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【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；消防；應(yīng)用探究

【分類號(hào)】TU998.1

現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和火災(zāi)科學(xué)的高效融合引起了不同領(lǐng)域的關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以重現(xiàn)火災(zāi)場(chǎng)景，直觀體現(xiàn)相關(guān)火災(zāi)信息內(nèi)容，使人們可以在虛擬世界中直接體驗(yàn)火災(zāi)的真實(shí)感受，提高其對(duì)火災(zāi)的認(rèn)知能力，并加大防范意識(shí)。

1淺析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要通過(guò)計(jì)算機(jī)營(yíng)造真實(shí)的環(huán)境氛圍，是一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的集成技術(shù)，集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)與測(cè)量技術(shù)、微電子技術(shù)、仿真技術(shù)為一體，在軍事領(lǐng)域、航空領(lǐng)域、旅游領(lǐng)域以及建筑領(lǐng)域等不同領(lǐng)域內(nèi)得到了全面應(yīng)用。

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際意義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際意義在于：營(yíng)造相對(duì)自由化的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，使人們可以在這一平臺(tái)上展開(kāi)自由的溝通交流。參與人員在這一虛擬世界中，可以充分利用立體眼鏡和傳感手套等系列的傳感輔助配置，展開(kāi)相應(yīng)的探索活動(dòng)，將相關(guān)對(duì)象進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)，最大程度的實(shí)現(xiàn)三維現(xiàn)實(shí)化。參與人員利用這些傳感設(shè)備，可以將自身的運(yùn)動(dòng)方式自然的傳遞向計(jì)算機(jī)，同時(shí)可以在虛擬三維世界中感知相關(guān)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及觸覺(jué)。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征分析

在消防工作開(kāi)展的過(guò)程中，往往需要配備價(jià)格昂貴且損耗速度極快的專勤器材。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以重現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景或構(gòu)建虛構(gòu)的場(chǎng)景，有效節(jié)約資源設(shè)備，使消防戰(zhàn)士身臨其境，通過(guò)火災(zāi)再現(xiàn)技術(shù)鍛煉自身的心理素質(zhì)，推動(dòng)了消防工作理念以及工作方式的創(chuàng)新發(fā)展。

2.1綜合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

所有信息系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的根本在于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以構(gòu)建人機(jī)交互的消防模擬仿真體系，其知識(shí)庫(kù)內(nèi)容豐富全面，包括常規(guī)性|的消防資源數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境信息庫(kù)以及模擬訓(xùn)練的技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)等；在實(shí)際消防演練過(guò)程中，會(huì)實(shí)時(shí)提供多元化結(jié)構(gòu)信息內(nèi)容，進(jìn)一步提高虛擬現(xiàn)實(shí)消防教學(xué)任務(wù)的高效性。

2.2三維建模工具

三維交互建模工具和3DS MAX等三維建模工具的功能特征相似，基于Windows平臺(tái)對(duì)場(chǎng)景展開(kāi)創(chuàng)建、瀏覽與編輯。其不同特征在于將形狀控制、行為等參數(shù)應(yīng)用在場(chǎng)景中；開(kāi)發(fā)人員可以利用編程技術(shù)對(duì)這部分參數(shù)展開(kāi)合理控制，可以利用相應(yīng)參數(shù)信息文件來(lái)提高場(chǎng)景的逼真性。

2.3三維實(shí)時(shí)交互與視景管理軟件

三維實(shí)時(shí)交互與視景管理軟件為用戶提供了較大便利性，在其開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序時(shí)提供全面化的技術(shù)支持，又稱作“三維引擎”。這一軟件可以實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)化顯示，提供相對(duì)自由的平臺(tái)，使用戶可以針對(duì)不同參數(shù)的APL接口、圖像、聲音展開(kāi)控制。

2.4分布式交互仿真平臺(tái)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與仿真技術(shù)的高效融合，可以利用計(jì)算機(jī)中分布式交互仿真平臺(tái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，使得分布式虛擬仿真體系得以構(gòu)建。其中，VP―Link的功能內(nèi)容可以提供強(qiáng)大的程序員界面，結(jié)合專家專業(yè)的技術(shù)支持，構(gòu)建完善的風(fēng)險(xiǎn)防御機(jī)制，避免資金出現(xiàn)不必要的耗費(fèi)，提高開(kāi)發(fā)質(zhì)量與開(kāi)發(fā)效率，在維護(hù)現(xiàn)有的仿真軟件與新一代的仿真軟件方面發(fā)揮著高效作用。

2.5開(kāi)發(fā)模型驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序

結(jié)合典型火災(zāi)場(chǎng)景制定科學(xué)的火災(zāi)預(yù)案，利用用戶程序?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中景物的真實(shí)性，并結(jié)合三維數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)展開(kāi)控制管理，通過(guò)三維引擎實(shí)現(xiàn)交互過(guò)程、用戶界面、評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用探究

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的功能特征在不同領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。其中，在消防領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用顯得格外重要。要求相關(guān)消防單位重視對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)高素質(zhì)的消防專業(yè)人才。

3.1制定科學(xué)合理的滅火救援預(yù)案

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以具體結(jié)合消防人員提供的數(shù)據(jù)資料，構(gòu)建完善的消防救援知識(shí)體系，實(shí)時(shí)模擬重現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。有利于加大對(duì)消防人員的培訓(xùn)力度，為消防過(guò)程中的指揮、決策工作提供技術(shù)支持。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以直觀展現(xiàn)消防救援預(yù)案的演練內(nèi)容，并展開(kāi)科學(xué)合理的評(píng)價(jià)；能夠具體結(jié)合某一建筑物結(jié)構(gòu)特征，制定符合實(shí)際的數(shù)字化消防救援預(yù)案措施，消防人員可以實(shí)時(shí)在虛擬仿真環(huán)境因素下展開(kāi)相關(guān)的演練工作。

這一演練模式的高效應(yīng)用，很大程度上避免了環(huán)境污染，穩(wěn)定了社會(huì)正常秩序，在鍛煉消防人員心理素質(zhì)的同時(shí)，保證了消防人員的人身安全。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可重復(fù)性特征較為明顯，能夠重復(fù)再現(xiàn)不同的火災(zāi)場(chǎng)景；這一過(guò)程不需要耗費(fèi)資源，可以以三維數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，定期組織用戶進(jìn)行救人、滅火等工作，使消防人員可以全面掌握消防預(yù)案。

3.2加大對(duì)消防隊(duì)伍的培訓(xùn)力度

現(xiàn)階段，我國(guó)消防部隊(duì)方面為鍛煉消防人員的整體適應(yīng)能力，開(kāi)始采用多元化的訓(xùn)練方式。構(gòu)建大型模擬訓(xùn)練基地以及體能、毒害品、煙熱等訓(xùn)練室，對(duì)消防人員展開(kāi)整體性的模擬訓(xùn)練。盡管在火災(zāi)模擬演練過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)以實(shí)戰(zhàn)需求為基礎(chǔ)展開(kāi)訓(xùn)練。但是，從消防人員的角度來(lái)講，過(guò)于程序化的演練模式難以鍛煉其強(qiáng)大的心理素質(zhì)，使得火災(zāi)演練現(xiàn)場(chǎng)與真實(shí)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)之間的差距逐漸拉大，降低了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在消防領(lǐng)域內(nèi)的高效性。

美國(guó)研制開(kāi)發(fā)了相關(guān)安防訓(xùn)練系統(tǒng)，結(jié)合分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，研發(fā)出消防人員模擬演練的軟件，使不同地區(qū)的用戶可以隨時(shí)進(jìn)入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，互相配合完成火災(zāi)中的救援、疏散工作，實(shí)現(xiàn)綜合性的體能、技能訓(xùn)練，加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真性。

另一方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠結(jié)合不同作戰(zhàn)要求，利用場(chǎng)景模擬技術(shù)，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。以三維數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)火災(zāi)模擬現(xiàn)場(chǎng)中的參數(shù)加以調(diào)整，實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境中聽(tīng)感、觸感、視覺(jué)的真實(shí)性。嚴(yán)格遵循消防預(yù)案中的指揮流程，通過(guò)數(shù)字形式將作戰(zhàn)任務(wù)及時(shí)反映到消防人員腦中，有序的完成火災(zāi)救援工作。

在訓(xùn)練過(guò)程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)消防訓(xùn)練的高效融合，可以建立不同的訓(xùn)練強(qiáng)度，考慮到消防人員的真實(shí)能力與接受程度，設(shè)置不同的訓(xùn)練難度。此外，還可以展開(kāi)部分傳統(tǒng)消防訓(xùn)練中無(wú)法進(jìn)行的毒害、危險(xiǎn)性的消防訓(xùn)練活動(dòng)，使消防人員可以充分挖掘自身的身體極限，不斷提高應(yīng)對(duì)不同火災(zāi)、突發(fā)狀況的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)自身的應(yīng)變水平，從而最大程度的降低火災(zāi)為社會(huì)安全帶來(lái)的危害。

3.3構(gòu)建建筑消防安全評(píng)價(jià)體系

現(xiàn)階段，消防單位針對(duì)建筑防火設(shè)計(jì)的審核、驗(yàn)收工作過(guò)于單一化，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性強(qiáng)的消防監(jiān)管力度。過(guò)低的消防工作質(zhì)量，容易造成火災(zāi)安全隱患。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可以增強(qiáng)消防監(jiān)管工作的科學(xué)合理性，利用科學(xué)技術(shù)將其中存在的不足之處進(jìn)行直觀的展現(xiàn)。加強(qiáng)建筑物內(nèi)部消防通道位置的合理性，增強(qiáng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)的滅火能力，通過(guò)三維場(chǎng)景的實(shí)時(shí)展現(xiàn)，增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的實(shí)效性。

結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)模擬性，使用戶可以身臨其境，對(duì)火災(zāi)產(chǎn)生真實(shí)感受。同時(shí)結(jié)合多媒體手段對(duì)群眾普及火災(zāi)隱患、消防常識(shí)以及逃生方式，在示范講解與模擬演練的過(guò)程中，增強(qiáng)群眾對(duì)火災(zāi)的防范意識(shí)，全面了解消防知識(shí)，增強(qiáng)自身的火災(zāi)逃生能力。

4總結(jié)

總體來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前景較為美好。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域內(nèi)的高效應(yīng)用，很大程度上促進(jìn)了消防隊(duì)伍中仿真技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程；不斷豐富消防模擬訓(xùn)練內(nèi)容，積極輔助消防工作，提供正確決策。要求不斷克服虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)難點(diǎn)，提高消防人員在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的安全系數(shù)，構(gòu)建全面的城市三維模擬體系，推動(dòng)消防安全系統(tǒng)以及防范體系的變革進(jìn)程，最大程度保證國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全與人民群眾的人身安全，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 郭興紅.城市新型消防技術(shù)的發(fā)展研究[J].卷宗，2013，（3）：93.

篇2

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)

一、系統(tǒng)仿真技術(shù)

所謂仿真就是建立系統(tǒng)的模型（數(shù)學(xué)模型、物理效應(yīng)模型或數(shù)學(xué)-物理效應(yīng)模型），并在模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究一個(gè)存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)。這里的系統(tǒng)包括技術(shù)系統(tǒng)，如土木、機(jī)械、電子、水力、聲學(xué)、熱學(xué)等，也包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、生物和管理系統(tǒng)等非技術(shù)系統(tǒng)。仿真技術(shù)的實(shí)質(zhì)也就是進(jìn)行建模、實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)代仿真技術(shù)的發(fā)展是與控制工程、系統(tǒng)工程及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)聯(lián)的?？刂乒こ毯拖到y(tǒng)工程的發(fā)展促進(jìn)了仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用，而計(jì)算機(jī)出現(xiàn)及計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展，則為仿真提供了強(qiáng)有力的手段和工具。因此，計(jì)算機(jī)仿真在仿真中占有越來(lái)越重要的地位。

仿真技術(shù)得以發(fā)展的主要原因是它帶來(lái)了重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)仿真的應(yīng)用大致可分為：對(duì)已有系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)采用仿真技術(shù)；對(duì)尚未有的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)采用仿真技術(shù)；在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，利用仿真模型作為觀測(cè)器，給用戶提供有關(guān)系統(tǒng)過(guò)去的、現(xiàn)在的、甚至是未來(lái)的信息，以便用戶實(shí)時(shí)作出正確的決策；

在系統(tǒng)運(yùn)行前，利用仿真模型作為預(yù)測(cè)器，向用戶提供系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)后，可能產(chǎn)生什么現(xiàn)象，以便用戶修訂計(jì)劃或決策；利用仿真模型作為訓(xùn)練器，訓(xùn)練系統(tǒng)操縱人員或管理人員。在工程領(lǐng)域仿真技術(shù)可以降低系統(tǒng)的研制成本，可以提高系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、調(diào)試和訓(xùn)練過(guò)程的安全。

一般認(rèn)為，建立模型是仿真的第一步，也是十分重要的一步。傳統(tǒng)仿真技術(shù)中，一個(gè)仿真系統(tǒng)要首先建立起系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型--一次仿真模型，然后再改寫(xiě)成適合計(jì)算機(jī)處理的形式-仿真模型。仿真模型可以說(shuō)是系統(tǒng)二次近似模型。建立起仿真模型后，才能書(shū)寫(xiě)相應(yīng)的程序。

仿真基本上是一種通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)求解的技術(shù)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)要了解系統(tǒng)中各變量之間的關(guān)系，要觀察系統(tǒng)模型變量變化的全過(guò)程，此外，為了對(duì)仿真模型進(jìn)行深入研究和結(jié)果優(yōu)化，還必須進(jìn)行多次運(yùn)行，系統(tǒng)優(yōu)化等工作，因此，良好的人機(jī)交互性是系統(tǒng)仿真的一個(gè)重要特性。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是二十世紀(jì)末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境--虛擬環(huán)境，用戶投入這種環(huán)境中，就可與之交互作用、相互影響。它融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支，從而也大大推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已在建筑、教育培訓(xùn)、醫(yī)療、軍事模擬、科學(xué)和金融可視化等方面獲得了應(yīng)用，漸已成為21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)是高度發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)在各種領(lǐng)域的應(yīng)用過(guò)程中的結(jié)晶和反映，它具有以下主要特征：

（1）依托學(xué)科的高度綜合化；

（2）人的臨場(chǎng)化；

（3）系統(tǒng)或環(huán)境的大規(guī)模集成化；

（4）數(shù)據(jù)表示的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大容量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倩c數(shù)據(jù)處理的分布式和并行化。正是這些特征，使操作者沉浸其中，并通過(guò)多種媒體對(duì)感官的刺激，對(duì)所需解決的問(wèn)題有了清晰和直觀的認(rèn)識(shí)，從而，也使模型的建立和驗(yàn)證更加方便。

三、系統(tǒng)仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合

傳統(tǒng)的系統(tǒng)仿真技術(shù)很少研究人的感知模型的仿真，因而無(wú)法模擬人對(duì)外界環(huán)境的感知(聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué))隨著多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、傳感技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬外界環(huán)境對(duì)人的感官刺激開(kāi)始成為可能。事實(shí)證明，人類對(duì)于圖像、聲音等感官信息的理解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)字和文字等抽象信息的理解能力。將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行仿真模型的建立和實(shí)驗(yàn)的模擬，使仿真的過(guò)程和結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)圖象化、可視化，使仿真的系統(tǒng)具有了三維、實(shí)時(shí)交互、屬性提取等特征，極大地促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加具有生命力。

