王亮 威海職業(yè)學(xué)院

建筑施工測量仿真實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)開發(fā)的研究

王亮 威海職業(yè)學(xué)院

本項目圍繞建筑工程測量員崗位的工作任務(wù)進(jìn)行開發(fā)，分為三大模塊：分別是山東省春季高考測量技能考核、全國測量技能大賽仿真實(shí)訓(xùn)、建筑施工測量配套教材虛擬資源庫。

建筑施工測量 仿真實(shí)訓(xùn) 合作開發(fā)研究

一、開發(fā)項目概述

本招標(biāo)項目為建筑施工測量仿真實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)聯(lián)合開發(fā)項目，由學(xué)院與中標(biāo)單位聯(lián)合開發(fā)，學(xué)院負(fù)責(zé)提出教學(xué)應(yīng)用要求和開發(fā)方向，中標(biāo)單位負(fù)責(zé)腳本編寫、微課錄制、軟件制作和市場推廣等，本次招標(biāo)費(fèi)用為系統(tǒng)前期費(fèi)用，學(xué)院負(fù)責(zé)提供，并于后期軟件銷售中回收費(fèi)用，中標(biāo)單位負(fù)責(zé)后期推廣。軟件版權(quán)由雙方共有。

本項目圍繞建筑工程測量員崗位的工作任務(wù)進(jìn)行開發(fā)，分為三大模塊：分別是山東省春季高考測量技能考核、全國測量技能大賽仿真實(shí)訓(xùn)、建筑施工測量配套教材虛擬資源庫。

教師可以使用仿真軟件進(jìn)行教學(xué)演示，在課堂上就可以模擬戶外作業(yè)。包括儀器的零部件說明，儀器在使用過程中的實(shí)際操作流程，儀器使用過程中的注意事項，測量之后的數(shù)據(jù)記錄與分析，觀測讀數(shù)的方法，理論與實(shí)際相結(jié)合，一些重要的環(huán)節(jié)會提供實(shí)際應(yīng)用中的一些操作經(jīng)驗；模擬考試過程中的技能考核與理論知識考核。沒有教師幫助下也可以用于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，隨時隨地使用。

二、項目技術(shù)要求

1.采用Unity3D引擎進(jìn)行開發(fā)，構(gòu)建三維虛擬環(huán)境及高仿真設(shè)備，可在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自主操控、按任意路徑漫游，運(yùn)行流暢。2.須按學(xué)校正在使用的教學(xué)儀器型號進(jìn)行開發(fā)，具體為：北京博飛儀器有限公司AL1032水準(zhǔn)儀，南方測繪DT-02電子經(jīng)緯儀等。3.UI移動技術(shù)，用戶可以在使用過程中任意擺放UI位置，方便觀察操作。4.需提供pad版本，可在安卓系統(tǒng)環(huán)境下流暢運(yùn)行，以便于移動教學(xué)應(yīng)用。5.每種測量儀器需包含儀器識讀、操作訓(xùn)練、技能考核、理論測驗4個方面，以滿足教學(xué)需要。6.鼠標(biāo)點(diǎn)擊儀器部件或部件名稱，顯示對應(yīng)的功能說明。支持從名稱到部件，從部件到名稱的雙向識讀。7.軟件內(nèi)部配置了高度和角度的算法，能夠分毫不差的計算出儀器所觀察到的高度，與水準(zhǔn)尺精確對位。8.采用多屏顯示技術(shù)+三維模型操控技術(shù)，觀測視角顯示測量員所看到的場景，儀器窗口顯示三維可交互測量儀器，使得觀測視角和儀器視角可以同時觀看并操作，最大程度模擬出真實(shí)世界中的儀器觀測與儀器部件調(diào)節(jié)同時進(jìn)行的操作。9.實(shí)時動態(tài)測距技術(shù)，能夠?qū)崟r展現(xiàn)當(dāng)前測量員所在位置與各個測站點(diǎn)的距離，考查學(xué)生對測量選址的知識。10.含方案信息、任務(wù)提示、操作幫助等，可按操作提示，進(jìn)行腳架打開/收攏、調(diào)平、瞄準(zhǔn)、改變測量高度、遷站等操作。內(nèi)置記錄板以及計算表，能保存錄入的數(shù)據(jù)以及調(diào)出計算器，對整個測量過程進(jìn)行記錄、計算。11.瞄準(zhǔn)時提供“粗瞄準(zhǔn)視角”和“目鏡視角”，儀器的每個旋鈕都可操作，調(diào)節(jié)旋鈕時，目鏡看到的物體變化要與真實(shí)測量看到的一致。提供目鏡對光、粗略找準(zhǔn)、物鏡調(diào)焦、精確找準(zhǔn)等說明。12.包含行為檢測功能：如儀器無人看管、測量是否觸碰儀器、遷站前是否收攏腳架等，當(dāng)有錯誤及不規(guī)范操作時，有相應(yīng)的提示。13.技能考核時，學(xué)生需自主使用儀器進(jìn)行測量操作，無任何文字語音操作提示，不提示測量步驟。若操作錯誤，系統(tǒng)會按錯誤的操作顯示實(shí)際觀測到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并在后臺自動判別記錄，進(jìn)行相應(yīng)扣分；技能操作要點(diǎn)的考核題穿插于相關(guān)的操作步驟中。14.考核模式從儀器操作，記錄計算，成果精度三方面給出測量評分表，指出錯誤之處及扣分點(diǎn)。15.采用外部文件調(diào)入技術(shù)，無需另外部署及登陸后臺，即可新增、編輯軟件內(nèi)題庫，使教師能夠方便快捷地增加、修改軟件中的試題庫和試題解析。16.支持按姓名、考號登陸理論知識考試；17.答題頁面提供題目列表，可按順序答題也可快速點(diǎn)擊指定題目進(jìn)入答題。并具有未答題目、已答題目、當(dāng)前題目自動標(biāo)記，倒計時功能。18.交卷后可自動生成分?jǐn)?shù)，可查看試題正確答案及考生自選答案對比，并提供試題解析。

