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虚拟仿真施工技术范文1
【中图分类号】V448.15+3 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0168-01
随着现代科学技术的飞速发展，虚拟技术和仿真技术逐渐开始了有机整合，成功运用在了建筑工程的设计与施工中，并且完全改变了传统模式下的建筑设计和施工。究竟虚拟仿真技术是什么，它又是如何应用于建筑施工中，这些都是本文接下来会探讨的话题。
一、虚拟仿真技术概述
传统的仿真技术不能够模拟出人对于外界情况的感知，而虚拟仿真技术涉及到了关于仿真人的感知模型。虚拟仿真技术是在多媒体技术、传感技术、仿真技术以及计算机技术快速发展的基础上，虚拟技术与仿真技术有机结合的产物。虚拟技术与仿真技术完美结合在了一起，则能利用虚拟的现实技术建立与试验仿真的模拟模型，将仿真的过程和结果通过可视化、图像化的方式呈现出来，强有力地推动了仿真技术的高速发展。虚拟仿真技术具有四个基本特性，包括沉浸性、交互性、虚幻性与逼真性，这些特性在虚拟仿真技术中得到了有效的体现，同时也提升了虚拟仿真技术在仿真技术领域的竞争力。
二、虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究分析
虚拟仿真技术在现代建筑施工中的应用越来越普遍，意义也越重大。本文将从以下几个方面展开虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究分析：
（一）虚拟施工技术的应用研究
从一定层面上讲，建筑施工过程实际上就是把施工的设计图转化为实物的—个过程，只是这个“转化”的含义及意义都非常重大。传统的施工方法与方式太多，容易跟着实际情况产生变化，而且从图纸的设计到具体的施工环节，一般都很难按照原计划设计的图纸进行。此外，传统的施工技术为了确保施工顺利完成，一般总是凭借经验实施工程，然而某些经验往往会给施工带来决定性的失误。当前，大部分的建筑工程采用了全新结构，传统的施工技术已经无法适应当下复杂的施工条件，因此转变施工技术才是重点。虚拟施工技术应用于建筑施工中，能够改善传统技术下的盲目、主观与随意，能最大化地提高工程的质量，减少成本、耗材，提高施工的安全。利用虚拟施工技术的交互性和高度仿真性，可以建立施工设计的几何模型，建筑施工的相关人员能够根据所需进行施工的虚拟试验，从而筛选出最佳的设计方式。
（二）仿真技术的应用研究
仿真系统是虚拟仿真技术的基础之一，它能够仿真虚拟建筑物施工周围环境的外景，并且效果非常良好。通过仿真系统，可以将设计图纸上的建筑物进行详细建模，并能对建筑物周围的相关环境因素如道路、休闲场景等进行建模。相关的设计人员与业主可以从不同的视角观察仿真系统建模下的建筑物，也可以通过不同的入口走进虚拟建筑物中，还可以边走边看，相当于一次赏心悦目的漫游，并且还能通过鼠标与这个虚拟仿真建筑进行实时交互。在虚拟场景中，每一个物体都与实体之间有着高度仿真效果，其中还有声音与动作等仿真特效，这就使得虚拟场景有着很强的真实感，让人有种身临其境之感。
（三）虚拟仿真技术在复杂空间的钢结构施工中的应用研究
在某些建筑施工中，存在着复杂空间钢结构施工，它是从一个部分逐渐到整体的完善过程，因此耗时，同时必须注意细节。复杂空间钢结构的不同施工阶段，其负载情况、结构的形态、受力特性以及边界条件都不相同。在一个阶段施工完成之后，暂时会处于一种平衡状态，但是进行下一阶段施工时，原有的平衡就会被打破，只有新的阶段完成，才能再次实现平衡。复杂空间钢结构的施工是一个平衡不断被打破继而又保持平衡的过程，在处理过程中显得有些复杂，受力的因素也比较多，加之使用的施工方法不同，往往无法有效进行施工的指导。大量实践证明，事故频繁的高峰期往往就在施工阶段，若处理不慎，极易酿成大祸。以往的施工过程中缺乏对施工的分析或者分析不够详细，致使施工中总是出现施工安全问题，而如今有了虚拟仿真技术，它可以对复杂空间钢结构进行全程跟踪，及时找出施工中哪个阶段会是最危险的，然后加以控制。
（四）虚拟仿真三维动画在施工中的应用研究
虚拟仿真技术三维动画的出现，打破了传统施工只能依靠经验分析施工过程的模式，为现代化的建筑施工提供了一个便捷有效的分析手段。通过三维动画对施工过程进行分析，专家、施工的技术人员以及业主就能对施工全过程甚至是每一个细节都能清除了解。此外，工程中会遇到的重难点以及关键环节，都可以通过仿真技术以三维动画的形式展现出来，而且还可以根据业主的所需进行合适的调整，并及时修改原有的施工方案。目前，这种手段已经成功运用在了一些大型、重要的建筑中，比如中央电视台的新址、上海环球金融中心、珠江新城西塔等，它的成功吸引了越来越多社会业界的关注。
（五）虚拟仿真技术在施工安全方面的应用研究
安全，不论在什么时代，都是必须保障的主题之一。传统建筑模式下，很难预见安全隐患，但是虚拟技术的应用，能让安全隐患一目了然。
1、进行施工安全控制的方案优化
在建筑工程施工分析中，如果采用虚拟仿真技术进行分析，可以发现很多传统模式下无法发现的隐患，同时也能够对不同类型的施工安全控制方案进行相应的模拟演练，并进行比较，最终确定出—个最佳的方案，实现安全控制方案同相关的成本控制、资金预算、损耗控制等方面的最大化。
2、实现安全演练与预防的最优化
实现安全演练与预防的最优化可以从以下三个方面进行：其一，工作经验丰富的工程师要充分去了解容易出现隐患和发生事故的工程环节，利用虚拟仿真技术建立三维动态仿真模型，为类似事故的发生提前做好预防；其二，应该进行紧急逃生演练的模拟，通过模拟演练，训练现场工作人员的自救能力、逃生路线的抉择以及应急行动的实施；其三，还能做好安全教育，比如通过事故过程模拟，让大家感受事故，预先做好安全防范。
三、结语
从目前来看，虚拟仿真技术在建筑施工中越来越普遍，这大大地降低了施工安全隐患、控制了施工的成本，同时也实现了施工控制的最优化。我们应该继续探索虚拟仿真技术在建筑工程中的应用，以便更好的让其为社会主义现代化服务。
参考文献
[1]杜晓刚.虚拟仿真技术在建筑施工中的应用分析[J].中华民居，2011，（6）：161-162
虚拟仿真施工技术范文2
关键词:虚拟仿真技术；机械工程；实验教学
