虛擬仿真施工技術精選(九篇)

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第1篇：虛擬仿真施工技術范文

關鍵字：虛擬仿真技術；建筑施工；應用

中途分類號：TU7 文獻標識碼：A

系統仿真是以多種學科理論為基礎，以計算機及其軟件為工具進行試驗研究的理論和方法論體系。仿真技術顧名思義，是把自然界中的物理現象通過一定的物理和數學模型在計算機上模擬來得到實際場變量的分析，有助于預知關心的物理現象。簡單的說，仿真技術是對系統模型的一種試驗技術(是對系統動態模型的一種實驗手段)，在安全性和經濟性方面有較大的優越性。

一、虛擬仿真技術的應用現狀

目前，虛擬現實技術在國際上是一個熱門研究課題，其應用已取得引人注目的成效，在國內也引起了廣泛的重視。當人們需要構造當前不存在的環境、人類不可能到達的環境或構造虛擬環境以代替耗資巨大的現實環境時，虛擬現實技術是必不可少的。隨著計算機硬件、軟件技術的發展以及人們越來越認識到它的重要作用，虛擬仿真技術在各行各業都得到了不同程度的發展，并且越來越顯示出廣闊的應用前景。虛擬現實的廣泛應用前景使之成為目前最具影響力的技術之一。軍事領域、航天技術、建筑設計、工業設計、教育培訓、醫學領域、石油化工等等，虛擬戰場、虛擬城市、甚至“數字地球”，無一不是虛擬技術的應用。虛擬仿真技術將使眾多傳統行業和產業發生革命性的改變。虛擬仿真技術在建筑方面的應用主要有：大型建筑先期演示和論證；建筑設計領域；結構工程領域(工程結構分析、巖土工程分析)；房地產展示領域(全方位的數字化沙盤、數字化投標領域、房地產展示、施工流程的數字化模擬)。本文主要闡述虛擬仿真技術在建筑施工中的應用。

二、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用方式

（一）用當前流行的三維動畫軟件3DS MAX、虛擬現實軟件3DVRI、多媒體編排軟件NeoBook、編程工具C#來實現模擬施工和虛擬建筑場景漫游。

3DVRI制作出來的虛擬仿真系統主要功能有：全方位互動漫游功能；即時輸出功能；數據實時查詢及修改功能；語音定位功能；導航圖功能。

事先用3DSMAX軟件做好建筑場景及主體的3D模型以及各施工模塊的3D模型，然后用3DVRI虛擬現實軟件對動畫場景進行處理轉換為3DVRI實時三維系統，最后用NeoBook軟件在3DVRI實時三維系統中按照需求寫入不同的指令，為實時三維系統添加交互功能，可以利用專業編程工具如C#等軟件對實時三維系統中的模型及動畫進行精確控制，并可編寫更復雜的交互功能程序，最終為可獨立運行的3DVRI施工模擬虛擬現實系統。此方案對于多種施工方案的展示、施工工序的編排比較有用，但無法對于施工方案進行預見性的模擬。

（二）用專業的建筑虛擬現實軟件(如奔特力Bentley、Multigen、Veger等)，結合部分編程技術，實現具有較強人機交互能力、模擬建筑施工過程，以選擇合理的設計方案以及合理的施工方案。

本方案更為專業和智能，能預見性地發現施工方案中的不足，便于指導施工，可以有效地提高施工水平、消除施工隱患、防止施工事故、減少施工成本與時間。此方案的軟件購置費用比較高。

比較著名的是英國Bentley建筑工程系列軟件公司提供的系列建筑仿真軟件，目前已經在中國建筑、工程以及建造領域得到一些應用，主要在各建筑設計院使用，在施工中企業的應用還屬于起步階段。Bentley工程軟件系統公司首席執行官Greg Bentley宣布了兩項新的中國計劃，以支持中國的大規?；ㄍ顿Y。首先，Bentley亞洲總部將進駐北京，為中國的基建領域提供全面配套的軟件產品；其次，即將啟動的Bentley Power計劃，使中國用戶可在初期免費注冊專業的計算機輔助制圖／設計(CADD)軟件服務。

三、建筑施工中應用虛擬仿真系統的意義

（一）建筑工程施工方案的選擇和優化。

建筑工程施工的施工方法及施工組織的選擇和優化主要是建立在施工經驗的基礎上，存在一定局限性。同時，現代建筑基本都具有鮮明的個性，建筑工程施工成為不可完全重復的過程。使用施工虛擬仿真技術將可以直觀、科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果，可以定量地完成方案的對比，有助于施工方案的選擇和優化，真正實現最優施工。

（二）施工技術革新和新技術引入。

施工虛擬仿真技術一方面能使廣大施工技術人員低成本地試驗施工新工藝和革新思路，有助于創造性的充分發揮，同時能真切展示新技術的成效，縮短建筑業新技術的引入期和推廣期，降低新技術、新工藝的實驗風險。

（三）施工管理

施工虛擬仿真技術能事先模擬施工全過程，能提前發現施工管理中質量、安全等方面存在的隱患，因而可以采取有效的預防和強化措施，提高工程施工質量和施工現場管理效果。

（四）安全、生產培訓

施工虛擬仿真技術能實時、直觀地顯示施工過程的實際情況，有助于操作人員全面了解操作流程，優質安全地完成施工任務。

（五）大型工程設計

施工虛擬仿真技術可以考察建筑設計是否合理，可以方便地對擬改進部位進行修改，從而得到滿意的設計結果。設計的仿真也有利于設計單位與業主、施工單位進行設計交底。

（六）建筑市場管理

施工虛擬技術在招投標過程中能直觀對比各方的施工方法和成效，增加評標的透明度和公正性，有利于建筑市場的規范管理。

（七）其它方面

開發施工虛擬仿真技術必然帶動虛擬現實技術廣泛地應用于建筑業其它方面，帶動以下幾方面的進步：城市和市政規劃的優化；投資者的投資意圖及市場推銷；建筑機械設計；仿真和虛擬現實技術。

四、總結：

總而言之，隨著信息技術的高速發展，各種新型技術都已經開始投入實踐。建筑業也必須敢于創新，勇于嘗試，這是建筑行業發展自身、壯大自身并適應時展的唯一途徑。

參考文獻：

第2篇：虛擬仿真施工技術范文

關鍵詞：虛擬仿真技術；服裝工藝；教學與學習；應用與實踐

尖端計算機技術的高度發展為虛擬仿真技術的發展提供了重要的科學基礎和形成依據。這使得服裝工藝教學產生了新的思路和成果。虛擬仿真技術作為一種媒體交互技術，通過發揮它自身獨有的特點（如交互性強、模擬真實、選擇多樣、使用靈活等），讓服裝工藝教學能夠在虛擬環境中將服裝設計中各個環節的實踐環境和實踐過程以直觀的方式傳達給學生。由此，學生能夠清晰而深刻地發現實物處理中會出現的種種問題和需要注意的各種細節。讓學生達到對專業技能應用性更深刻的理解，便于學生充分掌握教學知識，對所使用的專業技術理解更加完善，以此來高效而深層次地達到服裝工藝教學的目的。本文將從虛擬仿真技術在服裝工藝教學中的特征和其在服裝工藝教學中的應用這兩個方面來展開探索和討論。

