作為工程輔助設(shè)計軟件，AutoCAD 具有用戶覆蓋面廣、工程設(shè)計人員使用熟練、三維空間描述和二維空間轉(zhuǎn)換方便等優(yōu)點�；�于目前碾壓混凝土澆筑仿真系統(tǒng)存在問題分析，文章探討了基于AutoCAD 技術(shù)的碾壓混凝土澆筑仿真系統(tǒng)模型構(gòu)建問題。運用Visual Basic 語言和ActiveX 技術(shù)開發(fā)了碾壓混凝土壩的仿真平臺。該平臺將碾壓混凝土澆筑仿真嵌入AutoCAD 系統(tǒng)，因此，只要熟悉AutoCAD 的設(shè)計人員就可以方便構(gòu)建仿真模型，并進行仿真分析，提高了仿真模型構(gòu)建效率和仿真過程的可視化程度。最后通過一個實例驗證了該平臺的有效性。

　　前言

　　目前的碾壓混凝土壩澆筑仿真建模過程復(fù)雜，需對大壩工程的實際情況進行分析，將大壩形體信息、施工機械澆筑能力等實際信息進行抽象概括，構(gòu)建以數(shù)據(jù)形式進行表達的仿真模型。因此，建模工作需要既了解仿真內(nèi)部數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，又理解施工仿真過程的專業(yè)仿真人員進行，對于缺乏仿真經(jīng)驗的一般工程管理技術(shù)人員而言，仿真模型理解和運用難度較高。其次，仿真計算過程以二維可視化為主，不能實現(xiàn)完全基于三維的仿真建模和仿真計算的三維可視化。大多數(shù)的仿真軟件都在仿真后期利用GIS、3DMax 等三維平臺可視化技術(shù)，依據(jù)模擬計算結(jié)果實現(xiàn)仿真過程三維演示功能。仿真計算過程二維可視化不利于即時了解施工過程，辨析施工中存在的問題。

　　可以看到: 混凝土壩澆筑仿真不僅要考慮專業(yè)仿真人員的能力，還要滿足設(shè)計與施工部門技術(shù)人員的使用需求，簡化仿真建模過程，降低仿真平臺理解運用難度; 另外，大壩澆筑仿真需要實現(xiàn)建模過程三維可視化和計算過程三維可視化，直觀顯示大壩澆筑面貌等施工信息，加深三維模型與仿真信息的結(jié)合程度。

　　AutoCAD 作為一款用戶覆蓋面廣泛的建模制圖軟件，能夠同時保證建模通用性，還具有三維二維轉(zhuǎn)換顯示優(yōu)勢，軟件本身預(yù)留了二次開發(fā)接口，并且在建筑工程方面存在不少應(yīng)用成果，就解決目前碾壓混凝土壩澆注仿真中存在的問題而言具有極大潛力。

　　因此，根據(jù)水利工程設(shè)計單位、工程管理部門對大壩澆筑現(xiàn)場輔助管理仿真分析需求，本文探索開發(fā)了以AutoCAD 三維可視化技術(shù)為基礎(chǔ)的，將AutoCAD與離散事件系統(tǒng)相結(jié)合的碾壓混凝土壩澆筑施工仿真平臺，為進一步研究開發(fā)大壩澆筑實時可視化輔助仿真分析系統(tǒng)研究提供基礎(chǔ)。

1、目前仿真軟件問題分析

　　1.1、建模參數(shù)輸入過程復(fù)雜

　　根據(jù)現(xiàn)有研究成果，目前碾壓混凝土仿真軟件中基本上將碾壓混凝土施工系統(tǒng)劃分為大壩形體子系統(tǒng)、機械子系統(tǒng)、施工控制子系統(tǒng)，或劃分為混凝土生產(chǎn)子系統(tǒng)和混凝土運輸子系統(tǒng)、混凝土澆筑子系統(tǒng)等相近形式。碾壓混凝土仿真模型的的建模過程一般要完成: 數(shù)據(jù)初始化和模擬參數(shù)輸入、確定模擬方案和倉面數(shù)據(jù)生成。數(shù)據(jù)初始化包括大壩三維數(shù)字模型數(shù)據(jù)初始化和澆筑機械技術(shù)參數(shù)初始化，其中，大壩形體模型一般采用參數(shù)化建模。例如，拱壩建模需要沿高程采集控制點，利用插值方程獲取拱壩上下游表面形體數(shù)據(jù); 重力壩建模采用標準化斷面方式輸入大壩橫縫截面的形體控制點坐標。模擬參數(shù)輸入則包括模擬機械數(shù)量和機械運行參數(shù)，有效工日、施工澆筑參數(shù)、時間參數(shù)等。參數(shù)輸入一般均采用人工輸入方式，工作量大，效率低，是仿真周期中耗時最長部分。

　　1.2、三維可視化過程轉(zhuǎn)換復(fù)雜

　　混凝土仿真常用的三維可視化手段包括GIS 平臺、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，其實現(xiàn)途徑見圖1，針對壩體澆筑施工過程而言，三維可視化一般都要經(jīng)過: ①AutoCAD 或其他常用建模軟件建模，構(gòu)造基本的大壩三維實體; ②數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將大壩三維模型、地形模型、其他模型根據(jù)不同數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成能夠被三維可視化系統(tǒng)識別的數(shù)據(jù)格式; ③構(gòu)造三維輸出途徑，協(xié)調(diào)軟硬件系統(tǒng)，構(gòu)造數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并將仿真成果以三維可視化方式進行輸出。

圖1 系統(tǒng)仿真常用三維可視化實現(xiàn)手段

　　由于整個轉(zhuǎn)換過程設(shè)計多類軟件數(shù)據(jù)之間的傳遞交互與處理，難免發(fā)生數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中的誤差、不兼容、信息遺漏等問題。而且系統(tǒng)實現(xiàn)手段相對而言比較復(fù)雜，需要專業(yè)人員進行處理，不利于普遍推廣。

5、結(jié)語

　　本文針對目前碾壓混凝土壩澆筑仿真程序參數(shù)化建模數(shù)據(jù)輸入過程耗時長且運用難度大，以及三維可視化實現(xiàn)過程復(fù)雜，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可能出現(xiàn)誤差等問題進行分析，提出了將AutoCAD/ActiveX 與系統(tǒng)仿真相結(jié)合，并利用AutoCAD 二次開發(fā)技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮姆椒��?gòu)造碾壓混凝土施工仿真模型系統(tǒng)框架。在案例中，通過仿真軟件與AutoCAD 平臺之間進行交互，可以在仿真系統(tǒng)中實現(xiàn)三維輔助建模，以及基于AutoCAD 的碾壓混凝土壩施工仿真過程三維演示，證明了系統(tǒng)的有效性。