淺析虛擬現實技術在工程管理中的應用

蔣 宇，郭江波

1.浙江君傲建設有限公司，浙江 金華 322100

2.中天建設集團有限公司金華分公司，浙江 金華 322100

0 引言

使用虛擬仿真技術對施工過程進行模擬，可以充分利用工程中的大量信息，充分考慮各種工程情況，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，計算相應工程作業關系，對施工方案進行優化，從而減少或降低實際工程中可能出現的一些不必要的失誤所造成的損失[1，2]。本文主要對于虛擬現實技術在工程管理中的應用進行探討。

1 虛擬現實技術在工程管理中的體現

基于虛擬現實技術的工程空間表示方法的研究是工程空間虛擬研究的一部分工作內容，工程圖形仿真調控是運用虛擬現實技術，對工程進行模擬規劃與控制。為實現工程進度控制、施工計劃制定、物資消耗、資金投入、人員調配等工作的綜合管理，對工程空間數據的變化進行模擬是一條有效的途徑。

虛擬現實技術因其在數據顯示的實時性、動態性和可視性可以有效的解決上述問題。虛擬現實技術的興起和發展為環境保護工作者提供了一種嶄新的強有力的工具來模擬和分析現實世界的各種真實現象，可以對數據進行深層加工分析，給出現狀分析和趨勢預測。在研究工程空間數據動態變化研究中，不是單憑虛擬現實技術所能單獨完成，還要借助于可視化（Visualization）的功能，通過二者的結合，將大量的統計數據轉換成更容易理解的三維圖形，研究者再通過虛擬現實系統的人機對話工具進入這些三維圖形之中，從不同的方向和角度來研究認識該虛擬環境。因而在工程管理虛擬現實系統中，工程數據在三維空間的可視化方法尤為重要的。借助于虛擬現實技術，再輔以科學可視化功能，可以有效的對工程數據進行分析和表示。它既是傳統工程管理模型和工程虛擬現實系統的接口，也是系統進一步開發成交互性模擬系統的平臺。

2 形象化工程管理系統模型初探

基于Web GIS的虛擬現實技術，采用B/S結構，在工程管理方面是一個技術創新。

2.1 設計思路

系統的設計既要符合當前的應用需求，又要盡可能的適應未來的功能的擴展。既要符合行業的特殊性又要有一定的通用性；既要從用戶的視角考慮系統的可用性又要從程序員的角度考慮系統開發的可行性，開發的周期、費用、軟件的質量問題等；所以系統的整體設計是一個系統得以實現的需要解決的核心問題。根據所提出的需求，建立一套適臺土建工程管理的C/S和B/S混合結構的具有虛擬仿真功能的工程管理系統。不但可以虛擬仿真工程施工過程，清楚地了解工程進度數據，而且能夠統計國內各個省市工程數量及完成情況，可以查看任一工程的進度報表，隨時了解工程施工過程。

C/S和B/S混合結構：之所以采用三層C/S和B/S的混合結構，是因為考慮到目前多數工程管理軟件和虛擬現實系統都采用C/S結構，有利于繼承傳統軟件系統的設計的思想，而B/S結構又是目前計算機系統發展的趨勢，所以經過論證以后，確定該形象化工程管理系統采用基于三層C/S和B/S的混合結構。

2.2 系統硬件和軟件的部署

2.2.1 硬件部署

服務器通過web發布的方式，使得承包方和監理方的電腦終端通過Internet直接訪問中心服務器，進行數據的填報和信息的查詢。本系統為基于網絡的異地協同工作系統，實現分布環境下的信息共享，進度控制。首先在中心（發包方管理處）匯集各種基本信息；在工程實施過程中，由各地承包商、監理單位上報各種工程實施詳細信息，承包商、監理單位只具有對本施工段的管理權限以及對其他承包商工程段的瀏覽權限：中心服務器由業主負責主體管理，負責管理整個工程所涵概的所有信息，其管理員具有超級管理員權限，各部門管理員具有高級權限，可以對權限范圍內的各種信息和數據進行處理和維護。超級管理員具有信息發御的權限，其他各地承包商的瀏覽權限由超級管理員授予；同時具有對各處承包商信息上報，中心信息下傳接收的管理權限：在特殊情況下（如網絡失敗），可以在明確責任的情況下，由承包商通過電話或其他手段上報信息，出發包方部門管理員做信息的錄入工作；在各類信息在業主的中心服務器處得到處理后，部分信息要下傳給各個承包商、監理單位，如確認信息以及承包商、監理單位應當知道的與其工程相關的信息和整體進度信息；在中心服務器上，同時提供Web信息發布，在具有一定的權限后，可以瀏覽整個工程的進度情況以及一些具體施工信息，以便于各個承包商之間交流，同時也為在外地出差的領導獲得施工信息提供了方便。

2.2.2 軟件模塊結構

系統數據中心軟件結構如下：1）中心服務器，包括形象化工程管理系統，后臺數據庫;客戶機：無需軟件；2）承包方及監理方軟件結構：承包方及監理方無需軟件，只需登錄發包方網站即可。所有數據均存儲于中心服務器中的后臺數據庫。調度管理系統按照功能劃分為：權限管理模塊、業務系統模塊、工程管理模塊、施工組織管理模塊、數據維護模塊和數據庫模塊。其中業務系統模塊包括工程定義、計劃管理、形象進度、財務管理、材料管理、報表管理、人員管理、工程簡報等功能。工程管理模塊包括工程預決算、合同管理、數據智能分析等功能。數據維護模塊包括數據的輸入、輸出、查詢、備份和恢復等功能。

3 結論

對形象化工程管理系統進行分析和闡述，并提供其具體的設計思想。本文提出的形象化工程管理系統模型在一定程度上局限于大型土建工程，但其思想卻可以普遍適用于當前項目管理信息系統的設計開發，特別是虛擬現實技術的思想，可以應用于多個行業。

[1]劉鵬.工程管理中的虛擬現實技術應用[J].現代商貿工業，2007，19(2).

[2]周宜紅，劉全.基于虛擬現實的地下洞室群可視化系統實現[J].系統仿真學報，2008，20(11).