【文章內容簡介】 程領域的應用，則是近幾年才開始，但是業(yè)已取得喜人的成績。特別值得一提的是三維計算機圖形圖象技術及可視化技術在香港新機場工程中的應用。香港新機場是一項世界著名的特大型工程，在工程設計和管理中，大量引進三維計算機圖形技術，取得了明顯的成績和效益，其工程驗收、結算最具特色。機場工程是挖山填海工程，工程量巨大、施工場面開闊、施工強度高，而且有大量的水下工程，工程的驗收結算如果采用傳統(tǒng)的測量方法是不可想象的。因此機場管理局引進了美國Intergraph的圖形掃描儀，利用航拍照片和聲納方法進行陸地和水下測量，通過計算機恢復成水上和水下地貌，這樣即可看到工程的進展，也可快速計算出工程量，簡化了結算過程，大大節(jié)約了人力、物力、財力和時間，而且精確度高，管理簡單，扯皮少。從工程建設到投入營運的全過程進行完整的系統(tǒng)管理，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代大型工程管理的水平。在英一法海峽隧道工程以及其它大型工程建設項目中，三維計算機圖形技術也得到了廣泛的應用。相比之下，我國是近幾年才開展這方面的研究工作。浙江大學、清華大學、中科院計算所CAD開放實驗室、北京大學、北京應用物理計算數(shù)學研究所。國防科工委二十九基地、國防科技大學等單位正在進行可視化技術開發(fā)及應用方面的研究，并將其應用于流體力學、空氣動力學、石油地震數(shù)據處理、氣象、建筑設計等各個領域。國內在三維計算機圖形圖象技術及可視化技術的工程應用研究則只是在建筑界用的較多，建筑師們用三維計算機圖形技術制作模型，用可視化技術進行渲染設計效果，使得其設計成果賞心悅目，增強了設計者與客戶的溝通，大大提高了設計效率。在我國公路橋梁建設領域，也將計算機圖形、圖象學理論與多媒體技術相結合輔助公路選線與橋梁選型工作。而在水利水電工程建設中，起步較晚，但起點較高。在我國，中國長江三峽工程開發(fā)總公司、天津大學等單位在國家“八五”期間曾分別對三峽工程永久船閘施工和混凝土壩澆筑仿真進行了初步研究工作，近年來，中國長江三峽工程開發(fā)總公司會同北京大學、三峽大學、河海大學、國家電力公司成都勘測設計研究院等單位針對三峽工程的施工進行了探索性研究，取得了可喜的成績。在長江三峽工程大江截流和二期圍堰工程中我們曾對施工仿真及施工過程的動態(tài)仿真模擬進行了卓有成效的研究工作，初步顯示了現(xiàn)代大型工程建設管理的水平，其施工過程的動態(tài)仿真模擬是代表現(xiàn)代國際上先進水平的“香港新機場”及“英一法海底隧道”工程中所沒有的功能，需要我們利用已有的技術基礎進行探索研究，發(fā)展中國的大型工程建設管理系統(tǒng)。本項目的研究無疑會在這一方面有所探索、有所發(fā)展。水利水電工程施工領域的研究人員對可視化技術方面的專業(yè)知識知之甚少，而可視化專家又缺乏水利水電工程施工領域的知識，只有二者很好地合作，可視化技術的作用才能真正地發(fā)揮出來。大中型水利水電樞紐工程的施工受水文、氣象、地形、地質和十文地質等諸因素的綜合影響，事先往往很難全部預料；與此同時，大中型水利水電樞紐工程的建設需要耗費大量的資金、材料、勞動力，并需要使用各種類型的機械設備。水利十電樞紐工程施工組織與施工管理的失誤不僅大幅度地增加整個工程的建設投資費用，而且會影響整個水工建筑物的壽命和效益，更嚴重的甚至還會造成建筑物的失事，給國民經濟帶來不可彌補的損失。