案例設(shè)計：水準(zhǔn)儀閉合水準(zhǔn)路線測量技術(shù)要求

采用Unity3D引擎進(jìn)行開發(fā)，構(gòu)建三維虛擬環(huán)境及高仿真設(shè)備，設(shè)置豐富的人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境下的自主模擬測量。制作質(zhì)量不低于演示demo標(biāo)準(zhǔn)。

儀器識讀：包括儀器介紹、使用方法等教學(xué)資源。

操作訓(xùn)練：提供模擬實(shí)操練習(xí)，通過豐富的提示和技巧、經(jīng)驗說明，引導(dǎo)學(xué)生操作儀器進(jìn)行觀測，并記錄到軟件自帶記錄板中，并可以調(diào)用出計算器計算測量結(jié)果。

模擬練習(xí)要求具有行為檢測功能（如儀器無人看管、測量是觸碰儀器、遷站前是否收攏腳架等，當(dāng)有錯誤及不規(guī)范操作時，有相應(yīng)的提示。）只有操作符合要求才能進(jìn)入下一步。

技能考核：學(xué)生在虛擬環(huán)境中完成給定的測量任務(wù)，過程無操作提示說明，并跟蹤記錄操作不當(dāng)之處，參考山東省春季高考測量項目評分標(biāo)準(zhǔn)，對操作的正確性和規(guī)范性進(jìn)行考核，得出成績。

并從儀器操作，記錄計算，成果精度三方面給出測量評分表，指出錯誤之處及扣分點(diǎn)。

理論測驗：提供理論題考試答題系統(tǒng)，支持按姓名、考號登陸理論知識考試；答題頁面提供題目列表，可按順序答題也可快速點(diǎn)擊指定題目進(jìn)入答題。并具有未答題目、已答題目、當(dāng)前題目自動標(biāo)記，倒計時功能

三、結(jié)束語

1.投標(biāo)單位必須按技術(shù)要求制作“水準(zhǔn)儀閉合水準(zhǔn)路線測量”及“經(jīng)緯儀測回法角度測量”兩個樣例，并在投標(biāo)現(xiàn)場進(jìn)行演示，帶參數(shù)需逐條演示。

2.投標(biāo)文件中必須提供“水準(zhǔn)儀閉合水準(zhǔn)路線測量”及“經(jīng)緯儀測回法角度測量”兩個模塊的操作說明手冊（帶功能截圖），在投標(biāo)文件中進(jìn)行技術(shù)響應(yīng)。無操作說明手冊，視為不滿足招標(biāo)文件，即為廢標(biāo)。

[1]徐明,劉艷,陸金鈺,徐照,熊宏齊,吳剛.土木工程虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)資源的建設(shè)[J].實(shí)驗技術(shù)與管理.2015(12)

[2]杜月林,黃剛,王峰,高翔.建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗平臺探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].實(shí)驗技術(shù)與管理.2015(12)

[3]畢曉茜.虛擬仿真技術(shù)在土木工程類本科實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究.2015(07)