1虛擬仿真技術在服裝教學中的應用特點

虛擬仿真技術在應用于服裝教學過程中，通過配置虛擬的實踐環境，調配虛擬的實踐器材，有著降低教學資金投入、簡化教師描述現象、便于學生直觀理解生產流程及掌握專業知識等特點。具體應由如下三個方面來進行考慮和討論：第一，服裝工藝教學最終要為服裝市場服務，因此不能單獨思考，要同時結合與服裝生產企業，以此來確保服裝工藝教學時，為達到其教學目的所需要的實用性和實踐性。第二，服裝工藝的教學不僅要讓學生在實踐過程中明確和掌握對服裝生產過程中出現的問題及其解決方法，更要培養學生的創新意識，所以需要做到將服裝工藝教學與服裝企業產品的模擬生產有機結合。第三，通過仿真虛擬技術來建立完善且合理的教學體系，讓服裝工藝教學的過程被擴充和豐富，同時注重學生的思維和獨立性，達到因材施教。接下來筆者將具體描述虛擬仿真技術在服裝教學中的三個應用特點。

（1）仿真的教學情景。應用虛擬仿真技術，對服裝企業的生產場景進行一個虛擬化的演示，并同時建立出仿真的服裝生產場景，是學生能夠親眼體驗到實踐情景的保證。在這種虛擬的實踐場景中，學生能感受真實生產中的氛圍和環境，并考慮操作步驟和會產生的問題。這種模擬能夠激發學生的動手動腦能力，這便是虛擬仿真技術的第一個特點――教學情景仿真性。

（2）形象的教學方式。虛擬仿真技術的第二個特色是具有教學方式形象性。在應用虛擬仿真技術時，會有一個直觀而立體的影像展示在學生面前，這個虛擬的影像包含了服裝企業的生產技術與生產流程。這種通過眼鏡直接接受的信息，比起傳統的書面或課件傳授，會讓服裝工藝的教學更利于學生接受，加強學生對服裝工藝專業知識技能的理解與掌握。

（3）實用的教學內容。服裝工藝學科作為一門技術性和實踐性都非常強的學科，對學生應用現代技術的能力要求很高。通過虛擬仿真技術構建的仿真實踐平臺，能夠讓學生在虛擬實踐中對其過程和處理有實感的體驗。這無疑在很大程度上降低了學生和教學者展示實踐，進行實踐和理解實踐的硬件難度。因此，虛擬仿真技術在服裝工藝教學中第三個特點便是教學內容使用性。這種特性充分地體現了虛擬仿真技術在服裝工藝教學中的重要意義，它不僅提高了服裝工藝教學的教學質量與效率，更為社會培養了許多現代化的、高質量的生產技術型人才。

2服裝工藝教學中虛擬仿真技術的應用

為了將虛擬仿真技術在服裝工藝教學中的上述三個特點發揮出來，需要創設合理的虛擬仿真平臺來與之配合。其中，又需要劃分成仿真軟件平臺和仿真硬件平臺這兩個子平臺。

（1）虛擬仿真技術在服裝工藝教學軟件平臺上的應用。仿真軟件平臺的創建有助于實現服裝工藝虛擬仿真教學。它在虛擬仿真教學的直觀表現、網絡傳輸、信息交互和數字化表現等方面都起著主導地位。仿真軟件平臺在協作性上的教學形式和教學情景的虛擬表達以及教學內容的仿真傳遞都至關重要，沒有仿真軟件平臺的搭建很難講虛擬仿真技術應用于服裝工藝的教學中。而將服裝企業現代化生產技術作為主要內容，通過建立仿真模型，并創造一個虛擬的仿真環境來表現給服裝工藝教學就是仿真軟件平臺的本質。它在外部配合仿真操作界面搭建了一個虛擬的仿真實踐環境，而在內部則是對生產技術實踐模式進行了一段仿真演示。要構建仿真軟件平臺，首先要對服裝工藝虛擬仿真教學系統軟件有一個明確的理解，在此之上進行設計與開發。當服裝工藝虛擬仿真教學系統軟件完成后，還需要根據課程和教學目的來進行一個服裝工藝虛擬仿真課件的設計與制作。服裝工藝虛擬仿真課件的制作需要將學生的專業實踐作為參考依據，最終通過虛擬仿真技術，實現一個虛擬的服裝企業生產流程，讓學生能夠獲取一個逼真的生產場景，并且實現生產操作的仿真。使學生能夠在服裝工藝教學中處于一個虛擬的教學場所中，身歷其境地以一位企業服裝工作者的身份感受虛擬仿真操作。在虛擬化的工作中完成服裝企業的現代化生產，這時學生可以更加清晰地了解實際生產過程，充分掌握生產知識。

（2）虛擬仿真技術在服裝工藝教學硬件平臺上的應用。當學生對專業技能進行學習研究和實踐時，則需要搭建仿真硬件平臺來為學生構筑一個工作場所，并且配備相應的工具。換言之，仿真硬件平臺是虛擬仿真技術在服裝工藝教學中硬件設施的基礎。而服裝工藝教學應用到虛擬仿真技術時，仿真硬件平臺所提供的場所和工具的完善程度，將承載著服裝工藝教學的質量與效率。仿真硬件平臺的特點有如下兩個：第一，對企業的生產環境進行仿真。第二，對企業的實際生產過程進行虛擬表現。構建一個完善的服裝工藝虛擬仿真硬件平臺，其實踐的設置和實訓室的布置為重點關注的對象。服裝企業現代化生產過程需要的特點，應在設施實踐中充分體現出來。無論是器械還是設備的配比，都可根據服裝企業生產車間的標準來進行相應的配比和模擬。當然，如果條件允許，在仿真硬件平臺中配置一些并沒有被現代服裝企業所廣泛使用的高端先進生產設備也是可以的，這些基礎設施能夠幫助培養學生在服裝工藝上的創新意識。仿真硬件平臺的配置應當盡可能與現代服裝企業相似，為學生創造仿真度高的生產格局，達到一個虛擬實踐需求的實踐氛圍和環境，并通過這種方式來匹配學生在實際的服裝工藝實踐時基本的硬件需求。

第3篇：虛擬仿真施工技術范文

【Abstract】The teaching statute and problems in materials preparation technology for metallurgical engineering are analyzed. The key measures in the reform of teaching contents and methods are introduced. Based on the virtual simulation， the modes in teaching and practice are innovated to meet the development of new engineering course.

