序號

平臺或典型實驗項目

技術規格與參數（參考）

實驗項目性質

說明

數量

1

虛擬仿真中心管理平臺（網站）

一、技術參數

1）支持虛擬實驗中心門戶網站🐖，系統內容包括中心介紹、實驗教學👨🏿‍🏫、實驗隊伍🔀、管理模式、設備與環境🫅、教學特色🙆🏿、中心新聞/公告/通知等🚅，門戶網站可按照校方需要進行定製。

2）B/S架構設計，支持網頁界面操作方式🚁🧝‍♀️，軟件首頁支持學生、課程教師、教務管理員、系統管理員使用不同的身份登錄軟件🤴🏼；不同的身份具有不同的操作權限👷；提供系統管理功能🛀🏿，包括用戶、分組、角色🤏🏼👢、權限🪿、日誌管理等🐐。

3）提供實驗教務管理功能𓀃，包括💂🏻：課程庫、培養計劃🧍🏻‍♀️、排課、選課👳‍♂️⛓️‍💥、開課審核等功能。教務管理人員可以根據恒行3的教學計劃和教學大綱進行課程計劃和教學大綱進行課程計劃、開課計劃、開課審核的查看🚃、增加、刪除、修改、發布以及相應信息的維護，同時可查詢每學期的開課情況，同時可以設置新課程的適用對象，編輯適用班級🧍🏻‍♂️、上課的學生數👮🏽、課時數等。

4)提供實驗教學管理功能✨，包括虛擬實驗安排🦘、實驗批改、考勤管理、成績管理✋、實驗報告等。教師可以根據實驗教學大綱和自身的要求，維護系統預加的課程典型實驗📫，進行查看🐘、修改🥨、刪除，同時也可以根據本校的個性化教學要求重新設計添加自己的實驗，根據教學要求，從典型實驗庫裏面選擇相應的實驗安排給學生，並且可以設置實驗的開始時間和截止時間，教師可以根據學生提供的實驗結果及電子版實驗報告手動給予分數及評語📽。

5)支持的實驗類型有實物實驗、虛擬實驗、演示實驗🌌👨🏼‍🚀、客戶端實驗、虛實實驗、遠程實驗、三維仿真實驗、應用虛擬化實驗。

6)提供實驗前理論學習功能，包括實驗前學生通過練習👨🏽‍🎨、自測、課件等方式學習實驗理論知識等。

7)提供實驗過程智能指導功能接口，學生在實驗過程中遇到問題可以請求指導🤖🎴，系統給出指導信息🐓。

8)提供實驗結果自動批改功能接口🦬，學生提交實驗結果後系統自動評判，給出分數和評分點。

9)提供實驗報告管理功能，支持實驗報告在線提交💆‍♀️，並提供實驗報告在線批註和自動批改功能🚓；

10）提供實驗成績統計查詢等功能:可以提供班級、某門課程實驗、所有實驗等多種形式的數字統計、成績查詢等功能。

11)可以與第三方開發的各種虛擬仿真軟件進行集成並進行統一管理，可以支持演示動畫的上傳，發布、集成等工作🧝🏻。提供實時答疑功能📰♧，使得教師和學生可通過文本🎟、語音方式實時在線交流❤️；提供非實時答疑功能🏌️‍♀️，建立問題庫，並對問題進行分類，以便用戶查找、提出、回答及處理問題🪶；提供問題庫的審核、增加🌯、刪除👩‍👩‍👧‍👧、查詢、修改功能，便於教師管理維護🚶🏻‍♀️。

12）需以一門虛擬仿真實驗課程產品演示平臺的完整教學流程管理功能使用說明書🫄🏻👷🏼‍♀️，包括：實驗開課管理🧑🏼‍🔧、典型實驗庫的維護👳🏻‍♀️、典型實驗安排、虛擬實驗結果的批改功能👨🏽‍🔬、學生虛擬實驗結果及實驗報告的提交、實驗成績的查詢及統計等管理功能🙎🏼‍♂️。

13）該平臺搭建我校校院網，支持校園網用戶的PC機終端📵、手機、平板電腦等移動用戶使用，符合“恒行3平台信息應用系統管理辦法”有關規定，且在上網前需經網絡漏掃描檢查合格。支持同時在線人數1000人以上👨🏿‍✈️，並支持後期第三方其他虛擬仿真實驗項目的集成。