高校工科类专业中,操作实践是教学中重要的组成部分,我国大部分院校都设立了工科类的专业操作实验室,为学生动手能力和创新能力的提高创造条件。在传统的机械工程实验教学中,使用仪器设备的密集程度非常的高,使得实验的复杂程度大大增加。很多仪器设备的价值昂贵,体积结构为实验的操作带来极大不便。学生只能在教材知识的基础上刻板地进行实验的操作,在这种情况下学生的创新能力和主观能动性就不能得到发挥。众多高校在实验室的更新建设中,因为受到资金的限制,会继续使用旧的仪器设备,这些设备在长期的使用过程中出现机能老化,已经不能满足当前机械工程实验教学的需要。在计算机技术不断发展的基础上,虚拟仿真技术的应用成为现在机械工程实验教学中普遍的教学手段。
1机械工程实验室的虚拟实验改进
现在高校实验教学中的问题越来越突出,制约着教学效率和质量,突出体现在很多院校的实验基地和实验单位的建设能力非常有限,不能满足学生自己动手操作要求,不能实现对学生进行基础理论知识深化和了解。很多院校为了节省资金,减少出现实验设备的安全问题等,在进行实验教学的时候,主要是以参观和讲座的形式进行实践培训,学生基本没有实践动手的机会。在这种情况下,就会造成学生毕业后,参加相关工作没有机械设备操作的经验,无法独立完成工作的内容。尤其在是实验教学的过程中,学生会逐渐失去对实验知识的学习动力和兴趣,对学生长远发展造成负面影响。所以在科学技术不断发展的今天,机械工程该实验室教学要转变传统的教学模式,采用先进的科学技术更新教学理念和教学手段,实现实验教学方法和教学的完善。在院校的机械教学中,实验教学是学生进行知识学习和巩固的重要手段,是学生实践操作能力培养的根本方法,是当今院校机械制造专业教学中最为重要的环节,是现代化机械人才培养的基本途径。通过现代化的教学方式可以最大程度提高学生实践动手能力,保证学生在实验动手操作的基础上对基本理论知识进行理解和完善。通过这样的实践实验教学,可以使学生合理将基础知识理论与实践内容相结合,在动手实践过程中逐渐形成独特的自我知识技能认知能力。现在大多数院校利用的是CAD机房,然后在此硬件设施的基础上,实现部分实验室教学方式的改革。并且引进虚拟仿真技术对现有的实验设备进行更新和改进。在机械工程实验室教学中应用虚拟仿真技术,不但可以避免在实验教学过程中出现设备的故障隐患,还能最大程度提高学生的实践动手能力,为学生专业理论知识的学习提供科学实践依据。对实验室部分设备装置进行传动性能实验、数控加工仿真实验和减速器装配实验,最大程度提高了机械工程实验教学的效率和质量。
2虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的典型应用
2.1带传动性能测试实验
带传动性能测试实验是机械工程专业实验室教学中的一个重要组成部分,其主要是让学生能够直观地观察带传动的弹性滑动和打滑现象,还能有效地对实验中的相关机电设备的承载能力进行分析,根据分析的数据参数实现对带动问题的控制。进行传动性能测试实验的时候,需要利用的机械设备有力传感器、电动机、转矩力测杆、光电测速装置、发电机等。这些实验机械设备主要通过人工实现传动性能测试,这样的测试方式主要的特点是人工费用会高于设备使用的费用。在虚拟仿真技术的基础上,进行带传动性能测试系统的设计可以最大程度提升机械工程实验教学效率和教学质量。
2.2数控加工仿真实验
数字加工技术是现代制造业中一个核心的技术,在现代制造业的进步和发展过程中发挥着至关重要的作用。数字加工技术是综合计算机应用技术中的微电子技术和机械加工技术。现在众多院校的机械自动化成为一门重要的专业,这门专业的核心内容是在数控机床的操作中利用数控加工技术。但是数控机床的价格非常高,设备运作形式单一,并且运行程序的设置相当复杂,不能实现对每一位学生实验操作需求的满足,这种复杂性的实验操作,只能满足极少部分学生的需求,严重制约了机械工程实验教学的效率。虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用,可以实现让每一位学生加入到具体的机械工程实验中来,对机械机床加工环境和流程才形成一个系统认知。
2.3减速器装配实验
机械设计的一个基础项目是减速器在机械设备中的使用。在传统的减速器实验教学中,都会利用实物代替减速器的教学方法。虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用,实现了通过实物模拟模型的拆卸,进行减速器的构成结构的直观讲解。
3虚拟实验室建设的构想
在进行虚拟实验室建设思路设计的时候,首先,可以不考虑实验室应用设备的操作性,也就是保证实验室需要操作实践的目标和任务与相关机械工程专业知识系统相统一,然后再研究实验设备的稳定性。其次,要构思虚拟仿真平台的建设,例如：机械操作平台中的仿真器、ECU和虚拟演示平台等。在整个虚拟仿真系统框架的设计中,主要是满足院校机械工程类专业学生实验操作的需要,所以一定要保证虚拟仿真实验结果的精确性,才能确保学生对理论知识的掌握和巩固。一般构建虚拟实验室要进行仿真计算,观察相关系数,观察预先系数与实际操作系统是否统一。再次,仿真器的构建设计,随着计算机软件技术在机械工程实验中的应用,虚拟仿真器代替了原来操作实验中的实物操作,最大程度简化了实验步骤。并且仿真器可以利用USB实现与虚拟演示平台的链接,在实验的过程中可以保证虚拟演示平台及时接收到虚拟实验仿真信号,通过PWM模块实现向ECU传输一定频率的方波,在多媒体上模拟机械设备的工作原理,在虚拟实验进行的时候仿真器利用USB将仿真实验得到的数据传送到模拟演示平台,实现学生实验操作的参数需要。最后,建立虚拟仿真系统,利用相关的计算机应用软件,编辑建立应用模块,结合相关的3Dmax建模工具建立虚拟演示平台中的技术模块,将模块中的内容以特定的文件格式导入虚拟演示平台中,最终让学生在虚拟演示平台中进行相关机械工程实验操作。
4结语
综上所述,虚拟仿真技术在现代院校机械工程专业实验教学中的应用,可以克服传统实验中的众多实验问题,保证学生能够主动参与到实验操作中来,提高机械工程实验教学的质量。所以,院校应该重视对机械工程实验室的虚拟实验改进,以及虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的具体应用手段和方法,对传统的实验教学进行更新和补充。虚拟实验要紧密结合现代科学技术和先进的计算机应用技术,满足机械工程专业学生实验操作要求的同时,适应院校实验室敬爱教学的改革和发展。
参考文献
[1]蔡卫国.虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2011(8)：76-78，82.