【Key words】Metallic metallurgical engineering； Teaching reform； Virtual simulation； Innovation

全面深化教育改革向素質教育推進、發展，逐漸形成了以就業為導向、以學生為中心、以創新能力為本位的教學理念[1]。而教學理念和教學模式的新穎程度是目前眾多具有服務地方區域經濟發展特色的高等工科院校在專業課教學過程中需要加以重視的核心問題，亟待探索解決傳統、單一教學模式和方法的新舉措。因此，針對金屬冶金工程方向材料制備技術的性質、特點與重要地位，分析課程教學的現狀及存在的問題，結合我校新建立的虛擬仿真平臺，提出能夠切實改革教學內容、教學方法和手段的關鍵措施。

1 教學與實習現狀及存在的問題

材料制備技術是金屬冶金工程方向的一門專業基礎課，是使學生掌握基礎理論與專業技能，培養專門技術人才和創新型人才。該課程集理論、操作和應用于一體，涉及材料制備原理、設備及工藝等方面[2]。目前主要是單一課堂講授為主的靜態教學，學生處于被動接受狀態，創新思維和能力得不到訓練、提高。

材料制備技術所涉及的加工工藝流程繁雜，充斥著諸如難聞氣味的污染物、高?；瘜W品等因素[3]。在工廠實習環節中為了學生安全考慮，原有的知識應用與實踐純粹變成了走馬觀花式的觀摩過程，學生只能看到整個工藝的簡單流程，無法近距離接觸到一些實際現象，也無法體會涉及的科學問題，制約了學生實踐能力和創新思維的提高。目前的教學方法與實習模式已不適應新形勢下的要求，改革與創新勢在必行。

2 教學改革的關鍵措施

2.1 改革課程內容的側重點

材料制備技術既涉及了物理和化學的知識，又涵蓋了冶金、鑄造、塑性變形、熱處理等材料科學知識，對授課教師的有效教學和學生的高效消化、吸收非常不利[2]。對于我校這類具有服務地方區域經濟發展特色的高等工科院校而言，應該結合廣西有色金屬資源冶煉、加工和產業化的區域優勢，課程改革要側重于有色金屬材料制備理論、方法和技術方面，突出鋁合金、鎂合金以及鋁基復合材料的冶煉、鑄造和深加工內容。課程內容核心要緊密圍繞在區內具有行業特色的南南鋁等大型企業的產業化應用周圍，應切實結合廠實際應用的工藝技術，講授一些新知識，解決一些新問題，達到促進行業長遠發展的目的。

2.2 改革教學方法

材料制備技術應適當去理論化，突出實踐性，追求主動性，開拓獨立思考的空間，形成以提高學生創新能力為本位的教學理念與方法。將3D動畫等多媒體技術融入傳統的授課方法中，交叉運用案例式、互動式、討論式等教學模式，著重解決教學重點、難點[3-4]。充分利用先進的計算機仿真技術，實現“互聯網+材料制備技術”。針對相對復雜的鑄造、塑性加工和熱處理，通過建模仿真模擬金屬構件的微觀組織演變規律，實現對組織、宏觀尺寸、工藝參數的優化，讓學生對課程知識加以深入理解、運用。

2.3 加強交流合作

為了突出學生的應用與實踐能力和創新思維，要形成以加強科研、學術交流改革教學的新思路。帶領學生參與有色金屬材料冶煉、鑄造、變形加工或熱處理等方面的科研項目，與授課教師或研究生交流合作，對涉及的知識運用加以深化。在實踐中對項目的知識內容進行提煉，申報“大學生創新創業訓練計劃項目”，對團隊合作、科學問題提煉、項目撰寫和答辯過程具有更深刻認識，激發對材料制備技術的學術熱情[2]。

3 虛擬仿真型創新實習模式

虛擬仿真型實習模式是指充分利用信息化的技術優勢，以三維立體造型和數值編程建模模擬實際加工工序，結合現有實驗室條件達到數值模擬+實驗驗證的實習目的。該模式應該貫穿在材料制備技術中，指導學生主動使用Python編程語言、MatLab編程軟件、ProE三維造型軟件，在Procast、Deform等虛擬仿真平臺上進行二次開發，完成課程中涉及的加工工藝，善于發掘、分析和解決問題。

在虛擬仿真后的實驗驗證環節，以我校金屬冶金材料加工專業為例，集成了鋁、鎂等有色金屬冶煉、鑄造、軋制、退火處理等實習環節所需的各類設備。在課程實習過程，讓6名學生為一組，對設備、工藝路線和工藝參數確定等完全交給學生自主完成。確立了大致的實習實驗方案：以5系Al-Mg鋁合金為例，經730℃冶煉后，在620℃澆鑄板坯，待冷至室溫后截取鑄坯試樣、均勻化和軋制試樣，鑄態板坯厚為10.3mm，425℃均勻化，保溫1h，425℃熱軋，熱軋7道次試樣厚為6.5mm，冷軋一道次厚為6mm，軋制速度為17r/min，然后截取樣品，分別在350℃和180℃進行退火處理，保溫1h。

通過學生虛擬仿真+自主型實習，對退火后的樣品進行再結晶和回復的探究，體現了學生對專業知識的運用。結合鑄坯、均勻化及退火微觀組織結果，逆向探究設備選型和工藝參數的設?是否合理。

第4篇：虛擬仿真施工技術范文

【關鍵詞】虛擬仿真技術；建筑施工；信息化綜合化

1 虛擬仿真技術簡要論述

1.1 系統仿真技術的新發展

隨著計算機技術的普及和發展,在建筑工程施工中采用智能方法極大地促進了施工技術和管理水平的提高,從而推動著施工學科的不斷進步和發展。目前施工領域應用較成熟的軟件系統有:CAD 輔助設計技術、專家系統、智能管理系統、辦公自動化系統等,這些計算機技術的應用改造了傳統的施工方法和理論,帶來了新的理念。通過在建筑工程施工中引入虛擬技術的工程實踐證明,建筑工程施工應用虛擬技術已成為可能,用虛擬技術研究建筑工程施工,將創造極大的經濟性和促進技術的進步。虛擬現實技術綜合了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種學科的優勢,為人機交互對話提供了更直接和真實的三維界面,并能在多維信息空間上創建一個虛擬信息環境,使用戶身臨其境。虛擬現實技術不但具有仿真技術的優點還能提供真實的環境效果,在許多應用領域取得飛速發展。國內外的土木工程界在“大壩安全在線監控系統”和建筑消防研究方面也有一些嘗試。仿真技術是對系統動態模型的一種實驗手段,在安全性和經濟性方面有較大的優越性,使其廣泛地被航空、航天、軍事、電力、交通等行業采用,在化工、煤炭、冶金等方面也有較好應用。

1.2 虛擬現實技術的前沿性問題

虛擬仿真技術能否在建筑工程施工領域得以推廣和應用取決于計算機硬件和仿真軟件本身的發展方面。目前應用虛擬仿真施工系統存在以下問題:第一，虛擬仿真系統開發和應用要求的硬件平臺較高,需要在較高的專用工作站或實驗室上進行,企業自行開發系統時,要建造專用虛擬實驗室,購買國外進口設備和軟件,這需投入一定的資金和人力。另外系統的演示受設備的限制,移動不方便。第二，在對單項工程進行開發時,需從國外進口VR 軟件平臺。由于虛擬仿真系統在工程施工中集成型軟件幾乎沒有,再加上工程施工中影響因素較多,客觀上造成開發一個項目所需成本較高,努力開發出一套面向建筑工程施工的專用集成型軟件系統,為單項工程的開發提供一個方便的開發平臺(模塊) 是重要的前提。開發骨干,會增加施工企業的開支。

1.3 系統仿真技術與虛擬現實技術的結合

目前,我國一些大型建筑企業集團建立了自己的設計研究院,這為施工企業的技術人才培養和蓄納創造了條件。我國施工企業的工程技術人員已具有一定的軟件研發能力和應用水平,省、市級建筑施工集團已成為開發和應用施工定額軟件、施工管理軟件的主力。高等院校和科研機構也積極開發各種工程施工中所需的計算機輔助設計軟件,另外在工程實踐方面對計算機的工藝集成控制技術也有不少探索和應用,并取得了豐碩的成果。整個施工學科領域應用計算機輔助軟件正逐步形成,完成完整的、適用的人工智能方法研究和實際推廣已具備可能性。仿真技術的應用使仿真軟件取得了飛速發展,新的并行計算方法、新的仿真平臺和編程技術使其具有更好的可擴展性,因而能被更多的領域所使用。

