本发明涉及虚拟仿真，尤其是涉及一种基于土方工程的代理基连续仿真系统。
背景技术：
1、在工程建设的规划、策划环节使用仿真技术，可以对工程的工区划分、班组配置、施工工艺、运输路线等进行预先策划，并通过仿真技术预演仿真模型，找出真实工程中施工方案存在的问题、可以改进的地方，并对方案进行调整优化，避免在实际施工环节对施工方案进行更改和返工，从而对项目进行精细化设计、避免返工、缩短工期、提高效率、降低成本。目前，施工建筑业普遍较为传统，数字化程度较低，由于市场环境发生了变更，需要减少工程的成本与周期；因此，采用虚拟仿真技术通过构建工程的仿真模型，对工程的施工组织进行预演、分析，评判不同施工方案的优劣，对减少现实工程的生产周期、减少成本具有重要意义。
2、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于土方工程的代理基连续仿真系统，以现实工程建立系统模型，并通过模型对实际工程系统进行实验的过程。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、本发明提供一种基于土方工程的代理基连续仿真系统，包括地形编辑模块、开挖区编辑模块、道路编辑模块、代理基仿真系统、仿真场景建模模块、仿真模拟模块、模板模块以及统计分析模块；其中，
4、所述地形编辑模块用于将地形高程数据处理为带高度信息的灰度图，在系统中根据灰度图生成高精度的三维地形模型，并进一步对生成的地形进行自动贴图、生成植被；实现工程数据生成三维仿真数据底座；
5、所述开挖区编辑模块用于辅助用户按施工分区在生成的三维地形模型中生成虚拟开挖分区；
6、所述道路编辑模块用于根据道路信息在三维地形上生成道路模型，并添加道路标线、限速标识；
7、所述代理基仿真系统用于实现核心的服务队列模型并实现代理仿真系统，实现仿真系统的1至1000时间倍数运行；
8、所述仿真场景建模模块用于根据施工组织编排仿真代理，在仿真系统中实现施工组织；
9、所述仿真模拟模块用于根据施工组织与项目设置模拟运行土方开挖工程施工，并记录运行数据；
10、所述模板模块用于创建不同的代理，现实中的挖掘机、运渣车有不同的型号与性能参数；在模板系统创建不同型号的代理，为代理指定不同的外形与性能参数；
11、所述统计分析模块用于采集并统计运行过程中的动态数据，将关键数据分析处理后整理为可读性数据辅助用户决策。
12、进一步：所述地形编辑模块将测绘得到的高程数据处理为灰度图；根据测绘地块的面积创建包括地块的基础三维地形；采集灰度图的灰阶信息与高程的高度差，计算出高密度的三维空间坐标点集；根据坐标点集修改基础三维地形对应网格的坐标点高度，创建基本与现实地形一致的三维地形；根据选定的地形特征自动为地形创建对应的贴图、植被，设置对应的土壤物理性质。
13、进一步：所述开挖区编辑模块根据施工组织的开挖区设置在三维地形中创建对应的开挖区块；区块范围内均等创建一立方米为单位的地形处理单元，每个单元计算从开挖最低位置到最高位置的土方体积，并计算提供三维地形的开挖坐标信息；多选处理单元创建新的区块。
14、进一步：所述道路编辑模块实现参数化道路建模功能，包含道路三维模型生成、交通标识放置、交通规则设置。
15、进一步：所述代理基仿真系统实现服务队列模型、仿真系统的1至1000时间倍数运行；抽象出八类基础代理，包括零部件、机器、缓冲区、车辆、轨道、劳动者、路径、模块。
16、进一步：所述零部件是一种最基本的仿真元素，代表在其他仿真元素中移动的事务，在土方工程中用来代表土方；
17、所述机器是获取、处理零部件并将其搬运至目的地的仿真元素；不同的机器代表不同类型的处理过程；
18、所述缓冲区是存放部件的仿真元素；缓冲区不能主动运输或者获取部件，起一个存放作用，靠其他仿真元素的推送或拉取；
19、所述车辆是一种将一个或多个部件从一个地点运载到另一个地点的仿真元素，在土方工程中用来指代运渣车；
20、所述轨道是一种代表车辆运输部件时所遵循路径的仿真元素，同时轨道也定义了车辆装载、卸载或停靠的地点；车辆所走的道路是由一系列的轨道组成，每条轨道都是单向的，一条双向轨道用两条线路相同但是方向相反的轨道表示；
21、所述劳动者代指对其他元素进行处理、加工、装配、修理或清洁的元素，对各种类型的劳动者设置不同的班次，用不同工作方式，休息和加班来进行实验；
22、所述路径是设定部件和劳动者从一个元素到达另一个元素的仿真元素，在仿真模型中用它来代表现实系统中行程的长度和实际路线；
23、所述模块代指一些仿真元素集合的元素，通过模块可以建立具有自处理循环的模型。
24、进一步：所述运渣车具有“忙(m)”“闲(x)”两种工作状态；假设当前仿真方案中具有i(i＝1,2,3,…,n)辆运渣车，当运渣车处于“忙”状态，则系统会记录运渣车开始工作时间tvms(i)和运渣车结束工作时间tνme(i)，则当前运渣车的工作时间tvm(i)＝tνms(i)-tvme(i)；同理，当运渣车处于“闲”状态，则系统会记录运渣车开始工作时间tvxs(i)和运渣车结束工作时间tvxe(i)，则当前运渣车的工作时间tvx(i)＝tνxs(i)-tvxe(i)；
25、仿真运行结束，则可以得到n辆运渣车“忙”状态的时间tνm＝[tνm(1),tνm(2),tνm(3),…,tvm(n)]和n辆运渣车“闲”状态的时间tvx＝[tvx(1),tvx(2),tvx(3),…,tvx(n)]
26、将所有运渣车的“忙”状态时间进行排序，得到新的tvmn＝[tvmn(1),tνmn(2),tνmn(3),…,tvmn(n)]，其中，tvmn(1)<tvmn(2)<…<tvmn(n),同时将运渣车的“闲”状态时间进行累计，tvxn＝tνx(1)+tvx(2)+tvx(3)+…+tvx(n)]；
