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水利水电工程三维图形建模研究
Research on 3D Graphic Modeling of Water Conservancy and Hydropower Engineering

箭线表示工作间的逻辑关系。实施层模型是控制层工序的具体实施，如工序“主
厂房中开挖”实施过程包括测量、钻孔、爆破、通风、安检、喷锚、出渣、清理
等十几项工作，这个过程循环进行，每项工作就构成实施层的一个模型单元。实

施过程通常是反复循环进行的，因而采用循环网络模型来表示。
2. 基于图形技术的可视化建模方法
上述建模过程可以通过在计算机屏幕上用网络图组合模型元素来建立系统仿
真模型。模型元素利用鼠标从模型库中拾取，然后按逻辑关系拼合。系统的临时

实体按模块图中规定的路径从某一模块流向另一模块，每一个模块的功能都有其
对应的仿真语言来描述。这样，使整个建模过程更加直观、清晰、明了。对于实
施层模型，也可以通过组合模型单元得到，但通常由专业人员来建立和实现，一
般用户只要通过控制层模型调用即可，以有效地降低建模的复杂性。

（二）全过程动态仿真原理
全过程动态仿真设置两个“仿真钟”：即“全程仿真钟”和“本地仿真钟”。
全程仿真钟记录控制层模型的仿真运行轨迹，本地仿真钟记录实施层模型的仿真
运行过程，两种仿真钟都采用时间步长推进法。全过程动态仿真就是两种仿真钟

不断推进和交互的过程。全程仿真钟按时间步长推进，每当有事件发生时就改变
系统的状态，如果检测到可以开始的控制层模型，全程仿真钟保留当前状态，然
后将控制权交给实施层仿真模型，启动它的本地仿真钟，本地仿真钟记录实施层
模型的仿真运行过程，仿真结束时把仿真结果和控制权一同转交给全程仿真钟，

全程仿真钟继续推进直到仿真结束。仿真结束后对仿真结果进行各种分析、计算
与优化，并输出进度计划、横道图、关键路线、施工强度、施工强度高峰期、资
源利用率等结果。
（三）基于 GIS 的可视化原理和方法

实现工程施工系统可视化的基础是建立一个能充分反映工程施工系统静态与
动态时空信息的三维工程施工模型。GIS 特有的混合空间数据组织形式为反映工
程施工仿真系统所揭示的具有时空特征的空间信息提供了条件。
1. 三维动态数字模型

（1）三维数字地形模型
地形地势对建筑物设计和施工都有很大影响。在施工组织设计中要充分考虑
地形的变化，合理布置施工场地、安排建筑物，尽量减少开挖工作量。采用不规

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