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基于虚拟现实技术的水轮发电机组运行仿真

中国农村水利水电 2016年第1期 137-139+144页

作者：何新颖乐毅陈洪肖志怀武汉大学湖北宣恩洞坪水电有限责任公司

随着各种大型、特大型水轮发电机组的陆续投产,大量训练有素而且专业技术过硬的水轮发电机组运行和检修人员越显稀缺。同时,水轮发电机组的安全稳定运行对保证电力系统的安全性和稳定性具有重大的影响力,也对水轮发电机组的运行和维护... 详细信息

随着各种大型、特大型水轮发电机组的陆续投产,大量训练有素而且专业技术过硬的水轮发电机组运行和检修人员越显稀缺。同时,水轮发电机组的安全稳定运行对保证电力系统的安全性和稳定性具有重大的影响力,也对水轮发电机组的运行和维护等相关技术人员素质提出了更高的要求。三维可视化运行仿真培训是现代培训体制的全新模式。设计了水轮发电机组运行仿真系统结构功能,开展水轮发电机组运行仿真培训系统研究。利用3ds Max建立水电站的关键设备模型,结合水轮机开停机流程及操作,制作相应的三维动画。利用虚拟现实平台(VRP)进行后期仿真、交互开发,实现了水轮发电机组由实际三维空间向虚拟现实空间的转化,提高学员的感性认知,深化了培训效果。实际运行验证了系统的有效性。

关键词：水轮发电机组虚拟现实 VRP 运行仿真

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基于VR技术的水电站运行仿真系统应用研究

基于VR技术的水电站运行仿真系统应用研究

作者：梅粮飞武汉大学

学位级别：硕士

水电站集水工建筑物、水力机械设备、电气设备于一体,空间结构复杂,设备种类繁多。水电站的安全稳定运行对国家经济发展至关重要,因此加强水电站运营人员的专业培训、提升水电站设备管理水平十分必要,但水电站高度自动化的运行过程、繁... 详细信息

水电站集水工建筑物、水力机械设备、电气设备于一体,空间结构复杂,设备种类繁多。水电站的安全稳定运行对国家经济发展至关重要,因此加强水电站运营人员的专业培训、提升水电站设备管理水平十分必要,但水电站高度自动化的运行过程、繁杂的机电设备给水电厂运行人员的培训与水电站设备可视化管理等带来了困难,基于虚拟现实技术构建水电站运行仿真培训与设备可视化管理系统为上述问题提供了全新的解决方案。本文基于碰撞检测、虚拟现实人机交互、基于物理渲染等虚拟现实技术原理,运用水电站运行过程及水电站设备KKS编码系统等基础理论,开展基于虚拟现实技术的水电站运行仿真系统应用研究。在对水电站仿真模型层次性分析及构建的基础上,进行水电站仿真场景的结构化设计。应用PBR材质、碰撞检测等技术,完成水电站厂房发电机层、水轮机层、蝶阀层等功能分区仿真场景的构建。在对系统功能需求及系统结构深入分析设计的基础上,在虚幻引擎中,采用碰撞检测技术、虚拟现实交互技术、三维用户界面、数据库等技术,完成了水电站虚拟仿真功能的设计研发。基于虚拟现实技术的水电站运行仿真系统具有虚拟漫游、设备信息可视化查询、设备认知以及水轮机组运行仿真等功能,系统运行于HTC Vive虚拟现实头戴设备,具有沉浸感强、交互自然便捷、仿真度高等特点,大大提升水电站运行培训的质量与效率,为现代水电站运行操作的专业培训及设备信息可视化管理提供了新的技术解决方案,具有重要的现实意义与实际应用价值。

关键词：虚拟现实技术沉浸式交互仿真水电站运行仿真

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机位动态容量评估及运行仿真研究

机位动态容量评估及运行仿真研究

作者：汪家保中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着我国民航运输行业的快速发展,现阶段,我国已是名副其实的民航大国,并且正在向民航强国的道路上向前迈进,由此带来了一系列的机位占用冲突问题。千万级以上的民航运输机场,近机位资源紧缺,已成为不争的事实。在此背景下,如何评估机... 详细信息