2 虛擬仿真技術在建筑施工中的應用

2.1 虛擬建造技術的現實意義

使用虛擬現實技術對施工過程進行模擬,在施工前了解各種構件在實際結構中的相對位置及相互關系,實驗多種施工方法,計算相應工況應力,對方案進行優化,這對以下幾方面將產生重大意義。建筑工程施工方案的選擇和優化建筑工程施工的施工方法及施工組織的選擇和優化主要是建立在施工經驗的基礎上,存在一定局限性。同時,現代建筑基本都具有鮮明的個性,建筑工程施工成為不可完全重復的過程。使用施工虛擬仿真技術將可以直觀、科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果,可以定量地完成方案的對比,有助于施工方案的選擇和優化,真正實現最優施工。施工技術革新和新技術引入施工虛擬仿真技術一方面能使廣大施工技術人員低成本地試驗施工新工藝和革新思路,有助于創造性的充分發揮,同時能真切展示新技術的成效,縮短建筑業新技術的引入期和推廣期,降低新技術、新工藝的實驗風險。施工管理施工虛擬仿真技術能事先模擬施工全過程,能提前發現施工管理中質量、安全等方面存在的隱患,因而可以采取有效的預防和強化措施,提高工程施工質量和施工現場管理效果。

2.2 三維動畫技術在建筑施工領域的應用

建筑施工全程虛擬是在現實建筑工程施工之前技術對施工全過程的各環節進行模擬真實展示和體驗施工各階段預期結果并應用系統軟件適時調整施工變更或偏差#實現施工方案決策優化施工全程，虛擬技術的首要功能是虛擬預演即從待施工的建筑造型設計結構施工方案施工場地及施工組織設計施工關鍵技術，設計建筑施工各階段控制過程中有關信息的集成管理，直至建筑工程竣工驗收全過程進行虛擬預演將虛擬施工過程真實呈現于施工方及管理人員，虛擬施工環境下的全方位仿真可準確預演實際施工過程及其結果，它與傳統實際建造施工過程相比，可提前發現施工方案設計中的缺陷和施工過程中可能發生的質量和安全問題，縮短施工工期更便于施工方案的監控與調整技術的另一突出功能是反演決策即在虛擬施工環境中，通過時間反演改變參數設置使施工過程與結果可根據業主要求及施工組織設計需要進行適時調整由于參數選擇的不同可建立多樣化施工比較方案根據實際情況選擇最優方案。

3 建筑施工領域引人虛擬技術的發展趨勢

建立在計算機應用基礎上的虛擬現實技術可以模擬現有的事實或即將實施的工程。在三維世界中，計算機用戶依靠虛擬技術去認知虛擬的工程，諸如開燈或關燈、駕駛汽車、搬運物體等，為達到這樣的目的，視頻、音頻、三維模型等組成部分經過整合才能產生真實感。虛擬技術起源于美國的飛機模擬器，1989 年,美國VPL Research 公司的奠基人Jaron Lanier提出了Virtual Reality一詞,用以統一表述當前紛紛涌現的各種借助計算機技術及最新研制的傳感裝置所創建的一種嶄新的模擬環境的概念,目前大家都稱它為虛擬現實。虛擬現實是利用計算機技術生成一個逼真的, 具有視、聽、觸、嗅、味等多種感知的虛擬環境,置身于該環境中的人可以通過各種傳感交互設備與這一虛構的現實進行相互作用, 達到彼此交替更迭、融為一體的程度。虛擬現實系統由五個關鍵部分構成：虛擬世界、虛擬現實軟件、計算機、輸入設備和輸出設備。虛擬現實技術是八十年代末出現，并迅速成為科學界和工程界關注的熱點，它匯集了計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、傳感技術、多媒體技術、人工智能技術和人的行為研究等多項技術，虛擬現實技術是這些技術高層次的集成和滲透,它給用戶以逼真的體驗,為人們探索宏觀世界和微觀世界中由于種種原因不便直接觀察的事物運動變化規律,提供了極大的便利。

4 結論

使用虛擬現實技術對施工過程進行模擬,在施工前了解各種構件在實際結構中的相對位置及相互關系,實驗多種施工方法,計算相應工況應力,對方案進行優化這對建筑施工技術性的發展將產生重大意義。

參考文獻:

[1]張希黔,張利. 虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用現狀和展望[J] . 施工技術,2001 ,30 (8) .

第5篇：虛擬仿真施工技術范文

關鍵詞：高層建筑、施工技術、創新、重要性

中圖分類號：TU97 文獻標識碼： A

隨著建筑結構不斷變化，對于高層建筑施工技術也隨之發生很多變化。在我國高層建筑甚至超高層建筑已經是一種非常常見建筑結構形式，高層建筑與低層建筑施工技術難度是不一樣，高層建筑施工難點更大，技術要求難度更大。但是科學技術不斷進步，針對高層建筑施工難點，技術關鍵也有很大創新技術出現，給高層建筑乃至超高層建筑提供了施工便利。

一、高層建筑施工的主要特點

1、大體積混凝土施工

在高層建筑施工中常碰到大體積砼，為幫助施工技術人員學習了解大體積砼溫度控制和防裂方面問題，加強施工技術方面交流，混凝土量大，結構厚實，工程條件復雜（一般都是地下現澆鋼筋混凝土結構），施工技術要求高，水泥水化熱較大（預計超過 25℃），容易使結構在溫度變化下產生變形。大體積混凝土除最小斷面和內外溫度有一定規定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸太大，約束產生的溫度力就越大，如采取控制溫度措施不當，溫度應力超過混凝土所能承受拉力極限值時，易產生裂紋。

2、深基坑支護

深基坑支護是指為保證地下結構施工及基坑周邊環境安全，對深基坑側壁及周邊環境采用支檔、加固與保護措施。根據目前形勢，深基坑工程施工事故頻發，而且事故一旦發生，極易造成群死群傷，后果相當嚴重。究其原因，主要是施工方案及施工過程中各種安全預控措施不到位。根據國家有關規定要求，深基坑工程施工必須編制監理細則，明確深基坑工程技術要求和施工現場檢查要點。

3、垂直運輸

建筑高度不斷提高，因此，必然會給混凝土垂直運輸帶來很大困難，同時針對不同混凝土組成，運輸高度也有一定限制，總體經驗是混凝土顆粒越是細小垂直運輸高度就越高。

二、 高層建筑施工技術創新

在地下水位高、軟土層厚、基坑周邊建筑密集、鄰近城市道路、車流人流量大，且市政管網復雜的條件下，保證基坑開挖時邊坡穩定、正常生活和工作秩序、周邊環境安全不受影響，是工程施工重大技術難題。在保證基坑安全和周邊環境安全前提下，從費用、工期等因素綜合考慮優選基坑支護方案，是基坑工程施工難點。

1、整體吊裝法

這種方法就是將結構體在地面總體拼成整體后，用起重設備將其整體吊裝至設計位置施工方法。這種施工方法不需高大拼裝支架，高空作業少，易保證焊接質量，但需要起重量大起重設備，實施技術較復雜。