[2]张立松,闫相祯,杨秀娟，等.虚拟仿真技术在复杂工程力学问题实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2014(9)：102-105.
[3]王艳丽.分析虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用[J].黑龙江科技信息,2012(33)：187.
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关键词：虚拟仿真技术；机械工程；实验教学；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.089
操作实践课属于众多高校理工科类专业中非常重要的学科组成内容，而且顺应社会发展对人才的需求，我国当前大部分高等院校基本上都建立了专业的工科类操作实验室，让学生在学习中能具备实践动手操作的便利条件。传统的机械工程实验教学中，很多实验涉及到使用仪器设备的情况比较多，这就使得实验难度更大。再加之不少仪器设备价格不菲，体积结构也不方便学生进行实验操作。所以过去通常都是通过教材理论知识进行按部就班地操作，这就无法充分调动学生进行自主操作的积极性。再加上还有很多高校因为资金投入有限，很多实验室中旧的器材设备出现机能老化，无法满足当前机械工程实验教学发展的需求。因此，充分将这种虚拟仿真技术积极应用于机械工程的实验教学过程中，可很大程度上来对目前教学过程存在的问题和不足予以改善和优化，并提升这门课的教学效率。
1 机械工程实验教学的现状与问题
机械工程实践教学的工程主要侧重于实践性操作能力的培养，让学生在操作中提升动手实践能力。近年来，随着高校扩展，大学生数量在不断增多，而实验室和相关实验设备开始供不应求的问题成为影响和制约机械工程实验教学的重要因素，这些导致学生在机械工程的学习中并没有太多能切身实践操作的机会，这也就使得学生无法将所学习和理解的理论知识真正运用到实践中，影响学生实际的动手操作能力，同时使得学生所学习的理论知识无法在实验中得到验证，在很大程度上会降低学生学习这门专业的积极主动性。另外，因为机械工程实验教学离不开对机械的使用，而很多学校考虑到机械有潜在的危险性，为了确保学生的人身安全，进而通过有关机械工程的讲座、参观来替代实践教学。但这些形式的替代无法起到与实验操作教学相同的效果，也无法有效提升学生的动手操作能力，也就因而使得学生对知识的理解和掌握只是停留在理论层面，不利于这门专业的全面透彻化的学习。因此，当前提高我国高校机械工程实践教学的教学设备和教学质量十分迫切和需要。
2 有关虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用
2.1 关于数控加工技术的仿真实验
数控加工技术，是我国当前国民经济发展中现代化制造业的核心技术，现代化数控加工技术的广泛应用，有效为我国现代机械制造业发展奠定了坚实的基础，这种数控加工技术，充分集结了微电子技术、机械加工技术这两种技术，而且也预示着我国机械工程的发展前景。在当前的各大高校专业中，机械制造级自动化成为非常热门的专业之一。在具体教学过程中，学习本专业的教学与培训操作中最为主要的内容即是数控机床。但由于数控机床的价格十分昂贵，而且设备单一的同时还有一定的复杂性，因此无法满足每一个学生的实验操作的需求，在实验教学中只可允许少部分学生来进行实践操作，还有一部分只能在旁观看和辅助，这就使得教学方法产生了一定的局限性。但如果在机械工程的实验教学中，通过引入虚拟仿真技术的应用，那么通过对数控机床操作的详细步骤与过程进行模拟，则就能为工程实验专业的学生提供学习环境和有利的条件，去实际感受和体验机床的加工环境及加工流程，并因此而形成系统化的知识构架，提高学习效率。
2.2 有关带传动性能的测试实验
在机械传动的过程中应用比较广泛的是带传动，通过带传动的应用，来完成机械工程实验教学的基础性实验课程的教学工作。带传动性能的测试实验则指的是通过引导学生对带传动的过程予以观察和分析，尤其是注意观察其是否有打滑现象和弹性滑动的状况，再对其承载能力的大小进行分析，并结合所观察和分析所得的相关数据来描绘带传动弹性滑动图和传动效率图形。但是，若应用到虚拟仿真技术来做带传动性能的测试实验，那么就省去了电动机、发电机、传感器以及光电测速装置等的应用。这是由于虚拟仿真技术的实验硬件设施是由计算机辅助完成的，而且是利用Lab VIEW 软件设计带传动性能测试系统。
2.3 有关虚拟现实系统的应用
虚拟仿真技术是对各种大型复杂机械装备的原理演示、故障诊断、功能仿真，同时也是对复杂且精密零件的工艺验证、复杂综合控制的模拟分析，并有效为大型复杂机械装备操作培训提供了更加新型现代化的方法，解决和完善了大型复杂机械装备物理实验存在的漏洞和不足。虚拟仿真技术的实验教学系统，可充分为高校学生开设面向全断面掘进机、冶金成套设备等大型复杂机械装备的虚拟样机设计与开发、虚拟装配与功能仿真等虚拟实验与虚拟实践训练课程。
2.4 有关减速器装备实验
在机械工程的实验教学中，常常涉及到对减速器的应用，因此，在机械工程设计的实验课中，最根本的课程最必不可少的实验即是减速器实验。在过去机械工程实验的减速器实验教学过程中，老师基本上是通过把一个真的减速器带到课堂，并通过对其进行逐一拆卸安装，以此来让学生了解和掌握其内部结构、功能以及工作原理，但这样会带来巨大的资金消耗，而且实验缺乏稳定性。但此时如果在减速器装备的实验中应用虚拟仿真技术，即可实现把对实物的拆装过程换做操作软件，来对其进行仿真和修形，从而达到其实验教学效果，并不断提升学生对这门课程的学习水平和质量。
3 结语
综上所述，通过把虚拟仿真这种技术有效应用到机械工程实验教学中，可对过去传统仪器设备的缺陷和不足予以改善和优化，满足了实验教W改革的发展需求，提升了机械工程实验教学水平和质量。
参考文献：
虚拟仿真施工技术范文4
论文关键词：输配电线路 施工技术 仿真系统 设计
论文摘要：由于社会对于电力的总的需求不断增大，同样对于输配电线路的施工技术要求也更加严格，输配电线路施工技术仿真系统的设计成为电力部门非常重视的问题，文章讲述了输配电线路施工技术仿真系统概况和输配电线路施工技术仿真系统功能设计详情，讲述了目前输配电线路施工技术仿真系统的设计策略及应用。
一、输配电线路施工技术概述
