楊金鳳 焦亞軍

阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽阜陽 236031

受到科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的積極影響，模擬仿真技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，已在許多行業(yè)中廣泛應(yīng)用。建筑施工中對虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，該技術(shù)使得施工設(shè)計人員能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計的不足，通過模擬測試的形式來減少施工問題，降低施工成本，讓建筑施工的質(zhì)量與效率得到很大的改善。

1 虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)也稱作虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是一種模仿真實物體的虛擬系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)將真實物體的相關(guān)信息進(jìn)行還原，從而更利于對其進(jìn)行有針對性的管理[1]。通過分享相關(guān)研究者的報告發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真技術(shù)具有沉浸性、交互性等多種優(yōu)勢，通過計算機系統(tǒng)對圖形進(jìn)行處理、仿真和傳感等，使得相關(guān)技術(shù)人員與管理人員能夠觀察到現(xiàn)實環(huán)境的多維空間，給人帶來一種身臨其境的感受，提升了虛擬事物的感官性能。

一直以來虛擬仿真技術(shù)的探索與應(yīng)用研究受到了許多行業(yè)的廣泛關(guān)注，也是許多科研人員的研究對象之一。與此同時，計算機技術(shù)的快速提升也促進(jìn)了虛擬技術(shù)的發(fā)展，拓寬了虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍，便于研究。目前的虛擬仿真技術(shù)在許多行業(yè)都已經(jīng)展現(xiàn)出其巨大的優(yōu)勢，取得了較為理想的應(yīng)用成果。醫(yī)學(xué)、航天、建筑、制造業(yè)等行業(yè)與領(lǐng)域中都能看到虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用。

2 建筑工程施工中虛擬仿真技術(shù)的運用意義

計算機技術(shù)與其他科技技術(shù)的快速發(fā)展，仿真技術(shù)得到了快速提高，也使得傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)得到了新的突破。

2.1 促進(jìn)建筑工程施工方案的優(yōu)化選擇

在傳統(tǒng)建筑中，施工方案與施工技術(shù)的選擇與優(yōu)化在很大程度上依賴于施工人員的施工經(jīng)驗，導(dǎo)致建筑施工受到較大限制，無法得到創(chuàng)新發(fā)展。但是，虛擬仿真技術(shù)能夠直觀、科學(xué)地反映出不同施工工序與技術(shù)能夠達(dá)到的施工效果，進(jìn)而便于各個方案與技術(shù)的對比，使得施工方案得到更好的優(yōu)化，篩選出最合適的施工方案[2]。

2.2 促進(jìn)施工技術(shù)的改革創(chuàng)新

虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于建筑施工中，可以在較低成本的情況下對新的施工工藝與思路進(jìn)行試驗，驗證這些新工藝與思路的可靠性。還能夠?qū)⑿录夹g(shù)可以達(dá)到的施工效果展現(xiàn)出來，促使新的施工技術(shù)能夠被快速引入并進(jìn)行應(yīng)用，有效降低了新工藝、新技術(shù)的實驗風(fēng)險。

2.3 促進(jìn)了施工管理水平的提高

虛擬仿真技術(shù)不僅能夠模擬出靜態(tài)的施工建筑物，還可以對施工全過程進(jìn)行模擬，使得管理者能夠提前掌握施工管理中的質(zhì)量與安全問題，從而采取針對性的預(yù)防及強化措施，保證工程施工的質(zhì)量，維護(hù)施工現(xiàn)場的秩序，提高了施工管理水平，實現(xiàn)工程質(zhì)量控制與風(fēng)險控制的目標(biāo)。

3 建筑施工中對虛擬仿真技術(shù)的具體運用

3.1 建筑施工設(shè)計中對虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

模擬仿真的含義是通過模仿實體事物形成的虛擬物體，這個虛擬物體能夠被人們觀察和分析，更好地了解實體事物的形態(tài)。施工設(shè)計中一般會應(yīng)用仿真技術(shù)模擬出設(shè)計圖紙上所反映出來的建筑物、街道、綠化帶、人行道等，負(fù)責(zé)建筑設(shè)計的人員可以從虛擬的建筑物種觀察實際的施工環(huán)境，也可觀察到建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還能夠通過鼠標(biāo)來嘗試改動其中的某些設(shè)計，從而使得設(shè)計更加合理。施工單位也能夠提前對即將建設(shè)的建筑物進(jìn)行全面規(guī)劃，選擇合理的施工技術(shù)，提高施工效率。此外，仿真技術(shù)所形成的虛擬施工環(huán)境既能夠與實際的施工環(huán)境保持同等大小，還可以根據(jù)設(shè)計人員或觀察者的要求進(jìn)行放大或縮小，便于進(jìn)一步觀察設(shè)計的合理性。施工設(shè)計中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，還能夠?qū)h(huán)境中的聲音與動作進(jìn)行仿真，包括街道上的喧鬧聲、交通流動聲以及人們的交流活動發(fā)出來的聲音，且具有很強的真實性，能夠給人帶來身臨其境的感受。

