作為工程輔助設(shè)計(jì)軟件，AutoCAD 具有用戶覆蓋面廣、工程設(shè)計(jì)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(diǎn)。基于目前碾壓混凝土澆筑仿真系統(tǒng)存在問(wèn)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(wèn)題。運(yùn)用Visual Basic 語(yǔ)言和ActiveX 技術(shù)開(kāi)發(fā)了碾壓混凝土壩的仿真平臺(tái)。該平臺(tái)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(jì)人員就可以方便構(gòu)建仿真模型，并進(jìn)行仿真分析，提高了仿真模型構(gòu)建效率和仿真過(guò)程的可視化程度。最后通過(guò)一個(gè)實(shí)例驗(yàn)證了該平臺(tái)的有效性。

　　前言

　　目前的碾壓混凝土壩澆筑仿真建模過(guò)程復(fù)雜，需對(duì)大壩工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析，將大壩形體信息、施工機(jī)械澆筑能力等實(shí)際信息進(jìn)行抽象概括，構(gòu)建以數(shù)據(jù)形式進(jìn)行表達(dá)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(guò)程的專業(yè)仿真人員進(jìn)行，對(duì)于缺乏仿真經(jīng)驗(yàn)的一般工程管理技術(shù)人員而言，仿真模型理解和運(yùn)用難度較高。其次，仿真計(jì)算過(guò)程以二維可視化為主，不能實(shí)現(xiàn)完全基于三維的仿真建模和仿真計(jì)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(tái)可視化技術(shù)，依據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果實(shí)現(xiàn)仿真過(guò)程三維演示功能。仿真計(jì)算過(guò)程二維可視化不利于即時(shí)了解施工過(guò)程，辨析施工中存在的問(wèn)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(jì)與施工部門技術(shù)人員的使用需求，簡(jiǎn)化仿真建模過(guò)程，降低仿真平臺(tái)理解運(yùn)用難度; 另外，大壩澆筑仿真需要實(shí)現(xiàn)建模過(guò)程三維可視化和計(jì)算過(guò)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(shí)保證建模通用性，還具有三維二維轉(zhuǎn)換顯示優(yōu)勢(shì)，軟件本身預(yù)留了二次開(kāi)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(wèn)題而言具有極大潛力。

　　因此，根據(jù)水利工程設(shè)計(jì)單位、工程管理部門對(duì)大壩澆筑現(xiàn)場(chǎng)輔助管理仿真分析需求，本文探索開(kāi)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(tái)，為進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)大壩澆筑實(shí)時(shí)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(wèn)題分析

　　1.1、建模參數(shù)輸入過(guò)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(jī)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(yùn)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(guò)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(cāng)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(jī)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(diǎn)，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(biāo)準(zhǔn)化斷面方式輸入大壩橫縫截面的形體控制點(diǎn)坐標(biāo)。模擬參數(shù)輸入則包括模擬機(jī)械數(shù)量和機(jī)械運(yùn)行參數(shù)，有效工日、施工澆筑參數(shù)、時(shí)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(shí)最長(zhǎng)部分。

　　1.2、三維可視化過(guò)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(tái)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)途徑見(jiàn)圖1，針對(duì)壩體澆筑施工過(guò)程而言，三維可視化一般都要經(jīng)過(guò): ①AutoCAD 或其他常用建模軟件建模，構(gòu)造基本的大壩三維實(shí)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(shí)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(jìn)行輸出。

圖1 系統(tǒng)仿真常用三維可視化實(shí)現(xiàn)手段

　　由于整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程設(shè)計(jì)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(wèn)題。而且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手段相對(duì)而言比較復(fù)雜，需要專業(yè)人員進(jìn)行處理，不利于普遍推廣。

5、結(jié)語(yǔ)

　　本文針對(duì)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(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)且運(yùn)用難度大，以及三維可視化實(shí)現(xiàn)過(guò)程復(fù)雜，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可能出現(xiàn)誤差等問(wèn)題進(jìn)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(kāi)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(guò)仿真軟件與AutoCAD 平臺(tái)之間進(jìn)行交互，可以在仿真系統(tǒng)中實(shí)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(guò)程三維演示，證明了系統(tǒng)的有效性。