四、仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)近年來(lái)在機(jī)械、電子、水利、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、生物等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

在結(jié)構(gòu)工程中，仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于如下幾個(gè)方面：

1．在工程結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用

工程結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的反應(yīng)，其破壞特征和極限承載力是人們所關(guān)心的。當(dāng)結(jié)構(gòu)形式特殊，荷載及材料特性復(fù)雜時(shí)，人們往往求助于模型試驗(yàn)來(lái)測(cè)定其受力性能，但模型試驗(yàn)往往受到場(chǎng)地和設(shè)備的限制，只能做小比例模型試驗(yàn)，難以完全反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。若用仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，則可以進(jìn)行足尺寸的試驗(yàn)，還可以很方便地修改參數(shù)。此外，有些結(jié)構(gòu)難于進(jìn)行直接試驗(yàn)，用計(jì)算機(jī)模擬仿真就更能體現(xiàn)出優(yōu)越性，如建筑物及構(gòu)筑物在地震作用下的倒塌分析，橋梁受到汽車高速碰撞的檢驗(yàn)試驗(yàn)等只有采用仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，分析才能大量進(jìn)行。又如在高速荷載作用下，結(jié)構(gòu)反應(yīng)很快，人們?cè)谡鎸?shí)試驗(yàn)中只能觀察到最終結(jié)果，而不能觀察試驗(yàn)的全過(guò)程。如果采用計(jì)算機(jī)模擬仿真試驗(yàn)，則可觀察其破壞的全過(guò)程，便于破壞機(jī)理的研究。對(duì)于長(zhǎng)期的徐變過(guò)程則可在模擬中加快其變化過(guò)程，讓人們清楚地看到其過(guò)程。在運(yùn)用傳統(tǒng)的有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)力的結(jié)果通常采用內(nèi)力圖等力線的形式描繪出來(lái)，給人以直觀的印象。利用仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以通過(guò)顏色的深淺給出三維物體中各點(diǎn)力的大小，用不同顏色表示出不同的等力面；也可以任意變換角度，從任何點(diǎn)去觀察。還可以利用VR的交互性能，實(shí)時(shí)修改各種數(shù)據(jù)，以便對(duì)各種方案及結(jié)果進(jìn)行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化，概念更易于理解。

2．在巖土工程中的應(yīng)用

巖土工程處于地下，往往難于直接觀察，而仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可把內(nèi)部過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)，有很大實(shí)用價(jià)值。例如，地下工程開(kāi)挖經(jīng)常會(huì)塌方冒項(xiàng)。根據(jù)地質(zhì)勘察，我們可以知道斷層、裂隙和節(jié)理的走向密度，通過(guò)小型試驗(yàn)，可以確定巖體本身的力學(xué)性能及巖體夾層界面的力學(xué)特性、強(qiáng)度條件，并存入計(jì)算機(jī)中。

在數(shù)值模型中，除了有限元方法外，還可采用分離單元。分離單元在平衡狀態(tài)下的性能與有限元相仿，而當(dāng)它失去平衡時(shí)，則在外力和重力作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)直到獲得新的平衡為止。分析地下工程的圍巖結(jié)構(gòu)，邊坡穩(wěn)定等問(wèn)題時(shí)，可以把節(jié)理斷層劃分為許多離散單元。這一過(guò)程可以在顯示器和大型屏幕上顯示出來(lái)，最終可以看到塌方的區(qū)域及范圍，這就為支護(hù)設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)。

3.防災(zāi)工程中的應(yīng)用

長(zhǎng)期以來(lái)，人類一直與洪水、火災(zāi)、地震等自然災(zāi)害進(jìn)行著堅(jiān)持不懈的斗爭(zhēng)。由于自然災(zāi)害的原型重復(fù)實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的，因而仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用就更有意義。目前已有不少抗災(zāi)、防災(zāi)的模擬仿真系統(tǒng)制作成功，例如洪水泛濫淹沒(méi)區(qū)的洪水發(fā)展過(guò)程演示系統(tǒng)。該系統(tǒng)預(yù)先存儲(chǔ)了泛濫區(qū)的地形地貌和地物，有高程數(shù)據(jù)可確定等高線，只要輸入洪水標(biāo)準(zhǔn)(如百年一遇的洪水)及預(yù)定河堤決口位置，計(jì)算機(jī)就可根據(jù)水量、流速區(qū)域面積及高程數(shù)據(jù)算出不同時(shí)刻的淹沒(méi)地區(qū)，并在顯示器和大型屏幕上顯示出來(lái)。人們從屏幕上可以看到水勢(shì)從低處向高處逐漸淹沒(méi)的過(guò)程，這樣對(duì)防洪規(guī)劃以及遭遇洪水時(shí)指導(dǎo)人員疏散是很有作用的。又如在火災(zāi)方面，對(duì)森林火災(zāi)的蔓延，建筑物中火災(zāi)的傳播均已開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的模擬仿真系統(tǒng)，這對(duì)消防工程起到了很好的指導(dǎo)作用。

4．在模擬施工過(guò)程中的應(yīng)用

建筑施工是復(fù)雜的大型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它通常包括立模、架設(shè)鋼筋、澆注、振搗、拆模、養(yǎng)護(hù)等多道工序，而這些工序中涉及的因素繁多，其間關(guān)系復(fù)雜，直接影響著混凝土澆筑的進(jìn)程。模擬施工過(guò)程是為了通過(guò)仿真手段，去發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工中存在的問(wèn)題或可能出現(xiàn)的問(wèn)題，這就需要對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行仿真。而目前施工過(guò)程的模擬只是從幾何形體方面模擬施工的過(guò)程，即按樓層關(guān)系由下而上，每一層按柱、梁、板的幾何形狀加以著色來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的模擬?，F(xiàn)有的模擬只是對(duì)進(jìn)度計(jì)劃起到了一定作用，并沒(méi)有對(duì)施工過(guò)程起到真正的作用?；谝陨显?，需對(duì)施工過(guò)程建立合適的模型，以達(dá)到模擬仿真的效果。例如，大型水利樞紐混凝土在運(yùn)輸澆筑系統(tǒng)的模擬仿真模型，是由運(yùn)輸子系統(tǒng)和澆注子系統(tǒng)構(gòu)成的，模型是按進(jìn)程交互的仿真策略建立的，按這種條件建立的模型能與仿真程序間保持緊密的對(duì)應(yīng)關(guān)系，程序所要模仿的行為比較直觀、清晰。程序流程直接與模型結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。

另外，仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域內(nèi)，還可應(yīng)用在建筑系統(tǒng)工程管理、建筑信息管理、建筑物及構(gòu)筑物的空氣流場(chǎng)、空氣品質(zhì)分析等方面。

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，有著大量繁重的基本建設(shè)任務(wù)，特別是在十五計(jì)劃綱要中，提出進(jìn)一步加強(qiáng)水利交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略。這一大好形勢(shì)，為結(jié)構(gòu)工程高新技術(shù)的信息化和集成化，為結(jié)構(gòu)工程學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為結(jié)構(gòu)工程高新技術(shù)之一，開(kāi)創(chuàng)了結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的新紀(jì)元，其技術(shù)潛力巨大、應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)

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（3）張躍、張叢哲。土木工程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展與展望，計(jì)算機(jī)世界，1998，（5）D版：1-3.

（4）袁耀明.從可視化到視算一體化.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，1996（5）

（5）張叢哲、張躍.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù).計(jì)算機(jī)世界,1998，（5）D版：5。

篇3

[關(guān)鍵詞]：三維實(shí)景；虛擬現(xiàn)實(shí)；防災(zāi)；現(xiàn)代化；智能

[Abstract]: The paper introduces the applications of three-dimensional real management platform, prepared in a modern office building disaster safety, highlighting the application space of three-dimensional simulation technology, virtual reality technology in their daily lives.Key words: three-dimensional real; virtual reality; disaster prevention; modernization; smart

中圖分類號(hào)：TU243文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

眾所周知，人類生存的環(huán)境是由自然環(huán)境和人造環(huán)境共同組成的。在科技飛速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的建筑已經(jīng)無(wú)法滿足人們?nèi)找嬖龆嗟男枨蟆Ｈ绾巫屛覀兊纳姝h(huán)境更智能，如何讓我們的生存環(huán)境更便捷、如何讓我們的生存環(huán)境更安全成為了越來(lái)越多人關(guān)心的問(wèn)題，也是亟待解決的問(wèn)題。

生活中存在各種各樣的災(zāi)害，地震、火災(zāi)、水災(zāi)等無(wú)一不威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，而水、電、供暖、通風(fēng)等各種系統(tǒng)也需要智能化的統(tǒng)一管理。所以建設(shè)一個(gè)三維實(shí)景管理平臺(tái)是十分理想也十分必要的。這個(gè)系統(tǒng)能夠在辦公大樓建筑施工階段就能針對(duì)建筑進(jìn)行三維虛擬現(xiàn)實(shí)展示，在辦公大樓建筑運(yùn)營(yíng)階段能夠建立系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)以便對(duì)建筑各種軟環(huán)境進(jìn)行智能統(tǒng)一管理并在災(zāi)害來(lái)臨時(shí)智能應(yīng)對(duì)將損失降到最低。這不僅能夠能夠給員工和客戶帶來(lái)更加優(yōu)化的生活服務(wù)，也為大家生活質(zhì)量的提高和人身財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)有力保障。

1、三維實(shí)景管理平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)

1.1系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

建立系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)分為三層：第一層是包含辦公大樓施工圖、建筑圖、結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)信息庫(kù)；第二層是由給水排水工程圖、采暖通風(fēng)工程圖、建筑電氣施工圖等組成的建筑設(shè)施信息庫(kù)；第三層是包括周邊建筑群的GIS相關(guān)信息在內(nèi)的各種屬性信息庫(kù)。

系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)其他功能的基礎(chǔ)和保障，在強(qiáng)大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)支撐下，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實(shí)展示、為用戶提供智能決策、幫助用戶應(yīng)急指揮等一系列實(shí)用功能。

1.2三維虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)

在建筑建設(shè)初期，建立三維虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)，便于設(shè)計(jì)、建造、施工等各方面的溝通。

系統(tǒng)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將建筑圖紙收錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶可以運(yùn)用鼠標(biāo)、鍵盤直觀對(duì)即將建成的建筑進(jìn)行三維漫游觀察，仿佛身臨其境。

通過(guò)該系統(tǒng)可以把未成形的建筑變成電腦里可觀可感的虛擬建筑，使用戶只需憑借鼠標(biāo)、鍵盤的簡(jiǎn)單操作就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題和隱患并及時(shí)解決。

在操作界面中，用戶可以放大細(xì)部、改變視角、切換空間、三維漫游，可以統(tǒng)觀全景也可查看局部，該系統(tǒng)能夠最大程度地滿足用戶精確、細(xì)致、美觀的要求。

特別值得一提的是該系統(tǒng)提供自動(dòng)演示功能，即使用戶不進(jìn)行任何操作，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)帶領(lǐng)用戶進(jìn)行三維漫游，方便快捷。

同時(shí)由于數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了給水排水工程圖、采暖通風(fēng)工程圖、建筑電氣施工圖等建筑設(shè)施圖紙，用戶在三維漫游時(shí)，也可以很方便地查看相關(guān)設(shè)施并及時(shí)發(fā)現(xiàn)有待完善之處從而及時(shí)溝通修正。

1.3多系統(tǒng)結(jié)合

系統(tǒng)具備預(yù)留開(kāi)發(fā)接口，可以與監(jiān)控系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)相結(jié)合。由于系統(tǒng)具有三維可視化漫游的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)那種平面、抽象、復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)和物業(yè)管理系統(tǒng)等建筑控制系統(tǒng)就可以通過(guò)與其結(jié)合產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，讓管理者能夠更直觀更準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)控，從而提高工作效率和質(zhì)量，切實(shí)保證辦公大樓的安全。

1. 4功能強(qiáng)大的擴(kuò)展應(yīng)用

在完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和三維實(shí)景的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出應(yīng)急預(yù)案模擬系統(tǒng)、新進(jìn)職員培訓(xùn)系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)等功能更具體更強(qiáng)大、市場(chǎng)更廣闊的子系統(tǒng)是本系統(tǒng)的后期開(kāi)發(fā)目標(biāo)。

應(yīng)急預(yù)案模擬系統(tǒng)

應(yīng)急預(yù)案模擬系統(tǒng)可以模擬面對(duì)突發(fā)事件如重特大事故、環(huán)境公害及人為破壞的應(yīng)急管理、指揮、救援計(jì)劃等。它建立在三維可視化平臺(tái)上。其幾大重要子系統(tǒng)為：完善的應(yīng)急組織管理指揮系統(tǒng)；強(qiáng)有力的應(yīng)急工程救援保障體系；綜合協(xié)調(diào)、應(yīng)對(duì)自如的相互支持系統(tǒng)；充分備災(zāi)的保障供應(yīng)體系；體現(xiàn)綜合救援的應(yīng)急隊(duì)伍等。

新進(jìn)職員培訓(xùn)系統(tǒng)

該系統(tǒng)能夠十分生動(dòng)地向新進(jìn)職員展示大樓的結(jié)構(gòu)、辦公設(shè)施、應(yīng)急通道、周邊信息、工作范圍等一系列復(fù)雜的信息，同時(shí)根據(jù)職員的不同部門進(jìn)行不同側(cè)重點(diǎn)的展示，讓新進(jìn)職員能夠最快地熟悉環(huán)境以便進(jìn)入好的工作狀態(tài)。

維修管理系統(tǒng)

建筑物維修管理系統(tǒng)是在三維實(shí)景管理平臺(tái)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)維修管理的特殊需求開(kāi)發(fā)出的拓展功能系統(tǒng)，該系統(tǒng)同樣以三維可視化建筑模型為平臺(tái)，對(duì)建筑的外部、內(nèi)部、管網(wǎng)、空調(diào)網(wǎng)絡(luò)等一系列維修進(jìn)行直觀、細(xì)致的管理，能夠給建筑的維修管理帶來(lái)極大的方便。

2、項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

在建筑初期建立三維虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)，方便建設(shè)、施工方面的溝通，即使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題；

三維實(shí)景展示給用戶以極強(qiáng)的臨場(chǎng)感，能夠有效地調(diào)動(dòng)起觀賞者的興趣、注意力、參與度，幫助管理者對(duì)建筑進(jìn)行全方位控制；

將辦公大樓相關(guān)信息（施工圖、建筑圖、結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)信息庫(kù)，各種通風(fēng)、供排水路、強(qiáng)弱電電路圖，周邊和建筑群的GIS相關(guān)信息，各種屬性信息等）收錄到強(qiáng)大而全面的數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于將來(lái)對(duì)根據(jù)新的要求對(duì)建筑進(jìn)行升級(jí)；

具備二次開(kāi)發(fā)功能，系統(tǒng)可與其他系統(tǒng)（如監(jiān)控系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等）相結(jié)合，滿足用戶更多方面的需求；