3.2 建筑施工中對虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的施工工藝中，僅根據(jù)圖紙來完成建筑施工，想要實現(xiàn)建筑物與設(shè)計圖紙的一致性是十分困難的。由于實際的施工過程會受到太多不確定因素的影響，在使用多種施工方式與技術(shù)工藝的情況下，各個技術(shù)與工藝之間難以達(dá)到相互協(xié)調(diào)，不好掌握技術(shù)與工藝的先后順序，施工人員通常只能依靠個人或團(tuán)隊的施工經(jīng)驗來選擇合適的施工方案，這種依靠經(jīng)驗的方式存在較大的主觀能動性，會出現(xiàn)一些難以避免的缺陷或錯誤，影響施工進(jìn)展，建設(shè)出來的建筑物會在設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上發(fā)生一定的改變[4]。但是，通過使用虛擬施工技術(shù)，以數(shù)字化的集合模型來科學(xué)設(shè)計施工方案，并通過利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)所具有的交互性與仿真性，設(shè)計出與施工方案相同的虛擬化施工模型，再使用計算機演練，發(fā)現(xiàn)施工方案中存在的不足，并進(jìn)行改進(jìn)，從而有效減少施工成本，保證施工質(zhì)量與效率。虛擬施工技術(shù)常被應(yīng)用于施工前期的方案選擇于施工預(yù)演中，深受建筑行業(yè)的喜愛。

3.3 建筑施工中對三維動畫技術(shù)的應(yīng)用

建筑施工中應(yīng)用三維動畫技術(shù)的主要目的在于分析建筑工程施工的全程。所以，這里的三維動畫技術(shù)是以施工全過程的記錄為基礎(chǔ)的，以一種具有記錄性質(zhì)的三維動畫來標(biāo)注好施工中的重點難點以及注意事項，展現(xiàn)出具有3D效果的高仿真記錄，便于對建筑施工進(jìn)行全面監(jiān)控。應(yīng)用三維動畫技術(shù)的優(yōu)勢為：其一，便于施工管理者快速、便捷地了解施工中的每一個細(xì)節(jié)，并優(yōu)化管理每一個施工階段中的工藝以及施工順序，及時發(fā)現(xiàn)施工錯誤并進(jìn)行調(diào)整或修改。其二，三維動畫技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用，對專業(yè)人員沒有太高的技術(shù)要求，所以也減少了建筑工程施工中的資本投入。因此，三維動畫技術(shù)是建筑施工過程中應(yīng)用比較廣泛的一種仿真技術(shù)，取得了很好的反饋。當(dāng)前，除建筑施工行業(yè)外，其他的許多行業(yè)也十分關(guān)注和重視三維動畫技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

3.4 復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)中對虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為現(xiàn)代大型建筑物中必不可少的部分，其中以具有復(fù)雜空間的鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最為廣泛。具有復(fù)雜空間的鋼結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于建筑物中，其負(fù)載受力情況、形態(tài)、邊界等都會受到施工進(jìn)度的影響，且一些已經(jīng)完成的復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)還會受到新安裝的鋼結(jié)構(gòu)的影響，使其性能發(fā)生一定的改變[6]。因此，復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑施工中，對施工人員的專業(yè)技術(shù)具有較高的要求，必須使用最佳的鋼結(jié)構(gòu)安裝與施工方法，盡量保證復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)的整體性能。通過虛擬仿真技術(shù)將復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)程進(jìn)行追蹤記錄，不僅能夠檢驗鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，還能分析出最合適的施工方案，也可對各種施工方案進(jìn)行優(yōu)化組合。

3.5 建筑施工安全管理中對虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

安全問題一直以來就是建筑工程中十分關(guān)注和重視的問題。這是因為建筑施工中一旦發(fā)生安全事故，不僅會給施工單位以及業(yè)主造成經(jīng)濟(jì)上的損失，還可能影響到施工人員的人身安全，也會導(dǎo)致工期延遲，降低建筑的經(jīng)濟(jì)效益。建筑施工安全管理中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，通過模擬施工方案的施工過程，也可模擬仿真可能發(fā)生的安全事故，從而促使技術(shù)人員制定出優(yōu)化的施工方案。施工現(xiàn)場管理人員也可以根據(jù)預(yù)演結(jié)果來加強施工現(xiàn)場的安全管理，全面評估施工現(xiàn)場可能存在的安全隱患，提高施工人員的安全保障。此外，進(jìn)行施工預(yù)演時，也可以組織施工人員共同觀看，便于他們了解施工中存在安全隱患的工序與位置，從而在實際施工中更加注意規(guī)避安全風(fēng)險。

4 結(jié)語

虛擬仿真技術(shù)被應(yīng)用到建筑施工中，促進(jìn)了虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，推動了建筑施工行業(yè)的進(jìn)步。建筑施工中通過應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，能夠?qū)⑹┕きh(huán)境和施工設(shè)計技能模擬仿真，從而盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不足，減少設(shè)計錯誤，降低施工成本；通過模擬施工過程，使得管理人員能夠清楚地掌握施工的各個環(huán)節(jié)，了解施工中存在的安全隱患，從而對施工方案進(jìn)行優(yōu)化處理，提高施工質(zhì)量與安全。因此，應(yīng)積極探索虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用途徑和方法，并不斷提高虛擬仿真技術(shù)，為社會發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。