目前我国的输配电线路施工技术参与人员数量较多，但是这些人员的能力水平都是各不相同的，操作人员的各方面知识水平和素质也需要提升。对于输配电线路施工操作人员的培训如果仅仅停留在理论的层面，就难以替身操作人员的实践能力，参加培训的人员因为实践比较少，所以技能就比较差，正是这种原因使得人们对于输配电线路施工技术仿真系统的需求也更加迫切。
二、输配电线路施工技术仿真系统设计现状
（一）输配电线路施工技术仿真系统概况
输配电线路施工技术仿真是对现实配电线路施工技术系统的抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验，从中得到输配电线路施工技术所需的信息，然后帮助实践者对现实世界的输配电线路施工技术的问题做出决策。输配电线路施工技术仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近然而仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。
输配电线路施工技术仿真系统一种先进的实施培训手段，提高培训的效率，强化培训效果。输配电线路施工技术仿真系统的设计是在计算机的基础上开发，通过Internet 软件平台及面向对象程序设计和数据库技术，综合设定，使得输配电线路施工技术仿真系统具有实用性和可维护控制性。
输配电线路施工技术仿真系统的开发，主要是首先起源于国外对于计算机仿真系统的应用，尤其是西方国家如英国、美国等大型企业开发计算机仿真系统，并取得了显着的效果，这样参加培训的人员可以在很短的时间内获得具体输配电线路施工技术作业经验，其技能可以与在现场工作2年的人员比，因此很多国家都看到了计算机仿真技术的优越性，计算机仿真系统也越来越多的应用到各个领域中。目前我国对于仿真系统的应用也是在一些危险性较大的领域，例如大型的锅炉装置、化学化工及变电站的应用中，后来有人提出在输配电线路施工技术作业中应用，但是目前仿真系统在输配电线路施工技术作业中应用仅仅停留在提出的阶段，还没有完全开发出完善的输配电线路施工技术仿真系统。
（二）输配电线路施工技术仿真系统功能设计
目前关于输配电线路施工技术仿真系统的设计的思想越来越统一，即输配电线路施工技术仿真系统必须能够便于施工技术模型的调试和输配电线路画面的构造，输配电线路施工技术仿真系统还应采取先进的运行软件和保证运行数据相分离的一种设计思路。
关于输配电线路施工技术仿真系统功能设计应该分成培训师和受培训者两个方面的功能，对于输配电线路施工技术仿真系统培训师功能应该是输配电线路施工技术仿真系统的集成操作，其主要功能是可以控制受培训者的机器，包括受培训者机器的开始暂停关机等功能，另外可以准确知道受培训者机器是否有事故及分析事故产生源，输配电线路施工技术仿真系统培训师机器功能还应是控制受培训人员考核的现场等具体状况。输配电线路施工技术仿真系统学员机器功能设计，首先要依附于输配电线路施工技术仿真系统培训师机的功能下，即能够受到输配电线路施工技术仿真系统培训师机器的监管控制。在这种模式的输配电线路施工技术仿真系统受培训人员的机器可以提供参家培训人员的操作画面，主要包括操作的流程图、、控制组、趋势图及操作记录等具体的监控画面。
输配电线路施工技术仿真系统将电网仿真系统和输配电线路仿真及配电站系统仿真等有机结合进行设计，该系统应该具有的特点是确保在硬件使用上采用了以局域网应用为核心，利用工作站、开放式系统及微机构成的分布式，以便于以后输配电线路施工技术仿真系统的扩充和升级。此外，在输配电线路施工技术仿真系统软件上采用了软件相互支持系统技术，这样使输配电线路施工技术仿真系统系统更加便于修改和维护。再者，在功能上要更加完善，即充分考虑了仿真电网和输配电线路施工技术仿真系统及仿真变电站之间的相互影响，使输配电线路施工技术仿真系统更加具有真实性。最后，还应通过采用了输配电线路施工技术仿真系统多媒体技术，逐步实现输配电线路施工技术的图像化和可视化，比较完整的反映出输配电线路施工技术作业情况，同时也使仿真的对象更加便于更改和进一步扩充，这样输配电线路施工技术仿真系统就会具有更高的性价比。
通过输配电线路施工技术仿真系统为输配电线路施工技术作业人员提供了一种较为先进的培训手段，同时也彻底改变了传统的培训模式，它的设计及应用可以提高整体的输配电线路施工作业技术，进一步确保电网安全，同样也大大提高了作业者的劳动生产率，为创造良好的经济效益和社会效益发挥着显着的作用。
三、结论
输配电线路施工技术仿真系统仿在不断的发展和完善中，供电有限公司每年都会投入很大的资金和时间等用于施工技术人员的培训及考核，着力开发完善的输配电线路施工技术的仿真系统，使得输配电线路施工技术的仿真系统能自由安排培训项目，并且允许人员在培训中发生各种错误，同时演示出因为操作错误造成的种种后果且不带来任何实际危害，不受其他客观条件的限制，此外还可以人为制造各种故障来综合培训操作人员处理操作中故障的能力。输配电线路施工作业人员进行重复性集中培训，从而使的操作人员在短期内接受较多的培训项目，缩短总的培训周期。可节约大量的培训时间与经费。所介绍的输配电线路施工技术仿真系统目前已经投入运行，实际应用表明该系统能极大地提高培训的质量，在短时间内提高施工技术人员的技术水平，对电力系统的建设起到了重大的推动作用。目前很多设计成果效果较为显着，但是为了进一步提高输配电线路施工技术仿真系统的应用水平，还需要更好的完善输配电线路施工技术仿真系统，争取达到创造更高的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 杨永生，郝小欣.分布交互式仿真技术在变电站仿真中的应用[J]. 电网技术.2000(9)
汤晓青，周林，栗秋华.输配电线路施工技术仿真系统的设计与实现[J]. 四川电力技术.2007(2)
姜芳芳，来文青，龚庆武.虚拟现实在变电站仿真系统中的应用[J].高电压技术.2005(7)
王邦志，林昌年，蒲天骄.变电站集中监控仿真系统的设计与实现[J].电网技术.2004(8)
张永翔，段绍辉，杨卫东，林昌年.深圳供电局变电培训仿真系统[J]. 电网技术.2000(1)
虚拟仿真施工技术范文5
Abstract: The concept of virtual simulation technology and new campus construction features are described,the application of the virtual simulation technology in the new campus construction is explored.