多種多樣的具體應(yīng)用（如應(yīng)急預(yù)案模擬系統(tǒng)、新進(jìn)職員培訓(xùn)系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)）讓辦公大樓真正實(shí)現(xiàn)全面智能。

3、項(xiàng)目實(shí)施方案

項(xiàng)目分兩步完成：

當(dāng)期： 1、建立三維虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)，方便建設(shè)、施工方面的溝通；

2、建立系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)（施工圖、建筑圖、結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)信息庫(kù)，各種通風(fēng)、供排水路、強(qiáng)弱電電路圖，周邊和建筑群的GIS相關(guān)信息，各種屬性信息）；

未來(lái)： 1、和監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合、物業(yè)管理系統(tǒng)相結(jié)合、具備相關(guān)開(kāi)發(fā)接口

2、開(kāi)發(fā)各種擴(kuò)展應(yīng)用（應(yīng)急預(yù)案模擬系統(tǒng)、新進(jìn)職員培訓(xùn)系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)）

4、項(xiàng)目應(yīng)用舉例

虛擬環(huán)境下的人員搜救和應(yīng)急指揮

在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，根據(jù)已有數(shù)據(jù)庫(kù)和現(xiàn)場(chǎng)狀況，可以確定出最佳逃生路線，及時(shí)通知樓內(nèi)人員；同時(shí)用已有技術(shù)對(duì)被困人員進(jìn)行定位，結(jié)合三維實(shí)景管理系統(tǒng)讓消防人員更直觀地了解到被困人員的方位，以便其更迅速更有效地進(jìn)行搜救工作；此外，對(duì)消防人員進(jìn)行定位，結(jié)合系統(tǒng)，可以讓救援指揮者更清楚地觀察消防員所在位置，以便其做出更科學(xué)的指揮。在三維實(shí)景管理系統(tǒng)的支持下，我們能夠有效地使救援更迅速地進(jìn)行，為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供有力保障。

作者簡(jiǎn)介：

篇4

本教學(xué)研究項(xiàng)目是通過(guò)搭建B/S結(jié)構(gòu)模型平臺(tái)，在研究如何經(jīng)濟(jì)、高效地制作三維村鎮(zhèn)模型的方法與步驟方面取得了初步成果，一定程度上提升了浙江省村鎮(zhèn)規(guī)劃信息化水平。

1．1本教學(xué)研究項(xiàng)目依托浙江省典型村鎮(zhèn)三維仿真規(guī)劃信息化平臺(tái)模型，實(shí)現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村仿真場(chǎng)景漫游及規(guī)劃信息化管理。著重研究在教學(xué)研究項(xiàng)目過(guò)程中采用的各種紋理建模方面的優(yōu)化方案，包括紋理建模過(guò)程和烘焙過(guò)程的優(yōu)化，以及開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)自身提供的一些優(yōu)化方案和優(yōu)化技術(shù)。

1．2教學(xué)研究項(xiàng)目通過(guò)本地或者遠(yuǎn)程管理界面，對(duì)三維村鎮(zhèn)規(guī)劃

信息化平臺(tái)場(chǎng)景中的個(gè)體信息進(jìn)行交互，做到規(guī)劃信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。

2．教學(xué)研究項(xiàng)目平臺(tái)的開(kāi)發(fā)流程

2．1三維場(chǎng)景模型的構(gòu)建

浙江省美麗鄉(xiāng)村三維虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)研究項(xiàng)目組織與實(shí)施及開(kāi)發(fā)流程的研究。教學(xué)研究項(xiàng)目首先是對(duì)單個(gè)美麗鄉(xiāng)村模型場(chǎng)景的創(chuàng)建，通過(guò)B/S瀏覽方式進(jìn)行整合。(1)教學(xué)研究項(xiàng)目的需求分析及相關(guān)數(shù)據(jù)收集與整理。通過(guò)課程組成員調(diào)查走訪，合作單位直接提供等方式獲取一手資料，再結(jié)合衛(wèi)星地圖，綜合創(chuàng)建地形地貌。大量的建設(shè)貼圖通過(guò)單反相機(jī)進(jìn)行實(shí)地拍攝。(2)CAD總平面圖的處理。通過(guò)測(cè)繪部門或者鄉(xiāng)村相關(guān)職能部門獲取的鄉(xiāng)村CAD總圖信息量大，對(duì)模型創(chuàng)建來(lái)說(shuō)需要精簡(jiǎn)，然后導(dǎo)入3dsMAX軟件進(jìn)行場(chǎng)景模型的創(chuàng)建。(3)優(yōu)化創(chuàng)建的模型，通過(guò)多種技術(shù)手段，精簡(jiǎn)三維模型面數(shù)等信息，確保在平臺(tái)運(yùn)行時(shí)的流暢。(4)村鎮(zhèn)場(chǎng)景模型的烘焙。在目前虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，通常都是由建筑模型在貼圖、燈光等一系列步驟后進(jìn)行烘焙(在Unity最新的5．0系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)光影，不一定需要烘焙步驟)輸出到相關(guān)平臺(tái)，這樣能獲得的視覺(jué)效果更佳。(5)在3DSMAX環(huán)境中直接導(dǎo)出并合并場(chǎng)景至相關(guān)虛擬仿真平臺(tái)，可分為兩種方式進(jìn)行，部分靜態(tài)模型的導(dǎo)出與全部靜態(tài)模型導(dǎo)出，根據(jù)不同需求選擇進(jìn)行。

2．2系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)，包括虛擬現(xiàn)實(shí)引擎和相關(guān)技術(shù)的選擇以及在應(yīng)用中如何提高信息管理水平的研究。(1)創(chuàng)建相機(jī)及相機(jī)動(dòng)畫(huà)，在無(wú)人交互操作的時(shí)候，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)相機(jī)對(duì)美麗鄉(xiāng)村進(jìn)行飛行鳥(niǎo)瞰等預(yù)設(shè)。(2)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景碰撞屬性的設(shè)置，默認(rèn)可以直接把場(chǎng)景中的所有物體設(shè)置為碰撞體，減少工作量，但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這樣會(huì)在一定程度上造成系統(tǒng)運(yùn)算量大，執(zhí)行效率較低，影響最終的運(yùn)行速度。所以一般都是人為設(shè)置一個(gè)較簡(jiǎn)單的物體，設(shè)置碰撞后，進(jìn)行隱藏操作。(3)創(chuàng)建特效與周圍環(huán)境。教學(xué)研究項(xiàng)目可根據(jù)需求，設(shè)置不同季節(jié)及不同氣候條件下的模擬環(huán)境，對(duì)表現(xiàn)水景效果、蝴蝶飛舞等特效的制作，動(dòng)態(tài)效果通過(guò)3dsMAX進(jìn)行動(dòng)作設(shè)定，導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)引擎進(jìn)行后期處理。(4)村鎮(zhèn)地圖的導(dǎo)航制作。導(dǎo)航圖的制作關(guān)鍵是要在3dsMAX平臺(tái)中進(jìn)行坐標(biāo)的定位，確定坐標(biāo)參數(shù)后，在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)中進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)設(shè)定。(5)美麗鄉(xiāng)村數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建。平臺(tái)可以支持的數(shù)據(jù)庫(kù)豐富，包括ACCESS、Oracle、SQLServer、MySQL等，虛擬對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)聯(lián)操作和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢功能的實(shí)現(xiàn)是平臺(tái)實(shí)現(xiàn)交互的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(6)交互功能的實(shí)現(xiàn)。平臺(tái)支持的交互功能眾多，可能鼠標(biāo)事件、距離、鍵盤等觸發(fā)調(diào)用相應(yīng)的響應(yīng)事件，大量的交互功能還涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，這在本教學(xué)研究項(xiàng)目中是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。(7)教學(xué)研究項(xiàng)目。教學(xué)研究項(xiàng)目平臺(tái)支持生成EXE可執(zhí)行文件脫離平臺(tái)環(huán)境單獨(dú)運(yùn)行，也可以到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)瀏覽交互，本教學(xué)研究項(xiàng)目最終是通過(guò)生成單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)版本，通過(guò)WEB樹(shù)形目錄，把浙江省的各個(gè)村鎮(zhèn)的三維虛擬仿真系統(tǒng)合成到大平臺(tái)中。今后的研究中考慮使用跨平臺(tái)支持效果更好的Uni-ty3D引擎。

2．3平臺(tái)特點(diǎn)與特色

本平臺(tái)采用Photoshop，AutoCAD，3DMAX等圖形圖像軟件結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)平成，腳本引擎功能強(qiáng)大，壓縮率高，真實(shí)感強(qiáng)，沉浸感好，可嵌入音頻、flash、視頻、圖片、網(wǎng)頁(yè)。(1)平臺(tái)仿真度高，區(qū)別于能流暢實(shí)現(xiàn)村鎮(zhèn)的三維漫游功能，部分村鎮(zhèn)信息查詢等功能，滿足決策者對(duì)美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃功能的要求。(2)可以實(shí)時(shí)把畫(huà)面用“虛擬相機(jī)”進(jìn)行拍攝出圖，能直觀、精確、更大范圍地展現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，有效地提高規(guī)劃審批決策科學(xué)性。(3)該系統(tǒng)作為公共服務(wù)平臺(tái)，可通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，開(kāi)放接口，擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)生、交通、應(yīng)急、消防等領(lǐng)域。

3．教學(xué)研究項(xiàng)目平臺(tái)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益

浙江省村鎮(zhèn)共有1500多個(gè)，教學(xué)研究項(xiàng)目建成后，為浙江省美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃信息化水平提升做出明顯成效，也為浙江省鄉(xiāng)村建筑數(shù)字化程度的提升做出重大貢獻(xiàn)。研究成果專注于虛擬現(xiàn)實(shí)與三維可視化技術(shù)在浙江省美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃領(lǐng)域中研發(fā)和推廣，目標(biāo)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的村鎮(zhèn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決方案。教學(xué)研究項(xiàng)目能滿足不同數(shù)字規(guī)劃管理領(lǐng)域，不同層次決策者對(duì)數(shù)字仿真的需求。

4．平臺(tái)的保障力量

4．1人員保障

教學(xué)研究項(xiàng)目分別由高校、企業(yè)與政府職能機(jī)構(gòu)等三部分技術(shù)力量組成:教學(xué)研究項(xiàng)目主持單位高職院校在教學(xué)研究項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，采集村鎮(zhèn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用研究小組學(xué)生在暑期社會(huì)實(shí)踐中調(diào)查數(shù)據(jù)、采集可視化資料及到鄉(xiāng)村管理部門查詢資料，也為教學(xué)研究項(xiàng)目的完成打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本科院校為本教學(xué)研究項(xiàng)目提供理論支撐，在校的虛擬現(xiàn)實(shí)方面的碩士研究生，也參與到教學(xué)研究項(xiàng)目中，為教學(xué)研究項(xiàng)目提供了技術(shù)保障。

4．2資料保障

規(guī)劃設(shè)計(jì)院作為合作企業(yè)單位，負(fù)責(zé)提供浙江省典型美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃圖紙。企業(yè)內(nèi)部有較多的規(guī)劃專家，可以對(duì)教學(xué)研究項(xiàng)目進(jìn)行深度研究。提供一手資料，研究中的浙江省溪口美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃方案就由他們提供，為該教學(xué)研究項(xiàng)目的順利進(jìn)行起到了重要的保障作用。

4．3政策保障

浙江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技委村鎮(zhèn)建設(shè)專業(yè)委員會(huì)，對(duì)教學(xué)研究項(xiàng)目的推廣提供政策上的扶持，所在的村鎮(zhèn)建設(shè)專業(yè)委員會(huì)在教學(xué)研究項(xiàng)目研究中還負(fù)責(zé)對(duì)村鎮(zhèn)管理者規(guī)劃信息化方面進(jìn)行指導(dǎo)。每年都會(huì)對(duì)浙江省村鎮(zhèn)優(yōu)秀規(guī)劃方案進(jìn)行匯編、獲獎(jiǎng)教學(xué)研究項(xiàng)目的收集整理，具有非常豐富的參考資源，對(duì)建設(shè)系統(tǒng)相關(guān)職能部門具有良好的溝通協(xié)調(diào)能力，便于教學(xué)研究項(xiàng)目具體實(shí)施過(guò)路中的運(yùn)行與推廣。

5．結(jié)束語(yǔ)

篇5

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì);BIM;優(yōu)點(diǎn);應(yīng)用

一、BIM功能技術(shù)的概述

利用BIM技術(shù)可以在一個(gè)電子模型中存儲(chǔ)完整的建筑信息，這種方法被稱贊為一種最新的變革。在BIM應(yīng)用系統(tǒng)中，建筑構(gòu)件被對(duì)象化，數(shù)字化的對(duì)象通過(guò)編碼去描述和代表真實(shí)的建筑構(gòu)件。一個(gè)對(duì)象需要有一系列參數(shù)來(lái)描述其屬性。這個(gè)對(duì)象的代碼必須包含這些參數(shù)。參數(shù)通常是預(yù)先定義好的，或者遵守某些制定好的規(guī)則。這些參數(shù)信息就構(gòu)成了建筑的屬性。例如，一個(gè)墻對(duì)象是一個(gè)具有墻的所有屬性的對(duì)象，不僅包括幾何尺寸信息如長(zhǎng)、寬、高，還包含了墻體材料、保溫隔熱性能、表面處理、墻體規(guī)格、造價(jià)等等。而在一般的CAD繪圖軟件中，墻體是通過(guò)兩條平行線的二維方式來(lái)表達(dá)，線條之間沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)。

BIM技術(shù)核心是通過(guò)在計(jì)算機(jī)中建立虛擬的建筑工程三維模型，同時(shí)利用數(shù)字化技術(shù)，為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫(kù)。該信息庫(kù)不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息，還包含了非構(gòu)件對(duì)象（例如空間、運(yùn)動(dòng)行為）的狀態(tài)信息。借助這個(gè)富含建筑工程信息的三維模型，建筑工程的信息集成化程度大大提高，不僅可以用于建筑設(shè)計(jì)，還可以用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備管理、工程量統(tǒng)計(jì)、成本計(jì)算、物業(yè)管理等，可以在整個(gè)建筑業(yè)中發(fā)揮作用，管理建筑生命周期的全部信息。

二、BIM在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

1、BIM具有良好的協(xié)調(diào)性：各行業(yè)項(xiàng)目信息出現(xiàn)“不兼容”現(xiàn)象。如管道與結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)房間出現(xiàn)冷熱不均，預(yù)留的洞口沒(méi)留或尺寸不對(duì)等情況。使用有效BIM協(xié)調(diào)流程進(jìn)行協(xié)調(diào)綜合，減少不合理變更方案或問(wèn)題變更方案3D畫(huà)面的模擬能效、緊急疏散、日照、熱能傳導(dǎo)等的模擬。

2、BIM通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息：三維幾何形狀信息和非幾何形狀信息，如建筑構(gòu)件的材料、重量、價(jià)格、進(jìn)度和施工等等集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)。為設(shè)計(jì)師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開(kāi)發(fā)商乃至最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”模型三維的立體實(shí)物圖形可視，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)等整個(gè)建設(shè)過(guò)程可視方便進(jìn)行更好的溝通、討論與決策。