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若采用我校已建的虛擬仿真平臺🙇🏿‍♀️🪰，由此引起與原平臺研發單位的協調溝通等事項費用由中標方負擔。

1

2

流域水文過程及水庫防洪調度仿真系統

通過三維仿真技術🖥♉️，對不同的下墊面場景進行三維仿真建模🔠，包括林地🌚、草地🚣🏿‍♂️、農田等不同場景，設置改變不同的降雨強度、歷時、地形類型等參數，模擬流域產匯流過程，並通過三維模型🔅、特效等手段模擬流域水文過程。提供B/S架構的虛擬仿真實驗，可綜合集成到虛擬仿真實驗管理平臺。

流域水文過程模擬內容：

1）土壤-植被-大氣間物質能量傳輸過程😺、植被的水文生態效應分析等方面的模擬

2）流域生態水文過程模擬

3）土地利用變化對水文過程影響模擬

水庫防洪調度仿真模擬內容：

對不同的實驗場景進行三維仿真建模，包括入庫洪水、泄洪建築物控製運用模擬（有閘控製溢洪道、無閘溢洪道🕤、泄洪洞）、泄流過程模擬、下遊河道水流過程模擬等👨🏽‍🎨。

以上兩個方面實現人機互動開展實驗，並能在整個流域進行漫遊。

綜合、設計、演示

中心申報視頻材料(10分鐘)👩🏻‍🔬、申報書撰寫配合與協助等工作費用應包括在項目費用中💃🏻。

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3

渠道灌溉系統虛擬仿真設計系統

通過三維仿真技術，對渠道灌溉系統設計中常遇到的地形和建築物進行三維仿真設計🤸🏻。地形主要包括山前平原區、山區、丘陵區；建築物主要包括不同形式渠道🙍🏻‍♂️、渠系建築物🛗、田間工程設計等🍸；根據合理控製🔏、便於管理、保證安全🕶、力求經濟的原則進行規劃幹支鬥農骨幹渠系和田間工程。提供B/S架構的虛擬仿真實驗，可完美集成到虛擬仿真實驗管理平臺🎹。設計過程參考灌溉排水工程設計規範進行。

仿真模擬渠道灌溉系統設計過程：

1）灌溉渠道系統規劃布置〽️：地表河流水源提供四種情況🤚🏽🖕🏻，供學生選擇，但首部樞紐不進行設計。取水方式包括無壩、有壩🧖🏻‍♂️、抽水和水庫取水。渠系布置應針對不同地形，合理選取相應建築物形式🟦，包含所有渠系建築物形式，灌溉渠系、田間工程、退泄水系統，可實現立體可視化場景規劃🤺。

2）可模擬不同級別渠道設計渠道流量和最大、最小流量👏🏼。

3）考慮灌溉工作製度🥖，包括輪灌、續灌。在一條典型支渠上進行渠道橫斷面設計。渠道橫斷面可設計為梯形、矩形、半圓形🧖🏼🧑‍🍳，可設計為單式斷面、復式斷面，根據地形合理設計為填方渠道🚶🏻‍♂️‍➡️、挖方渠道。設計參數應能夠在規範推薦值範圍內進行選取。

4）渠道縱斷面設計🪳。通過在地形圖上選線👩🏽‍💻，確定走向和縱坡🍿，根據縱斷面中心線確定各樁點的渠底高程、渠頂高程🧙🏻‍♀️、水位高程🍼。

5）渠系建築物的布置。針對不同的條件要求設置建築物，包括水閘(進水閘、分水閘、節製閘🦸🏽、泄水閘)🏜、渡槽（梁式渡槽、拱式渡槽）🦯、倒虹吸（豎井式🕕🙇‍♀️、橋式或斜坡式）🤷🏼、跌水（單級跌水、多級跌水）、橋、涵洞🌇、過水隧洞、在典型渠系上設置量不同水建築物。整個系統應設置量水、流量、水位自動監測、控製設備選項。

