计算机模拟仿真技术在土木工程管理中的应用

发表时间:2021/1/6   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:钱勇
[导读] 摘要:随着计算机技术不断发展,在各个行业的应用是越来越广泛,通过计算机技术的应用,可以更好地帮助人们完成工作,所以需要加强对计算机技术的研究。
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        摘要:随着计算机技术不断发展,在各个行业的应用是越来越广泛,通过计算机技术的应用,可以更好地帮助人们完成工作,所以需要加强对计算机技术的研究。随着信息化技术的发展,建筑企业若想建设处符合人们所需求的土木工程,就需要加强对先进信息技术手段的应用,只有这样才可以增强自身的核心竞争力。目前,计算机模拟仿真技术在土木工程中的应用越来越广泛,这也是建筑企业发展的必须趋势。笔者针对计算机模拟仿真技术进行了探究与分析,并提出了计算机模拟仿真技术在土木工程中应用的有效途径,希望有助于土木工程技术水平的提高。
        关键词:计算机模拟仿真技术;土木工程管理;应用
        引言
        在信息技术迅速发展的背景下,各行业通过计算机技术的应用取得了突破性的发展。在土木工程中加强计算机技术的融合,能帮助管理人员获得更加精准的数据信息,提升工程管理水平。但是其在应用过程中还存在不足,因此应加大对信息技术的研究力度,促使二者之间有效融合,促进行业发展。
        1计算机模拟仿真技术概述
        计算机仿真模拟技术以各种科学知识为原理,并借助计算机中的相关软件,采用虚拟试验的手段,来分析管理过程中的各种问题,并给出切实可行的解决方案。其在土木工程中发挥作用,主要是通过构建工程的仿真模型,以实际施工中的各项数据为依据,来设置相应的参数。在土木工程正式施工前,通过计算机模拟仿真技术,可以提前对施工过程有所了解,根据模型计算结果,能够知道在施工过程中可能会发生的各种意外事故,并且制定科学合理的施工方案。结合模型分析数据,进行不断的优化改进,这些改变也体现到施工方案的完善上来。分析结果具有一定的定量性,有较高的参考价值。在该技术的实施下,施工人员能够更加顺利地进行施工设计,而且制定的施工方案有较高的可信度,能够为施工提供可靠的指导。并且设置意外事故防控机制,即使真的发生了,也不至于手忙脚乱,影响到正常施工进度。计算机数值模拟实验是在计算机中进行的实验,虽然它不能代替真实的物理实验过程,但确实是一种极其重要的实验方法。它是通过大量“个例”来研究特定的物理过程,能够反复进行,而且能方便地控制和调整参数,在理论研究和实验之间搭起了一座“桥梁”。数值模拟可以研究一些非常复杂的过程,而理论研究必须做出许多简化假设才能处理这些过程,简化则意味着可能丢失许多重要的因素,这就使得数值模拟可以更全面地了解一个物理过程,而且还可能发现新的物理现象。另一方面,数值模拟也能够为实现观测方案提供理论的支持,对大型实验装置进行评估,对实验条件或实验参数进行优化选择,以避免造成极大的经济损失和人力浪费。随着计算机性能的高速发展,数值模拟在各门学科的研究中应用将更加广泛,起到越来越重要的作用。在实验过程中,我们会得到大量的数据,引入计算机编程进行实验数据处理,可以提高实验效果,为各类工程的开展提供准确可靠的分析结果,促进工程高效开展。
        2计算机模拟仿真技术在土木工程管理中的应用
        2.1在规划过程中的应用
        前期规划对土木工程来说至关重要,直接影响工程建设工期,甚至决定施工质量。因此,设计人员必须综合考虑各项影响因素,如环境因素、社会因素、自然条件因素等。同时,每项规划工作都与后续的施工操作密切关联,如果规划环节的工作质量不达标,那么后期就需要利用更多的时间与资金进行调整。通常情况下,计算机模拟仿真技术在规划过程中的应用主要涵盖以下几个方面:①对储存信息系统进行规划,如城市政策信息系统、地理信息系统等。