3、對(duì)地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。并有良好的優(yōu)化性，BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具能對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可能的優(yōu)化處理利用模型提供的各種信息來(lái)優(yōu)化，如幾何、物理、規(guī)則、建筑物變化以后的各種情況信息給復(fù)雜程度高的建筑優(yōu)化。建筑設(shè)計(jì)圖+經(jīng)過(guò)碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改=綜合設(shè)計(jì)施工圖如綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案等實(shí)用的施工圖紙。BIM提供工程全部信息，將項(xiàng)目各階段主要參與方都集中，做出項(xiàng)目空間三維復(fù)雜形態(tài)的表達(dá)。虛擬建筑樣機(jī)，提供建筑物精確的空間關(guān)系和數(shù)據(jù)，與其他3D建模不同。根據(jù)3D模型自動(dòng)生成和更新各種圖形和文檔，自動(dòng)協(xié)調(diào)更改關(guān)聯(lián)變更相應(yīng)的信息來(lái)進(jìn)行信息共享。當(dāng)建筑工程中設(shè)計(jì)對(duì)象數(shù)據(jù)修改時(shí)，另外設(shè)計(jì)該對(duì)象會(huì)自動(dòng)進(jìn)行更新來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)和高效化設(shè)計(jì)。

4、BIM能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程不同部門進(jìn)行有效的協(xié)同工作。建筑工程不同參與部門能夠高效的進(jìn)行信息共享和數(shù)據(jù)、檔案的交流，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)文字檔案、圖表檔案和視頻資料的上交、審查、審核及使用。建筑工程項(xiàng)目參與的各個(gè)單位通過(guò)信息化進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)工程的洽談和商定，實(shí)現(xiàn)工程施工質(zhì)量的可控性、施工過(guò)程的安全性，并進(jìn)行施工成本和施工進(jìn)度的動(dòng)態(tài)化管理和實(shí)時(shí)性監(jiān)控。

5、BIM能夠?qū)崿F(xiàn)工程設(shè)計(jì)的檢測(cè)、分析能源耗費(fèi)、成本控制等。其能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的交付IPD管理。把工程中不同部門、不同階段在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行有機(jī)的集合，使之服務(wù)于項(xiàng)目設(shè)計(jì)和使用的全部過(guò)程之中，通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑工程的數(shù)字化設(shè)計(jì)并進(jìn)行智能化管理，實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)化、集成化和可視化的多維項(xiàng)目管理。通過(guò)對(duì)建筑物和施工現(xiàn)場(chǎng)立體建模和施工過(guò)程中不同階段的有機(jī)鏈接，不斷與施工中的耗材和布置施工場(chǎng)地信息進(jìn)行有機(jī)的集成來(lái)組建4D施工的信息模型樣本，達(dá)到建設(shè)工程施工過(guò)程中工程的進(jìn)度、人力配備和材料使用等各種信息的集成管理以及施工階段的智能化、數(shù)字化模擬。

6、能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬化的施工。BIM在計(jì)算機(jī)上通過(guò)數(shù)據(jù)的分析進(jìn)行建造過(guò)程的模型建立，建立的模型能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際施工之前對(duì)建筑工程功能和建筑施工難題等可能存在的問(wèn)題來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，其中包括建筑工程施工的方法驗(yàn)證、施工技術(shù)方案的模擬以及施工方案探討和優(yōu)化等。其實(shí)BIM能夠引導(dǎo)建筑信息科技達(dá)到更高水平的的新技術(shù)和新理念，如果得到全面的應(yīng)用，其能夠?yàn)榻ㄖ袠I(yè)的信息化發(fā)展帶來(lái)不可估量的影響和進(jìn)步，有效提高建筑項(xiàng)目的科學(xué)性和有效性。同時(shí)其能夠也促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，使建筑工程的設(shè)計(jì)以及工程質(zhì)量和施工效率明顯提高，設(shè)計(jì)和施工成本有效降低。

三、BIM在建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用研究

1、復(fù)雜形體設(shè)計(jì)及建造應(yīng)用。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)于復(fù)雜形體設(shè)計(jì)及建造應(yīng)用存在著極為重要的作用。通過(guò)BIM技術(shù)，可以針對(duì)復(fù)雜形體建筑進(jìn)行數(shù)據(jù)上的驗(yàn)證及整合，實(shí)現(xiàn)多維曲線設(shè)計(jì)，以立體形式將設(shè)計(jì)成果展示出來(lái)。建筑信息模型的出現(xiàn)，讓現(xiàn)代建筑師可以更加充分發(fā)揮自己的創(chuàng)意，展示構(gòu)思，可以直接的查看設(shè)計(jì)建筑的效果，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的新境界。同時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)，可以將復(fù)雜的建筑項(xiàng)目進(jìn)行每一個(gè)單元每一個(gè)結(jié)構(gòu)的三維模型分析，并進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)或修改，極大的減少了建筑設(shè)計(jì)中存在的信息誤差。

2、綜合管線設(shè)計(jì)與管網(wǎng)綜合排查。隨著現(xiàn)代建筑的功能日趨復(fù)雜，建筑體量不斷擴(kuò)大，建筑中存在的機(jī)電管網(wǎng)更是錯(cuò)綜復(fù)雜，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，為保證建筑質(zhì)量及品質(zhì)，需要做好綜合管線設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)管線相撞、管線交錯(cuò)、管線施工不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象，在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式中，建筑管網(wǎng)設(shè)計(jì)只能通過(guò)人力目測(cè)的方式進(jìn)行檢測(cè)，方式單一，且容易出現(xiàn)管線相撞或交錯(cuò)現(xiàn)象。通過(guò)BIM技術(shù)中管網(wǎng)檢測(cè)功能，可以直觀的將建筑管網(wǎng)生成三維模型，并分布在建筑模型之中，通過(guò)檢測(cè)功能，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)出管網(wǎng)設(shè)計(jì)不當(dāng)、管線相撞與交錯(cuò)部位并進(jìn)行標(biāo)注，極大提高了管網(wǎng)檢查效率，保障管網(wǎng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3、消防性能優(yōu)化設(shè)計(jì)。隨著超大型、超高型建筑的不斷涌現(xiàn)，采用傳統(tǒng)的規(guī)范設(shè)計(jì)很難滿足建筑的消防要求。通過(guò)BIM技術(shù)，采用消防性能優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)消防設(shè)計(jì)的最優(yōu)化、科學(xué)化、合理化。在消防性能優(yōu)化設(shè)計(jì)中包括有毒氣體擴(kuò)散時(shí)間、建筑材料耐燒極限、疏散距離及數(shù)字化模擬人員疏散時(shí)間等各項(xiàng)設(shè)計(jì)，并為實(shí)際應(yīng)用提供最佳的疏散方案，維護(hù)人們的生命安全及建筑安全。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)城市建設(shè)不斷進(jìn)步，BIM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。在實(shí)際應(yīng)用中獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。BIM技術(shù)將引領(lǐng)建筑信息技術(shù)走向更高層次，大大提高建筑設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]龍文志，建筑業(yè)應(yīng)盡快推行建筑信息模型（BIM）技術(shù)[J]，建筑技術(shù)，2011年01期

篇6

高職院校的人才培養(yǎng)以實(shí)踐能力培養(yǎng)為主線，突出實(shí)用性、技能性和崗位針對(duì)性。在培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)計(jì)劃中，必須注重專業(yè)技能的反復(fù)訓(xùn)導(dǎo)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)3個(gè)實(shí)踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)理想、職業(yè)道德、職業(yè)素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力的形成和發(fā)展。實(shí)訓(xùn)基地是高等職業(yè)教育對(duì)學(xué)生開(kāi)展職業(yè)技能訓(xùn)練和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的基本硬件。實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)己成為推動(dòng)高職教育發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，其建設(shè)水平高低直接影響著高職院校的教學(xué)質(zhì)量與水平。

東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院在2012年開(kāi)設(shè)樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)，2015年教育部把此專業(yè)更名為建筑智能化工程技術(shù)。專業(yè)發(fā)展緊跟東莞智慧城市建設(shè)步伐，攜手東莞中云智慧城市產(chǎn)業(yè)園，對(duì)接智能樓宇管理師職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，廣泛開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、門禁等物業(yè)維護(hù)管理等校園頂崗活動(dòng)，重點(diǎn)培養(yǎng)滿足智能樓宇、智能工廠和大型社區(qū)智能設(shè)備維護(hù)和管理需要的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。我院強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的綜合性、實(shí)用性，結(jié)合我院自身發(fā)展的實(shí)際，通過(guò)優(yōu)化整合學(xué)校資源，為建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生搭建“工學(xué)結(jié)合”的學(xué)習(xí)平臺(tái)，拓寬訓(xùn)練設(shè)備的建設(shè)渠道，最大限度地實(shí)現(xiàn)資源共享，營(yíng)造真實(shí)和仿真的職業(yè)環(huán)境。

2.結(jié)合人才培養(yǎng)需求和學(xué)院發(fā)展實(shí)際科學(xué)規(guī)劃校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地

我院在電子工程系現(xiàn)有的電子信息工程技術(shù)專業(yè)、電氣自動(dòng)化專業(yè)框架下增設(shè)建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)，為此專業(yè)提供電子技能實(shí)訓(xùn)室、電工實(shí)訓(xùn)室、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)審、組態(tài)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、PLC實(shí)訓(xùn)室等。這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室可滿足樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)和實(shí)踐需求。專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)需結(jié)合人才培養(yǎng)需求和學(xué)院發(fā)展實(shí)情況，科學(xué)地進(jìn)行規(guī)劃。較早發(fā)展的專業(yè)般建設(shè)有近10間實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，做到小而全，但導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)室建設(shè)場(chǎng)地緊缺，難以滿足后期迮設(shè)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室場(chǎng)地需求。

建筑智能化是交叉學(xué)科的應(yīng)用技術(shù)，涉及樓控系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)。在規(guī)劃專業(yè)實(shí)訓(xùn)室時(shí)，需實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的獨(dú)立性、聯(lián)動(dòng)性、開(kāi)放性，還需考慮系統(tǒng)應(yīng)用的綜合性。因此，我院結(jié)合原有的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，全面規(guī)劃建設(shè)一體化的專業(yè)實(shí)訓(xùn)室：建筑鈣能化工程實(shí)訓(xùn)室、建筑稗能化綜合實(shí)訓(xùn)室。

2.1 一體化專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的組成

建筑智能化工程實(shí)訓(xùn)室由10個(gè)實(shí)訓(xùn)屋、1個(gè)開(kāi)放式中控管理區(qū)以及1個(gè)能授課與研討靈活變換組合的學(xué)習(xí)區(qū)組成。中控管理區(qū)集中監(jiān)控和管理各實(shí)訓(xùn)屋和整個(gè)實(shí)訓(xùn)室。每個(gè)實(shí)訓(xùn)屋綜合了一卡通、布線、網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星奮線電視、智能抄表、門禁、監(jiān)控、報(bào)警、廣播、遠(yuǎn)程控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、電源開(kāi)關(guān)拽制、網(wǎng)上預(yù)約等多個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的高度集成應(yīng)用模式和方法，同時(shí)提供部分控制模塊的創(chuàng)新幵發(fā)。

建筑智能化綜合實(shí)訓(xùn)室的實(shí)訓(xùn)設(shè)備包括：群控電梯系統(tǒng)、暖通摶制系統(tǒng)、智能停車場(chǎng)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、建筑智能化工程技能競(jìng)賽平臺(tái)。每袞實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)有相應(yīng)的工作站，每個(gè)工作站既實(shí)現(xiàn)能獨(dú)立控制，也以聯(lián)網(wǎng)的方式對(duì)其他系統(tǒng)進(jìn)行控制。供配電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)既可以為實(shí)訓(xùn)室供電。又是獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，能提供實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目，如：供配電原理認(rèn)知、控制器編程檢測(cè)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)與控制等。

實(shí)訓(xùn)設(shè)備是結(jié)合工程中實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品進(jìn)行配置，能體現(xiàn)建筑智能化的應(yīng)用和發(fā)展方向。實(shí)訓(xùn)設(shè)備的選型還充分參考國(guó)家智能樓宇管理師鑒定要求規(guī)劃并以國(guó)家級(jí)、省級(jí)學(xué)科競(jìng)賽的設(shè)備功能要求進(jìn)行配置，對(duì)接行業(yè)的職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)要求。學(xué)生通過(guò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)后，真正地掌握樓宇智能化系統(tǒng)的系統(tǒng)配置、產(chǎn)品選型、設(shè)備安裝、工程布線、硬件調(diào)試、軟件使用、施工工藝、故障檢測(cè)、系統(tǒng)維護(hù)、設(shè)備管理和售后服務(wù)等工程的全部環(huán)節(jié)。此外，通過(guò)搭建虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)，在一定程度上緩解建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)設(shè)備的缺乏和受實(shí)踐條件制約而影響教學(xué)的困難，更提高實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的適用性和經(jīng)濟(jì)性。目前，已開(kāi)發(fā)和應(yīng)用建筑通信智能化仿真教學(xué)系統(tǒng)和建筑安防智能化仿真教學(xué)系統(tǒng)。

2.2 利用校園頂崗?fù)貙捫?nèi)實(shí)訓(xùn)基地

我院是一所新建的現(xiàn)代化、信息化院校，其建筑面積大、類型多，智能化水平高，建筑智能化專業(yè)相關(guān)知識(shí)和技能在校園的應(yīng)用內(nèi)比比皆是。在建筑、電氣和自動(dòng)控制方面。我院校舍建筑面積34萬(wàn)平方米，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所9萬(wàn)余平方米，有教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、辦公、住宅、餐飲、商業(yè)、運(yùn)動(dòng)等多種用途類型的建筑，每棟樓各自配備了完善的強(qiáng)電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)。在通信網(wǎng)絡(luò)方面，我院的數(shù)字校園建設(shè)總投入6000多萬(wàn)，信息網(wǎng)絡(luò)遍及校內(nèi)的教學(xué)、辦公、住宿等樓宇建筑，校園網(wǎng)萬(wàn)兆主干、千兆接入、百兆到桌面。在安防方面，實(shí)訓(xùn)中心、圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)樓、學(xué)生宿舍等非完全開(kāi)放的建筑群都安裝了門禁系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)遍布學(xué)院所有建筑和道路。在消防方面，根據(jù)樓宇面積、樓宇高度與用途等，在全院范圍內(nèi)部署了室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、水噴淋系統(tǒng)和二氧化碳滅火系統(tǒng)等多種消防設(shè)施。

建筑智能化專業(yè)與校園內(nèi)日常工作和生活聯(lián)系緊密，利用學(xué)校數(shù)字校園和平安校園等豐富時(shí)又優(yōu)質(zhì)的智能化資源，開(kāi)展建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)校園頂崗課程，為校園頂崗的課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在校內(nèi)相關(guān)部門上崗，開(kāi)展建筑智能化專業(yè)所需的各種實(shí)習(xí)活動(dòng)。校園頂崗課程有助于減輕學(xué)院后勤管理處、教育技術(shù)中心、保衛(wèi)處等部門繁重的工作任務(wù)，還可以把校園內(nèi)建筑、電氣、通信網(wǎng)絡(luò)、安防等方面實(shí)際應(yīng)用的案例作為建筑智能化專業(yè)學(xué)生的教學(xué)和實(shí)踐資源。此課程以專業(yè)拓展課的方式供學(xué)生選修，由頂崗部門與電子工程系共同對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，完成并通過(guò)考核者即修滿此門專業(yè)拓展課的學(xué)分。