6）田間工程布置。在典型地形布置田間工程👨🏼‍🍳，選取不同地面灌溉（畦灌👷🏿‍♀️、溝灌、淹灌）。

7）設計完成後，自動生成渠灌系統，實現不同流量情景下，全景展示灌溉過程。細部主要在典型渠系中展示。

8）具有人機互動、全灌區漫遊功能。

綜合、設計、演示

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4

管道灌溉系統設計施工過程模擬系統

通過三維仿真技術🍒，對灌溉管道系統設計施工過程用到的噴灌🍝🤴、滴灌和管道灌溉三種情景進行選擇場景進行三維仿真建模，包括不同系統設計👰🏿、灌溉施工的場景。提供B/S架構的虛擬仿真實驗，可完美集成到虛擬仿真實驗管理平臺🧜🏻‍♂️🍱。

管道灌溉系統設計、施工模擬：

參考噴灌🏃🏻‍♂️、微灌、管灌工程設計技術規範和施工規範流程進行模擬設計、施工過程。

1）針對三種類型，可以分別選擇設計參數（參考微灌🦻、噴灌和管灌工程設計規範推薦參數參考值作為設計基礎資料庫）。基礎情景應包括平原和微起伏地形👉🏽，土壤質地應包括壤土、黏土和沙壤土等，種植作物包括果樹和農作物。

2）灌溉製度及工作製度確定，包括凈灌水定額計算🆒、設計灌水周期、毛灌水定額灌水次數及灌溉定額、輪灌組劃分→。

3）內嵌水力計算公式及參數選擇，自動完成水力計算，生成有關計算表格，確定設計流量及管徑（應包括不同灌溉材料數據庫，可以進行選擇）。

4）管網系統布置，模擬不同地形、地塊🍿、道路等情況布置管道系統。以規範要求為約束條件，減少布置隨意性🧯。

5）設計揚程計算，選擇動力機具與水泵。

6）首部設計🏃🏻‍♂️：針對不同類型🧑‍🚀，選擇首部樞紐，對與滴灌系統🐌，應包括不同類型的過濾裝置和施肥裝置👨‍🔧。系統中應包括量測、控製、安全保護等裝置♓️。

7）能夠根據管線布置情況，內嵌不同材料價格，實現自動工程概算🖕🏽，以表格形式呈現工程的預算成本👨🏻‍🦼。

8）設計完成可以進行施工過程演示，選擇不同管件和不同灌溉系統設備，組裝為系統🫑，模擬施工工程🧑‍🏫，演示管道通水灌溉過程🦐，考慮控製監測系統儀表、不同管件點擊顯示放大與功能說明🧒🏻。

9）實現人機互動開展實驗。

綜合、設計💇🏼‍♂️、演示

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水利水電工程樞紐組成及功能認知系統

通過三維仿真技術👐🏽，對流域不同河段順次仿真，上遊拱壩水利樞紐👩🏼‍🦲、中遊重力壩水利樞紐、下遊采用攔河閘水利樞紐🔁、土石壩水利樞紐⚰️。拱壩樞紐主要包括拱壩擋水建築物👈、地下電站系統🐫、滑雪道、溢洪道♚、泄洪隧洞；重力壩樞紐主要包括溢流式重力壩和非溢流式重力壩🙍🏽‍♀️、船閘或升船機、壩後式電站、開關站；攔河閘水利樞紐主要包括泄洪閘🧑‍💻、沖砂閘🙍🏿‍♂️🔏、進水閘等建築物🧑🏽‍🎄；土石壩水利樞紐主要包括土石壩、溢洪道、進水閘、泄洪洞等；並將不同壩型加入相應河流的中下遊。提供B/S架構的虛擬仿真實驗，可完美集成到虛擬仿真實驗管理平臺👮🏽‍♂️。

1）仿真模擬不同壩型，包括拱壩、支墩壩、土石壩👨‍👧‍👧、混凝土重力壩等，在重力壩中根據壩的橫斷面的結構型式可分為實體重力壩🧑🏼‍🌾🏛、寬縫重力壩🌓、空腹重力壩、預應力重力壩👲🏽、碾壓混凝土重力壩等。通過文字🍪、圖片🌊、三維場景模型漫遊的形式介紹不同壩型的適應性🧐、壩體細部結構等🫄。

2）仿真模擬不同建築物🧛‍♀️，包括主要建築物有擋水建築物，泄水建築物🏄‍♂️，放空建築物和電站建築物𓀙。通過文字🎽、圖片😋、三維場景漫遊的形式介紹這些建築物🎄🫲🏿。

