水利工程系水工一体化模拟仿真实训平台一、项目背景水工一体化模拟仿真实训平台选用国内知名大型水电站（拱坝、重力坝、土石坝等）为原型制作，按比例设计加工成三级枢纽动态仿真设备，集仿真演示、模拟实训、数据采集存储和运用等于一体，实现仿真模拟通水演示，通过计算机操控演示得到枢纽大坝及各建筑物运行状态、实现实时界面操作等功能。含PLC智能模块，可实现挑距冲刷坑变化、水流形态变化、水位观测、模拟发电、显示实时状态。该平台可通过演示操作来加深学生对各种电站功能布局的认识，突出实践教学在学生基本技能和创新能力培养中的作用，训练学生从事水利水电工程领域的施工和管理等方面工作的基本技能，达到教、学、练一体化的目的。其内容涉及到《水文及水利水电规划》、《水工建筑物》、《水电站》、《水电站建筑物》、《水力学》、《水工结构》、《水利工程施工》、《水轮机》等多门学科。二、项目说明本水工一体化模拟仿真实训平台为某一河流梯级开发的动态模拟，它包括水资源开发与利用的三级水利枢纽，一、二级为水利水电蓄水枢纽，三级为有坝引水枢纽。三级水利枢纽包括了水利工程中的一些主要水工建筑物，整个平台建设要求动态，直观，还能反映水工建筑物的细部结构，用不同颜色的材料表示，模型尺寸大致为16米×8米×3米，设备演示实验用水采用自循环系统供水。整个水工一体化模拟仿真实训平台应具有以下功能和特点:（一）水工建筑物典型，全面，综合性强，有双曲拱坝、重力坝、土石坝，水闸，船闸、渠系建筑物等水工建筑物。（二）各级枢纽可按实际通水，动态模拟，形象逼真，仿真性强，使人有身临其境的感觉。具有很高的观赏性，直观性。（三）操作控制分触控软件控制、iPad移动式全方位控制两种操作方式，操作方便、灵活。（四）平台中的传动机构采用金属部件，坚固耐用，不变形。（五）设备采用单片机自动程序控制，语音讲解。（六）设备演示时，可清楚的观看到水的各种流态，如电站引水系统的非恒定流现象、坝段渗流、消能及各级枢纽设备的运行操作，如:泄洪，升船过坝，船闸运行等。另外能人机互动，方便教学演示。模型建成后，能为水利学科各专业学生认识实习、专业课实验教学及职工培训所用。参考图片（整体样式）三、实训平台结构要点（一）一级蓄水枢纽及建筑物—双曲拱坝一级蓄水枢纽为某河流水资源龙头开发的动态模拟，一级水利枢纽知名大型拱坝水利枢纽工程为原型等比例缩小制作，其枢纽的主要任务是防洪、灌溉和发电等。主要建筑物包括:挡水大坝、表孔泄水的溢流坝段，两个对称布置的滑雪式溢洪道，放空底孔，水电站引水洞进口建筑物。整个水工建筑物要求透明直观，既能反应建筑物的细部结构，又能进行水库的调度调节及水电站运行的动态模拟演示， 物流模型不仅能适用再物流场景，还能用在其他场景。物流三大块，运输，设施和库存。1.运输模型。 运输时网络，网络上有货物叫做流量，网络的边是运输成本。这样我们就发现，运输模型，其实可以用在互联网模型中。再互联网中，运输路线就是网络线，每个客户端就是运输模型中的客户。运输的货物量就是网络中的流量。运输成本就是网络中的时间延时。所以，如果物流学的基础知识学好，转行做互联网也是很容易的。物流的基础知识，包括图论，线性规划，整数规划，非线性规划，凸优化等等。千万不要把学物流的看成送快递的。物流在二战时候是一帮数学家在搞。物流是高大上的专业。其他应用场景，只要符合这些条件，都可以使用。点，网络，流量，成本。最大化，最小化。车辆路径问题模型是常用的模型。 我在网上看到快播CEO王欣的报道。他说，视频企业有个困难，客户需要越来越高的观影速度。但是企业的带宽不能无限增大，当人数增多是，分给每个人的带宽就下降很多。这样用户的下载速度就很慢，观影体验就下降。因此，他就想，如何把客户的带宽利用上。让用户当成视频分发点。原因我猜就是，因为用户不是在相同的时间内看的。一些用户早看，就让他下载下来放在用户的电脑上。别人在看的时候，从这个用户那里分发视频。这在运输模型中，就是仓库呀。平白多了这么多仓库。想一想是不是很有意思。 当然信息模型有一个很特殊的地方，就是产品使可以复制的。也就是说信息从一个地方发送到另一个地方，原来地方的信息并没有消失，而凭空产生了新的信息。这样当用户规模增大后，后来的客户的下载速度那是飞一般的快。因为供应成指数级增加。2.设施模型。 设施模型是生产模型。也就是机器加工模型。机器数量是有限的。每个机器加工某件物品时需要时间的，加工工序有先后顺序。如何调度加工顺序，使得单位时间内加工的物品最多。 这个模型很有意思。如果你们把机器看。也就是在工作中，有些流程必须某些人处理，那么，这些人就是系统的关键节点。如果你要办一件事，越快越好，而办这件事需要好几个程序，每个公序需要耗费一些时间。而哪些关键的人的空闲时间时有限的。如何处理办事流程，使你的等待时间最小，总的耗时最短。就是这类问题。设施模型用到的理论主要是调度理论。3. 库存模型 库存模型是订货模型。最要是随机因素影响比较大。会用到积分理论，微分理论，不确定理论，随机规划理论。 火力发电模型 火力发电中存在着三种型式的能量转换过程:燃料化学能→ 蒸汽热能→机械能→ 电能^fen^利用燃料发热，加热水，形成高温高压过热蒸汽，然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功，冲击汽轮机转子高速旋转，带动发电机转子旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，再利用升压变压器，升到系统电压，与系统并网，向外输送电能。