高拱壩施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真與實(shí)時(shí)控制理論及應(yīng)用.pdf

1、高拱壩施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真與實(shí)時(shí)控制理論及應(yīng)用高拱壩施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真與實(shí)時(shí)控制理論及應(yīng)用TheyApplicationofSelfadaptiveSimulationRealtimeControlfHighArchDamConstructionSchedule一級(jí)學(xué)科一級(jí)學(xué)科水利工程水利工程學(xué)科專業(yè)學(xué)科專業(yè)水工結(jié)構(gòu)工程水工結(jié)構(gòu)工程作者姓名作者姓名關(guān)濤指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師鐘登華教授教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院天津大學(xué)建筑工程學(xué)院2016年5月摘要

2、拱壩作為一種重要的壩型，由于其抗超載性能較好，同時(shí)又可以節(jié)省大量的施工材料，因此得到了廣泛應(yīng)用。目前已有拱壩最大壩高超過(guò)300m，同時(shí)一批300m級(jí)高拱壩也正在規(guī)劃和建設(shè)中。然而在當(dāng)前高拱壩施工進(jìn)度現(xiàn)場(chǎng)管理中，面臨著施工進(jìn)度仿真與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工狀態(tài)脫節(jié)、施工進(jìn)度實(shí)時(shí)控制理論難以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行全面分析控制、施工進(jìn)度實(shí)時(shí)預(yù)警模型尚未對(duì)各壩段施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警分析、施工方案實(shí)時(shí)優(yōu)化未能全面考慮施工過(guò)程的隨機(jī)性、施工過(guò)程及其仿真分析過(guò)程的實(shí)時(shí)直

3、觀表達(dá)匱乏管理平臺(tái)等關(guān)鍵問(wèn)題。如何解決這些問(wèn)題，是當(dāng)前高拱壩施工管理面臨的巨大挑戰(zhàn)。本文就上述問(wèn)題展開深入研究和分析，并取得了如下創(chuàng)新性研究成果：(1)針對(duì)當(dāng)前高拱壩施工進(jìn)度仿真分析難以有效跟蹤針對(duì)當(dāng)前高拱壩施工進(jìn)度仿真分析難以有效跟蹤現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)施工狀態(tài)的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)施工狀態(tài)的現(xiàn)狀，提出了高拱壩施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真理論提出了高拱壩施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真理論，實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度仿真施工進(jìn)度仿真分析分析對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)跟蹤跟

4、蹤與分析與分析。當(dāng)前高拱壩施工進(jìn)度實(shí)時(shí)仿真主要是基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)施工進(jìn)度進(jìn)行仿真初始條件實(shí)時(shí)更新，部分研究針對(duì)仿真施工參數(shù)的實(shí)時(shí)更新機(jī)制進(jìn)行了研究。然而在施工進(jìn)度實(shí)時(shí)仿真研究中，由于仿真模型本身結(jié)構(gòu)中的仿真邏輯尚未隨著現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工狀態(tài)實(shí)時(shí)更新，仿真施工參數(shù)更新方法也難以表達(dá)施工參數(shù)隨著施工進(jìn)度的推進(jìn)而不斷變化的過(guò)程，導(dǎo)致仿真分析系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)施工狀態(tài)的有效跟蹤。針對(duì)以上問(wèn)題，本研究將自適應(yīng)仿真理論引入高拱壩施工進(jìn)度實(shí)時(shí)仿真分析中，提

5、出了高拱壩施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真理論。通過(guò)綜合分析高拱壩施工過(guò)程、實(shí)時(shí)施工狀態(tài)、壩體混凝土溫度場(chǎng)、施工導(dǎo)流要求、壩體結(jié)構(gòu)形式、金屬結(jié)構(gòu)安裝、施工進(jìn)度仿真邏輯等因素對(duì)施工進(jìn)度影響，將施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真原理引入高拱壩施工進(jìn)度仿真分析中，建立了高拱壩施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真原理與數(shù)學(xué)模型；基于證據(jù)理論，綜合分析現(xiàn)場(chǎng)施工方案、實(shí)時(shí)仿真進(jìn)度及施工過(guò)程隨機(jī)性的影響，提出了基于證據(jù)折扣的壩塊排序邏輯實(shí)時(shí)更新方法；將模糊集理論與貝葉斯更新理論組合，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)不

6、確定性因素，實(shí)現(xiàn)模糊化仿真施工參數(shù)的實(shí)時(shí)更新，在仿真計(jì)算過(guò)程中，根據(jù)相應(yīng)隸屬度，實(shí)現(xiàn)模糊化仿真施工參數(shù)的取值，建立了基于模糊貝葉斯更新的仿真施工參數(shù)實(shí)時(shí)更新方法。以上理論模型和方法實(shí)現(xiàn)了根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)施工狀態(tài)的高拱壩施工進(jìn)度仿真模型自適應(yīng)更新，為施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真與實(shí)時(shí)控制提供基礎(chǔ)。(2)針對(duì)針對(duì)當(dāng)前高拱壩當(dāng)前高拱壩施工進(jìn)度實(shí)時(shí)控制尚未施工進(jìn)度實(shí)時(shí)控制尚未引入引入施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真理論施工進(jìn)度自適應(yīng)仿真理論的現(xiàn)狀現(xiàn)狀，提出了提出了基于基于