建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)一體化校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室、專業(yè)實(shí)訓(xùn)室和“校園頂崗”組成。實(shí)訓(xùn)基地把建筑智能化各個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生以接近現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下對(duì)智能建筑相應(yīng)子系統(tǒng)及各個(gè)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，并以工作崗位的職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)要求為基礎(chǔ)，建立實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)與職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)導(dǎo)、職業(yè)技能訓(xùn)練與鑒定的任務(wù)，滿足企業(yè)用人的要求。

3.存在問(wèn)題及思考

如何更有效的維護(hù)和管理校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地是一個(gè)的重要問(wèn)題。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地管理形式不一，管理相對(duì)分散，各實(shí)訓(xùn)室的場(chǎng)地、設(shè)備、人員缺乏統(tǒng)一的調(diào)配管理，容易造成儀器設(shè)備重復(fù)購(gòu)置和難以協(xié)調(diào)管理。專業(yè)教師除了承擔(dān)室訓(xùn)室建設(shè)、專業(yè)教學(xué)，還要負(fù)責(zé)室訓(xùn)室管理和維護(hù)。實(shí)訓(xùn)基地管理的信息化程度不高，每次使用的登記手續(xù)煩瑣，每次耗材、設(shè)備、工具的存入和取出均需要人工登記。由于運(yùn)行與管理機(jī)制不到位，大多數(shù)實(shí)訓(xùn)室管理是封閉式的，除了規(guī)定的課時(shí)，其余時(shí)間實(shí)訓(xùn)室往往不開(kāi)放。實(shí)訓(xùn)基地處于封閉和各自為戰(zhàn)的狀態(tài)，既不面向全校學(xué)生開(kāi)放，也未面向社會(huì)提供科研和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的服務(wù)。因此，我們下一步將提升實(shí)訓(xùn)基地管理水平，積極探索實(shí)訓(xùn)基地運(yùn)行好的作用。

4.結(jié)束語(yǔ)

篇7

關(guān)鍵詞：辦公建筑；建筑信息模型；機(jī)電工程；深化設(shè)計(jì)；BIM技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU745 文章編號(hào)：1009-2374（2016）35-0054-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.026

1 概述

BIM即建筑信息模型，指的是運(yùn)用建筑三維設(shè)計(jì)軟件與一系列工程設(shè)計(jì)軟件所建立的“可視化”的數(shù)字三維模型，該模型可以為建筑全生命周期中的開(kāi)發(fā)商、設(shè)計(jì)方、施工方乃至最終的業(yè)主等各環(huán)節(jié)的用戶提供“模擬和分析”的一個(gè)虛擬建筑。運(yùn)用該模型，可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、建筑施工以及建筑運(yùn)營(yíng)管理，最終使該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本和提高效率。

在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要包括了建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)。本文研究的機(jī)電專業(yè)中包括了暖通空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、強(qiáng)電弱電電氣系統(tǒng)。而這些系統(tǒng)在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，是分開(kāi)設(shè)計(jì)的，各專業(yè)的設(shè)計(jì)師缺乏有效溝通，更不用說(shuō)協(xié)調(diào)合作。加之機(jī)電專業(yè)中各個(gè)系統(tǒng)的管線特別復(fù)雜，各管線走向密集交錯(cuò)，如在施工中發(fā)現(xiàn)各專業(yè)管路發(fā)生碰撞，則會(huì)出現(xiàn)大面積拆除返工，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)方案的重新修改，不但會(huì)浪費(fèi)材料，還會(huì)大大地延誤工期。

通過(guò)BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)，可以將各專業(yè)管線的位置、標(biāo)高、連接方式及施工工藝先后進(jìn)行三維模擬，按照現(xiàn)場(chǎng)可能發(fā)生的工作面和碰撞點(diǎn)進(jìn)行方案的調(diào)整，既達(dá)到合理施工，又可節(jié)省工程造價(jià)，同時(shí)將完成后的方案通過(guò)三維剖面圖及動(dòng)態(tài)漫游等方式展示給施工工人，使工人更好地理解施工方案，保證施工質(zhì)量的同時(shí)更能很好地縮短工期。

2 工程概況

本案例為西安市某辦公建筑，多層公共建筑，框架式結(jié)構(gòu)，總建筑面積7565.3m2（其中，地下：1120.3m2，地上：6445m2），建筑地下一層，地上六層，地下一層為人防，地上為辦公，建筑總體高度23.8m，地下埋深5.3m。在建筑工程施工中，機(jī)電工程設(shè)備與管線錯(cuò)綜復(fù)雜，常出現(xiàn)管線之間或者是管線和結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的碰撞，同時(shí)在設(shè)備安裝的過(guò)程中，容易考慮不到建筑的室內(nèi)凈高問(wèn)題，就會(huì)造成施工的返工情況，甚至存在安全隱患。傳統(tǒng)的建筑施工過(guò)程中，進(jìn)行機(jī)電深化設(shè)計(jì)的時(shí)候，是通過(guò)二維管線綜合設(shè)計(jì)來(lái)協(xié)調(diào)機(jī)電各專業(yè)的管線布置。但是，二維管線綜合設(shè)計(jì)只是將暖通、給排水、電氣專業(yè)的平面管線布置圖進(jìn)行了簡(jiǎn)單的疊加，并且依照相應(yīng)的規(guī)則確定了各系統(tǒng)管線的相對(duì)位置，然后確定各專業(yè)管線的標(biāo)高，最后再對(duì)關(guān)鍵部位繪制局部剖面圖。這樣的設(shè)計(jì)方式有以下不足：（1）機(jī)電專業(yè)管線交叉處只能靠人的眼睛觀察，難以進(jìn)行全面的分析。在一些建筑中，存在著梁高變化比較大的區(qū)域，常常是管線之間的碰撞問(wèn)題解決了，但是忽略了管線與梁之間的碰撞；（2）在二維管線綜合設(shè)計(jì)中，管線碰撞處的處理均是局部處理，容易出現(xiàn)在此處不存在碰撞，但是又帶來(lái)了別處的碰撞；（3）在二維管線綜合設(shè)計(jì)中管線的標(biāo)高問(wèn)題，只有在繪制剖面圖的位置時(shí)候有準(zhǔn)確定位，而其余的管線并沒(méi)有確定標(biāo)高，這個(gè)問(wèn)題會(huì)直接導(dǎo)致管線碰撞；（4）暖通空調(diào)、給排水、電氣等多專業(yè)的二維CAD平面圖紙多而繁亂，而且只是通過(guò)“平面+局部剖面”的方式，對(duì)于管線交叉復(fù)雜位置的二維CAD圖紙表達(dá)是不夠充分的；（5）在二維管線綜合設(shè)計(jì)上，暖通空調(diào)、給排水、電氣各專業(yè)的工藝布置要求是按照指導(dǎo)原則進(jìn)行布置，但是沒(méi)有考慮空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜或者是凈高要求比較高的情況下，就存在了局限性。

由上可知，傳統(tǒng)的CAD機(jī)電深化設(shè)計(jì)存在著大量的不足，因此本項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行機(jī)電深化設(shè)計(jì)，能解決上述傳統(tǒng)的CAD機(jī)電深化設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問(wèn)題。

3 BIM技術(shù)在辦公建筑機(jī)電工程深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

針對(duì)本項(xiàng)目辦公建筑機(jī)電工程深化設(shè)計(jì)，過(guò)去的項(xiàng)目中采用傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)方式，在建筑機(jī)電工程施工的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管線碰撞的情況，因此，此次該項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)機(jī)電工程建立信息模型，該模型是對(duì)整個(gè)機(jī)電工程的一次虛擬設(shè)計(jì)建造的過(guò)程，在設(shè)計(jì)建造的過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)很多在設(shè)計(jì)中及單專業(yè)校審過(guò)程中很難發(fā)現(xiàn)的隱藏問(wèn)題，是一次全面的機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)與建造的檢查過(guò)程。

3.1 構(gòu)建BIM模型

該項(xiàng)目組建了BIM工作組，設(shè)計(jì)人員在各專業(yè)圖紙的基礎(chǔ)上，利用Revit系列軟件創(chuàng)建BIM三維模型，在搭建建筑信息模型的時(shí)候，工作組分為建筑組、結(jié)構(gòu)組、機(jī)電組，最終構(gòu)建的模型中覆蓋了建筑、結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、給排水、電氣等專業(yè)的模型，在Revit軟件搭建的時(shí)候，同時(shí)給各個(gè)構(gòu)件填寫(xiě)了參數(shù)，具體參數(shù)包括了如構(gòu)件的尺寸、構(gòu)件的規(guī)格、設(shè)備的型號(hào)、構(gòu)件的材料等具體信息。

創(chuàng)建流程是先建立建筑模型和結(jié)構(gòu)模型，然后在建筑、結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行暖通空調(diào)、給排水、電氣模型的搭建，最后根據(jù)各專業(yè)的要求，對(duì)各專業(yè)的管線進(jìn)行合理的調(diào)整，最后出一份管線綜合與碰撞檢測(cè)的報(bào)告文檔，然后按照做過(guò)管線綜合與碰撞檢測(cè)后的圖紙出圖。機(jī)電專業(yè)管線的過(guò)程是，建立暖通、給排水、電氣模型的過(guò)程中調(diào)整管線的位置，遇到管線碰撞的情況，及時(shí)地調(diào)整。傳統(tǒng)的CAD圖紙并不直觀，等到工程完工后才能看到實(shí)際的管線綜合布置效果，在施工中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)碰撞的情況，因此采用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合碰撞檢查，可以在工程施工前就可以看到真實(shí)尺寸的管線。如圖1所示，為該辦公建筑負(fù)一層管線綜合三維模型與實(shí)物對(duì)照?qǐng)D。

3.2 管線碰撞檢查

在保證機(jī)電專業(yè)的系統(tǒng)要求上，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)時(shí)的吊頂高度，對(duì)暖通、給排水、電氣等專業(yè)的模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，在深化設(shè)計(jì)中要遵照一些基本的原則，比如有壓的管道避讓無(wú)壓的管道等原則，進(jìn)行機(jī)電管線的綜合檢查。綜合檢查完成過(guò)后，再運(yùn)用Revit進(jìn)行碰撞點(diǎn)檢測(cè)，生成管線碰撞報(bào)告。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的碰撞，我們項(xiàng)目?jī)?nèi)部進(jìn)行溝通調(diào)整，協(xié)商解決方案，然后再調(diào)整模型，直至綜合模型在布局合理的情況下實(shí)現(xiàn)零碰撞。

該項(xiàng)目負(fù)一層的橋架與水管碰撞如圖2所示，可以看出橋架與消防水管發(fā)生了碰撞，屬于機(jī)電專業(yè)碰撞，在這里橋架雖然已經(jīng)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，但是仍然無(wú)法避讓開(kāi)與消防水管的碰撞。屬于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，最后通過(guò)分析，應(yīng)該是改變橋架進(jìn)入電井的位置。

傳統(tǒng)的CAD圖紙不能體現(xiàn)暖通、給排水、電氣系統(tǒng)之間的碰撞情況，設(shè)計(jì)師易忽略一些管線碰撞的問(wèn)題，因此在該辦公建筑管道設(shè)備模型的仿真建立過(guò)程中，本文將管線設(shè)備的二維圖紙進(jìn)行集成和可視化，然后進(jìn)行管線碰撞檢查，減少了在建筑施工階段可避免的損失和返工的概率，更加方便進(jìn)行技術(shù)交底，從而實(shí)現(xiàn)了管線綜合優(yōu)化布置，節(jié)約施工成本，合理配置資源的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

本次以某辦公樓建筑項(xiàng)目為例，展示了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。通過(guò)本次項(xiàng)目，從中得出了以下結(jié)論：BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中比CAD更具優(yōu)勢(shì)，特別是在大型公共建筑、市政工程、地下空間等的設(shè)計(jì)當(dāng)中發(fā)揮著巨大作用，BIM技術(shù)將會(huì)極大地推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。通過(guò)BIM機(jī)電模型與建筑模型的碰撞檢查，優(yōu)化設(shè)計(jì)與管道布置的原則，可提高圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)約施工成本，合理配置資源。

參考文獻(xiàn)

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[3] 陳辰，李慶平.基于BIM技術(shù)的三維管線綜合[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2012，4（3）.

篇8

本文介紹了應(yīng)急疏散仿真技術(shù)提出的背景及其特點(diǎn)，闡述了所涉及到的疏散人員行為的研究、應(yīng)急疏散的計(jì)算機(jī)仿真研究等，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)以及未來(lái)的研究方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急疏散；行為模式；計(jì)算機(jī)仿真

中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

火災(zāi)后室內(nèi)人員的安全疏散是建筑防火設(shè)計(jì)的重要組成部分。在目前的技術(shù)條件下安全管理部門只能通過(guò)應(yīng)急疏散演習(xí)來(lái)提高應(yīng)急疏散能力，并對(duì)應(yīng)急疏散設(shè)施進(jìn)行安全評(píng)估。但應(yīng)急疏散演習(xí)風(fēng)險(xiǎn)大、花費(fèi)高，本身具有一定的破壞性和安全隱患，同時(shí)當(dāng)前對(duì)應(yīng)急疏散設(shè)施的安全評(píng)估缺乏有效的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，人的行為受外界和心理諸多因素的影響，不可能把人置于真正事故現(xiàn)象的混亂之中。在這樣的背景下，有必要借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來(lái)模擬群體行為與應(yīng)急疏散場(chǎng)景，借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急疏散模擬演練，并利用模擬結(jié)果對(duì)應(yīng)急疏散指揮方案與應(yīng)急疏散設(shè)施進(jìn)行性能評(píng)估。在事前就找到建筑布局中疏散的瓶頸，疏散預(yù)案中的不足，從而對(duì)相應(yīng)的地方加以改進(jìn)。最終達(dá)到減少事故發(fā)生及事故損害的效果。

二、人的行為的探討

人員作為疏散的主體，對(duì)于疏散具有決定性的影響，因此在進(jìn)行人員疏散仿真研究時(shí)必須先要對(duì)疏散中的主體疏散人員進(jìn)行研究。一般來(lái)講，被疏散者在疏散過(guò)程中采取的行為與其所處的環(huán)境有復(fù)雜的關(guān)系。在疏散過(guò)程中，每個(gè)被疏散者都處于三種類型的相互作用之中，所有這些相互作用都涉及到復(fù)雜的決策。這些相互作用可以被分類如下：

人與人之間的相互作用：與其他被疏散者的作用。

人與建筑物的相互作用：與建筑物室內(nèi)結(jié)構(gòu)的作用。

人與環(huán)境的相互作用：與受火災(zāi)影響的大氣和可能出現(xiàn)的碎片的作用。

這些相互作用影響被疏散者的行動(dòng)，并且由此引發(fā)決策過(guò)程。根據(jù)這些相互作用發(fā)生的方式，這一過(guò)程可以變得越來(lái)越復(fù)雜。這些方式可以發(fā)生在三個(gè)不同的層次上：