随着我国民航运输行业的快速发展,现阶段,我国已是名副其实的民航大国,并且正在向民航强国的道路上向前迈进,由此带来了一系列的机位占用冲突问题。千万级以上的民航运输机场,近机位资源紧缺,已成为不争的事实。在此背景下,如何评估机场机位容量,达到提高机场机位系统的运行效率和服务水平、为机场机位的改扩建计划提供依据的目的,已成为当前我国民航运输机场急切需要解决的问题。本文以飞机等待时间限定值为目标,建立机位动态容量评估模型,并且进行仿真运行,做出了一下研究工作:1.分析机位与航班之间的匹配关系。从类型和数量两个方面来分析,以容量是否溢出造成机位资源浪费和容量不足造成机位资源紧缺进而来判断机位与航班类型是否匹配。2.对于机场持续高峰时段确定方法的研究。分析高峰时段的流量特性,提出研究持续高峰时段机位容量的必要性。分析机场容量发生变化对飞机延误的影响关系,确定以机场稳定容量为研究前提。运用系统聚类理论对高峰持续时段进行研究,结合SPSS数据分析软件,确定高峰持续时段的确定方法。3.确定机位最小间隔时间的研究。根据ICAO附件14的机位尺寸和机型尺寸数据,得出各类型机位的尺寸及各类型飞机的机位最小安全间隔时间,统计机场机位上停放的所有飞机类型及数量占比,运用加权平均的方法求出各类型机位的最终机位最小间隔时间。4.对机位保障时间的研究。通过统计各类型飞机的计划保障时间得到保障时间的原始数据,将原始数据进行分类统计,根据原始数据及其飞机的混合比,运用加权平均的方法,计算出最终的保障时间。5.对机位缓冲时间的研究。根据机位需要缓冲时间的原因是飞机会出现早于计划时间和晚于计划时间进港的特性,统计其时间数据,并运用概率论的知识进行拟合,得出早于计划时间进港和晚于计划时间进港的概率密度函数,并用SPSS软件中的卡方检验的功能,对分布函数进行检验,验证其准确性。分析航班在早于计划时间进港和晚于计划时间进港情况下,机位的占用情况,得出机位缓冲时间的计算方法,并且引出机位等待时间的概念。6.对飞机平均等待时间限定值的确定方法的研究。分析八种机位占用冲突的情况,并且计算出这八种占用情况出现的概率,运用MATLAB程序编程,得出缓冲时间与平均等待时间的关系图,研究图中缓冲时间随着平均等待时间变化而产生的规律,进而确定最佳的平均等待时间。7.建立以飞机平均等待时间限定值为目标的机位动态容量优化模型。在计算出平均等待时间限定值之后,可根据统计计算的数据,求出各类型机位的缓冲时间,进而建立机位容量模型,并且在模型中对各种数据的限制性条件予以说明。根据建立的最优机位动态容量计算模型,进行实例验证,验证结果与机场实际情况之间的误差在合理范围以内,验证了模型的有效性和合理性。8.研究机位容量实例计算并进行了仿真运行验证。本文是以中南某四千万级以上的机场作为验证机场,结合该机场当前的4号卫星厅的建设计划,验证了模型合理有效性。并且运行仿真的手段对机位容量进行仿真验证,运行仿真的容量小于理论计算的容量,但是在较小的误差范围以内,因此认为这种误差是可控的,进一步验证模型的有效合理性和实际可操作性。

关键词：近机位高峰持续时段动态容量等待时间限定值运行仿真

基于排队网络模型的乌鲁木齐机场运行仿真研究

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基于排队网络模型的乌鲁木齐机场运行仿真研究

作者：冯奎奎中国民航大学

学位级别：硕士

近年来乌鲁木齐地窝堡机场保障能力日趋饱和,为了进一步提高保障能力、实现安全运行,机场规划于2025年左右新增两条跑道。为了对地窝堡机场扩建前后的总体运行情况有一个客观、清晰的认识,为机场扩建提供决策依据,对地窝堡机场的运行仿... 详细信息

近年来乌鲁木齐地窝堡机场保障能力日趋饱和,为了进一步提高保障能力、实现安全运行,机场规划于2025年左右新增两条跑道。为了对地窝堡机场扩建前后的总体运行情况有一个客观、清晰的认识,为机场扩建提供决策依据,对地窝堡机场的运行仿真研究就显得尤为重要。本文从多个角度出发对地窝堡机场扩建前后的运行情况进行研究。本文首先对地窝堡机场概况、排队网络模型做了简单介绍,并运用x拟合检验法对机场的进离场航班时间间隔分布规律进行了判别。其次,建立地窝堡机场单跑道进离场航班排队网络模型、AIRTOP仿真模型,并运用K-means聚类算法对地窝堡机场2017年1至9月份的进离场航班分布曲线进行了聚类分析、运用“CP指数”评价指标对聚类结果进行评价。再次,求解排队网络模型,将排队网络模型、AIRTOP仿真模型所得结果与现实运行情况进行对比分析,验证了排队网络模型和AIRTOP仿真模型的可靠性。最后,建立地窝堡机场三条跑道下的进离场航班排队网络模型,以及AIRTOP仿真模型,通过二者结果对比分析得出地窝堡机场三条跑道下的运行容量以及延误情况。总之,本文创新性的将排队网络模型运用到机场运行仿真研究之中,取得了良好的效果。一方面,为机场扩建的决策者提供了决策依据,从一定程度上避免了“先建成,后修补”问题;另一方面,为进离场航班延误分析以及机场运行仿真研究提供了新的思路。