2、高空滑移法

高空滑移法就是將某平面單元或分為條段結構單元，在事先設置滑軌上移動到設計位置，拼接成整體安裝方法。等第一個拼裝單元拼裝完畢，即將下滑至軌道上，用牽引設備向前滑

動一定距離。再在拼裝平臺上拼裝第二個單元，拼好后連同第一個拼裝單元一同向前滑動，如此逐段拼裝，直至整個結構拼裝完畢滑至設計位置。

3、高空散裝法。

把網架所有桁桿和節點分次提升至高空，然后再組裝​​完成，這是最直接的方法，它不需要大型起重設備，但需要大量的支架，這對于結構跨度大的建筑是相當費力的。作為改進，可以將網架在地面上預先制作成錐體或平面桁架形式小拼單元，將小拼單元吊到高空拼裝，以減少高空作業量。另外小拼單元吊裝后成為個幾何不變穩定體系，可以承受自重和施工荷載，而不用設置或少設置支架，將小單元按照一定的順序逐漸延伸，最終能夠組裝成一個整體。

4、整體頂升法

千斤頂起重設備設置在的網架支座的正下方，起重設備一般用大噸位千斤頂，并充分利用網架作為支撐頂柱的支持結構。按結構類型和施工條件，支撐柱可以選用四肢鋼柱或勁性鋼筋混凝土柱。這種施工方法適用于四點或六點支持網架，使起重大負荷的過程中每個根柱子在頂升過程中都集中了很大負荷，千斤頂也同時承受很大的負荷。為了安全起見，施工時應將額定負荷能力乘以折減系數，它的優點是可以把屋檁條、面板、電氣設備、吊頂以及通風等在網架頂升前全部安裝好，然后連同網格升至設計標高的頂部，從而節省了建設費用。

5、虛擬現實模擬

虛擬現實技術是在人機接口技術、計算機圖形學、計算機仿真技術、多媒體技術以及傳感器技術基礎上發展起來的一門交互技術。它采用計算機產生具有高度真實感三維交互環境，并通過多種傳感設備使用戶投入到該環境中去，實現以用戶為中心的自然、直接的交互。它是自主性、多感知、交互性、沉浸性等功能。建筑施工方案虛擬仿真系統是將仿真和虛擬技術應用于建筑施工領域。利用虛擬現實技術建立虛擬模型來模擬施工方案、對比、驗證和優化，然后用數字化手段來開發和修改施工方案，并逐步取代傳統施工方案的編制方法。通過使用虛擬現實技術直觀地表達建筑設計形式，并為工程施工方案制定提供直觀手段，奠定方案基礎。

6、整體提升法

網架或桁架在地上組裝好后，使用整體提升的方法，即將起重設備安裝在網架或桁架上，然后通過鋼絞線與網架或桁架支座相連，逐漸增加至設計標高，利用建筑柱，以提高網架或桁架臨時支撐結構，一般采用千斤頂起重設備，起重設在最好在網架或桁架的附近點，其優點是可以充分利用現有的結構作為施工支撐。

7、衛星定位技術

衛星定位技術在土木工程勘察、設計和施工等方面應用已開始起步，特別是在土木工程施工領域應用已越來越廣泛。隨著衛星定位技術基礎理論及其設備進一步的改進，其廣泛應用于土木工程建筑行業已指日可待。衛星定位技術在高層建筑施工中應用有很多特點，如，數據測定和分析均使用計算機處理，避免人為誤差；對施工樓層控制網基點選擇約束較少；能準確測定建筑物日照變形和振動變形；

現代化機械設備，科學合理結構設計，快速發展施工技術等都是為建筑高度起到一定推波助瀾作用。在現代科學技術支持下，施工技術創新也在不斷更新著歷史，同時與時俱進，不斷涌現出更新、更好的施工新技術與方法。

參考文獻：

第6篇：虛擬仿真施工技術范文

關鍵詞：仿真技術；土木工程；施工實訓；教學改革

土木工程專業是一個實踐性較強的理論型與實踐型相結合的專業，土木工程施工實習實訓教學環節的質量將直接關系到本專業的人才培養質量。目前，我國擁有土木工程專業的高校在實驗實訓教學上與發達國家的教育理念和方法還存在較大差異，因此，施工實驗實訓教學的改革是一項任重而道遠的工作。將仿真技術引入到土木工程施工實驗實訓教學中，應從教學內容、教學方法、教學環境等方面改革，對激發學生的工程興趣、培養學生的動手技能、提高學生的綜合專業技能和創新能力具有重要意義。

一、仿真技術在施工實習實訓教學中的基本思想

仿真技術在航天航空、軍事領域的應用中具有悠久的歷史，是設計的基本方法。隨著現代科學技術的進步，尤其是計算機虛擬技術的發展，使用仿真技術的應用領域和范圍得到了迅速擴大，涵蓋了社會的各個方面。隨著現代化教育技術的發展，仿真技術被引入到了實驗（實訓）教學中，稱為仿真實驗[1]?！锻聊竟こ淌┕ぁ氛n程是土木工程專業課程體系中最重要的組成部分，其實踐性和綜合性都很強的施工課程有別于其他類別的課程。然而，由于施工現場環境差、不安全因素多，一旦發生意外安全事故會造成法律責任糾紛，影響實訓單位聲譽，因此，多數施工單位不愿接受高校學生在工地實習實訓，這是目前我國《土木工程施工》課程教學普遍存在的問題。

根據土木工程專業培養方案的需要，《土木工程施工》課程主要講述建筑施工技術和組織中的施工工藝原理和操作要點，剖析影響工程質量和安全的因素及對策。這些分部工程中的基坑支護與降水、土方開挖、高大模板、起重吊裝工程等屬于危險性較大的工程，安全隱患多，而施工實習實訓又是施工課的重要組成部分，必須進行實踐。從目前就業情況看，土木工程專業絕大部分學生是到施工單位、監理單位以及與此課程密切相關的單位。因此，如何使學生盡快適應建設工作崗位，學以致用，培養學生的動手能力，提高學生的綜合專業技能和創新能力是《土木工程施工》課程的目標[2]。

若要利用計算機創造虛擬環境來模擬各種真實環境，并根據真實環境和實際操作情況在虛擬的環境中進行操作、驗證、設計、運行，把仿真技術與《土木工程施工》教學完美地結合起來，需要將土木工程施工中各個研究對象共性的規律提煉出來，歸納為各個單元操作，并將這些單元操作按施工工藝過程整合。例如，鋼筋工程實訓中，把鋼筋施工工藝分為鋼筋調直、下料、彎曲、接長（焊接）、綁扎安裝、驗收一條主線，開發出基于施工企業的虛擬仿真場景的實踐教學軟件或技能操作平臺。不僅可以節省學校購買鋼筋調直機、鋼筋切斷機、鋼筋彎曲機、電焊機及鋼材等材料設備資金的投入，而且學生實訓安全也得到保證，并能快速而高效率地提高學生技能實踐的質量和安全。還可以實現施工技能實訓中與仿真設備的交互，能夠像玩電子游戲一樣無限制地使用和復制，減少人為損壞設備的可能性，學生實訓的安全也得到保障；也可通過修改實訓模型有效增加新設備的功能，優化資源庫；充分利用網絡實現施工技術應用技能合作性訓練、協同性訓練以及遠程訓練等，達到資源共享目的。從學生的角度，讓學生根據所學的內容在相應仿真環境中進行施工實訓操作，可以自由改變各個施工工藝的參數，自由控制各個節點實訓內容，觀察其施工工藝過程，從而進行施工生產實踐中質量與安全的控制，掌握施工工藝操作技術，建造出符合《建筑工程質量驗收標準》的合格建筑產品[3]。