心理學(xué)層次上：給定疏散者的特征和經(jīng)歷，基于可用的信息來(lái)做決定。在火災(zāi)威脅下的這一類型的相互作用可能會(huì)引起被疏散者遠(yuǎn)離火焰或者是響應(yīng)疏散的號(hào)召。

社會(huì)學(xué)層次上：建立在一個(gè)被疏散者與其他被疏散者之間的相互作用之上的反應(yīng)。在火災(zāi)中，這種類型的相互作用可能會(huì)引起被疏散者鼓動(dòng)救援或者向其他被疏散者發(fā)出警告。

生理學(xué)層次上的：對(duì)所處環(huán)境做出的生理反應(yīng)會(huì)以某種方式影響居住者的能力。在火災(zāi)中，這種相互作用可能會(huì)引起致幻煙霧的陶醉或者呼吸和感覺(jué)器官對(duì)刺激性氣體的不適應(yīng)。

根據(jù)上述觀點(diǎn)，從組織行為學(xué)，把緊急疏散中人的行為模式分為個(gè)體行為模式、群體行為模式和決策者行為模式。

1 個(gè)體的行為模式

疏散過(guò)程中單個(gè)人員的行為主要體現(xiàn)在單個(gè)人員的移動(dòng)行為上，包括移動(dòng)方向上的前，后，左，右的移動(dòng)表現(xiàn)。這種行為是疏散人員能夠進(jìn)行的最簡(jiǎn)單，最直接，最基本的行為。在疏散過(guò)程中采取什么樣的基本行為可以是隨機(jī)的，也可以按照一定的規(guī)則選取。另外，通過(guò)心理學(xué)的研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)，個(gè)體人員行為一般有下面行為：

（1）隨機(jī)行走。當(dāng)然人員在一個(gè)疏散空間里面，而疏散空間沒(méi)有出口的話，那么里面的人員將隨機(jī)采取這種層次的行為。

（2）人員避碰?？紤]到人員的避碰行為就可以在疏散過(guò)程中使得人員和人員不會(huì)相互碰撞，人員也不會(huì)跑入障礙物當(dāng)中去。

（3）目標(biāo)。當(dāng)一個(gè)疏散人員確定了自己的目標(biāo)點(diǎn)以后，他就會(huì)調(diào)整運(yùn)動(dòng)方向和速度朝著目標(biāo)點(diǎn)行動(dòng)，即使在疏散過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向有些小的調(diào)整，但還是會(huì)再一次調(diào)整朝著出口方向前進(jìn)。

2群體的行為模式

群體行為在緊急疏散中的行為是一個(gè)極其復(fù)雜的現(xiàn)象，人在緊急疏散中的各種心理和行為可以考慮以下幾種因素：

（a）群集性。人群是因?yàn)橛泄餐P(guān)心的問(wèn)題而聚集在一起，該團(tuán)體是偶然的、臨時(shí)產(chǎn)生的，是一個(gè)沒(méi)有任務(wù)分擔(dān)的團(tuán)體，易于受周圍人的感情所影響。

（b）交互性。由于某種原困，人們匯集到一起，這些匯集起來(lái)的人群的心理又起到相乘的作用。

（c）跟隨性。不是自己來(lái)判斷逃生的方向，而是跟在前面的人或是大多數(shù)人的后面，胡亂跟隨。

（d）沖突性。疏散過(guò)程中成員之間容易發(fā)生沖突。

3決策者行為模式

決策者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，將會(huì)對(duì)疏散采取指導(dǎo)性措施?，F(xiàn)場(chǎng)情況主要有：是否有沖突；沖突的大??；各出口的人流量等。采取的措施通常有：派出引導(dǎo)員，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的疏導(dǎo)；通過(guò)大屏幕，向觀眾發(fā)出疏散信息；派出安全員，現(xiàn)場(chǎng)處理沖突等等。

綜上所述，疏散人群的行為是一個(gè)極其復(fù)雜的物理過(guò)程。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其動(dòng)態(tài)要受許多因素的直接或間接的影響。而群體中個(gè)體間的相互作用，甚至人的心理狀態(tài)也都是影響運(yùn)動(dòng)過(guò)程的重要因素。為了從大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)中得到其背后的規(guī)律，指導(dǎo)實(shí)踐，需要以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為主要的研究手段。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，可以將在現(xiàn)實(shí)中難于實(shí)行的實(shí)驗(yàn)放到計(jì)算機(jī)生成的虛擬空間中去進(jìn)行，而不受試驗(yàn)場(chǎng)景、規(guī)模和經(jīng)費(fèi)的限制，也不存在事故發(fā)生的可能。另外，由于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，在建立仿真模型時(shí)并不需要對(duì)人群的行為建立方程，所需要的只是一些觀測(cè)所得的行為特征和數(shù)據(jù)。這樣，就繞開(kāi)了對(duì)疏散人群行為數(shù)學(xué)建模的這一難題。由此可見(jiàn)，對(duì)火災(zāi)應(yīng)急疏散的研究，采用計(jì)算機(jī)仿真(或稱為疏散仿真)，是其最重要的研究手段。

三、應(yīng)急疏散仿真的研究現(xiàn)狀

應(yīng)急疏散仿真作為對(duì)人群疏散研究的一個(gè)重要的組成部分，其發(fā)展與疏散研究的發(fā)展密不可分。只有將其納入疏散研究這一學(xué)科中闡述，才能理解其發(fā)展的歷程和最新的進(jìn)展。

人群疏散的仿真研究始于20多年前，這個(gè)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容主要有三大部分：第一，對(duì)行人、人群以及疏散的觀察和試驗(yàn)。主要目的是得到具體的數(shù)據(jù)以給建筑設(shè)計(jì)、疏散方案的指定提供參考；第二，對(duì)人群行為的數(shù)學(xué)模型的建立。這方面的研究主要是將人群假想為流體，用流體力學(xué)和熱力學(xué)的公式建立人群運(yùn)動(dòng)的模型；第三，對(duì)人群行為和疏散過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真，這方面的研究由于計(jì)算機(jī)的普及，在最近逐漸成為這個(gè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

目前的應(yīng)急疏散仿真模型可分成兩類，一類是以元胞自動(dòng)機(jī)模型(Cellular Automata Model)為代表的離散仿真模型，另一類是以社會(huì)力量模型(Social Force Model)為代表的連續(xù)仿真模型。

元胞自動(dòng)機(jī)是由大量簡(jiǎn)單一致的個(gè)體通過(guò)局部聯(lián)系組成的離散、分散及空間可擴(kuò)展系統(tǒng)。其基本思想是將建筑物平面進(jìn)行均勻網(wǎng)格劃分，每個(gè)網(wǎng)格有三種狀態(tài)：被墻壁或障礙物占據(jù)、被人員占據(jù)或?yàn)榭?。模型中的人員占據(jù)一個(gè)網(wǎng)格(元胞)，同時(shí)模型中人員的運(yùn)動(dòng)將遵循一定的局部規(guī)則并具有一定的智能性。

社會(huì)力量模型是一種多粒子自驅(qū)動(dòng)的連續(xù)模型，人員被表示成具有一定質(zhì)量和大小的自驅(qū)動(dòng)的粒子。所謂的社會(huì)力是指人員之間或人員與環(huán)境之間的社會(huì)心理交互或物理接觸。每個(gè)人員都試圖以一定的期望速度運(yùn)動(dòng)，而人員的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度最終由一個(gè)牛頓力學(xué)方程組所決定。類似于社會(huì)力量模型的心理學(xué)模型還被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)群體動(dòng)畫(huà)的應(yīng)用中。

離散仿真模型省去了建立群體行為微分方程組這一過(guò)程，在仿真速度上得到提高。但是離散仿真模型在對(duì)群體行為的模擬真實(shí)程度上，不如以社會(huì)力量模型為代表的連續(xù)仿真模型。連續(xù)仿真模型的缺點(diǎn)是計(jì)算成本較大。但是筆者認(rèn)為，計(jì)算成本的降低和速度的提高并不是應(yīng)急疏散仿真研究的重點(diǎn)，仿真結(jié)果是否真實(shí)反映了客觀現(xiàn)實(shí)是這一研究的關(guān)鍵，因?yàn)檫@是涉及到公共安全的一項(xiàng)研究。

總體上講，現(xiàn)有研究主要側(cè)重于群體行為的物理模型，一種研究趨勢(shì)是將心理變量引入到群體行為物理模型中，但缺乏對(duì)群體行為控制模型的研究?？紤]到應(yīng)急疏散演習(xí)風(fēng)險(xiǎn)高、花費(fèi)大，有必要開(kāi)發(fā)應(yīng)急疏散演練平臺(tái)，這就需要研究群體交互控制技術(shù)，如用戶化身技術(shù)在應(yīng)急疏散仿真中的應(yīng)用。同時(shí)，需要將這些技術(shù)成果真正用于公共設(shè)施應(yīng)急疏散性能評(píng)估和應(yīng)急疏散指揮中。

四、應(yīng)急疏散仿真的發(fā)展趨勢(shì)

從國(guó)際范圍內(nèi)人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀來(lái)看，主要存在以下問(wèn)題：

A.因?yàn)槿说男袨榫哂泻艽蟮碾S機(jī)性，在同樣條件下的重復(fù)演習(xí)很難得到一致的結(jié)果，所以至今還缺乏全面可靠的疏散演習(xí)數(shù)據(jù)以驗(yàn)證模型(沒(méi)有一套所謂的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù))；

B.在人員疏散模擬中考慮和利用災(zāi)害動(dòng)態(tài)模擬的詳細(xì)結(jié)果(災(zāi)害發(fā)展和人員疏散實(shí)際上是同時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)交互過(guò)程，而目前絕大多數(shù)疏散模型在模擬過(guò)程中沒(méi)有考慮火災(zāi)發(fā)展和煙氣蔓延的動(dòng)態(tài)影響)；

C.綜合離散型模型和連續(xù)型模型的優(yōu)點(diǎn)，加強(qiáng)復(fù)雜行為的模擬功能(如疏散過(guò)程中的自動(dòng)休息)。

從目前國(guó)外人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的研究發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，復(fù)雜行為的模擬是當(dāng)前人員疏散計(jì)算機(jī)模擬研究的一個(gè)熱點(diǎn)，另外如何在人員疏散模擬中充分考慮火災(zāi)發(fā)生發(fā)展和煙氣蔓延的動(dòng)態(tài)影響也是研究人員十分關(guān)注的問(wèn)題。

就國(guó)內(nèi)目前的情況而言，在中國(guó)人群心理行為特點(diǎn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的匾乏，嚴(yán)重制約了人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。所以國(guó)內(nèi)目前應(yīng)主要側(cè)重于(1)疏散模型的研究改進(jìn)及專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)和完善 (2)中國(guó)典型人群行為特點(diǎn)的匯總分析，而且后者要比前者任務(wù)更艱巨。

盡管迄今為止，所有人員疏散模型和軟件都有這樣或那樣的缺陷，但人員疏散計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的意義和應(yīng)用前景正以越來(lái)越快的速度顯現(xiàn)出來(lái)，只要我們能夠充分認(rèn)識(shí)和理解各種模型的特點(diǎn)，根據(jù)不同的場(chǎng)合和要求選擇合適的模型，我們就一定能夠最大限度地發(fā)揮人員疏散模擬技術(shù)應(yīng)有的作用，并在不斷應(yīng)用的過(guò)程中檢驗(yàn)和改進(jìn)各種模型，促進(jìn)人員疏散模擬技術(shù)的發(fā)展。

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篇9

智能建筑的核心是系統(tǒng)集成[1],而系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)則是智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò).隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展和信息社會(huì)的到來(lái),迫使現(xiàn)代建筑觀念不得不更新.在信息化社會(huì)中,一個(gè)現(xiàn)代化大樓內(nèi),除了具有電話、傳真、空調(diào)、消防與安全監(jiān)控系統(tǒng)外,各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)等都是不可缺少的.只有具備了這些基礎(chǔ)通信設(shè)施,新的信息技術(shù),如電子數(shù)據(jù)交換、電子郵政、會(huì)議電視、視頻點(diǎn)播、多媒體通信等才有可能進(jìn)入大樓.使它成為一個(gè)名符其實(shí)的智能建筑.目前,在多數(shù)涉及與智能建

筑有關(guān)的事物中,不論是物業(yè)主還是參加競(jìng)爭(zhēng)的設(shè)計(jì)者,都把重點(diǎn)放在樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上,許多所謂的智能建筑,其實(shí)就是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)加上結(jié)構(gòu)化布線和程控交換機(jī),根本就忽略了通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè).我們認(rèn)為,在建筑智能化工程中,應(yīng)該高度重視信息這個(gè)要素,而通信網(wǎng)絡(luò)正是為建筑的各個(gè)部分傳遞信息的道路.隨著分布式智能建筑控制系統(tǒng)技術(shù)的日益成熟和應(yīng)用普及,在BAS中控制將進(jìn)一步分散,在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的將更多的是管理信息,系統(tǒng)的集成則越顯得重要[2],另一方面,目前由于人們信息需求的激增,以及計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)的多媒體終端等先進(jìn)的終端技術(shù),一個(gè)智能建筑的智能化瓶頸往往在于它的通信網(wǎng)絡(luò).可以說(shuō),通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的高低制約著智能建筑的智能程度.為此,智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是完成建筑智能化工程的重點(diǎn)所在.本文討論基于最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì).

二、智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)功能

總體上說(shuō),智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)功能,第一是支持各種形式的通信業(yè)務(wù);第二是能夠集成不同類型的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng),形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行統(tǒng)一的管理.智能建筑中的通信業(yè)務(wù)主要有下列一些形式:

1、電話:包括內(nèi)部直撥,通過(guò)PBX與樓外公共交換網(wǎng)連接后通話.發(fā)展成為以PBX為中心組網(wǎng)形成2B＋D話音和信令通道,使電話用戶線具有綜合功能.

2、傳真:包括利用電話線進(jìn)行樓內(nèi)傳真以及與樓外的傳真,還可以通過(guò)發(fā)展而成的樓內(nèi)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的用戶線進(jìn)行樓內(nèi)之間或樓內(nèi)外的傳真.

3、電子郵件、語(yǔ)音郵件、電子信箱、語(yǔ)音信箱:這是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其交換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(計(jì)算機(jī))的文字或語(yǔ)音通信的一種方式.即通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕的"書(shū)寫(xiě)"或直接通過(guò)計(jì)算機(jī)的音響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙方的通信或?qū)υ?與之相應(yīng)的電子信箱、語(yǔ)音信箱則是通過(guò)計(jì)算機(jī)的存貯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)"留信"或"留言".

4、可視電話:可視電話是一種小型圖像通信終端,利用電話線路同時(shí)傳遞圖像與語(yǔ)音信息.這種系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單,無(wú)需特殊線路,每秒可傳送10幀彩色圖像,并且價(jià)格相對(duì)低廉,同時(shí),還可通過(guò)大樓PBX,進(jìn)入公用電話網(wǎng).同外部進(jìn)行通信.