27、当tvxn<tvmn(1)，则此时系统内所有运渣车均处于饱和作业，无需进行优化；
28、当tvxn>tvmn(1)，则系统可减少运渣车数量，tvxn>tvmn(1)+tvmn(2)+…+tvmn(m)，tvxn<tvmn(1)+tvmn(2)+…+tvmn(m+1)，其中(m＝1,2,3…，且m<n),则可以将tvmn(1),tνmn(2),…,tνmn(m)对应序号的运渣车进行优化，减少系统内运渣车数量以提高运渣车利用率。
29、进一步：所述仿真场景建模模块复现了施工场景与施工方案组织，在系统创建施工场地、施工工作任务、工作任务组织方案，然后根据施工组织创建对应的三维仿真代理对象，配置设备代理的初始参数、运作逻辑、配合机制，进而建立完整的仿真逻辑模型。
30、进一步：所述仿真模拟模块实现土方开挖工程的仿真运行，复现工程场景、施工组织与初始设置，按仿真模型以设定倍数运行土方开挖工程仿真，实时更新运行数据，根据运行状态更改仿真模型。
31、进一步：所述模板模块实现同一套仿真逻辑适配多种代理；在使用同一个仿真逻辑的前提下，实现通过为三维代理设置不同外观模型、不同性能参数设置不同仿真逻辑进而模拟不同的设备；
32、所述统计分析模块统计了每个代理对象全生命期的数据；通过分析项目模拟的最终施工周期、成本与每个代理对象利用率、综合效率，辅助决策评判施工组织方案差异，根据实际需求调整并再次模拟运行，直至运算出合适方案。
33、采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
34、本发明以土方工程的模拟为切入点，采用代理基连续仿真模拟方法，以服务队列模型为核心逻辑，模拟土方工程的施工过程，做到事前对整个土方工程施工组织的高倍数模拟运行，校验施工组织方案的可行性与效率。
1.一种基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于，包括地形编辑模块、开挖区编辑模块、道路编辑模块、代理基仿真系统、仿真场景建模模块、仿真模拟模块、模板模块以及统计分析模块；其中，
2.根据权利要求1所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述地形编辑模块将测绘得到的高程数据处理为灰度图；根据测绘地块的面积创建包括地块的基础三维地形；采集灰度图的灰阶信息与高程的高度差，计算出高密度的三维空间坐标点集；根据坐标点集修改基础三维地形对应网格的坐标点高度，创建基本与现实地形一致的三维地形；根据选定的地形特征自动为地形创建对应的贴图、植被，设置对应的土壤物理性质。
3.根据权利要求1所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述开挖区编辑模块根据施工组织的开挖区设置在三维地形中创建对应的开挖区块；区块范围内均等创建一立方米为单位的地形处理单元，每个单元计算从开挖最低位置到最高位置的土方体积，并计算提供三维地形的开挖坐标信息；多选处理单元创建新的区块。
4.根据权利要求1所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述道路编辑模块实现参数化道路建模功能，包含道路三维模型生成、交通标识放置、交通规则设置。
5.根据权利要求1所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述代理基仿真系统实现服务队列模型、仿真系统的1至1000时间倍数运行；抽象出八类基础代理，包括零部件、机器、缓冲区、车辆、轨道、劳动者、路径、模块。
6.根据权利要求5所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述零部件是一种最基本的仿真元素，代表在其他仿真元素中移动的事务，在土方工程中用来代表土方；
7.根据权利要求6所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述运渣车具有“忙(m)”“闲(x)”两种工作状态；假设当前仿真方案中具有i(i＝1,2,3,…,n)辆运渣车，当运渣车处于“忙”状态，则系统会记录运渣车开始工作时间tvms(i)和运渣车结束工作时间tνme(i)，则当前运渣车的工作时间tvm(i)＝tvms(i)-tvme(i)；同理，当运渣车处于“闲”状态，则系统会记录运渣车开始工作时间tvxs(i)和运渣车结束工作时间tνxe(i)，则当前运渣车的工作时间tνx(i)＝tvxs(i)-tvxe(i)；
8.根据权利要求1所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述仿真场景建模模块复现了施工场景与施工方案组织，在系统创建施工场地、施工工作任务、工作任务组织方案，然后根据施工组织创建对应的三维仿真代理对象，配置设备代理的初始参数、运作逻辑、配合机制，进而建立完整的仿真逻辑模型。
9.根据权利要求1所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述仿真模拟模块实现土方开挖工程的仿真运行，复现工程场景、施工组织与初始设置，按仿真模型以设定倍数运行土方开挖工程仿真，实时更新运行数据，根据运行状态更改仿真模型。
10.根据权利要求1所述的基于土方工程的代理基连续仿真系统，其特征在于：所述模板模块实现同一套仿真逻辑适配多种代理；在使用同一个仿真逻辑的前提下，实现通过为三维代理设置不同外观模型、不同性能参数设置不同仿真逻辑进而模拟不同的设备；