关键词：排队网络模型 AIRTOP模型运行仿真地窝堡机场进离场延误

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上海地铁列车运行建模及仿真

上海地铁列车运行建模及仿真

作者：毕莹玉同济大学

学位级别：硕士

随着中国地铁的迅猛发展,地铁对仿真的要求也越来越高。地铁模拟驾驶器的研制也进行得如火如荼。本文对上海地铁列车运行进行了建模和仿真。本文首先研究了列车的电路控制结构模型,对其电路进行分析,划分模块,构建控制模型。并对... 详细信息

随着中国地铁的迅猛发展,地铁对仿真的要求也越来越高。地铁模拟驾驶器的研制也进行得如火如荼。本文对上海地铁列车运行进行了建模和仿真。本文首先研究了列车的电路控制结构模型,对其电路进行分析,划分模块,构建控制模型。并对此模型进行了严格的测试。分析了列车的运行受力情况,建立列车的单质点及其多质点模型,并分析各模型的优缺点,在此基础上对列车进行运行模拟。分析了列车的列车自动控制系统。对列车自动控制系统的三个子系统ATO系统,ATP系统,ATS系统进行了详细的分析和建模,建立了其内在结构以及数据控制模型。在此基础上,根据列车的牵引过程,研究列车上的外力变化规律,研究探讨了ATO运行的牵引策略问题,分别分析和讨论了列车的节能牵引策略、准时牵引策略以及舒适牵引策略。在此基础上,寻求更合理,更节能的列车操纵方法。并为科学地设计、试验、运行提供条件和理论依据,进一步满足地铁运营发展的需要。采用了分布式系统构建方法,采用面向对象方法构建清晰可控的列车控制逻辑模型。实现了遗传算法对ATO控制进行速度的跟踪控制,实现了可视化的仿真。

关键词：地铁列车运行仿真遗传算法牵引策略

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电—袋除尘器运行仿真的研究

电—袋除尘器运行仿真的研究

作者：张瑞英华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

本论文以300MW机组的电-袋除尘系统为研究对象,通过对系统机理的研究,建立了包括电除尘器运行工况参数模型、电除尘器本体结构参数模型、电除尘器运行性能参数模型、袋式除尘器中运行工况参数模型、袋式除尘器本体结构参数、袋式除尘器... 详细信息

本论文以300MW机组的电-袋除尘系统为研究对象,通过对系统机理的研究,建立了包括电除尘器运行工况参数模型、电除尘器本体结构参数模型、电除尘器运行性能参数模型、袋式除尘器中运行工况参数模型、袋式除尘器本体结构参数、袋式除尘器运行性能参数模型、电-袋除尘器总除尘效率等一系列相应的仿真数学模型。并设计开发了电-袋除尘器运行仿真软件,所开发的仿真软件生成可执行文件,能够脱离开发环境在系统下独立运行,既可用于教学培训,也可用于科学研究。

关键词：电-袋除尘器数学模型运行仿真

基于OSG的分布式汽车驾驶模拟器运行仿真及碰撞检测研究

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基于OSG的分布式汽车驾驶模拟器运行仿真及碰撞检测研究

作者：汪璇武汉理工大学

学位级别：硕士

汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶动作,并能在主要性能上获得与实车驾驶相同感觉的仿真设备。研制开发适合我国道路状况和交通法规、符合我国驾驶员培训教学计划和教学大纲的汽车驾驶训练模拟器,非常适合我国国情,具有重大的社... 详细信息

汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶动作,并能在主要性能上获得与实车驾驶相同感觉的仿真设备。研制开发适合我国道路状况和交通法规、符合我国驾驶员培训教学计划和教学大纲的汽车驾驶训练模拟器,非常适合我国国情,具有重大的社会意义和经济价值。论文按照从理论到应用,从设计到实现的顺序,介绍了汽车驾驶模拟器中的虚拟现实技术,然后结合分布式汽车驾驶模拟器的开发,设计了系统的总体结构,并对其中的运行仿真、碰撞检测等几个模块进行了深入的研究。系统利用跨平台的开源图形引擎OpenSceneGraph（OSG）进行开发,图形生成迅速,对硬件的要求低,便于移植;设计系统结构时充分考虑模块的独立性,并留有扩展接口,使整个系统实用性强、灵活性好;针对现有虚拟驾驶系统运行仿真模块中的常见问题,将对相机和对车辆的控制分离,统一了的控制输入接口,改进了车辆的运动模型;分析了虚拟驾驶中常用的碰撞检测和地形匹配算法,提出了动态三点匹配的算法;为了更精确地检测和处理碰撞,引入了物理引擎OpenDynamicEngine（ODE）,并将其与图形引擎OSG相结合,取得了良好的效果。在所开发的汽车驾驶模拟器中,论文的研究成果获得了成功的运用。系统实时性强、交互方便、给人以身临其境的驾车感觉,具有很好的实用价值,为进一步的开发与完善奠定了良好的基础。