如何根據水利水電工程施工組織與施工管理的特點，不斷收集影響水利水電樞紐工程建設進程的各種基本信息，并及時地根據施工過程中各種因素的變化來調整施工方案，有效的組織水利水電樞紐工程的整個施工過程，達到最好的經濟效益和社會效益，是整個水利水電樞紐工程施工組織和施工管理的關鍵所在a應用現(xiàn)代科學技術的最新成就來實施對水利水電工程施工過程的控制是確保施工質量與施工進度的有力手段。建立在三維實體模型建?；A之上的水利水電工程施工過程仿真模擬技術是融現(xiàn)代圖形圖象學理論、計算機技術與十利水電工程施工技術于一體的高新技術，對其在施工組織與管理中應用進行深入地研究，實現(xiàn)不同專業(yè)門類的“知識集成”與“技術集成”，對于提高我國的水利水電樞紐工程的施工質量與施工水平是大有裨益的。計算機技術的飛速發(fā)展為水利水電樞紐工程施工組織與施工管理的科學化提供了強有力工具。從系統(tǒng)分析的觀念看，大型水利水電工程施工是一個隨時間變化的動態(tài)過程，亦是一個復雜的巨系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運行 進程決定于系統(tǒng)內部各施工環(huán)節(jié)和作業(yè)流程的持續(xù)時間及其間相互關系 的制約以及系統(tǒng)外部環(huán)境條件的限制。對于這樣一個復雜的系統(tǒng)，不可 能找到一個解析的數(shù)學模型來描述這種系統(tǒng)的行為規(guī)律，只能用系統(tǒng)仿 真方法來進行分析。水利水電工程項目有以下特點；（1）工程項目的固定性無論是建筑物或構筑物，一旦成型后就固定不動，建筑物與基礎、構筑物與其它相聯(lián)系的構筑物結合在一起構成一個不能移動的整體。（2）工程項目的單件性水利水電工程施工只能是一個一個的工程項目，每個工程項目都具有多項個性。（3）工程項目利用分解的總體性水利水電工程是有若干個單項工程和單位工程或許多分部分項工程組成的具有一定功能的有機的整體，是一個完整的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)又可按起其組成部分分解為若干個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)是在滿足工程項目總體功能的基礎上協(xié)調地發(fā)揮各自的功能。（4）工程項目的大型性 由于水利水電工程功能的要求和承受相當大的荷載，所以建筑物的體型都很大。 水利水電樞紐工程的實際施工過程是復雜而多變的，如何根據實際施工過程中可能遇到的各種具體情況以及可以搜集到的各方面信息，預測下一階段有可能發(fā)生的各種情況，進行施工方案的優(yōu)選，及時修改具體的施工方案，是確保水利水電工程各階段施工順利進行的根本保證。本項目研究的進行正是基于這種思想，利用可視化技術，將工程各項 目的具體施工情況提前在計算機上形象、逼真地顯現(xiàn)。提前實現(xiàn)工程各項目施工進程的預演，從中發(fā)現(xiàn)各個既定施工方案的不足，進行修改完善，優(yōu)化施工方案。它必將為我國水利水電工程建設的科學化管理及科學決策帶來新的思路和提供有力的技術支持。三、三峽大學現(xiàn)有基礎條件三峽大學本領域工程技術設計與開發(fā)、技術成果轉化與產業(yè)化業(yè)績、在國內同行中的技術水平與優(yōu)勢三峽大學科技研究以水電為特色，在水電工程施工技術研究與開發(fā)方面取得了相當多的成果，一批技術成果應用于工程實踐，形成了生產力。