5、可視電話數(shù)據(jù)系統(tǒng):可視電話數(shù)據(jù)系統(tǒng)是利用公用電話線路的會(huì)話型圖像通信.利用這種通信系統(tǒng),鍵入所需信息代碼,傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算機(jī),主機(jī)收到該代碼后,即在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找所需的信息,并將信息回送屏幕顯示出來(lái),

6.會(huì)議電視:會(huì)議電視系統(tǒng)可支持大樓中各單位,各部門之間通信的要求,通過(guò)通信手段把相隔兩地或幾個(gè)地點(diǎn)的會(huì)議室連接在一起,傳遞圖象和伴音信號(hào),使與會(huì)者產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué).

7、桌面會(huì)議系統(tǒng):將計(jì)算機(jī)引入圖象通信,使得通信各方不僅可以面對(duì)面進(jìn)行交談,還可以根據(jù)要求隨時(shí)交換資料和文檔,真正實(shí)現(xiàn)通信的交互性.桌面會(huì)議系統(tǒng)設(shè)有電子黑板,使會(huì)議各方可在同一塊電子黑板上完成信息交互,并可對(duì)電子黑板隨時(shí)打印,還可以重播會(huì)議片斷和收錄會(huì)議過(guò)程.

8,多媒體通信:多媒體通信是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)獲取,處理,編輯,存儲(chǔ)和展示兩個(gè)以上不同類型信息媒體（包括文字,語(yǔ)音,圖形,圖象〕的傳送,其最重要的基礎(chǔ)必需要具備寬帶的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).

9、公用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng):與大樓業(yè)務(wù)有關(guān)的資料可通過(guò)大樓的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,也可通過(guò)WAN查詢,數(shù)據(jù)類型可以是數(shù)據(jù)、文字、靜、動(dòng)態(tài)圖象.

10、資料查詢與文檔管理系統(tǒng):樓內(nèi)各種辦公文件的編輯、制作、發(fā)送、存貯與檢索,并規(guī)定不同用戶對(duì)各類文檔的查詢權(quán)限.

11、學(xué)習(xí)培訓(xùn)系統(tǒng):與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)的多媒體終端及各種聲、象設(shè)備,提供各類業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)與培訓(xùn).

12、觸摸屏咨詢及大屏幕顯示系統(tǒng):安裝在大廳,多個(gè)觸摸屏咨詢系統(tǒng)安放在大廳不同位置,以聲,象,圖表等多種方式向用戶介紹大廈業(yè)務(wù)及其它信息.

13、人事,財(cái)務(wù),情報(bào),設(shè)備,資產(chǎn)等事務(wù)管理:將工作人員的素質(zhì),特長(zhǎng),單位,財(cái)務(wù)收支情況,文件,合同,通知,新技術(shù),新業(yè)務(wù),設(shè)備資源及其使用情況統(tǒng)統(tǒng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,以便隨時(shí)查詢,實(shí)現(xiàn)事務(wù)管理科學(xué)化.

14、訪問(wèn)INTERNET網(wǎng)絡(luò):INTERNET正在發(fā)展成為把全球聯(lián)系在一起的信息網(wǎng)絡(luò),所以對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),具有訪問(wèn)INTERNET的手段就顯得十分重要.大樓的智能局域網(wǎng)的主干網(wǎng)具有訪問(wèn)INTERNET的信息通道,這就為大樓內(nèi)的用戶訪問(wèn)INTERNET提供了條件.

這些業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求往往不同,已發(fā)展成熟的各種網(wǎng)絡(luò)幾乎都是針對(duì)特定的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),而目前基于ATM的寬帶綜合局域網(wǎng)技術(shù)日益成熟,使得在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)相當(dāng)多的業(yè)務(wù)的綜合傳輸交換成為可能.

智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)通常分為主干網(wǎng)和部門子網(wǎng).主干網(wǎng)是連接部門子網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸速率較高的網(wǎng)絡(luò).部門子網(wǎng)是為完成各個(gè)部門特定目的而組建的局域網(wǎng),它一般多種多樣.此外,通信網(wǎng)絡(luò)還包括以電話通信為主的PBX網(wǎng)絡(luò).智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能支持上述的通信業(yè)務(wù)和大樓管理自動(dòng)化及辦公自動(dòng)化的要求,并且還要能夠適應(yīng)今后15年通信業(yè)務(wù)發(fā)展的需要.

通常情況下在智能建筑中作主干網(wǎng)的有以下一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù):FDDI、100Base-T、100VG-AnyLAN、ATM等.我們認(rèn)為,從技術(shù)及產(chǎn)品日益成熟和通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向來(lái)看,使用ATM技術(shù)作為主干網(wǎng)是一種優(yōu)選方案.

作為智能建筑中的部門子網(wǎng),往往根據(jù)部門需求選擇多種多樣的網(wǎng)絡(luò).這可分為普通局域網(wǎng)、高速局域網(wǎng)和PBX網(wǎng)三種.在智能建筑中這三種子網(wǎng)往往共存.

三、一種智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

圖1是一種智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).主干網(wǎng)絡(luò)是以ATM交換機(jī)為中心的ATM網(wǎng)絡(luò),有以下特點(diǎn):(1)這是一種高速率網(wǎng)絡(luò),每個(gè)端口速率高達(dá)25～155Mbps,這種帶寬使各個(gè)子網(wǎng)之間的通信暢通無(wú)阻,而且各個(gè)端口專用帶寬,使用戶的帶寬競(jìng)爭(zhēng)局限在子網(wǎng)范圍內(nèi),因此,子網(wǎng)數(shù)目的增加不會(huì)影響已存用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量.這對(duì)智能建筑內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展來(lái)說(shuō)是其它大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所不具備的.(20)采用局域網(wǎng)仿真技術(shù)使已有的局域網(wǎng)技術(shù)可以平滑無(wú)縫地接入主干網(wǎng)構(gòu)成互連網(wǎng).基于原有局域網(wǎng)的應(yīng)用可以不加修改地在ATM互連網(wǎng)上運(yùn)行.(3)ATM網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)局域網(wǎng)的無(wú)縫連接,進(jìn)一步減少了網(wǎng)絡(luò)之間的橋、路由器、網(wǎng)關(guān)及HUB等協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備,使網(wǎng)絡(luò)延伸、網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視變得相當(dāng)容易,網(wǎng)絡(luò)得到平整.這一點(diǎn)是其它主干網(wǎng)技術(shù)不可比擬的.(4)采用虛擬局域網(wǎng)技術(shù),可以方便地構(gòu)成虛擬局域網(wǎng),不同虛擬局域網(wǎng)之間就像通過(guò)網(wǎng)橋連接的局域網(wǎng).而且,網(wǎng)絡(luò)管理員可以將地域不集中、連接在不同集線器上的同一部門之間的設(shè)備構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng),這樣,網(wǎng)段的物理位置不再影響其邏輯子網(wǎng),它帶來(lái)的好處是:每個(gè)部門可以擁有自己的虛擬局域網(wǎng),它不受其它部門的網(wǎng)絡(luò)通信影響;通信網(wǎng)絡(luò)上任何位置的主機(jī)、服務(wù)器等從一個(gè)虛擬局域網(wǎng)移動(dòng)到另外一個(gè)虛擬局域網(wǎng)不需要任何物理上的變動(dòng);同時(shí),物理上變動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也可以維持在相同的虛擬局域網(wǎng)上不變.這對(duì)智能建筑租用用戶來(lái)說(shuō)是相當(dāng)優(yōu)越的.(5)ATM網(wǎng)絡(luò)采用永久

虛通路和交換虛通路來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)連接,這樣網(wǎng)絡(luò)延伸變得簡(jiǎn)單,而且永久虛通路的配置可以保證不同業(yè)務(wù)的帶寬要求.交換虛通路的采用可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理員的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置工作.交換虛通路的標(biāo)準(zhǔn)化使不同廠家的ATM產(chǎn)品的互連變得簡(jiǎn)單.(6)ATM是B-ISDN的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移模式,因此主干網(wǎng)與廣域網(wǎng)的連接也可以歸結(jié)為ATM與ATM的連接,這樣智能建筑通信網(wǎng)可以與廣域網(wǎng)無(wú)縫連接.(7)ATM網(wǎng)絡(luò)采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使它作為主干網(wǎng)有很高的穩(wěn)定性.

圖1一種智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

它采用完全連接網(wǎng)狀拓?fù)鋪?lái)避免網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)失效,它的網(wǎng)絡(luò)控制分布存在于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),端到端多路由連接,網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)自重構(gòu),這些使網(wǎng)絡(luò)能應(yīng)付各種災(zāi)難情況,在智能建筑出現(xiàn)意外時(shí)能確保通信網(wǎng)絡(luò)暢通.(8)ATM是一種開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),ITU-T、ATM論壇分別制定了一系列網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這些使ATM網(wǎng)絡(luò)能夠兼容連接過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)的各種網(wǎng)絡(luò).因此,采用ATM作為主干網(wǎng)可以適應(yīng)將來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使網(wǎng)絡(luò)生存周期增長(zhǎng),網(wǎng)絡(luò)等效性價(jià)比增加.

若干個(gè)大容量服務(wù)器(多媒體服務(wù)器)直接接入ATM網(wǎng)絡(luò),可滿足多客戶機(jī)與服務(wù)器的多媒體通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求.部門子網(wǎng)一般設(shè)計(jì)為交換模塊式局域網(wǎng),最常用的是10Base-T,它不但是物理上的星型連接,而且使用非屏蔽雙絞線作為傳輸媒質(zhì),這非常適合智能建筑綜合布線的情況.對(duì)于多用戶部門,可使用多交換模塊組成多網(wǎng)段的部門子網(wǎng).而對(duì)于有高速要求的部門來(lái)說(shuō),則可組建高速局域網(wǎng),高速局域網(wǎng)有100Base-T和FDDI和ATM工作組網(wǎng)等,根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),采用100Base-T和ATM工作組網(wǎng)更好.通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī)可將所有局域網(wǎng)部門子網(wǎng)接入主干網(wǎng).如果部門子網(wǎng)的高速用戶數(shù)量不多,最好將高速寬帶終端用戶直接接入主干網(wǎng),通過(guò)ATM網(wǎng)絡(luò)的虛擬局域網(wǎng)功能,將一些高速寬帶終端用戶與一些部門子網(wǎng)組建成虛擬局域網(wǎng).PBX網(wǎng)是以電路交換方式交換話音為主的網(wǎng)絡(luò).目前配備有N-ISDN功能的PBX交換機(jī)綜合了電路交換和分組交換方式,可以綜合交換話音和數(shù)據(jù).在智能建筑中,使用N-ISDNPBX作電話網(wǎng)的交換節(jié)點(diǎn)具有明顯的優(yōu)點(diǎn):可以方便地將遠(yuǎn)端和孤立的數(shù)據(jù)終端通過(guò)N-ISDN與主干網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)接入通信網(wǎng)絡(luò);可以方便地與公用N-ISDN的連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)廣域網(wǎng)的低速訪問(wèn);2B+D和30B+D的速率接口可以充分滿足用戶對(duì)外部數(shù)據(jù)資源的訪問(wèn),實(shí)現(xiàn)用戶電報(bào)、高質(zhì)傳真、高質(zhì)電話、可視電話等業(yè)務(wù);專用線路業(yè)務(wù)可以滿足特殊用戶保密要求,以及實(shí)現(xiàn)緊急報(bào)警等.PBX網(wǎng)絡(luò)自成一體,又可通過(guò)網(wǎng)關(guān)與主干網(wǎng)相連.多功能電視會(huì)議中心主要包括數(shù)字化投影電視和音響系統(tǒng)及同聲傳譯系統(tǒng),在智能建筑的設(shè)計(jì)中,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù),將相應(yīng)的語(yǔ)音和圖像信息傳送給相關(guān)的子網(wǎng)或公共網(wǎng),實(shí)現(xiàn)信息共享,這樣可使智能建筑具有更高的品質(zhì).樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在邏輯上是獨(dú)立的,中央監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控和管理整個(gè)BAS,通過(guò)以太網(wǎng)接口,中央監(jiān)控系統(tǒng)接入主干網(wǎng)絡(luò),可向有關(guān)終端傳送監(jiān)視和報(bào)警信息.通過(guò)主干網(wǎng)和PBX網(wǎng)絡(luò)接入樓外通信系統(tǒng).

篇10

【關(guān)鍵詞】三維；GIS；問(wèn)題；探討

中圖分類號(hào)：O343文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

人類在改善技術(shù)方面是一直沒(méi)有止境的，目前三維GIS技術(shù)已經(jīng)在地球信息系統(tǒng)方面得到了廣泛的運(yùn)用，在城市規(guī)劃以及在氣象的預(yù)報(bào)，甚至在軍事方面是有非常廣泛的運(yùn)用，因此三維GIS技術(shù)到底是什么，在實(shí)際的使用過(guò)程中有什么特點(diǎn)無(wú)疑是很多人非常關(guān)心的問(wèn)題。

二、三維GIS的行業(yè)應(yīng)用

目前三維GIS在諸多行業(yè)中獲得了廣泛運(yùn)用，如城市規(guī)劃、城鄉(xiāng)建設(shè)、國(guó)土資源、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、環(huán)境氣象、通訊行業(yè)、綜合應(yīng)急、軍事仿真、旅游展示等?，F(xiàn)就三維GIS在以下幾個(gè)方面的行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行探討。

1、城市規(guī)劃在城市發(fā)展中要求高瞻遠(yuǎn)矚，因此一直是三維可視化技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。城市規(guī)劃在城市發(fā)展中要求高瞻遠(yuǎn)矚，因此一直是三維可視化技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。有效提高規(guī)劃編制的工作效率。三維GIS可以集成多源規(guī)劃數(shù)據(jù)，擁有大量三維模型、紋理、遙感航攝影像，具有海量信息，從而減少踏勘的工作量和成本，提高了工作效率?？s短建設(shè)項(xiàng)目的審查周期。在三維GIS中，展示待審查項(xiàng)目的相關(guān)信息，如建筑物的密度、高度、風(fēng)格、協(xié)調(diào)性等，并實(shí)時(shí)對(duì)建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行參數(shù)化修改與調(diào)整，立即展示審查意見(jiàn)，最終得出科學(xué)的審查結(jié)論。

2、城鄉(xiāng)建設(shè)管理

計(jì)算建設(shè)項(xiàng)目挖填方量。在建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，根據(jù)三維GIS中建立的數(shù)字高程模型（DEM）和設(shè)計(jì)高，計(jì)算挖方量和填方量，經(jīng)多次模擬計(jì)算，可求得挖填方平衡的最佳設(shè)計(jì)高。提高道路設(shè)計(jì)效率。輸入各種設(shè)計(jì)參數(shù)，如行車道、隔離帶、路緣、人行道、邊坡、附屬物等要素尺寸，使道路按設(shè)計(jì)高與DEM上融合，并計(jì)算建設(shè)時(shí)的挖方量和填方量，提高道路設(shè)計(jì)效率?？焖賹?shí)現(xiàn)水利工程的前期選址和災(zāi)害評(píng)估。結(jié)合水動(dòng)力水文模型，對(duì)淹沒(méi)損失和水利工程前期選址的科學(xué)性等進(jìn)行空間分析，從而合理確定移民安置范圍、科學(xué)評(píng)估淹沒(méi)地區(qū)生態(tài)環(huán)境等。

