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项目年度编号
1500110046
成果公布年份
2014
成果简介
该项目属于土木建筑工程施工领域的地下工程仿真技术。随着城市地下空间开发和地下交通建设的发展，地下隧道掘进机的使用越来越广泛，施工安全、工程质量、人员培训等问题日益突出，在该领域研发和应用计算机仿真、虚拟现实等先进技术的需求应运而生。该项目目标就在于研制可以像真实掘进机一样进行操作、运行的仿真系统，用于地下隧道掘进施工的技术培训、安全培训，以及施工工艺虚拟化演示，辅助工程技术方案编制、技术论证、技术交底，并为发展地下工程虚拟施工打下基础。该项目的主要发明点如下：1）创造性地研发了地下隧道掘进机的三维图形仿真技术和仿真系统架构技术。取得了实体模型、动态仿真、图形仿真等研究成果，研制了盾构模型机、虚拟处理器、图形仿真器等基础设备，创造性地提出了仿真系统总体方案和架构体系，奠定了地下隧道掘进机仿真系统的理论基础和技术基础。相关成果已申请国家发明专利4项、实用新型专利1项，获得软件著作权2项（2011SR081269、2011SR081273）。2）发明了基于数字模型仿真的矩形隧道掘进模拟机。该发明以城市地下立交通道施工的新型设备TH691矩形隧道掘进机为原型，集成了地下隧道掘进机动态仿真、图形仿真，以及矩形隧道施工、机械技术，为地下空间施工技术和矩形隧道掘进机技术的教学实习和虚拟施工提供了新装备，属于国内外首创。相关成果获得国家发明专利授权(ZL201010586790.8)和软件著作权 (2013SR021707)。3）发明了采用组合仿真方法的土压平衡盾构教练机。该发明以城市地铁建造中常用的TM6340土压平衡盾构机为原型，集成了地下隧道掘进机实体模型、动态仿真、图形仿真，以及盾构法施工和机械技术，为地下空间施工技术和土压平衡盾构机技术的教学实习和虚拟施工提供了新装备。相关成果已申请国家发明专利1项，获得实用新型专利授权 (ZL201020614312.9)和软件著作权 (2013SR019239)。4）发明了基于场景模拟的地下隧道掘进施工测量室内实训系统，为地下工程施工测量技术的教学实习提供了新手段。该发明获得国家发明专利授权(ZL201110448919.3)和实用新型专利授权(ZL201020651892.9)。该项目申请各项专利10项(已授权4项)，其中发明专利7项(已授权2项)，获得软件著作权4项，具有完全自主知识产权。中国科学院出具的查新咨询报告及验收专家一致认为：研究成果总体达到国际先进水平。该系统自2010年起成功应用于上海建筑工程学校、上海建峰职业技术学院等地下工程学科教学，还应用于多项地铁工程的技术培训，并以虚拟演示功能辅助工程招投标、技术方案论证和技术交底等，取得很好的社会效益和经济效益。该项目成果发展了中国地下工程仿真技术，提高了地下隧道建造和机械技术的教育培训水平，也有利于发展地下隧道虚拟施工技术，为中国地下工程施工行业的技术进步做出了贡献。
完成人
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