（1）巖土力學穩(wěn)定性研究及治理方向近年來進行了一系列課題的研究，主要有：高邊坡形成過程模擬及其巖體穩(wěn)定性研究，陡高邊坡巖體非線性力學分析方法研究，陡高邊坡及巖體地下開挖數(shù)值模擬研究，巖石蠕變斷裂試驗研究，陡高邊坡地質背景演變與地質工程態(tài)勢特征研究，緩傾角節(jié)理巖體動力特性研究，地下廠房工程巖體質量分級及圍巖應力分析，若干重大滑坡穩(wěn)定性計算分析，重力壩抗滑穩(wěn)定性研究，水庫安全監(jiān)測資料綜合分析及重要滑坡預測模型，自然邊坡滑坡防治方案研究。上述研究成果已用于眾多工程，主要有：三峽工程永久船閘、水布埡馬崖陡高邊坡、清江水布埡地下廠房、龍灘水電站、靖江隔河巖水電廠、尼泊爾和西水電站、長江鏈子崖危巖體防治工程、屈原鎮(zhèn)邊坡治理、州屏山滑坡治理等。其中“三峽工程永久船閘陡高邊坡關鍵技術研究”經電力工業(yè)部鑒定具國內先進水平，部分國際領先。“三峽工程永久船閘巖石邊坡卸荷巖體力學研究”99年獲建設部科技進步二等獎。作為“長江鏈子崖危巖體防治工程研究”主要完成單位，被國家科委等八部委聯(lián)合通令表彰為“先進科研集體”。（2）混凝土面板堆石壩裂縫機理及檢測技術研究方向該方向近期取得的主要研究成果有：混凝土面板堆石壩面板開裂機理及防裂措施，堆石體填筑質量的快速檢測方法，混凝土面板堆石壩裂縫監(jiān)測的光纖傳感技術研究，地質CT技術應用研究，工程數(shù)值攝影測量技術研究，水工建筑物安全監(jiān)測資料綜合分析與反饋，水工建筑物病險機理與評價改造等。上述研究成果由，裂縫監(jiān)測的光纖傳感技術研究已成功應用于三峽工程臨時船閘混凝土裂縫監(jiān)測，古洞口面板堆石壩裂縫監(jiān)測，并已有協(xié)議將應用于世界最高的面板壩——清江水布現(xiàn)工程。由于該成果的良好應用前景，“大壩裂縫和溫度監(jiān)測的分布式光纖傳感技術研究與應用”獲國家電力公司重大研究項目資助。、楊家槽等多處滑坡位移監(jiān)測，取得了較大經濟效益，獲99年湖北省科技進步三等獎。在成果的轉化實施過程中，研發(fā)了分布式光纖傳感器、系列膠粘劑等高新技術產品。（3）以水電工程施工新材料、技術裝備和新方法研究方向爆破炮孔堵塞材料和方法研究，獲第二屆國際愛因斯坦新發(fā)明、新技術（產品）博覽會金獎，發(fā)明專利正在受理中。研究成果已在三峽工程爆破開挖中得到應用。水泥基錨桿錨固劑，已批量生產，在三峽專用公路仙人溪2＃洞和永久船閘高邊坡及地下排水道等工程使用萬余十，表明性能優(yōu)良。隧洞施工與檢修設備，驗收評審認為填補國內空白，已獲實用新型專利，并已用于清江隔河巖水電站引水隧洞檢修。自升式混凝土模板輕便提升架，獲實用新型專利。大傾角壓帶式輸送機已轉讓生產廠家。 （4）現(xiàn)代化施工管理技術研究方向 該方向近期取得的主要研究成果有：水利水電工程施工過程多媒體仿真系統(tǒng)，水電工程施工管理技術的開發(fā)及應用系統(tǒng)，施工進度控制性計劃研究等。 上述研究成果中，施工過程多媒體仿真系統(tǒng)已用于高碾壓混凝土拱壩施工過程仿真分析，溪落渡雙曲拱壩施工過程模擬與結構性態(tài)仿真分析，三峽工程大江截流及二期圍堰施工模擬，取得良好效果。受中國水利水電工程總公司委托開發(fā)完成的水電施工行業(yè)安全管理信息系統(tǒng)軟件，已推廣到全國水利水電工程施工單位應用。