关键词:仿真技术;建筑施工;新校区;高校
Key words: simulation technology;building construction;new campus;university
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0131-01
1虚拟仿真技术的概念
系统仿真是以多种学科理论为基础,以计算机及其软件为工具进行试验研究的理论和方法论体系[1]。仿真技术顾名思义,是把自然界中的物理现象通过一定的物理和数学模型在计算机上模拟来得到实际场变量的分析,有助于预知关心的物理现象[2]。简单的说,仿真技术是对系统模型的一种试验技术(是对系统动态模型的一种实验手段),在安全性和经济性方面有较大的优越性。
2高校新校区建筑施工的特点
2.1 项目占地规模大、现代化水平高高校建设新校区已成为我国高校发展的重要特征,其占地规模之大是前所未有的(少则千余亩,多则几千亩)。新校区建设,坚持现代化、数字化、智能化的技术取向。新校区建设在硬件设施、软件平台、应用系统等全方位实现数字化管理,使学校的校园建设与管理工作实现真正意义上的现代化[4]。
2.2 项目建设工期紧、周期长新校区建设工程不同于一般工程,随着招生规模的迅速扩增以及高水平大学创建工作的展开,工期要求很紧,从项目的前期决策阶段、实施阶段到工程项目的使用阶段,需要三到五年甚至更长的时间才能完成。
2.3 项目建设投资大、技术复杂高校的新校区建设从立项、可研、计划规划、勘探、设计、审批、招投标等前期准备工作直至施工期间的监督、检测、监理审计等事项,耗时费资;校园占地规模大,土地征用及迁移补偿费用可观;项目基本建设费用及设备、工器具购置费用大,贷款利息包袱沉重。同时由于项目工程量大,基本建设专业性强,现代化水平高,技术难度加大,施工过程复杂。
2.4 项目组成多样化、复杂化从建设项目组成来看,它主要包括:公共教学楼、专业教学楼、实验实训楼、图书馆、体育馆、运动场、餐厅、教师公寓、学生公寓以及道路建设、各种供电、供水、供气的地下管线、景观绿化等基础设施建设等。建设项目从立项、选址定位、地质勘探、初步设计、施工图设计、工程招标投标、工程施工到竣工验收,整个过程要经过多道程序。
2.5 项目建设生态化、人文化生态化、人文化是新校区建设突出的特点。新校区绿地面积大,绿化率高,因地制宜地栽上了各种花卉和树木。形成自然亲水空间、绿色共享空间,高低自然错落,保证春、夏、秋三季有鲜花,四季有绿色的效果。校园环境中的休息、服务设施充分考虑了所在环境的特点,造型别致,提高了环境的景观效果;又充分考虑使用人的要求,分布面广,数量众多,便于学生寻找和随时利用。
2.6 项目管理业主化、高效化为了更好地协调组织和推进学校的新校区建设工作,各高校都成立了新校区建设领导组织机构,如新校区建设指挥部,或是新校区建设领导小组等,抽调高素质、专业化的人员组成基建管理队伍。细化内部工作职责,责任到个人,加强内部管理,建立良好的约束机制,使基建管理工作健康运转。
3新校区建筑施工中应用虚拟仿真系统的意义
使用虚拟仿真系统对新校区建筑施工过程进行模拟,在施工前了解各种构件在实际结构中的相对位置及相互关系,实验多种施工方法,计算相应工况应力,对方案进行优化,这对以下几方面将产生重大意义[3][5]。
3.1 利于施工方案优选现代校园建筑基本都具有鲜明的个性,建筑工程施工成为不可完全重复的过程。使用施工虚拟仿真技术将可以直观、科学地展示不同施工方法和施工组织措施的效果,可以定量地完成方案的对比,有助于施工方案的选择和优化,真正实现最优施工。
3.2 利于施工技术革新施工虚拟仿真技术一方面能使广大施工技术人员低成本地试验施工新工艺和革新思路,有助于创造性的充分发挥,同时能真切展示新技术的成效,缩短建筑业新技术的引入期和推广期,降低新技术、新工艺的实验风险。
3.3 利于施工过程管理施工虚拟仿真技术能事先模拟施工全过程,能提前发现施工管理中质量、安全等方面存在的隐患,因而可以采取有效的预防和强化措施,提高工程施工质量和施工现场管理效果。
3.4 利于项目总体设计施工虚拟仿真技术可以考察新校区校园建筑设计是否合理,可以方便地对拟改进部位进行修改,从而得到满意的设计结果。设计的仿真也有利于设计单位与业主、施工单位进行设计交底。
3.5 利于建筑技术进步开发施工虚拟仿真技术必然带动虚拟现实技术广泛地应用于建筑业其它方面,带动以下几方面的进步:①城市和市政规划的优化;②投资者的投资意图及市场推销;③建筑机械设计;④仿真和虚拟现实技术。
4结语与展望
随着仿真技术在建筑施工中的应用,施工虚拟仿真系统将会不断完善和发展,对建筑工程施工技术和计算机仿真技术的发展将会起到巨大的推动作用。我国是一个发展中国家,是一个受教育大国,高校有着大量繁重的基本建设任务,要充分发挥高等院校科研实力和人才优势,立足当前、着眼长远,积极开发和应用虚拟仿真系统,科学、高效地推动新校区建设工作。
参考文献:
[1]谢行皓.建筑工程系统仿真[M].北京:科学出版社,2001.
