我國的水利水電樞紐工程的施工質(zhì)量與施工水平是大有 裨 益的。 計算機技術(shù)的飛速發(fā)展為水利水電樞紐工程施工組織與施工管理的科學(xué)化提供了強有力工具。從系統(tǒng)分析的觀念看，大型水利水電工程施工是一個隨時間變化的動態(tài)過程，亦是一個復(fù)雜的 巨系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運行 進程決定于系統(tǒng)內(nèi)部各施工環(huán)節(jié)和作業(yè)流程的持續(xù)時間及其間相互關(guān)系 的制約以及系統(tǒng)外部環(huán)境條件的限制。對于這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)，不可 能找到一個解析的數(shù)學(xué)模型來描述這種系統(tǒng)的行為規(guī)律，只能用系統(tǒng)仿 真方法來進行分析。 水利水電工程項目有以下特點； （ 1） 工程項目的固定性 無論是建筑物或構(gòu)筑物，一旦成型后就固定不動，建筑物與基礎(chǔ)、構(gòu)筑物與其它相聯(lián)系的構(gòu)筑物結(jié)合在一起構(gòu)成一個不能移動的整體。 （ 2） 工程項目的單件性 水利水電工程施工只能是一個一個的工程項目，每個工程項目都具有專業(yè)好文檔 多項個性。 （ 3）工程項目利用分解的總體性 水利水電工程是有若干個單項工程和單位工程或許多分部分項工程組成的具有一定功能的有機的整體，是一個完整的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)又可按起其組成部分分解為若干個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)是在滿足工程項目總體功能的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)地發(fā)揮各自的功能。 （ 4） 工程項目的大型性 由于水利水電工程功能的要求和承受相當大的荷載，所以建筑物的體型都很大。 水利水電樞紐工程的實際施工過程是復(fù)雜而多變的，如何根據(jù)實際施工過程中可能遇到的各種具體情況以及可以搜集到的各方面信息，預(yù)測下一階段有可能發(fā)生的各種情 況，進行施工方案的優(yōu)選，及時修改具體的施工方案，是確保水利水電工程各階段施工順利進行的根本保證。 本項目研究的進行正是基于這種思想，利用可視化技術(shù)，將工程各項 目的具體施工情況提前在計算機上形象、逼真地顯現(xiàn)。提前實現(xiàn)工程各項目施工進程的預(yù)演，從中發(fā)現(xiàn)各個既定施工方案的不足，進行修改完善，優(yōu)化施工方案。它必將為我國水利水電工程建設(shè)的科學(xué)化管理及科學(xué)決策帶來新的思路和提供有力的技術(shù)支持。 三、 XX 大學(xué)現(xiàn)有基礎(chǔ)條件 專業(yè)好文檔 XX 大學(xué)本領(lǐng)域工程技術(shù)設(shè)計與開發(fā)、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化業(yè)績、在國內(nèi)同行中的技術(shù) 水平與優(yōu)勢 XX 大學(xué)科技研究以水電為特色，在水電工程施工技術(shù)研究與開發(fā)方面取得了相當多的成果，一批技術(shù)成果應(yīng)用于工程實踐，形成了生產(chǎn)力。 （ 1）巖土力學(xué)穩(wěn)定性研究及治理方向 近年來進行了一系列課題的研究，主要有：高邊坡形成過程模擬及其巖體穩(wěn)定性研究，陡高邊坡巖體非線性力學(xué)分析方法研究，陡高邊坡及巖體地下開挖數(shù)值模擬研究，巖石蠕變斷裂試驗研究，陡高邊坡地質(zhì)背景演變與地質(zhì)工程態(tài)勢特征研究，緩傾角節(jié)理巖體動力特性研究，地下廠房工程巖體質(zhì)量分級及圍巖應(yīng)力分析，若干重大滑坡穩(wěn)定性計算分析，重力壩抗滑穩(wěn)定性研究，水庫安 全監(jiān)測資料綜合分析及重要滑坡預(yù)測模型，自然邊坡滑坡防治方案研究。 