二、工程施工實習實訓教學的現狀

工程施工實習實訓主要包括施工技術的模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、砌體工程的操作性實訓和現場管理的單位工程施工組織設計兩大部分，它是土木工程專業培養方案中的專業關鍵必修課，是實踐性、綜合性都很強的課程，有別于其他選修類別的課程。然而，目前我國土木工程施工類課程教學普遍存在著較大的困難和問題，主要表現為如下幾方面。

1.教學內容滯后于現行規范、工程實踐。土木工程施工教材內容陳舊，技術落后，沒有與時俱進，緊跟現行法律和規范，貼近工程實踐，沒有形成較好的課內課外相結合的有層次的互動式的施工類課程教學體系。例如，2009年國家出臺了《建筑施工組織設計規范》（GB/T50502-2009），盡管是推薦性規范，但是在《土木工程施工》教材中講述的仍然是50年代施工組織設計內容。

2.在課堂教學方法和教學手段方面。由于土木工程施工課程的實踐性、綜合性和理論跨度大等特點。施工課基本是采用課堂教學方式，以教師講授為主，這樣傳統的教學模式非常陳舊，沒有調動起學生的學習積極性，教學效果一般較差。盡管有的教師運用多媒體教學手段，收集大量的圖片、動畫資料，然而，由于時間與空間的限制，學生也很難觀察到施工的全過程。

3.施工生產管理實訓方法和手段方面。土木工程專業是一個實踐性很強的工科類專業，實踐教學環節效果的好壞對畢業后學生適應社會工作及動手操作能力尤為重要?，F在全國高校土木類院校的培養方案實習分為施工生產實習3周，畢業實習3周，條件好的學校有3周的實訓，以老師根據教學安排事先聯系好實習單位，在規定時間內集中組織學生到工地去參觀、見習，由現場技術人員和老師對工程概況及施工技術進行講解，然后由學生自己去尋找實習單位，這種放羊式的教學方法，使得實踐環節流于形式，效果極差。

4.在實習實訓教學環境方面。實習實訓教學資源的不足是長期困繞《土木工程施工》實踐教學質量提高的難題。時代的發展和科技的進步對實驗教學提出越來越高的要求，對學生創新思維和實踐能力的培養需要一種趨于個性化的教學，需要占用更多的實驗、實習實訓教學資源。而這種矛盾可通過仿真技術的應用得以緩解，運用計算機仿真技術軟件，可模擬環境情境，學生通過仿真實習實訓后，對實訓的整體到局部建立起直觀感性認識，學生可不受實際實訓條件和時間限制進行實驗、實習實訓方案設計。虛擬仿真技術和實際情境實驗結合的模式可合理有效配置教學資源，解決實踐課時少的問題，改善教學條件，形成多元化的教學環境[4]。

三、土木工程施工實習實訓教學內容和方法

第7篇：虛擬仿真施工技術范文

1施工難點

1．1深基坑支護

深基坑支護的目的是要確保地下結構的施工安全，并為基坑的周邊環境提供安全保障，從而在深基坑的側壁和周圍環境中，通過支檔和加固等手段，對其進行保護。目前，我國的高層建筑在深基坑支護施工中，發生事故的頻率比較高。由于此施工中需要較多的施工人員參與，所以一旦發生事故，就會導致施工群體傷亡，造成嚴重的后果。而出現這種情況的根本原因，在于施工單位沒有對施工過程進行嚴格的控制，且沒有采取相應的防控措施消除安全隱患。

1．2大體積混凝土施工

大體積砼是高層建筑施工中比較常見的，其在溫度控制方面的難度較大，且防裂問題一直是困擾技術人員的難題。大體積砼對施工技術的要求比較高，需要用到大量的混凝土，不僅結構厚實，且水泥水化熱也比較大，在結構物體受到溫差變化的影響時，其很容易出現變形。由于大體積砼需要在地下對鋼筋混凝土結構實施現澆工藝，所以其施工條件相對比較復雜。此外，大體積的混凝土對平面尺寸的要求比較高，如果平面尺寸沒有控制好，使得尺寸過大，溫度力在約束作用下也會變大。如果不能對溫度進行有效的控制，當溫度引力超出混凝土能承受的拉力范圍時，就會出現裂縫。

1．3垂直運輸

隨著建筑高度的增加，在對混凝土進行垂直運輸時，其難度必然會加大。而高層建筑所使用的混凝土類型是多種多樣的，不同的混凝土對運輸高度的要求也不一樣。如果混凝土的顆粒比較小，其所需的垂直運輸高度就比較高;如果混凝土的顆粒比較大，則其對運輸高度的要求就更低。

2技術創新

2．1生態技術

隨著建筑工程規模的擴大、數量的增加，其消耗的能量、排放的污染物質也越來越多。因此，在未來的建筑施工中，應該融入綠色環保節能的理念，采用生態化的施工技術，提升建筑的節能環保性。同時，在對高層建筑進行設計規劃時，要盡量降低其對環境的影響，在對環境加以利用的同時，對其進行保護。所以，在高層建筑的設計中，要多采用生態技術，并對其進行創新，以實現高層建筑室內室外的有效銜接。當室外的環境發生變化時，能夠將變化情況反饋到室內環境中，室內環境則做出相應的調整，以確保室內的各項環境指標都符合標準，通過對太陽能、風能等的利用，有效降低高層建筑施工中的能源消耗。

2．2仿真技術

仿真技術是利用計算機，建立起高層建筑的實際模型和虛擬模型，對高層建筑內的實際運動過程進行模擬。通過仿真模型的全面分析，能夠有效縮短決策的時間，并提高決策的正確性，從而提高資金的利用率，縮短施工周期，降低施工中的人力和物力成本。對高層建筑的施工過程進行仿真模擬，需要根據離散事件建立相應的模型，并對模型中的建筑施工、結構施工、裝飾施工等進行全面的分析。在基礎工程施工中，仿真系統能夠對其中的土方、初支、大體積施工等進行分析;在結構工程施工中，仿真系統的主要功能是，對施工方案和管理等進行模擬。同時，通過計算機技術的作用，在對高層建筑結構進行仿真模擬時，還能為實際的施工提供理論和力學依據，從而幫助施工單位制訂更加科學合理的施工方案。

2．3衛星定位技術

目前，衛星定位技術已經開始在相關領域使用，比如，在對土木工程進行勘察設計時，就可利用衛星定位技術來進行，且在其施工過程中，也可借助衛星定位技術的作用，此項技術在土木工程施工中的應用頻率是最高的。隨著技術的不斷發展，衛生定位技術不僅在理論上日趨完善，且其需要的設備技術含量也越來越高，因此，將此技術應用于高層建筑施工中，應該是順理成章的。將衛星定位技術應用于高層建筑施工中，不僅能減少施工測量的次數，提高測量的準確性，還能將測量結果進行精準的傳輸。同時，對測量數據的處理和分析，是利用計算機來完成的，這就能有效避免人工計算中的錯誤。此外，在高層建筑中設置觀測的基準點，目的是要確定具體的起算點和方向。采用衛星定位技術，在對施工樓層的控制網基準點進行選擇時，不會受到其他因素的干擾。而對于高層建筑可能出現的日照變形或者振動變形等，衛星定位技術也能進行準確的測定。

