摘要：水利工程建设在经济社会的发展中占有重要地位，随着科技的不断发展进步，虚拟仿真技术在水利工程项目的设计、施工、运行管理等各个阶段中得到应用，其具有安全、经济和破坏性小等特点，在工程设计中有可预见性能功能，能大大降低工程设计和建设的成本，为工程具体实施提高更多的指导。在现阶段，传统的施工技术已经不能很好满足工程施工的高技术难度和高复杂性要求，将虚拟仿真技术运用于水利工程施工过程中，将大大降低施工风险、提高工程质量。文章对虚拟仿真技术在水利工程中的应用进行了研究分析，以供参考。
关键词：水利工程；虚拟仿真技术；应用
1前言
随着社会经济及科技的不断发展，人们对水利工程建设的质量和现代化水平也提出了更严格的要求。目前，在水利工程建设和施工中，也比较重视利用现代科技发展的最新成果，将信息技术应用到工程的设计和施工中，通过大数据、互联网+、BIM+等高新技术，实现水利工程虚拟仿真系统，该系统中主要包括相关数据的采集、管理，仿真系统虚拟实现等部分，并在国内多个工程施工实践中取得了较好的效果。在具体的系统设计中，要结合水利工程项目的具体情况，设计工程建设需要的系统。
2水利工程设计仿真系统概述
计算机仿真技术发展较早，在上世纪中后期已经开始运用到水利工程建设施工中，多年的工程实践表明，模拟的工程系统与实际工程施工情况相似，同时，上世纪很多工程建设如二滩工程大坝等结构设计中，均用到了该项技术。上世纪末，计算机仿真技术得到快速发展，为工程建设提供了更为便利的条件，虚拟现实系统技术从二维平面发展到三维立体空间，并通过基础数据的获取及动态可视的仿真环境，为工程设计人员提供了更为直观真实和清晰的工程施工模拟过程，使得工程设计者和高层决策者等在最短时间内获取现场资料和信息，大大提高了工程施工的效率，也为施工人员采取相应对策提供了充足时间。
目前，仿真系统在水利工程建设中的作用越来越重要，为不同环境下工程的施工提供了更好的研究平台，再加上其具有经济、安全、易用等多方面优势，能对不同的工程设计方案进行比较，提供有效的决策支撑，最终做出科学的选择，这也为水利工程现代化进程提供了更为便利的技术支持。
3水利工程虚拟仿真技术应用实践
通过综合多个软件系统，结合水利工程特点，实施对水利工程虚拟仿真技术的二次开发以及功能扩展，实现水利工程多源数据融合、多任务多目标的功能仿真和可视化仿真功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水利工程虚拟仿真技术三维参数化设计应用的软件主要有三维参数化设计软件和结构有限元分析软件,以及三维地理信息系统软件和地质三维建模分析软件,还有虚拟现实软件和视觉渲染软件,以及数据库管理系统软件等其他相关软件。
3.1三维虚拟仿真
通过使用三维参数化设计模型可以用来进行工程地质,工程结构设计和布局方案的比较,以及自动生成数量并填写开挖量,还有工程结构稳定性分析和施工细节等相关的工作。与传统的二维模型相比,现在使用的三维模型的优势是高度的可视化水平、视觉感知、强大的设计关联性以及少量的修改工作。水利工程的三维测量设计模型可以更准确地表达设计意图，有利于更好的设计方案和辅助工程决策的形成。
3.2运行管理三维仿真系统
通过可视化仿真软件对运行管理系统进行了三维仿真，建立了高精度的三维交互式虚拟仿真平台，展示了地理形态、水利工程的结构、工程管理区域和周围自然人文景观。在使用虚拟仿真平台的基础上,结合数据库和网络技术,实现水利工程数据和图像文件数据的连接,根据工程结构安全与降水情况，以及闸门操作监测数据和历史监控数据的情况，从而实现的各种数据的对接,这个系统可以实现水利工程仿真模型的基础管理、虚拟仿真环境的信息查询和实时的监控管理,以及可实现智能调度仿真,实时动态模拟、项目经营和管理安全预警，还有预测多功能集成系统等多种实用性。该系统为管理人员提供水利工程运行管理过程的三维动态、实时可视化虚拟仿真环境和新的信息显示平台，这能够提高水利工程运行管理的效率和水平。水利枢纽工程三维仿真系统采用B/S结构,基于1:5000地形和遥感图像数据建成三维DEM，根据三维设计成果建立高精度的大坝三维仿真模型，从而达到水利工程的三维可视化显示和交互漫游场景。系统在一个统一的三维界面中显示雨水情况、安全监控、视频监控、防洪调度信息,并且使用了面向服务系统架构,实现了基于消息驱动的工程安全管理以及应急调度。
3.3防洪调度三维仿真系统
采用高精度遥感数字正交投影和数字高程模型,还有数字线路图以及水利工程的视觉仿真模型结构和三维地理信息系统,利用数据库技术构建三维场景的流域防洪调度和综合数据管理平台,实现对流域水库群进行联合调度仿真的虚拟环境和河道洪水演算模拟，以及水库实时计算和洪水分析等其他相关情况和数据的信息化管理水平的提高,还能够实现动态效果的视觉形象,这就提高了流域防洪调度的信息化管理水平。
4结束语
通过3D技术对水利施工现场地形和各种地物进行数字化建模。它能够真实反映施工地形、建筑物的整体布局、地基等方面的挖掘和填充三维过程以及外观及其他有用的信息。
参考文献
[1]孙超.辽宁水利工程三维地理信息管理系统研究[D].江西理工大学,2013.
[2]李明超.大型水利水电工程地质信息三维建模与分析研究[D].天津大学,2006.
论文作者:代鹏,史宏波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/29
标签：水利工程论文; 仿真技术论文; 系统论文; 工程论文; 数据论文; 工程建设论文; 水利论文; 《防护工程》2017年第34期论文;