上述研究成果已用于眾多工程，主要有： XX 工程永久船閘、水布 埡馬崖陡高邊坡、清江水布 埡 地下廠房、龍灘水電站、靖江隔河巖水電廠、尼泊爾和西水電站、長江鏈子崖危巖體防治工程、屈原鎮(zhèn)邊坡治理、州屏山滑坡治理等。其中“ XX 工程永久船閘陡高邊坡關(guān)鍵技術(shù)研究”經(jīng)電力工業(yè)部鑒定具國內(nèi)先進水平，部分國際領(lǐng)先?！?XX 工程永久船閘巖石邊坡卸荷巖體力學(xué)研究” 99 年獲建設(shè)部科技進步二等獎。作為“長江鏈子崖危巖體防治工程研究”主要完成單位，被國家科委等八部委聯(lián)合通令表彰為“先進科研集體”。 （ 2）混凝土面板堆石壩裂縫機理及檢測技術(shù)研究方向 該方向近期取得的主要研究成果有：混凝土面板堆石壩面板開裂機理及防裂措施，堆石體填筑質(zhì)量的快速檢測方法，混凝土面板堆石壩裂縫監(jiān)測的光纖傳感技術(shù)研究，地質(zhì) CT 技術(shù)應(yīng)用研究，工程數(shù)值攝影測量技術(shù)專業(yè)好文檔 研究，水工建筑物安全監(jiān)測資料綜合分析與反饋，水工建筑物病險機理與評價改造等。 上述研究成果由，裂縫監(jiān)測的光纖傳感技術(shù)研究已成功應(yīng)用于 XX 工程臨時船閘混凝土裂縫監(jiān)測，古洞口面板堆石壩裂縫監(jiān)測，并已有協(xié)議將應(yīng)用于世界最高的面板壩 —— 清江水布現(xiàn)工程。由于該 成果的良好應(yīng)用前景，“大壩裂縫和溫度監(jiān)測的分布式光纖傳感技術(shù)研究與應(yīng)用”獲國家電力公司重大研究項目資助。水工建筑物監(jiān)測資料綜合分析及滑坡變形分析 軟件用于清江庫區(qū)基坪、楊家槽等多處滑坡位移監(jiān)測，取得了較大經(jīng)濟效益，獲 99 年湖北省科技進步三等獎。在成果的轉(zhuǎn)化實施過程中，研發(fā)了分布式光纖傳感器、系列膠粘劑等高新技術(shù)產(chǎn)品。 （ 3） 以水電工程施工新材料、技術(shù)裝備和新方法研究方向 爆破炮孔堵塞材料和方法研究，獲第二屆國際愛因斯坦新發(fā)明、新技術(shù)（產(chǎn)品）博覽會金獎，發(fā)明專利正在受理中。研究成果已在 XX 工程爆破 開挖中得到應(yīng)用。水泥基錨桿錨固劑， 已 批量生產(chǎn)，在 XX 專用公路仙人溪 2＃洞和永久船閘高邊坡及地下排水道等工程使用萬余十，表明性能優(yōu)良。隧洞施工與檢修設(shè)備，驗收評審認為填補國內(nèi)空白，已獲實用新型專利，并已用于清江隔河巖水電站引水隧洞檢修。自升式混凝土模板輕便提升架，獲實用新型專利。大傾角壓帶式輸送機已轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)廠家。 （ 4）現(xiàn)代化施工管理技術(shù)研究方向 該方向近期取得的主要研究成果有：水利水電工程施工過程多媒體仿真系統(tǒng)，水電工程施工管理技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用系統(tǒng)，施工進度控制性計劃研究等。 上述研 究成果中，施工過程多媒體仿真系統(tǒng)已用于高碾壓混凝土拱壩施工過程仿真分析，溪落渡雙曲拱壩施工過程模擬與結(jié)構(gòu)性態(tài)仿真分析，XX 工程大江截流及二期圍堰施工模擬，取得良好效果。受中國水利水電專業(yè)好文檔 工程總公司委托開發(fā)完成的水電施工行業(yè)安全管理信息系統(tǒng)軟件，已推廣到全國水利水電工程施工單位應(yīng)用。 XX 工程施工期進度控制性計劃研究，推薦了“二期工程相對提前一年”的計劃安排，該方案較原方案的發(fā)電工期可提前一年，施工期累計多發(fā)電 400 余億度，直接經(jīng)濟效益 100 億元以上，經(jīng)國家科委鑒定達到國際先進水平。水利水電施工網(wǎng)絡(luò)計劃軟件包，在水 電系統(tǒng)有近十家單位使用。受中國水利水電工程總公司委托開發(fā)的“水電工程施工管理技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用系統(tǒng)”，將于 2021 年 12 月完成，該系統(tǒng)適用于水電建設(shè)行業(yè)工程項目管理和安全管理，以及建設(shè)單位和行業(yè)主管