关键词：虚拟现实驾驶模拟器运行仿真碰撞检测 OpenSceneGraph OpenDynamicEngine

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基于移动闭塞原理的列车追踪运行仿真

基于移动闭塞原理的列车追踪运行仿真

作者：金娟西南交通大学

学位级别：硕士

在城市轨道交通系统中,信号系统是保障运输安全与提高运营效率的重要设备,具有十分重要的地位。近几年来,我国轨道交通实行“小编组、高密度”的运输组织模式,开始采用了先进的移动闭塞信号系统,例如武汉轨道交通1号线、广州地铁3号线... 详细信息

在城市轨道交通系统中,信号系统是保障运输安全与提高运营效率的重要设备,具有十分重要的地位。近几年来,我国轨道交通实行“小编组、高密度”的运输组织模式,开始采用了先进的移动闭塞信号系统,例如武汉轨道交通1号线、广州地铁3号线等等。在这种移动闭塞信号系统下,其追踪列车间的安全间隔距离与其他信号系统下的比较起来为最小,缩短了列车的追踪间隔时间,最大限度地提高了运输能力。本论文主要研究移动闭塞条件下列车的追踪运行,对移动闭塞条件下列车的追踪间隔时间进行剖析,建立了列车追踪运行间隔时间的数学模型,分析了列车行车密度的瓶颈问题,并深入讨论各种因素对列车追踪间隔时间的影响,根据工程设计的要求,保障列车在正常运行过程中,追踪列车始终处于安全、合理的运行状态,科学的计算出列车的最小追踪间隔时间。然后,根据列车牵引计算规程,建立了列车运行计算模型,分析了列车在运行过程中的各种工况处理。最后,开发了列车追踪运行仿真系统,模拟计算各个追踪间隔时间数据并进行分析,以广州4M编组列车为例,在测试线路上模拟三辆列车的追踪运行过程,从而验证论文中所分析的列车最小追踪间隔时间的合理性与科学性。

关键词：移动闭塞模型与算法追踪间隔模拟计算运行仿真

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工作流模型结构验证及运行仿真的研究与实现

工作流模型结构验证及运行仿真的研究与实现

作者：崔硕华北电力大学

学位级别：硕士

随着工作流技术的发展以及《专业流程辅助管理系统》的实施,进一步推进了电力企业标准化和流程化的建设工作。但同时也对工作流技术提出了更高的要求,工作流结构验证与运行仿真成为工作流技术研究的新热点。本文首先对《专业流程辅助管... 详细信息

随着工作流技术的发展以及《专业流程辅助管理系统》的实施,进一步推进了电力企业标准化和流程化的建设工作。但同时也对工作流技术提出了更高的要求,工作流结构验证与运行仿真成为工作流技术研究的新热点。本文首先对《专业流程辅助管理系统》的工作流引擎深入研究,分析其工作流模型及其特点,并确定本文研究的对象以及实现的目标。在对工作流模型特点及现有的工作流模型结构验证方法做了深入研究的基础上,提出了一种基于Warshall算法的工作流结构验证方法和5条结构验证规则。该方法基于离散数学图论知识,将工作流图转化为邻接矩阵表示,采用Warshall算法计算得出邻接矩阵的可达矩阵,并结合5条验证规则,分析得出结构验证结果。该方法的使用,成功验证了工作流模型最基本的结构问题,简化了工作流结构验证过程,且具有一定通用性。本文建立了一个工作流模型运行仿真模型,并针对该模型设计了仿真方法,该模型基于离散事件系统理论,采用基于事件调度的仿真方法,仿真时钟采用面向事件的推进方式,随机变量的生成则采用反变换法。本文使用JSF与EJB构件技术设计并开发了工作流结构验证及运行仿真平台,论文中给出了平台的总体设计方案,并详细介绍了关键功能的实现方法;该平台已试用于《专业流程辅助管理系统》后期运维工作中,达到了预期的效果,验证了平台的实用性和高效性。

关键词：专业流程辅助管理系统工作流模型结构验证运行仿真