大型地下洞室群施工过程是极其复杂的，采用科学的系统仿真方法对地下洞室群施工全过程进行模拟，使各洞室、工序及施工机械设备相互协调配合，使洞室群施工顺序和施工进度计划更加合理，对于加快洞室群施工进度，降低工程造价，保证工程顺利进行非常必要。本文对大型地下洞室群施工系统仿真进行了系统的理论与应用研究，主要研究工作和研究成果如下：1. 提出了面向对象的图形辅助仿真建模方法，简化了复杂的仿真建模过程。2．提出了基于GIS的地下洞室群施工动态可视化仿真理论与方法，该理论方法集循环网络仿真技术、系统仿真技术、网络计划分析与优化技术、基于GIS的施工过程三维可视化技术于一体，以仿真结果的直观可视化为出发点，充分利用GIS强大的空间数据处理功能和图形处理技术，通过动态的数字化三维图形将地下洞室群施工过程形象地描绘出来，为全面、快速地掌握施工过程提供了有力的分析工具。3. 提出了基于多目标优化的施工机械设备优化配置方法，实现了施工机械设备配置的自动寻优，提高了复杂系统的仿真效率。4. 探讨了施工系统仿真运行次数与施工工期估计精度之间的关系，解决了要达到某一施工工期估计精度所需仿真运行次数的问题。5. 进行了完工概率分析，较好地描述了施工进度计划的不确定性，为施工工期论证分析提供了依据。6. 提出了基于遗传算法的施工系统仿真资源均衡优化方法，该方法能够有效地避免搜索陷入局部最优，通过其所得到的优化结果比通过传统方法所得到的更接近最优解。7．根据本文所提出的大型地下洞室群施工系统仿真的研究思想，集成VC++、GIS和MATLAB，研制开发了地下洞室群施工系统仿真软件ESAS，为进行复杂地下洞室群施工系统分析研究提供了强有力的分析工具。8．紧密配合某实际工程地下洞室群施工组织设计工作，应用本文所提出的理论方法以及所研制开发的软件系统，对该工程地下洞室群施工问题进行了全面系统地研究与计算分析，获得了重要的施工参数和合理的施工组织设计方案。