3、國(guó)土資源、國(guó)情監(jiān)測(cè)管理

借助三維GIS技術(shù)，建立國(guó)土三維信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源、地理國(guó)情的高效、準(zhǔn)確和科學(xué)管理。在三維場(chǎng)景中能夠?qū)崿F(xiàn)一系列有關(guān)地理信息系統(tǒng)和圖形的操作，如漫游、查詢、量測(cè)等，實(shí)現(xiàn)空間地理信息服務(wù)可視化，保障國(guó)土資源管理的有序發(fā)展。 在三維GIS中，模擬三維地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)等分布狀況，展示礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀、礦產(chǎn)資源遙感調(diào)查和監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)查詢、分析、統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算，有效監(jiān)測(cè)礦產(chǎn)資源。依托三維GIS平臺(tái)，可以多維多時(shí)態(tài)展示道路交通、水系信息、植被覆蓋、滑坡等信息，進(jìn)而分析地形地貌、道路密度、城鎮(zhèn)建設(shè)、人口密度、建筑用地適宜性、土地利用和土地覆蓋變化等，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)利用地理信息資源、加強(qiáng)應(yīng)急保障、國(guó)情監(jiān)測(cè)的目的。

4、環(huán)境、氣象管理

三維GIS能夠展示出多層次的復(fù)雜環(huán)境情況，涵蓋地下到空中，如對(duì)大氣成分、氣壓、氣流以及空氣質(zhì)量在不同高度時(shí)的變化情況，空氣中的污染物受風(fēng)流影響遷移情況，地面或地下的污染物受水流影響遷移情況。通過(guò)分析技術(shù)，展示氣象及環(huán)境的發(fā)展規(guī)律，并進(jìn)行預(yù)測(cè)，有效地進(jìn)行環(huán)境管理，將天氣系統(tǒng)的演變情況以及未來(lái)的趨勢(shì)更好地展示給公眾。

5、通訊行業(yè)管理

在三維GIS平臺(tái)中，通過(guò)對(duì)通信業(yè)各種資源的有效展示，并實(shí)現(xiàn)基于GIS的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃預(yù)算、工程設(shè)計(jì)、工程項(xiàng)目管理、資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析、市場(chǎng)分析及預(yù)測(cè)、通信線路運(yùn)行檢查和實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，有利于實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理、迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行滾動(dòng)規(guī)劃研究、動(dòng)態(tài)地查詢網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況、提高通信企業(yè)的客戶服務(wù)質(zhì)量。

6、公安、消防、水利應(yīng)急管理

三維GIS技術(shù)也可以在公安系統(tǒng)中發(fā)揮作用。運(yùn)用攝像頭等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、監(jiān)聽(tīng)警情，把握治安狀況，提升工作效率。建立消防地理信息管理數(shù)據(jù)與三維GIS的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以有效提高處警效率。例如，在郊區(qū)森林防火方面，展示山勢(shì)、道路走向，根據(jù)系統(tǒng)分析功能，模擬火勢(shì)發(fā)展及影響面域，從而快速滅火；市中心部分區(qū)域，可以分析最近消防警力、消防水源，實(shí)現(xiàn)有效滅火，減少社會(huì)損失。建立交互式的三維管理調(diào)度系統(tǒng)，配合防汛防洪預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水利應(yīng)急管理。制定、修改、維護(hù)、更新防汛預(yù)案，提供決策支持平臺(tái)更加直觀的做好防汛減災(zāi)工作。

7、軍事培訓(xùn)演練

在軍事領(lǐng)域，三維GIS技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)軍事學(xué)而言，建設(shè)可靠的三維地形地貌平臺(tái)系統(tǒng)至關(guān)重要。此外，還可以依據(jù)實(shí)際需求，構(gòu)建軍事演練的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，方便進(jìn)行單項(xiàng)演練，同時(shí)也支持大型的綜合演練，為作戰(zhàn)機(jī)動(dòng)車和人員配置專業(yè)的GPS定位系統(tǒng)，依靠三維GIS技術(shù)進(jìn)行實(shí)施跟蹤和定位，確保觀察效果，降低軍事培訓(xùn)和演練的成本，節(jié)約人力物力。

8、三維旅游展示管理

旅游景區(qū)擁有獨(dú)特且豐富的人文資源、自然風(fēng)光，將互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)和三維GIS技術(shù)引入其中，建立多功能互動(dòng)式旅游服務(wù)平臺(tái)，將旅游資源特色全面展現(xiàn)出來(lái)，除了推介旅游產(chǎn)品、展示景區(qū)風(fēng)貌以外，還能實(shí)現(xiàn)品牌效應(yīng)，使景區(qū)的對(duì)外形象得到提升。

三、三維GIS技術(shù)在我國(guó)電力行業(yè)中具體分析

三維可視化是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，再現(xiàn)三維世界中的物體，并能夠表示三維物體的復(fù)雜信息，使其具有實(shí)時(shí)交互的能力的一種可視化技術(shù)，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)再現(xiàn)[2]。三維可視化技術(shù)始于20世紀(jì)80年代后期，但由于受到計(jì)算機(jī)硬件條件（如內(nèi)存小、速度慢等的限制，該技術(shù)的應(yīng)用受到了一定制約。20世紀(jì)90年代中期以后，三維可視化技術(shù)才日趨成熟。由于人們對(duì)三維信息的需求與日俱增，三維可視化技術(shù)方興未艾，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。交互的三維可視化在學(xué)科與產(chǎn)業(yè)中日益成為一個(gè)主流技術(shù)，它完善了地理信息系統(tǒng)空間分析處理能力并拓展了地理信息的表現(xiàn)形式，而且它是實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)與人的交互的窗口和工具，所以三維可視化可以動(dòng)態(tài)地、形象地、多視角地、多層次地描繪地球科學(xué)中的客觀現(xiàn)象。

三維可視化的發(fā)展，縮短了現(xiàn)實(shí)世界和計(jì)算機(jī)虛擬世界的差距，其對(duì)三維現(xiàn)實(shí)世界的可視化是以GIS為前提的。三維GIS能以其真實(shí)可視化效果生動(dòng)地再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)景觀，直觀地表達(dá)智能變電站中設(shè)備同周圍地理環(huán)境在空間上的相互關(guān)系，并將各種巡檢信息綜合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)在變電站的統(tǒng)一、規(guī)范、精細(xì)化管理。

隨著變電站的增加，傳統(tǒng)的以文字加圖片描述對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行管理的方式由于信息表現(xiàn)的不足，越來(lái)越不適應(yīng)電網(wǎng)建設(shè)的需要。例如文字和圖片無(wú)法表現(xiàn)變電站內(nèi)部各種設(shè)備的空間位置關(guān)系[5]。將三維GIS技術(shù)應(yīng)用到智能變電站巡檢中，采用三維GIS技術(shù)對(duì)變電站場(chǎng)景進(jìn)行高仿真建模，從而在系統(tǒng)中真實(shí)呈現(xiàn)變電站場(chǎng)景，為業(yè)務(wù)人員提供設(shè)備異常預(yù)警、智能巡檢等功能，為變電站的日常運(yùn)維工作提供支撐。

我們將三維GIS技術(shù)應(yīng)用到智能變電站巡檢中，通過(guò)自定義常用巡檢路線，集成設(shè)備帳臺(tái)數(shù)據(jù)、歷史缺陷數(shù)據(jù)、自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)控系統(tǒng)視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，結(jié)合三維仿真場(chǎng)景的設(shè)備空間數(shù)據(jù)，提供第一人稱、第三人稱漫游方式，在高仿真三維場(chǎng)景中進(jìn)行自動(dòng)巡檢，并結(jié)合雙屏場(chǎng)景及數(shù)據(jù)輸出，全方位展示巡檢，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程巡視。

將三維GIS用于智能變電站巡檢中是建設(shè)智能電網(wǎng)的需要，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。通過(guò)GIS的模擬、虛擬功能，對(duì)變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)缺陷數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化綜合展示，為變電站的日常運(yùn)維工作及輔助決策提供有力支撐。

四、目前國(guó)內(nèi)外公司三維GIS的發(fā)展遇到的主要問(wèn)題

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和GIS應(yīng)用的不斷深入，在很多領(lǐng)域如地質(zhì)、礦山、環(huán)境、海洋、氣象、數(shù)字城市等，二維地理信息系統(tǒng)已不能滿足人們的需求，取而代之的是空間的、立體的三維GIS。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅猛發(fā)展使得建立三維GIS成為可能，而“數(shù)字地球”對(duì)建立三維GIS也提出了更為迫切的要求。三維GIS不僅能表達(dá)空間對(duì)象間的平面關(guān)系和垂向關(guān)系，而且也能對(duì)其進(jìn)行三維空間分析和操作，向用戶立體展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，給人以更真實(shí)的感受。

由于三維GIS的復(fù)雜性和涉及領(lǐng)域的廣泛性，需要實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維地理信息可視化，面臨著一些應(yīng)用方面的需求： 首先是海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和快速處理。由于數(shù)據(jù)量龐大，海量數(shù)據(jù)需要分布存儲(chǔ)技術(shù)，可以采用云計(jì)算的分布式存儲(chǔ)技術(shù)保證數(shù)據(jù)量的可靠性和可用性。云計(jì)算可以同時(shí)滿足大量用戶的需求，并行地為大量用戶提供服務(wù)，并且具有高吞吐率和高傳輸率。

其次是，空間數(shù)據(jù)模型的合理選擇。由于3D-GIS的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同，各領(lǐng)域?qū)?D-GIS的功能需求差別甚大，尋找一種適合于所有領(lǐng)域的3D空間數(shù)據(jù)模型是不現(xiàn)實(shí)的，不可能研制出一個(gè)通用的3D-GIS系統(tǒng)。各專業(yè)領(lǐng)域可以根據(jù)其具體的專業(yè)需求，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)模型，開(kāi)發(fā)出適合于其需求的專業(yè)3D-GIS。

目前國(guó)內(nèi)外三維GIS主要面臨的挑戰(zhàn)。三維GIS的空間數(shù)據(jù)模型需要滿足以下要求：明確對(duì)象的定義語(yǔ)言，幾何變化關(guān)系；可以包括多種可視化模型的顯示；具有一定的計(jì)算分析能力；形成高效的信息檢索機(jī)制；并可與其他模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換[4]。已有的數(shù)據(jù)模型主要是從面、體、集成和對(duì)象四個(gè)方面進(jìn)行描述和分析。但現(xiàn)在的三維數(shù)據(jù)模型缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)描述模型，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界地理實(shí)體三維數(shù)據(jù)模型的高度統(tǒng)一。 目前國(guó)內(nèi)外面臨的挑戰(zhàn)包括：

1、三維數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取

實(shí)現(xiàn)三維GIS表達(dá)非常困難，由于三維GIS數(shù)據(jù)采樣率很低，無(wú)法像二維地圖那樣準(zhǔn)確的描述，容易出現(xiàn)偏差。同時(shí)，三維GIS的屬性對(duì)于二維來(lái)說(shuō)并不是線性增長(zhǎng)的，且其復(fù)雜性使得幾乎無(wú)法準(zhǔn)確描述。因此，二維的數(shù)據(jù)模型在三維中是不可用的，三維數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取尤為關(guān)鍵。

2、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析

三維數(shù)據(jù)量相比二維數(shù)據(jù)量更是指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，快速處理海量數(shù)據(jù)是一個(gè)巨大的問(wèn)題。除提升硬件性能外，更需要高效的數(shù)據(jù)模型和高并行多線程處理和分析技術(shù)。

3、三維GIS數(shù)據(jù)模型

空間數(shù)據(jù)庫(kù)是GIS的基石與核心，三維亦如此。而要建立三維空間數(shù)據(jù)庫(kù)，必須首先建立準(zhǔn)確的空間數(shù)據(jù)模型，否則根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)三維GIS的客觀描述

4、智能決策是GIS的高級(jí)應(yīng)用，在二維中以顯示其能力的不足，目前仍很難實(shí)現(xiàn)，只能做一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能決策。在三維GIS中，同樣面臨著這個(gè)問(wèn)題

五、三維GIS的發(fā)展前景

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和GIS應(yīng)用的不斷深入，在很多領(lǐng)域如地質(zhì)、礦山、環(huán)境、海洋、氣象、數(shù)字城市等，二維地理信息系統(tǒng)已不能滿足人們的需求，取而代之的是空間的、立體的三維GIS。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅猛發(fā)展使得建立三維GIS成為可能，而“數(shù)字地球”對(duì)建立三維GIS也提出了更為迫切的要求。三維GIS不僅能表達(dá)空間對(duì)象間的平面關(guān)系和垂向關(guān)系，而且也能對(duì)其進(jìn)行三維空間分析和操作，向用戶立體展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，給人以更真實(shí)的感受。

由于三維GIS的復(fù)雜性和涉及領(lǐng)域的廣泛性，需要實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維地理信息可視化，面臨著一些應(yīng)用方面的需求。例如海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和快速處理。由于數(shù)據(jù)量龐大，海量數(shù)據(jù)需要分布存儲(chǔ)技術(shù)，可以采用云計(jì)算的分布式存儲(chǔ)技術(shù)保證數(shù)據(jù)量的可靠性和可用性。云計(jì)算可以同時(shí)滿足大量用戶的需求，并行地為大量用戶提供服務(wù)，并且具有高吞吐率和高傳輸率。

隨著3D-GIS的發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)了4D-GIS，即在三維的基礎(chǔ)上增加了時(shí)間維。如自然災(zāi)害會(huì)造成局部地址條件劇烈變化，需要將時(shí)間數(shù)據(jù)與3D模型相結(jié)合，形成時(shí)間-空間的4D-GIS。例如地質(zhì)學(xué)家評(píng)價(jià)某時(shí)刻的所有地質(zhì)條件或某時(shí)間段內(nèi)的平均地質(zhì)條件，就可以考慮時(shí)間數(shù)據(jù)與3D模型的結(jié)合，形成4D的空間-時(shí)間GIS模型。

另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，3D-GIS不僅局限于單機(jī)，而更多的應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)，使得更多的用戶通過(guò)Internet突破空間限制，共享地球空間的各種信息。

三維GIS優(yōu)勢(shì)在于對(duì)空間信息更加形象生動(dòng)的表現(xiàn)形式，其目的是使用戶更容易完成對(duì)空間信息的認(rèn)知。三維GIS涉及到很多支撐技術(shù)和研究領(lǐng)域，重點(diǎn)在于空間數(shù)據(jù)的分析處理。目前準(zhǔn)三維平臺(tái)一樣在發(fā)揮強(qiáng)大的作用，支持專業(yè)的應(yīng)用。三維GIS開(kāi)始向空間決策支持系統(tǒng)方向發(fā)展，對(duì)智慧城市中的主動(dòng)聚焦決策服務(wù)提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

六、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，三維GIS技術(shù)一定不會(huì)僅僅滿足于目前的現(xiàn)狀，在圖像的生動(dòng)以及在圖像的效果上肯定是有更大的追求，因此隨著人們對(duì)于地質(zhì)了解的需求越來(lái)越高，那么三維GIS技術(shù)無(wú)疑是會(huì)得到更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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