三峽工程施工期進度控制性計劃研究，推薦了“二期工程相對提前一年”的計劃安排，該方案較原方案的發(fā)電工期可提前一年，施工期累計多發(fā)電400余億度，直接經濟效益100億元以上，經國家科委鑒定達到國際先進水平。水利水電施工網絡計劃軟件包，在水電系統(tǒng)有近十家單位使用。受中國水利水電工程總公司委托開發(fā)的“水電工程施工管理技術的開發(fā)及應用系統(tǒng)”，將于2000年12月完成，該系統(tǒng)適用于水電建設行業(yè)工程項目管理和安全管理，以及建設單位和行業(yè)主管部門的工程項目管理。項目領導班子及技術隊伍2．1 項目領導班子 項目的承擔單位是三峽大學水電工程施工技術工程研究中心，該中心已于2000年9月正式成立（詳見附件6三峽大學文件，三峽大科字［2000］4號文），按教育部教技司［2000］141號文件精神，近期將改造成有限責任公司，已與中國長江三峽工程開發(fā)總公司、中國葛洲壩集團等達成合作意向。 該中心設主任一名，副主任三名（詳見附件6三峽大學文件，三峽大科字［2000］5號文），名單如下： 主 任：周厚貴（教授級高級工程師） 副主任：黃達海（博士后，教授） 保長漢（博士，副教授） 羅先啟（博士，副教授） 下設辦公室，辦公室主任蔡宜洲碩士。 為加強對中心的學術指導，成立了由三峽大學校長任主任、中國葛洲壩集團公司總工程師和中國長江三峽開發(fā)總公司科技部主任為副主任的學術指導委員會，具體指導中心的學術工作（詳見附件6三峽大學文件，三峽大學字［2000］6號文）。 學術指導委員會名單如下： 主任委員會：劉德富 （三峽大學主持行政全面工作的副校長，教授，博士生導師） 副主任委員會：向永忠 （中國葛洲壩集團公司總工程師，教授級高級工程師） 史振寰 （中國長江三峽開發(fā)總公司科技部主任，教授級高級 工程師） 委員：李建林（三峽大學教授，博士，校長助理） 周厚貴（三峽大學教授，中心主任） 潘昭漢（三峽大學教授） 田 斌（博士，三峽大學土木水電學院院長） 汪傳松（三峽大學副教授） 袁大樣（三峽大學副教授） 游 敏（三峽大學教授，機械與材料學院院長） 胡翔勇（三峽大學教授，電氣信息學院院長） 保長漢（博士，三峽大學科技處處長） 羅先啟（博士，三峽大學土木水電學院常務副院長）中心的二級機構設置如下辦 公 室市場營銷研究開發(fā)生產制造財 務人 事中 心 各二級機構設負責人正、副職各一名。 項目的技術隊伍 項目的技術隊伍共工人，其中教授11名，副教授7名，具有博士學位的11名，省部專家或學術帶頭人（骨干D 名，是一支老中青相結合的技術隊伍，其名單如下：技 術 隊 伍 名 單姓 名性別年齡學 位職 稱榮譽周厚貴男38博士教授級高級工程師部級專家，學科帶頭人黃達海男34博士后教授省骨干教師潘昭漢男58碩士教授劉德富男38博士教授國貼專家、省突貢專家、省、部學科帶頭人李建林男39博士教授國貼專家、省突貢專家、省、部學科帶頭人保長漢男33博士副教授省骨干教師羅先啟男34博士副教授省骨干教師田 斌男35博士后副教授省骨干教師吳漢明男59本科教授陳和春男34博士教授省骨干教師汪傳松男50本科副教授袁大祥男50本科副教授蔡德所男47博士后教授省專家，省、部學術帶頭人何薪基男60本科教授國貼專家游 敏男40博士教授國貼專家李宗華男60本科教授楊學堂男35碩士副教授劉斯鳳女33博士副教授鄭 瑛女29碩士講師蔡宜洲男28碩士講師吳 劍男25碩士孟永東男24本科 按子項目分工如下： 子項目1：