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基于BIM的沥青混凝土心墙坝安全评估与预警方法研究及应用

基于BIM的沥青混凝土心墙坝安全评估与预警方法研究及应用

作     者:谢锦辉 

作者单位:重庆交通大学 

学位级别:硕士

导师姓名:王俊杰

授予年度:2023年

学科分类:081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题:BIM 沥青混凝土心墙坝 安全评估 安全预警 软件设计 

摘      要:水库大坝的安全监测面临诸如监测仪器数量众多、信息量大、信息处理分析手段有效性差等困难,使大坝的维运管理不能满足安全评估和预警所需的要求。鉴于此,本文利用现代化信息技术,结合BIM技术,并引入大坝的安全评估分析方法和神经网络模型预测方法,建立基于BIM的沥青混凝土心墙坝安全评估与预警系统。主要研究内容如下:(1)建立了沥青混凝土心墙坝的安全评估方法。选择基于改进的POT(Peaks over Threshold)模型用于确定大坝的危险阈值和风险阈值,结合层次分析法和模糊数学法建立大坝的安全评估体系和评估方法的计算流程,实现对大坝安全的快速评估。通过实测数据分析,验证该方法的可行性。(2)建立了沥青混凝土心墙坝的安全预警方法。分析小波降噪法和LSTM模型的原理与特点,提出基于WDM-LSTM(Wavelet Denoising Method-Long Short Term Memory)预测模型用于预测大坝的未来监测数据。建立大坝的WDM-LSTM预测模型的计算流程,通过实测数据分析和对比分析验证该方法的适用性。(3)研究设计大坝安全评估与预警系统的技术框架、前、后端开发框架和数据库框架,设计大坝安全评估和预警系统的四大功能模块,实现BIM可视化管理、数据管理、安全评估和安全预警功能。采用Revit建模软件建立三维模型,并通过BIMface云平台轻量化处理,建立BIM可视化管理页面。结合安全评估方法和预警方法,建立安全评估和安全预警模块,构建监测数据管理模块,完成基于BIM的沥青混凝土心墙坝安全评估与预警系统的设计。(4)以巫山庙堂水库的沥青混凝土心墙坝为工程案例,结合BIM技术和Java语言等开发了基于BIM的沥青混凝土心墙坝安全评估与预警系统,对系统的各个平台、页面设计、功能、操作方法和实现方法进行介绍。

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