[2]杨富春.第九届建筑业企业信息化应用发展研讨会论文集[C]//北京:中国建筑工业出社,2005.
[3]赵利华,李慧民,刘慧军,等.仿真技术在建筑施工中的应用研究[J].建筑技术开发,2009(11).
虚拟仿真施工技术范文6
Abstract： With the development of the technology， global information speeding up， Building Information Modeling （BIM） has gradually played an essential role in the construction industry. The reason why BIM can become a new focus construction industry and become the important advanced technology in the industry is that BIM virtual construction technology can make the construction more accurate and more efficient. In this article， we mainly talk about BIM technology and virtual construction， the application value and the present situation of BIM virtual construction technology， and analysis on the application of BIM technology in the center of Shanghai.
关键词： BIM技术；虚拟施工；应用价值
Key words： Building Information Modeling（BIM）；virtual construction；application value
中图分类号：TP391.9；TU7 4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）14-0035-04
0 引言
在过去的十几年中，我国建筑行业迅速发展，虽然在此过程中经济也得到很好发展，但因产业结构缺乏合理性，进而使2015年成为建筑业产能过剩的起点，成为许多建筑企业难捱的“寒冬”。因此信息化、计算机技术对建筑行业的应用将显得更为重要。在此过程中，BIM技术应运而生，BIM技术是结合了计算机仿真、虚拟现实、计算机辅助等技术，对实际施工过程进行三维建模，通过分析三维施工模型进行动态管理及优化方案。
BIM不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，能够通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，并用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率，大量减少风险[1]。基于BIM的虚拟施工技术是在三维模型完成的基础上，对模型进行参数化定义，以三维可视化的方式呈现施工过程，反映出施工中的情况[2]。BIM虚拟施工技术的运用使工程项目管理过程简单化，有效化。
1 BIM技术
BIM来源于1975年，“BIM之父”――乔治亚理工大学的Chuck Eastman教授创建了BIM理念至今，BIM技术的研究经历了三大阶段：萌芽阶段、产生阶段和发展阶段[3]。BIM技术并不是专注于某一专业的工作内容，而是多专业协同的，应用于项目的全生命周期，它作为信息交流和共享的平台，恰好可以将信息综合管理，将专业打通。BIM技术已然成为继CAD技术之后行业信息化最重要的新技术，成为建筑业新局面下竞争和生存的新的突破点，也是建筑业发展的必然趋势。我们应考虑现在市场对BIM技术的需求，采取一系列利于BIM技术推广应用的措施。因此现在很多建筑行业的资深企业专门成立BIM团队，进行技术攻关，自身对BIM技术进行研究探讨，将BIM技术深入项目中去，在大型复杂项目中尽可能地运用BIM技术，对项目进行指导。就像当初的CAD一样，BIM技术是建筑业的一个新的转折点，是建筑业发展的必经之路。
以BIM为载体建立的建筑模型，可以进行三维渲染，向业主方、施工方、设计方三方进行直观的宣传介绍；BIM数据库的建立可以进行快速算量、精准算量，大大提高工程造价管理中的精准性；同时BIM数据库的存在使得工作人员提取相关数据的工作更为方便，从而实现只要有计算机存在就可以获得需要的信息，随时随地掌握工程的进展及工程的资源消耗情况；也可进行虚拟施工，将施工计划和实际施工情况有效协同；BIM的三维技术可以在施工之前进行管线碰撞的检查，提前减少损失，控制成本。BIM的技术应用特点主要归结为以下五点：
①可视化：对于建筑业而言，可视化有着非常重要的作用。平时看到的施工图，包括的是各个碎部信息在二维图纸上的表达，是由多个点组成的多条线，多条线组成的单个面，并不是三维空间内物体的直观表示。构造简单的实体通过想象将其从二维图纸转化成三维自然可行，但对于复杂多样的物体，尤其是其中的细部构件，通过工作人员想象从而转化成三维实体就有些困难了。BIM的可视化特点刚好解决了这一问题，它可以直接将三维空间实体形象地呈现出来，使工作人员一目了然，从而可以避免重叠产生的一系列问题，在设计建造过程中极为方便，加强了工作的准确性。
②协调性：协调问题是建筑业中的关键问题。在工程项目开展、施工、运行过程中，参与各方都在做着协调工作。传统的工程项目实施过程中都是出现问题之后，各方组织在一起进行协调，寻找解决方案，做出调整变更。这样往往会使工作各方处于被动状态，工作无法顺利进行，拖延了时间。而BIM可以为项目建设提供协调服务，在建造前期对各专业的碰撞问题进行协调并提供生成的协调数据[4]。工程项目各方可以在项目施工之前就时刻做好准备，尽量避免不该发生的问题，同时解决不可避免的问题。
