1、虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究摘要：随着计算机虚拟仿真技术的发展，其优越性在一些行业中已经充分显现出来。本文作者就如何在建筑施工中运用虚拟仿真技术提出了几点自己的看法。 关键字：虚拟仿真技术；建筑施工；应用 中途分类号：TU7 文献标识码：A 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。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。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。 一、虚拟仿真技术的应
2、用现状 目前，虚拟现实技术在国际上是一个热门研究课题，其应用已取得引人注目的成效，在国内也引起了广泛的重视。当人们需要构造当前不存在的环境、人类不可能到达的环境或构造虚拟环境以代替耗资巨大的现实环境时，虚拟现实技术是必不可少的。随着计算机硬件、软件技术的发展以及人们越来越认识到它的重要作用，虚拟仿真技术在各行各业都得到了不同程度的发展，并且越来越显示出广阔的应用前景。虚拟现实的广泛应用前景使之成为目前最具影响力的技术之一。军事领域、航天技术、建筑设计、工业设计、教育培训、医学领域、石油化工等等，虚拟战场、虚拟城市、甚至“数字地球” ，无一不是虚拟技术的应用。虚拟仿真技术将使众多传统行业和产业发
3、生革命性的改变。虚拟仿真技术在建筑方面的应用主要有：大型建筑先期演示和论证；建筑设计领域；结构工程领域(工程结构分析、岩土工程分析)；房地产展示领域(全方位的数字化沙盘、数字化投标领域、房地产展示、施工流程的数字化模拟)。本文主要阐述虚拟仿真技术在建筑施工中的应用。 二、虚拟仿真技术在建筑施工中的应用方式 （一）用当前流行的三维动画软件 3DS MAX、虚拟现实软件 3DVRI、多媒体编排软件 NeoBook、编程工具 C#来实现模拟施工和虚拟建筑场景漫游。 3DVRI 制作出来的虚拟仿真系统主要功能有：全方位互动漫游功能；即时输出功能；数据实时查询及修改功能；语音定位功能；导航图功能。事先用
4、 3DSMAX 软件做好建筑场景及主体的 3D 模型以及各施工模块的 3D 模型，然后用 3DVRI 虚拟现实软件对动画场景进行处理转换为3DVRI 实时三维系统，最后用 NeoBook 软件在 3DVRI 实时三维系统中按照需求写入不同的指令，为实时三维系统添加交互功能，可以利用专业编程工具如 C#等软件对实时三维系统中的模型及动画进行精确控制，并可编写更复杂的交互功能程序，最终发布为可独立运行的 3DVRI 施工模拟虚拟现实系统。此方案对于多种施工方案的展示、施工工序的编排比较有用，但无法对于施工方案进行预见性的模拟。 （二）用专业的建筑虚拟现实软件(如奔特力Bentley、Multige
5、n、Veger 等)，结合部分编程技术，实现具有较强人机交互能力、模拟建筑施工过程，以选择合理的设计方案以及合理的施工方案。 本方案更为专业和智能，能预见性地发现施工方案中的不足，便于指导施工，可以有效地提高施工水平、消除施工隐患、防止施工事故、减少施工成本与时间。此方案的软件购置费用比较高。 比较著名的是英国 Bentley 建筑工程系列软件公司提供的系列建筑仿真软件，目前已经在中国建筑、工程以及建造领域得到一些应用，主要在各建筑设计院使用，在施工中企业的应用还属于起步阶段。Bentley工程软件系统公司首席执行官 Greg Bentley 宣布了两项新的中国计划，以支持中国的大规模基建投资
6、。首先，Bentley 亚洲总部将进驻北京，为中国的基建领域提供全面配套的软件产品；其次，即将启动的 Bentley Power 计划，使中国用户可在初期免费注册专业的计算机辅助制图设计(CADD)软件服务。 三、建筑施工中应用虚拟仿真系统的意义 （一）建筑工程施工方案的选择和优化。 建筑工程施工的施工方法及施工组织的选择和优化主要是建立在施工经验的基础上，存在一定局限性。同时，现代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。 （
7、二）施工技术革新和新技术引入。 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。 （三）施工管理 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。 （四）安全、生产培训 施工虚拟仿真技术能实时、直观地显示施工过程的实际情况，有助于操作人员全面了解操作流程，优质安全地完成施工任务。 （五）大型工程设计 施工虚拟仿真技术可以考察建筑设计是否合理，可以
8、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。 （六）建筑市场管理 施工虚拟技术在招投标过程中能直观对比各方的施工方法和成效，增加评标的透明度和公正性，有利于建筑市场的规范管理。 （七）其它方面 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：城市和市政规划的优化；投资者的投资意图及市场推销；建筑机械设计；仿真和虚拟现实技术。 四、总结： 总而言之，随着信息技术的高速发展，各种新型技术都已经开始投入实践。建筑业也必须敢于创新，勇于尝试，这是建筑行业发展自身、壮大自身并适应时代发展的唯一途径。 参考文献： 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 2003,33(11). 郑亚文 虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究【J】-施工技术 2009(12).