演示🤾🏽‍♀️、認知

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面板堆石壩施工過程模擬系統

通過三維仿真技術，對面板堆土石壩的築壩材料🔆、設備進行三維仿真建模，包括施工用的粗骨料、細骨料、拌合樓等等。用戶可以自由選擇施工機具，進行面板堆石壩的設計和搭建，學習施工材料的製備🍎、混凝土和土石料的施工工藝設計和選配，以及堆石壩的體型設計等🚰；在搭建的過程中❓，可以學習堆石壩的施工程序及工藝🙇🏼‍♀️。幫助加深學生對石壩施工原理的理解🧑‍💼，提高實踐能力。提供B/S架構的虛擬仿真實驗㊗️，可完美集成到虛擬仿真實驗管理平臺👨🏻‍🦼‍➡️。

仿真模擬面板堆土石壩施工過程🌪：

1）教師設定相關的地理的數據和施工要求🔢，例如：有無地震及其等級，施工產地面積等。學生需要計算相應的參數，例如填料的厚度🟰、堆石料的密度等數據，並且填入表格，表格數據將用於後期的施工過程💫。

2）學生選擇面板堆石壩的模型，可以點擊選擇壩址🏂🏻。

3）學生通過點擊工具欄，可以選擇相應的工具，例如壩基開挖的挖掘機、鏟運機等築壩機具；對機具進行相應的操作選擇，可以實現仿真模擬施工現場、施工材料的運輸、施工填料等過程👨‍👨‍👦，逐步搭建面板堆石壩🫀，完成學生的設計。可以給學生非常直觀的感受，節省大量的資金和時間🎅🏻，提高實踐能力👩🏿‍🎓。

4）仿真壩基開挖與排水🙍🏿、主堆石區、下遊次堆石區🤙🏽、排水棱體、混凝土面板🧙🏽‍♂️、面板墊層和過渡區等施工方法和工藝👨🏻‍💼。

5）學生可以對自己的設計搭建完成後，可以生成石壩切面圖，顯示學生的石壩設計，標記相應的數據💇🏼‍♀️。可以幫助教師查看、評價和進一步指導👞👨🏼‍🔧。

6）能在整個項目區進行漫遊👋🏽。

綜合🦶🏼、設計

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7

鋼筋混凝土梁👩‍👩‍👦‍👦、柱破壞仿真系統

1.鋼筋混凝土梁彎曲破壞仿真😀：

通過三維仿真技術，對實驗設備進行三維仿真建模🤱🏻👸🏼，仿真模擬鋼筋混凝土梁抗彎實驗過程，對實驗過程中的實驗參數進行調節，展示不同實驗現象🤦🧚🏽‍♀️。提供B/S架構的虛擬仿真實驗🏌🏿‍♂️，可完美集成到虛擬仿真實驗管理平臺。

1）程序用三維方式表現實驗框架🥄、傳感器、支座🧎🏻‍♂️‍➡️🔳、支墩、試驗梁等實驗場景

2）在三維場景中可同鼠標簡單操作⏲，實現視圖旋轉、縮放、平移和視角變換🤶🏻。

3）可設置混凝土小梁界面尺寸、長度、加載位置、何在方式、配筋根數和直徑👷🏿‍♀️、保護層厚度，混凝土等級和鋼筋型號等參數🥴。

4）可任意設置位移計、應變片，並用虛擬表盤顯示應變片和位移計的實驗結果💥。

5）梁體、傳感器及加載按真實材質貼圖🛩。

6）可按照混凝土理論計算公式計算梁體的應變、應力、各點撓度和變形👩🏼‍🏭，計算開裂荷載👱‍♂️。

7）可模擬少筋梁🔎、適筋梁、超筋梁從加載開始↕️、開裂及破壞全過程、顯示裂縫的發生和開展。

8）學生能夠進行參數選擇，結束後生成實驗報告💆🏿‍♀️。

2. 鋼筋混凝土梁斜截面彎曲破壞仿真🥏：

與上述受彎破壞基本相同💭💋，僅是加載方式不同😻。

3. 鋼筋混凝土梁偏心受壓柱破壞仿真：

對於偏心受壓柱👵🏻，實驗內容與梁相同🤎💆🏿‍♀️，僅是加載方式不同。

設計、演示

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