③模拟性：BIM技术的模拟性不仅能模拟出建筑物的设计模型，还能模拟不能在真实世界中操作的事物。如：设计阶段的日照模拟、节能模拟、热能传导模拟；招投标阶段的4D模拟及5D模拟、后期运营阶段的地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
④优化性：一个工程项目的各个过程都是不断优化的过程，BIM技术的存在能够使优化更好更准确地进行。虽然，优化也受到一定的制约，包括：信息、时间、复杂性。但是BIM模型提供的建筑物的实际信息和相应的优化工具使工程的项目方案优化和特殊项目的设计优化能够进行。
⑤可出图性：相比传统的平面图纸，BIM所给出的综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案是经过对建筑物可视化展示、协调、模拟、优化后的，是消除错误后的，减少了工作人员检查核对的过程。
2 虚拟施工技术
虚拟施工（Virtual Construction，简称VC），是实际施工过程在计算机上的虚拟实现[5]。用更为简单明了的话就是：将实际建造过程在计算机上进行模拟，从而提前知道实际施工中存在的各种问题，在实际施工活动之前进行调整变更，找到解决办法，从而达到控制成本、缩短工期、避免施工事故的目的，使施工企业拥有较高的施工水平，在竞争中具有一定的优势。
虚拟施工技术是指利用计算机形成虚拟的环境，在这个仿真系统中，进行工程项目过程的动态演示，对周围场所进行虚拟配置，让人在项目的环境下进行漫游，在可视化的环境下对施工方案进行修改。作为涵盖了多种学科的现代化发展下的新技术，虚拟施工技术是信息化下的产物，能够将许多建设活动进行到底。利用虚拟施工技术可以进行分析与优化，分析施工方案（包括可建性分析和冲突碰撞检查分析）、优化施工管理（包括工作内容和工作条件）[6]。虚拟施工技术最重要的一点就是：在不耗费实际材料和资源的情况下，就能让设计单位、业主单位、承包单位看到某施工方案的全过程，及时进行适当调整。任琦鹏[7]等认为能够通过构建多层次建模规则实现不同规模的场景中施工过程的高效动态模拟与分析，使现场的管理和反馈更为方便，使虚拟施工完成得更好。
3 应用价值
BIM虚拟施工技术最初来源美国，迄今为止也已经走过了十几年的路程。但是，各国学者对BIM的具体概念有着不同的理解，目前也没有确切的解释。利用BIM虚拟施工技术，建立建筑物几何模型和施工过程模型验证和优化施工方案，应用信息化手段，在设计优化过程中能够起到立竿见影的透视，直接把普通设计流程中不可避免的缺陷检验出来。BIM虚拟施工的实施流程如图1所示。
BIM虚拟施工的关键技术包括施工组织设计和碰撞检测算法两大方面。目前，在项目施工阶段中，施工组织设计极为重要，是建筑施工的具体步骤。任何一项建筑工程都应有其施工组织设计，施工组织设计分为施工组织总设计、单位工程施工设计及分部工程的施工设计三个层次[8]。在BIM的五大特点中，最为直观的特点就是可视化的特点，碰撞检测法就是基于BIM的三维可视化特点而形成的。碰撞检测法可用于建筑物的各类管线的碰撞检测，及时调整管线道路，对管线的布置进行优化，有利于后续施工交底、施工模拟的顺利进行，同时加强了施工人员和业主方的交流。施工人员需要对碰撞检测系统非常熟悉，从而保证碰撞检测的准确性和可靠性，加强了施工过程的安全性。
施工方案优化是BIM虚拟施工技术至关重要的一部分。BIM虚拟施工技术可以针对各种二维图纸，将其转化为对应的三维模型，使得建筑物的设计显得更加逼真、生动、形象，让各参与方有一种真实地置身其中的感觉。相关人员也可以借助模型进行探讨、商议，进行方案优化，从而在人、财、物、时间四大资源上有着一定的节约，提高了工作效率。传统意义上，施工方案的优化都是“人为”的，但随着建筑设计的多样化，施工数据的复杂化，专家们的经验已经满足不了一个建设项目的方案优化了。BIM虚拟施工技术的方案优化是利用其数据储存功能[9]，结合设计方案和工作计划，把计算机作为方案优化的工具，完成方案优化的工作，大大简化了施工人员的工作任务。
BIM虚拟施工技术在建设项目中的应用可以加强各方工作人员的责任意识。BIM技术可以详细地记录下施工场地进入的材料以及施工所用的技术，在必要的时候可以对施工过程进行重现，以此来找到出现问题时的责任方，对各方的负责人员有着督促作用，很大程度上提高了各方的责任意识，能够很好地提高工程质量，同时改善了施工的安全情况，进一步保证了现场人员的人身安全。
BIM虚拟施工技术的应用同时也符合目前“绿色建筑”的主题。将BIM用于规划设计阶段，将可以使用的旧建筑最大化利用，合理用地，根据建筑物的功能选择地段，合理布局，使各类绿色评价指标均达标。BIM仿真模型可以达到重新审视优化设计、室内装修方案的目的。应用BIM技术，可以对建筑模型进行参数化定义，将建筑模型转化成智能的实体，完成理论与实际相结合，使工程具有环保性，实现环境污染控制的目标。
4 应用现状
在欧美国家，BIM虚拟施工技术已得到广泛应用，据估计，美国的前300强的建筑企业有30%以上都已运用了BIM技术，但是在我国，由于各方面的局限性，BIM技术仅处于起步阶段，还未形成完整体系，各方面也并未成熟，使用BIM技术的企业还不到10%。而且就目前国内的情况而言，有些企业对BIM技术认识不够，管理方式过于传统，导致投资少，信息化资源不够。另外，BIM方面的人才极其稀缺，各方面的BIM人才培训也才刚刚开始。
将BIM虚拟施工技术应用到建筑项目中，可以大大提高工作效率，缩短工期，控制成本，BIM虚拟施工技术也有着较好的推广前景。我国也正致力于将BIM技术运用地更广泛，如上海中心是BIM技术的成果应用范例。
上海中心地处上海市新区陆家嘴金融中心，总高度为632米，项目总建筑面积达到57.4万平方米，其中地上建筑面积38万平方米。如此宏伟及复杂的工程项目，不管是对业主，设计单位还是施工单位来说，都是一个巨大的挑战，设计阶段和施工阶段都将面临许多问题。因此，将BIM技术应用于项目中显得非常必要，Autodesk Revit、Autodesk Navisworks 、Autodesk Ecotect 和Autodesk Inventor是运用在该项目中的主要技术。将BIM技术引入上海中心大厦的项目中，可以提高项目过程中的管理效率和工作水平。应用BIM技术后，绘图效率提高200%，复杂构件测量效率提高10%，解决的由信息沟通问题导致的损失占工程总成本的3%～5%[10]。
