[发明专利]高拱坝施工的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过数据挖掘进行水利工程的仿真设计，具体的讲是通过数据挖掘进行高拱坝施工的仿真方法。

背景技术

采用计算机仿真技术进行高拱坝施工进度分析是近年来在水利工程领域里逐渐推广使用的先进方法。其主要原理是通过对高拱坝施工过程进行概化和抽象，建立与现实施工过程相对应的计算机模拟模型，模仿实际系统的运行过程，分析系统状态随时间的动态变化规律。

施工仿真技术作为施工进度控制与决策的重要技术支撑手段，在国内外高混凝土拱坝的设计方案论证、施工期进度咨询等方面发挥了重要作用。然而随着国内300m级高拱坝的相继开工建设，高拱坝混凝土浇筑施工设备、施工组织方法、施工技术水平、组织管理手段等不断发展创新，不同工程在工程自身特性、施工单位的施工技术能力、建设单位的管理模式等各有特点，同一工程随着施工的进展在磨合程度、技术总结进步、施工资源投入等方面不断调整，传统的高拱坝浇筑施工仿真方法难以快速适应工程的各种边界条件的频繁、动态变化；另一方面，在工程实施过程中积累了大量不同来源、杂乱无章的施工数据，如何充分利用这些数据、基于工程的实际施工数据和施工仿真分析的需要进行充分分析挖掘，提取有用的仿真参数修正仿真模型、动态适应工程的变化，是关系到施工仿真成果准确性的关键之一，也是施工仿真技术面临的重要难题。

在现有施工仿真系统的研究和应用中，仿真模型的建立主要依据相关施工规范的规定、施工专家的个人经验、工程调研等，通过人工总结、归纳、概化形成仿真算法；仿真边界条件往往由仿真系统用户根据个人经验和对工程的定性认识来选择。这样使得目前的施工仿真技术存在以下缺陷：

1、水电工程的各项目分别具有唯一性的特点，各工程的施工过程和施工规律具有较强的个性，通过施工规范、专家经验等方法建立的仿真模型符合高拱坝施工的一般规律，但在对具体工程进行仿真分析时，难以充分适应具体工程自身的个性特点，影响施工仿真技术指导施工的意义。

2、未能充分利用高拱坝工程混凝土施工中产生的海量的、凌乱的实际施工数据，通过对数据的评价、分析、推理形成对工程施工有指导意义的施工规律、技术参数、施工方案。

3、未能通过对实际施工数据的动态分析，提取适合工程不同施工阶段的仿真参数，修正仿真系统模型，提高系统准确性。

发明内容

针对以上的问题，本发明提供了一种高拱坝施工的仿真方法，目的是通过对工程建设过程中海量的实际施工数据进行数据挖掘，获得或验证工程施工中各种因素对施工进度的影响规律，完善施工仿真系统模型、修正仿真规则，以提高仿真系统的准确性和效率，加强施工仿真系统在高拱坝施工进度控制中的指导作用。

本发明的高拱坝施工的仿真方法，包括：

a．对反映施工进度状况的数据进行采集；

b．对采集到的数据进行数据整理和数据集成，其中数据整理包括填写缺失的数据值、识别或删除离群点，以及删除重复数据并解决数据的不一致性；数据集成包括根据数据库结构，设定源数据的导出接口，集成不同采集主体和不同工程的实际施工数据，建立拱坝施工进度的数据仓库；

c．通过基于两阶段频繁集理论递推方法的布尔型关联规则挖掘算法（Apriori算法）获取所述数据仓库中数据的关联关系；Apriori算法是数据挖掘技术中的基础算法，在超市货物管理、火电自动化控制等很多其它存在关联分析需求的领域都有应用，但在水电工程施工仿真技术中尚未有相关研究和应用。

d．将步骤c获得的数据间的关联关系与施工仿真系统中的浇筑决策规则库中的规则进行逐一对比，增加或更新浇筑决策规则库中的规则，所述的规则为通过对具体工程实际施工数据进行挖掘获取的数据关系；根据浇筑决策规则库中的规则通过计算机仿真技术建立高拱坝施工仿真系统；

e．根据施工的确定型参数，通过浇筑决策规则库中的规则进行仿真系统参数的选择。