网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制系统及方法技术方案

一种网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制系统及方法，将可视化仿真技术与施工进度Ｓ型曲线相结合，包括表现层，用于管理界面、客户端、统计报表界面，还包括身份识别模块、网页页面，报表输出模块；应用层，是应用系统的业务逻辑实现层，用于接收来自表现层的功能请求、数据库的触发器及存储过程的各种功能组件，还包括数据检索模块、工程进度的实时分析与管理模块、Ｓ型曲线的网络计划、网络计划分析／调整模块、设备配置模块；数据层，用于存放并管理各种信息，实现对各种数据库和数据源的访问。本发明专利技术为大型地下洞室群施工管理提供了有力的分析工具，可有效地提高大型地下洞室群施工管理的现代化水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利水电工程中的组织设计和施工项目管理系统，特别是涉及利用网络环境，实现大型地下洞室群施工进度进行实时分析与控制的可视化仿真系统及其实现方法。
技术介绍
大型地下洞室群施工由于开挖量大，施工强度高，施工条件差，是一个极其复杂的过程。因此，对于地下洞室群施工而言，仅依靠管理人员采用传统的方法来分析计算，难以确定施工进度偏差产生的原因并分析偏差的性质，难以确定是否需要采取必要的纠偏措施，难以制定经济合理的纠偏措施、施工进度计划的调整方案和后续施工的重点关注环节。总之，要做到经济、合理、高效的施工进度管理，是比较困难的。所以，有必要采用科学的理论方法和先进的技术手段，全面系统地分析研究地下洞室群施工中各方面因素，统筹各方面相互联系和制约关系，实现各洞室各工序间的相互协调，使施工实时管理更加科学化，达到施工管理实时，高效，科学，直观，经济之目的。以往对地下洞室群施工的研究主要集中在施工过程的仿真上，针对隧洞施工的特点，天津大学的钟登华、孙锡衡等在国内首次提出了采用循环网络仿真模型来描述隧洞施工过程，从而获得单洞施工的合理工期和施工机械设备合理配置方案。随后，该方案又从系统观点出发，将地下洞室群施工系统仿真研究工作发展成为综合运用循环网络仿真技术、网络计划分析与优化技术等先进技术手段的地下洞室群施工系统分析方法，提供了一整套对地下洞室群进行科学研究的思路、技术路线和实现手段。当前随着计算机技术和网络技术的普及，移动办公成了可行的现实需求。网络化办公目前在水利水电工程领域有不少应用，但是，现有技术中所实现的大多是应用于常务性的办公，合同管理等，至于施工进度往往都只是施工数据信息的更新、查询等操作。对于工程进度偏差计算、分析、调整、优化等工作还不能做到网络化，也即是不能真正做到基于网络环境的对施工进度实时分析和控制。所以，网络环境下对地下洞室群施工进度实时分析与控制，并成功用于工程实践的理论方法还比较少。本专利技术提出的网络环境下大型地下洞室群施工实时分析与控制理论方法，为大型地下洞室群施工管理提供了有力的分析工具，可有效地提高大型地下洞室群施工管理的现代化水平。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述现有技术所存在的缺陷，而提出一种，在网络环境下，通过对施工偏差分析、施工资源优化程度评价、纠偏措施使用、后续工作进度安排的的计算机可视化仿真，实现了对水利水电工程中大型地下洞室群施工管理中各技术环节的远程自动控制。本专利技术提出了一种网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制系统，该系统包括表现层、应用层以及数据层表现层，用于管理界面、客户端、统计报表界面，它还包括身份识别模块、网页页面，报表输出模块；应用层，是应用系统的业务逻辑实现层，用于接收来自表现层的功能请求、数据库的触发器及存储过程的各种功能组件，还包括数据检索模块、工程进度的实时分析与管理模块、S型曲线的网络计划，其中，数据层，用于存放并管理各种信息，实现对各种数据库和数据源的访问。用户通过客户端输入用户名，进入系统；通过身份识别模块根据用户通过客户端输入的用户识别码从该数据库数据权限管理系统中检索有无该用户名对应的权限，如果没有，则操作结束；如果有，则根据该用户的权限，由客户端装置生成对应的操作本系统的网页界面，由用户使用；数据检索模块根据用户所输入的数据操作指令，从数据库系统中检索出对应于该操作指令且符合该用户使用权限的工程进度相关数据，并显示于用户的客户端，供用户操作使用；工程进度的实时分析与管理模块进行地下洞室群的可视化仿真，对该阶段施工全过程进行从头到尾的跟踪模拟，在仿真过程中获得施工进度的信息，及施工强度、资源利用率等方面的统计计算及分析；以S型曲线确定网络计划中各工序持续时间，建立工程施工的仿真模型，并引入随机仿真的概念，得出工序的持续时间，进而进行网络计划分析及仿真计算。