其可以直接对应适宜的数据库,让运行工作更加高效。②辅助与其关联性较强的制作系统,如城市景观式表现系统。③信息化的分析系统,最常见的就是城市规划信息分析系统,其能统一储存信息,直接输入系统平台进行分析处理,进而保证城市的规划工作的落实水平更高、科学性更强。
        2.2在土木工程测量中的应用
        土木工程测量水平的提高,不单单可以确保土木工程建设可以更加顺利的完成,同时还可以防止在施工中发生施工变更的情况,并且还可以保障土木工程建设的质量。在土木工程的整个施工中需要进行测量的地方角度,测量类型主要包括:高程测量、距离测量和角度测量等。土木工程测量工作比较繁琐,稍有疏忽就可能出现误差,并且在测量的过程中存在很多因素影响着测量的结果。为了避免误差的出现,可以在土木工程测量中应用计算机模拟仿真技术,首先,利用计算机收集土木工程施工环境信息。随后,利用计算机模拟仿真技术构建土木工程虚拟模型。最后,虚拟现实系统会自动的对土木工程虚拟模型进行测量,并制作测量报告。这样不仅减少了土木工程测量人员的工作量,同时还提高了土木工程测量的准确度,并且还是实现了测量效率的提高。
        2.3在运营阶段的应用
        基于计算机模拟仿真技术在土木工程领域视觉监控建设和运行方面的应用具有巨大潜力。计算机通过搭载不同类型的传感器,可以快速获得大量拍摄区域的高精度、大比例高清图像,生成三维模型,能及时更新实时道路信息,为紧急救援提供更准确快速的实时信息,以协助相关部门迅速准确地制定出最佳的应急和处置方案。计算机视觉技术是计算机模拟仿真技术中的一个重要领域,研究如何让机器学会看懂并理解现实世界,具体是指通过摄像机或计算机代替人眼对目标进行识别、跟踪、测量、恢复等任务处理,进一步获取其中包含的信息。在土木工程领域,计算机视觉技术对裂纹识别、位移测量、模态参数识别、车辆荷载识别等众多方面发挥着不可替代的作用。深度学习是用于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,并模仿人脑的机制来解释数据的一种机器学习技术。用BP神经网络、遗传算法(GA和PSO)、SOM聚类网络、支持向量机、卷积深度学习和贝叶斯推断方法,结合实际工程背景所监测到的数据,利用MATLAB计算出各预测模型的结果,并通过实测数据与预测数据的对比,发现以统计率理论为基础的SVM、PNN神经网络、以深度学习为基础的CNN神经网络所建立的预测模型与实测数据非常吻合,其误差在2%以内。人工智能算法种类繁多,各自都有不同的优缺点,选择合适的算法并进行优化,根据已知数据来预测未知数据,这样不仅可以有效地减少劳动力,还为土木工程领域监测—预测—预警提供新的途径。
        结语
        综上所述,计算机仿真模拟技术的科技性突出,以各种先进的知识为支持,技术体现出极高的应用价值。尤其是在土木工程中,通过构建工程仿真模型,并进行各种分析计算,得到可靠的分析结果。这为施工方案的制定提供了有效参考,消除了传统施工设计中的盲目性,提高了施工方案的科学水平,对于施工而言有着明显的促进作用。计算机软件的更新速度很快,这意味着计算机模拟仿真技术也在趋于完善。相信在不久的将来,计算机仿真模拟技术能为土木工程的发展提供更大助力,并应用到其他领域中。
        参考文献:
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        [2]薛娜.试论信息技术在工程建筑施工管理中的应用[J].中国建筑金属结构,2013(8):120-120.
        [3]刘铮,孙俊,刘利先.建筑结构概念设计与虚拟现实技术[J].工业建筑,2005,35(z1):219-221.
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