淺析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用

蔣 宇，郭江波

1.浙江君傲建設(shè)有限公司，浙江 金華 322100

2.中天建設(shè)集團(tuán)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(shù)對(duì)施工過程進(jìn)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(gòu)件在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置及相互關(guān)系，實(shí)驗(yàn)多種施工方法，計(jì)算相應(yīng)工程作業(yè)關(guān)系，對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，從而減少或降低實(shí)際工程中可能出現(xiàn)的一些不必要的失誤所造成的損失[1，2]。本文主要對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程管理中的體現(xiàn)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)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(nèi)容，工程圖形仿真調(diào)控是運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)工程進(jìn)行模擬規(guī)劃與控制。為實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度控制、施工計(jì)劃制定、物資消耗、資金投入、人員調(diào)配等工作的綜合管理，對(duì)工程空間數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行模擬是一條有效的途徑。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因其在數(shù)據(jù)顯示的實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)性和可視性可以有效的解決上述問題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興起和發(fā)展為環(huán)境保護(hù)工作者提供了一種嶄新的強(qiáng)有力的工具來模擬和分析現(xiàn)實(shí)世界的各種真實(shí)現(xiàn)象，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層加工分析，給出現(xiàn)狀分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)。在研究工程空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化研究中，不是單憑虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所能單獨(dú)完成，還要借助于可視化（Visualization）的功能，通過二者的結(jié)合，將大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成更容易理解的三維圖形，研究者再通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話工具進(jìn)入這些三維圖形之中，從不同的方向和角度來研究認(rèn)識(shí)該虛擬環(huán)境。因而在工程管理虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，工程數(shù)據(jù)在三維空間的可視化方法尤為重要的。借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，再輔以科學(xué)可視化功能，可以有效的對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和表示。它既是傳統(tǒng)工程管理模型和工程虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的接口，也是系統(tǒng)進(jìn)一步開發(fā)成交互性模擬系統(tǒng)的平臺(tái)。

2 形象化工程管理系統(tǒng)模型初探

基于Web GIS的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，采用B/S結(jié)構(gòu)，在工程管理方面是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新。

2.1 設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要符合當(dāng)前的應(yīng)用需求，又要盡可能的適應(yīng)未來的功能的擴(kuò)展。既要符合行業(yè)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(tǒng)的可用性又要從程序員的角度考慮系統(tǒng)開發(fā)的可行性，開發(fā)的周期、費(fèi)用、軟件的質(zhì)量問題等；所以系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的需要解決的核心問題。根據(jù)所提出的需求，建立一套適臺(tái)土建工程管理的C/S和B/S混合結(jié)構(gòu)的具有虛擬仿真功能的工程管理系統(tǒng)。不但可以虛擬仿真工程施工過程，清楚地了解工程進(jìn)度數(shù)據(jù)，而且能夠統(tǒng)計(jì)國內(nèi)各個(gè)省市工程數(shù)量及完成情況，可以查看任一工程的進(jìn)度報(bào)表，隨時(shí)了解工程施工過程。

C/S和B/S混合結(jié)構(gòu)：之所以采用三層C/S和B/S的混合結(jié)構(gòu)，是因?yàn)榭紤]到目前多數(shù)工程管理軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都采用C/S結(jié)構(gòu)，有利于繼承傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的思想，而B/S結(jié)構(gòu)又是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，所以經(jīng)過論證以后，確定該形象化工程管理系統(tǒng)采用基于三層C/S和B/S的混合結(jié)構(gòu)。

2.2 系統(tǒng)硬件和軟件的部署

2.2.1 硬件部署

服務(wù)器通過web發(fā)布的方式，使得承包方和監(jiān)理方的電腦終端通過Internet直接訪問中心服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的填報(bào)和信息的查詢。本系統(tǒng)為基于網(wǎng)絡(luò)的異地協(xié)同工作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布環(huán)境下的信息共享，進(jìn)度控制。首先在中心（發(fā)包方管理處）匯集各種基本信息；在工程實(shí)施過程中，由各地承包商、監(jiān)理單位上報(bào)各種工程實(shí)施詳細(xì)信息，承包商、監(jiān)理單位只具有對(duì)本施工段的管理權(quán)限以及對(duì)其他承包商工程段的瀏覽權(quán)限：中心服務(wù)器由業(yè)主負(fù)責(zé)主體管理，負(fù)責(zé)管理整個(gè)工程所涵概的所有信息，其管理員具有超級(jí)管理員權(quán)限，各部門管理員具有高級(jí)權(quán)限，可以對(duì)權(quán)限范圍內(nèi)的各種信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和維護(hù)。超級(jí)管理員具有信息發(fā)御的權(quán)限，其他各地承包商的瀏覽權(quán)限由超級(jí)管理員授予；同時(shí)具有對(duì)各處承包商信息上報(bào)，中心信息下傳接收的管理權(quán)限：在特殊情況下（如網(wǎng)絡(luò)失敗），可以在明確責(zé)任的情況下，由承包商通過電話或其他手段上報(bào)信息，出發(fā)包方部門管理員做信息的錄入工作；在各類信息在業(yè)主的中心服務(wù)器處得到處理后，部分信息要下傳給各個(gè)承包商、監(jiān)理單位，如確認(rèn)信息以及承包商、監(jiān)理單位應(yīng)當(dāng)知道的與其工程相關(guān)的信息和整體進(jìn)度信息；在中心服務(wù)器上，同時(shí)提供Web信息發(fā)布，在具有一定的權(quán)限后，可以瀏覽整個(gè)工程的進(jìn)度情況以及一些具體施工信息，以便于各個(gè)承包商之間交流，同時(shí)也為在外地出差的領(lǐng)導(dǎo)獲得施工信息提供了方便。

2.2.2 軟件模塊結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心軟件結(jié)構(gòu)如下：1）中心服務(wù)器，包括形象化工程管理系統(tǒng)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫;客戶機(jī)：無需軟件；2）承包方及監(jiān)理方軟件結(jié)構(gòu)：承包方及監(jiān)理方無需軟件，只需登錄發(fā)包方網(wǎng)站即可。所有數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)于中心服務(wù)器中的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。調(diào)度管理系統(tǒng)按照功能劃分為：權(quán)限管理模塊、業(yè)務(wù)系統(tǒng)模塊、工程管理模塊、施工組織管理模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊和數(shù)據(jù)庫模塊。其中業(yè)務(wù)系統(tǒng)模塊包括工程定義、計(jì)劃管理、形象進(jìn)度、財(cái)務(wù)管理、材料管理、報(bào)表管理、人員管理、工程簡報(bào)等功能。工程管理模塊包括工程預(yù)決算、合同管理、數(shù)據(jù)智能分析等功能。數(shù)據(jù)維護(hù)模塊包括數(shù)據(jù)的輸入、輸出、查詢、備份和恢復(fù)等功能。

3 結(jié)論

對(duì)形象化工程管理系統(tǒng)進(jìn)行分析和闡述，并提供其具體的設(shè)計(jì)思想。本文提出的形象化工程管理系統(tǒng)模型在一定程度上局限于大型土建工程，但其思想?yún)s可以普遍適用于當(dāng)前項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的思想，可以應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。

[1]劉鵬.工程管理中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2007，19(2).

[2]周宜紅，劉全.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的地下洞室群可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008，20(11).