本专利技术还提出了一种网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制方法，将可视化仿真技术与体现完成工程百分比的施工进度S型曲线相结合，通过在控制过程中分别设置全程仿真时钟和本地作业仿真时钟，来分别实现对全程仿真和本地仿真的状态控制，该方法包括以下步骤将全程仿真时钟初始化；设定全程仿真时钟时间间隔ΔT；全程仿真时钟每隔一个该时间间隔，判断是否有工序开始；当有工序开始时，判断该工序是否仿真工序；如是，待全程仿真状态结束后，进行全程仿真的统计分析；如否，调用本地仿真时钟进行初始化；设定本地仿真时钟时间间隔Δt；本地仿真时钟每隔一个该时间间隔Δt)，判断该时刻是否有作业发生； 如有，待本地仿真结束后，进行资源使用率的计算；输出参数。与已有技术相比，本专利技术将土建工程中应用较广的S型曲线技术引入地下洞室群施工进度管理中来，将网络计划技术与横道图、前锋线法科学地结合在一张以工程进展时间为横坐标、以累计完成工作量(投资额)占合同价的百分比为纵坐标的图表中，全面描述分项工程与总体工程计划与实际的施工起止时间、持续时间以及完成工程量或工作量占合同价的百分比，准确反映分项工程与总体工程的实际施工进度与计划施工进度的吻合情况，及时评估与调整施工资源，保证在合同工期内完成合同中规定的工程项目。并且结合可视化仿真技术，对检查点后续工作进行仿真计算，估算工期，对要采取措施的偏差在仿真的基础上采取相应的措施，以保证工程施工的顺利进行，高效完成。网络环境下地下洞室群施工进度的实时分析与管理为远程协同办公开辟了道路，克服了距离问题，较之于单机版软件系统大大提高了管理效率，并且应用面明显提高，实用价值增加许多，推广应用前景十分广阔。附图说明图1为本专利技术的网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制方法的整体流程图；图2是本专利技术的基于仿真的地下洞室群施工进度S型曲线示意图；图3是本专利技术的基于仿真的地下洞室群施工进度S型曲线预测示意图；图4是本专利技术的完工概率曲线与工期风险度曲线示意图；图5是本专利技术的工期、费用随机械设备数量变化的关系曲线示意图；图6是本专利技术的基于遗传算法的考虑资金时间价值因素资源均衡优化求解程序流程图。图7是本专利技术的网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制系统结构示意图。具体实施例方式地下洞室群的可视化仿真是把任何阶段的施工过程作为一个整体，对该阶段施工全过程进行从头到尾的跟踪模拟。在仿真过程中不仅可以得到施工进度的信息，如进度计划安排，关键路线寻找，通风仿真计算，同时可以进行如施工工作面、施工强度、资源利用率、道路系统的行车情况等方面的统计计算及分析，从而得到各个时段较全面的工程施工进行情况，并且可以通过结合GIS、3DMax等软件用图形直观表达出来，为复杂的地下洞室群施工提供了有力的计算与分析工具。如图1所示，为本专利技术的网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制方法的整体流程，该流程包括以下步骤将全程仿真时钟初始化，步骤101，设定一全程仿真时钟时间间隔ΔT，全程仿真时钟向前推进ΔT(即全程仿真时钟每隔一个该时间间隔ΔT)，步骤102；判断是否有工序开始，步骤103；当有工序开始时，判断该工序是否仿真工序步骤104，如果不是仿真工序，则改变整体仿真状态，步骤105，是否全程仿真结束，步骤106；待全程仿真状态结束后，进行全程仿真的统计分析，步骤107。如果工序不是仿真工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络环境下大型地下洞室群施工进度实时分析与控制系统，将可视化仿真技术与施工进度Ｓ型曲线相结合，包括：表现层，用于管理界面、客户端、统计报表界面，它还包括身份识别模块、网页页面，报表输出模块；应用层，是应用系统的业务逻辑实 现层，用于接收来自表现层的功能请求、数据库的触发器及存储过程的各种功能组件，还包括数据检索模块、工程进度的实时分析与管理模块、Ｓ型曲线的网络计划；数据层，用于存放并管理各种信息，实现对各种数据库和数据源的访问。用户通过客户端 输入用户名，进入系统；通过身份识别模块根据用户通过客户端输入的用户识别码从该数据库数据权限管理系统中检索有无该用户名对应的权限，如果没有，则操作结束；如果有，则根据该用户的权限，由客户端装置生成对应的操作本系统的网页界面，由用户使用；数据检索模块根据用户所输入的数据操作指令，从数据库系统中检索出对应于该操作指令且符合该用户使用权限的工程进度相关数据，并显示于用户的客户端，供用户操作使用；工程进度的实时分析与管理模块进行地下洞室群的可视化仿真，对该阶段施工全过程进行从头到尾的跟踪模拟，在仿真过程中获得到施工进度的信息，及施工强度、资源利用率等方面的统计计算及分析；以Ｓ型曲线确定网络计划中各工序持续时间，建立工程施工的仿真模型，并引入随机仿真的概念，得出工序的持续时间，进而进行网络计划分析及仿真计算。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟登华，宋洋，刘奎建，杨晓刚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]