3結語

綜上所述，為滿足社會發展的各種需要，高層建筑工程不斷涌現，而高層建筑的施工難度，比普通建筑的施工難度大很多倍，其在施工中出現問題的可能性也越大。因此，在對高層建筑進行施工時，需要通過生態技術、仿真技術、衛星定位技術等，降低高層建筑施工對環境造成的污染程度，并提高其施工的安全性，改善施工質量。

作者:譚毅杰 單位:華東建筑設計研究總院大連分公司

參考文獻:

［1］楊娜，袁磊．高層建筑施工技術創新的分析與研究［J］．建筑工程技術與設計，2016(14):29～36．

第8篇：虛擬仿真施工技術范文

施工企業信息管理是指施工企業采用先進的管理概念，運用信息技術，特別是計算機技術、網絡技術、通信技術、技術、系統集成技術和信息安全技術等，提高企業的管理、決策和服務水平，以便對外界需求做出迅速反應，從而加強企業的生存、適用能力和核心競爭能力，推動企業的快速發展。

2、施工企業信息管理的內容

2.1建立信息代碼系統

用文字來描述信息已不能滿足現代化管理的要求，必須賦予信息一組能反映其主要特征的代碼，用以表征信息的實體或屬性，以便于利用計算機進行管理。

2.2明確施工企業管理中的信息流程

為了保證施工企業管理工作的順利進行,必須使信息在施工管理的上下級之間、有關單位之間和外部環境之間流動，這稱為“信息流”，通常有以下幾個方面：

（1）管理系統的縱向信息流。包括由上層下達到基層，或由基層反映到上層的各種信息，既可以是命令、指示、通知等，也可以是報表、原始記錄數據、統計資料和情況報告等。

（2）管理系統的橫向信息流。包括同一層次、各工作部門之間的信息關系。有了橫向信息流，各部門之間就能做到分工協作，共同完成目標。

（3）外部系統的信息流。包括其他有關單位及外部花莖之間的信息關系。

2.3制定施工企業管理中的信息收集制度

包括信息來源、要收集的信息內容、標準、時間要求、傳遞途徑、反饋的范圍、責任人員的工作職責、工作程序等有關內容。

2.4施工企業管理中的信息處理

一般包括信息的收集\加工\傳輸\存儲\檢索和輸出六項內容。

3信息管理在施工企業的具體應用

3.1企業網絡信息系統的建立

中國建筑第三工程局目前已建立了比較完善的企業網絡信息系統。整個網絡體系是一個樹形網絡體系結構，一共有四級：一級網絡為局總部信息網絡，稱為中心網絡；二級網絡為公司級網絡；三級網絡為分公司級網絡；四級網絡為項目網絡。各層次網絡在行政上是上下級關系，從網絡架構的信息組織上屬父子關系，所有共享信息保存在企業信息網的各級服務器中，各單位的服務器上保存有本單位的共享信息。如果父子網絡在一個LAN（局域網）內，則直接進行網絡連接；如果兩者不在一個LAN內，則通過電話撥號網絡進行信息互訪。在這個信息網絡架構中，不存在父子關系的網絡之間也可進行授權信息訪問。整個信息的交流渠道更加靈活。遠程撥號網絡通過授權訪問的方式，與各級信息網絡服務器建立遠程連接，進行信息的存取。這種方式簡便靈活、管理方便、便于推廣。

3.2信息技術的應用

近幾年，我國許多建筑施工企業利用信息技術改造傳統施工方式及施工技術，提高了施工技術的整體水平。具體表現在：

（1）混凝土攪拌站計算機計量控制技術。建筑施工企業可以利用先進的工業計算機計量控制技術對混凝土攪拌站進行技術改造，實現配料、攪拌及檢測等生產過程的自動控制和管理，保證混凝土的質量。

（2）超高層及高聳構筑物施工中的垂直度偏、扭監測。在超高層及高聳構筑物施工中的垂直度偏、扭監測中，可以采用計算機控制的激光定位高新技術，不僅可以把觀測結果準確、直觀的顯示在屏幕上，而且可以實施連續觀測的動態管理，以及預測垂直度偏、扭的發展趨勢。

（3）大體積混凝土施工計算機自動測溫技術。在大體積混凝土工程中應用微機自動測溫新技術，利用計算機和傳感對混凝土叫到、澆搗和養護過程中的溫度及應力變化進行動態跟蹤監控，對混凝土不同層面和深度的溫度、溫差進行分析，通過迅速、快捷、準確的信息反饋，及時指導混凝土施工和采取有效的養護措施。

（4）建筑施工虛擬現實技術。應用尖端的計算機虛擬現實技術可以模擬仿真施工全過程，事先發現和解決施工中可能會出現的各種問題，達到優化施工組織和施工方案的目的。中建三局與華中里工大學合作，在上海正大廣場項目進行了建筑施工虛擬的研究，取得了成功。有關專家認為它是中國建筑施工技術發展的里程碑，達到國際先進水平。

（5）結構仿真技術。結構仿真就是在建筑施工，特別是鋼結構施工中，應用目前國際上先進的空間分析軟件（ANSYS、SAP等），對施工方案每一工況下的結構內力及變形進行模擬驗算，達到優化施工方案和確保施工質量與安全的目的。中建三局在廣州體育館大跨度空間桁架組合鋼屋蓋施工中，應用了此項技術，工程完工后，經過應力、應變及變形測量，各項數據均與結構仿真結果相符。

4施工項目信息管理所體現的效益

施工企業信息管理所體現的效益，很難從公司的總體效益分離出來，它是通過企業競爭力和市場占有率的提高、生產成本的降低以及公司無形資產的升值中加以體現的。也就是說，信息管理的功效要從間接效益、綜合效益等方面來考量，如企業員工素質的提高、施工技術的改進、管理的規范、工程質量的提高、工期縮短、成本降低等。

第9篇：虛擬仿真施工技術范文

關鍵詞：計算機技術；圖形圖像處理；應用

Abstract: The application of computer technology is more and more widely, the whole society into the information age, modern computer technology in the application of image processing on the break mode method of traditional image processing, so that it has good reappearance function, more flexible application, applicable scope is wide. Especially the BIM technology for the application of graphics and image building, is brought about a revolutionary upgrade. At the same time and the virtual simulation technology in the latest architectural aspects of the application, the computer image processing technology is becoming more and more important in building construction.