首先是在设计阶段：上海中心大厦的形态是旋转样式的，有着历史与未来结合的含义，整体外观看着简单大方，实则复杂多变。面对这样的建筑，传统的三维软件已经无法满足条件，第一个问题就是选择合适的软件建立三维模型实体图。BIM技术在此发挥了其三维可视化的特点，数字化平台、参数化运用，都很好地帮助设计师解决了这一问题。同时在幕墙设计阶段，BIM又完成了定位工作，这对工作人员来说是非常方便的。
除此之外，BIM技术的管线碰撞检测在施工图设计的过程中也是至关重要的。复杂的模型其内部构件相对来说也会比较复杂，BIM整合了建筑、结构、机电模型，配合检测设计中出现的问题[11]，比如：其中很多杆件处于设备层中，运用BIM的三维设计就可以避免杆件的碰撞并进行管线的重新布置；在建筑的给排水设计中，运用Revit MEP软件，可以统一建立排水、电气、暖通模型，并完成相关管线绘制和设备放置，接下来就可以进行碰撞检测并生成冲突报告[12]。在上海中心大厦的整个项目中，运用BIM技术提前发现并解决的碰撞点数有10万多个，累计节约成本大于1亿元[13]。BIM技术将建筑业引向一个更高精度、更高效率的新方向，形成一个能够控制成本、减少损失的新模式。
其次是工程的施工阶段：相对设计阶段而言，施工阶段需更加谨慎，并且要在设计的基础上进行深入、完善。在这个阶段中，上海中心大厦建造出现的最大的问题就是632米的高度问题。在施工阶段中，BIM利用其三维可视化的特点将模型转换为实际，深化了设计阶段的三维模型的形态。另外在此阶段中，BIM技术的解决错误、缺漏管线特点得到了更加广泛的应用，使项目不管是在高度、形态还是结构方面都能够满足各方面的要求及规范。施工过程中，基于BIM技术平台的信息沟通方式也方便了相关工作人员间的交流，从传统的单一的沟通方式转化为以模型和信息为中心的多元化的沟通方式，工作人员可以随时提取自己需要的信息。在项目施工完成后，BIM还能够对施工过程进行重现，对材料的进出场进行记录和统计，方便工作人员日后的查看及对材料的管理，这一点对工程较大的项目而言是非常重要的。将BIM应用于工程项目的全建造过程阶段，使得项目的整个管理方式趋向于精细化管理模式，也让项目管理工作更为简便、轻松。
在绿色环保问题上，上海中心大厦也是建筑业的“好榜样”，它是我国既获得中国绿色建筑评价体系三星级标准同时又获得美国LEED绿色建筑金级认证的大楼，完全符合可持续发展的主题。基于BIM技术采用预制装配化，减少了近三分之一的工作量，减少了一半左右有害作业和噪音等污染，控制了成本。在设计和运营阶段，Autodesk Ecotect 和Autodesk Inventor是该项目的重大目标。对上海中心大厦这样的超高层建筑而言，设施设备、运营能耗、室内环境及可再生能源利用都会受到条件的限制，但“三节一环保”工作仍是绿色施工的重要目标。基于BIM的绿色建筑技术，对上海中心大厦建筑模型进行节能模拟、室内自然采光模拟等，并在后续阶段进行4D模拟，实现了超高层建筑对节能环保主题的响应，也可作为日后超高层建筑的建设参考。
上海中心大厦的投资额是巨大的，使用年限也是很长的，不管在哪个阶段，哪怕出现再小的问题，其牵涉的范围都有可能很广，问题的解决会显得很棘手。正因为这样，BIM技术可以成功地深入上海中心大厦的各个阶段，直观地表达问题的存在，因此，在上海中心大厦的全寿命周期中，BIM发挥着不可替代的作用。从前期的设计到中期的施工最后到后期的运营维护，对于可能出现的问题都可以运用BIM技术进行论证，从而可以更好地制定解决方案。上海中心大厦是BIM技术的成功案例，是我国应用BIM技术的一大重要突破。从这个案例中，我们看到了BIM技术的科学性、高效性、可行性，看到了BIM虚拟施工技术、BIM管线碰撞检测技术、BIM绿色环保技术，更好的促进了建筑业BIM技术的发展。
5 结语
建筑行业的发展已经趋缓，在接下来的时间里，建筑业将面临更多的挑战。随着BIM虚拟施工技术的推广应用，建筑业将会出现新形势、新局面。BIM（建筑信息模型）是未来建筑行业发展的趋势和核心内容，将会引起建筑业的新一轮的信息革命。虽然目前BIM技术的发展还处于初步阶段，但是建筑企业应该高度重视这一机会，抓住机遇，努力学习BIM相关知识，掌握BIM相关应用软件，培养吸纳BIM技术人才，以企业最好的状态迎接新挑战，采取措施在竞争中处于有利地位。
参考文献：
[1]庞红.向往.BIM在中国建筑设计的发展现状[J].建筑与文化，2015（1）：158-159.
[2] 隋振国.马锦明.陈东.徐伟.BIM技术在土木工程施工领域的应用发展[J].施工技术，2013，42：161-165.
[3]Eastman， Charles，Fisher David，Lafue， Gilles， et al.An Outline of the Building. Descripiton System[Institute of Physical Planning， Carnegie-Mellon University，1974.
[4]姜轶.应用BIM模型加强建筑工程造价管理研究[J].中国高新技术企业，2016（3）：175-176.
[5]张利，张希黔，石毅.虚拟施工技术应用实践和研究开发展望[J].工业建筑，2003（11）：49-51.
[6]秦增岩.建筑信息模型[J].民营科技，2016（1）：184.
[7]任琦鹏.郭红领.面向虚拟施工的BIM模型组织与优化[J].图学学报，2015，36（2）：289-297.
[8]顾祖祥.基于BIM的虚拟施工技术的应用实践分析[J].建筑工程技术与设计，2015（28）：132.
[9]彭雯.探讨BIM的虚拟施工技术的应用[J].新材料新装饰，2014（12）：234.
[10]赵斌.BIM技术在上海中心项目中的实践[J].绿色建筑， 2015（4）：23-25.
[11]陈继良.张东升.BIM相关技术在上海中心大厦的应用[J].建筑技艺，2011（1）：104-107.