Key words: computer technology; image processing; application

中國分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章標號：2095-2104（2012）03-0001-02

隨著社會現代化的大發展，在很多的生產施工中，為了保證工作的高效、安全、準確，都趨向于生產的自動化。建筑業是國內經濟的幾大經濟支柱之一，將計算機技術與工程建筑業結合在一起的趨勢是有目共睹的。在追求低能耗、低污染、可持續發展的大背景下，工程建設信息化已成為時展的必然方向[1]。利用計算機技術對圖形圖像的處理就是通過計算機對圖片進行修飾，分割，除噪等一系列的步驟，從而實現對圖形圖像的優化設計。計算機技術在建筑業方面的發展經歷了兩次重要的變革。早期出現的計算機輔助CAD技術使工程建筑業由傳統的手工畫圖階段轉變為二維的計算機繪圖階段，給建筑業帶來來了第一次的技術革命。隨著建筑業與計算機技術的進一步的結合應用，又出現了專業應用于建筑業的3DStudio,FormZ,VIZ等技術。本文從工程建筑方面的角度出發，探討幾種計算機技術在施工圖象處理的科學策略和應用，比如，虛擬仿真技術，BIM技術等。

BIM技術的應用研究

BIM（建筑信息模型）技術是在社會對工程建筑領域的管理技術的需求增長的條件下應運而生的，是建筑業圖形圖像處理的。在建筑制造行業，大概有三分之一的工程是需要再次返工的，這樣就導致超過半數的勞動力以及資源流失，十分之一的材料損耗。不難察覺有數以億萬元的經濟損失，而BIM技術就是針對該問題的突破性研究。對建筑業來說，BIM技術在建筑過程的應用可以設計出精確的三維模擬和能耗模型，高效的實現高效率、高質量、低風險的、低損耗的理念，輕松的完成建筑項目，從而帶來更大的經濟效益。BIM技術的應用是貫穿于建筑的整個過程?，F今已有一些成功的應用案例，例如美國webcor公司，舊金山某基督教堂的虛擬施工模型。并且計算出后期施工的一系列數據（如圖二）。只是應用簡單的CAD是無法滿足設計要求的。施工模型圖如圖一所示：

圖一

圖二

在施工階段的應用主要體現在以下幾個方面：

第一、可以創建三維逼真的設計方案圖，給人以真實、直觀的視覺感受，可以根據施工順序的選擇，形象的展示各個環節的施工方案，還可以進行四維的模擬，對比選擇不同的施工方案建立好的BIM模型，大大提高了三維渲染精度與效率，最終給客戶更為直觀的圖形圖象展示。比如在地鐵蓋挖逆坐施工中起到了很大的作用。

第二、有效虛擬施工過程，協同作用強。三維直觀的可視化功能加上時間維數，就可以虛擬施工過程，將施工計劃與實際的工程進展做對比，這樣有效的四維協同，可以讓工程師對項目的各個過程都了解得很清楚，以便對施工過程中可能出現的問題進行提前的防備，BIM技術和施工方案、施工模擬有效的結合可以大大減少人力物力的損耗，減少返工和修整，提高建筑質量，節約資源成本，縮短工程建筑周期。

第三、優化設計方案，精確計劃，提高質量。BIM技術最大的特點和優點就是三維立體逼真的可視化，它可以使圖形圖像形象地展示在人們的眼前。利用這個技術可以在施工前檢測在施工過程中可能出現的碰撞和錯誤損失，進而進一步優化設計方案，盡量減少返工，提高施工的質量。

虛擬仿真技術在建筑施工中的應用研究

虛擬仿真技術包括虛擬和仿真兩個方面，虛擬技術和仿真技術有效結合，并成功應用于設計施工中，打破了傳統的設計和施工模式，它具有高度仿真性，無破壞性，可無數次反復試驗，可控性高等優點，還具有高效、施工質量高、成本低等特點。其本身的軟件平臺是Revit軟件，是基于上述的BIM信息模型而配套的技術。對于建筑設計中的結構和水暖加以概念性建模。它是迄今為止最經濟有效的綜合集成方法,是推動技術進步的戰略技術。主要的虛擬仿真過程如圖三所示;

圖三

首先是利用現有的計算機水平建立三維模型，接著就是虛擬施工環境。某集團的新建住宅小區就是這一技術應用的實際案例，其平面是一個矩形圖，建筑面積為24.3萬m2。該建筑的設計造型需要使用很多的鋼型結構，導致整個吊裝工程巨大。只有通過虛擬仿真技術才能實際需求，得到一個可視化的虛擬模型，在施工前有一個準確的預估。建筑施工中圖形圖像的處理就是將設計出來的圖形轉化為更為直觀的、形象的三維圖像的過程，施工過程就是把圖像轉化為建筑實物的過程。在傳統的建筑模式中，保證施工質量的條件是經驗豐富的工程師，但這有很大的缺陷，光憑借經驗往往使得在施工過程中出現缺乏全面性、客觀性，具有主觀性、盲目性等缺陷，也會出現很多難以控制的問題。虛擬技術在建筑領域的應用大大彌補了這一不足，虛擬技術下建立的圖形具有高仿真性，交互性，沉浸性。工程師可以根據需要進行施工虛擬實驗，從而在不斷的實驗中找到最佳的方案，實現設計圖形的最優化，達到節約資源成本，縮短工程周期，提高質量等目的。

利用計算機技術對圖形進行處理可以極大地提高形成圖片的效率及提高圖片的質量，也會給工作帶來極大的方便，提高工作效率。圖形的處理技術包括圖形的屏幕顯示，圖形的字符處理以及成圖。首先是利用CDI和位映像圖來展現初步的繪圖的效果，然后就是對圖形的尺寸、特性用參數表示，所以在圖片上進行尺寸的單位的標注也是圖片處理的技術之一。

虛擬仿真技術為建筑的整個過程構造了一個整體、綜合的環境，虛擬場景中的任何一個物體，都可以有高度仿真的聲音、動作畫面模擬，使畫面的真實感強，它的三維動畫的應用。如圖四就是通過計算機仿真技術制作的該小區的外觀效果圖：

圖四

虛擬仿真技術可以實現對施工全程的分析，施工過程中的細節都以高清晰的畫面的形式展現出來，人們可以根據自己的需要在畫面上做修改，并且這項技術在預防施工過程可能出現的安全隱患具有很好的預測性。未來的圖象處理技術的發展，主要是朝著高度清晰、三維成像及多位成像、自動化、智能化的方向發展的，在技術的研究中，主要是將理論和實際操作結合起來，計算機技術在圖象處理中的應用也將得到進一步的發展。

三、總論

圖象處理技術的應用越來越廣泛普遍，CAD、CAM技術對于建筑工程設計的基礎構圖中也有充分應用。在建筑施工中對圖形圖像的處理給我們的社會帶來很大的經濟效益，可以不費成本的無數次的反復試驗施工過程，然后對施工過程進行細致的分析，盡量減少各種浪費，減少人力資源的耗損。BIM技術對圖形圖像的處理實質上也是對施工過程的一個模擬的過程，在計算機上近乎逼真的動態模擬，讓我們如身臨其境，達到一定實質性的效果。隨著時代的進步，該技術所提供的數據會越來越詳細和全面，對于建筑施工行業會帶來巨大的革命。同時，5D技術也會在計算機圖像處理中越來越多的應用。建筑設計等等中的問題依靠計算機技術的進一步發展來帶動其變革。綜上所述，計算機技術在建筑領域的應用有待于進一步的推廣和深入的發展。

參考文獻：

[1]劉剛，李鑫，王興龍，等．建筑施工企業BIM應用淺析與建議[J]．施工技術，2012，41(3)：39-40,44．

[2]潘佳怡，趙源煜．中國建筑業BIM發展的阻礙因素分析[J].工程管理學報，201226(1):6-11