摘要：作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的建筑業(yè)，在我國(guó)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)的帶領(lǐng)下也獲得了快速的發(fā)展。然而，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和工具已經(jīng)不能保證施工方案制定的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，必須將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入。在本文中，筆者首選對(duì)現(xiàn)代建筑施工的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后分別提出了在建筑施工的方案設(shè)計(jì)和施工人員培訓(xùn)兩方面引入了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，最后展望了將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入建筑施工中。

　　關(guān)鍵詞：建筑施工；特點(diǎn)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；方案設(shè)計(jì)；人員培訓(xùn)

　　一、現(xiàn)代建筑施工的特點(diǎn)分析

　　第一、空間上的布置于時(shí)間上的排列的矛盾成為建筑施工中的主要矛盾，這主要是由于建筑工程的產(chǎn)品固定性與生產(chǎn)流動(dòng)性之間的矛盾而導(dǎo)致的。

　　第二、建筑施工生產(chǎn)不僅具有長(zhǎng)周期性、工序的繁雜性以及強(qiáng)綜合性的特點(diǎn)。同時(shí)，高空作業(yè)和地下作業(yè)也是建筑施工生產(chǎn)的主要構(gòu)成部分。

　　第三、在建筑施工任務(wù)中，人員關(guān)系具有復(fù)雜性，因而他們之間的配合關(guān)系也較為復(fù)雜，這主要是因?yàn)榻ㄖ�施工生產(chǎn)任務(wù)較為復(fù)雜，其完成必須通過(guò)專業(yè)相異、工種不同的人員之間的交流、合作，再加上各種材料、機(jī)械和設(shè)施。

　　二、在施工方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有兩個(gè)關(guān)鍵特性，一個(gè)是沉浸性，另一個(gè)是交互性，建筑施工方案設(shè)計(jì)在人機(jī)關(guān)系上的基本特征便是通過(guò)這兩個(gè)特陛反映出來(lái)的，也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)者的主導(dǎo)作用通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的沉浸性和交互性而被充分反映出來(lái)。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。設(shè)計(jì)者可以參與到整個(gè)計(jì)算過(guò)程中，而不是在計(jì)算結(jié)束后才能知曉計(jì)算結(jié)果；在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，方案設(shè)計(jì)以動(dòng)態(tài)的優(yōu)化設(shè)計(jì)代替了員阿里的經(jīng)驗(yàn)的、靜態(tài)的、類比的設(shè)計(jì)。換言之，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，為了保證設(shè)計(jì)的方案最優(yōu)化。在分析和設(shè)計(jì)方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)可視化的虛擬模型來(lái)適時(shí)的修改設(shè)計(jì)方案。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)施工方案設(shè)計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：在三維可視化虛擬環(huán)境中。設(shè)計(jì)人員可利用CAD設(shè)計(jì)軟件建立對(duì)象結(jié)構(gòu)實(shí)體模型，并將模型的幾何信息輸入有限元分析軟件（如AN.SYS等）中，建立三維可視化的有限元模型，然后對(duì)有限元模型進(jìn)行計(jì)算分析。有限元模型數(shù)據(jù)和分析結(jié)果數(shù)據(jù)分別存人相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并轉(zhuǎn)化成圖形數(shù)據(jù)文件，表達(dá)為圖形或圖像的形式，使設(shè)計(jì)人員能沉浸在三維可視化的虛擬環(huán)境中觀察模型的模擬和計(jì)算，并實(shí)時(shí)地對(duì)模擬過(guò)程進(jìn)行修改，直到獲得滿意的方案。最后將最優(yōu)施工方案的結(jié)果存人數(shù)據(jù)庫(kù)，為繪制施工圖提供可靠依據(jù)。優(yōu)化施工方案過(guò)程主要由計(jì)算機(jī)完成，并能充分利用設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，而不是像傳統(tǒng)的施工方案設(shè)計(jì)只能依靠施工技術(shù)人員多年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或習(xí)慣作法。

　　三、在施工人員培訓(xùn)中的應(yīng)用

　　在虛擬環(huán)境中對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)是一種非常理想的培訓(xùn)方式，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　第一、虛擬現(xiàn)實(shí)完全是交互式的，在虛擬環(huán)境中由用戶決定下一步做什么、如何做、可重復(fù)做；第二、虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)調(diào)參與者的經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)，在有經(jīng)驗(yàn)施工人員的參與下，可為缺乏經(jīng)驗(yàn)的施工人員提供建筑施工的經(jīng)驗(yàn)，在先期虛擬環(huán)境中認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)、驗(yàn)證建筑施工組織和管理；第三、參與者和虛擬現(xiàn)實(shí)交互的方式和參與者在現(xiàn)實(shí)世界中的方式是完全相同的，虛擬現(xiàn)實(shí)中的任何事物很容易被參與者接收和理解，參與者不必學(xué)習(xí)任何操作計(jì)算機(jī)的技巧；第四、虛擬現(xiàn)實(shí)提供的是一種有趣的、激動(dòng)人心的培訓(xùn)工具，能通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。

　　通過(guò)對(duì)施工方案的動(dòng)態(tài)模擬，施工人員可以隨意地選擇觀察點(diǎn)和角度，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游，以獲得全面的印象。施工過(guò)程中。

　　各工序間的協(xié)調(diào)配合是不容易做到的；而在虛擬施工中，可以對(duì)方案反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，得出一些具體參數(shù)用以指導(dǎo)施工。在虛擬施工中，還可以直觀地觀察到對(duì)象間相互的空間關(guān)系，對(duì)于接近可能干涉的對(duì)象，可提醒施工人員施工時(shí)特別小心。做到心中有數(shù)。

　　四、虛擬現(xiàn)實(shí)在建筑施工中應(yīng)用研究的展望

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一個(gè)大型綜合集成環(huán)境，是一項(xiàng)集成性極強(qiáng)的高新信息技術(shù)。但是它還有諸多不完善的地方，為實(shí)現(xiàn)和推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的運(yùn)用和發(fā)展，我們還需要做以下方面的工作：

　　第一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身是一門新興的學(xué)科，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬施工也尚未形成一個(gè)完整的理論體系，雖然現(xiàn)階段在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有關(guān)于它的一些報(bào)道和文章，但是學(xué)術(shù)界和技術(shù)界還沒(méi)有公認(rèn)的有關(guān)虛擬施工的定義。因此，必須加強(qiáng)對(duì)建筑施工理論的探索和研究，力求建筑施工理論從本質(zhì)上得到突破。因?yàn)榻ㄖ�施工理論奠定了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬施工的理論基礎(chǔ)。

　　第二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能否在建筑施工領(lǐng)域得以推廣和應(yīng)用取決于計(jì)算機(jī)硬件和相關(guān)軟件本身的發(fā)展�，F(xiàn)實(shí)情況下，虛擬現(xiàn)實(shí)軟件系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用要求的硬件平臺(tái)較高，需要在較高的專用工作站或?qū)嶒?yàn)室上進(jìn)行。同時(shí)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有完善的自己開發(fā)的軟件平臺(tái)，需向國(guó)外進(jìn)口，比如產(chǎn)品可視化軟件、建模軟件、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)接口軟件等。這都需要投入大量的資金和人力，對(duì)建筑企業(yè)是一種考驗(yàn)。因而努力建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)出一套面向工程施工的專用集成型軟件系統(tǒng)，降低單項(xiàng)工程的應(yīng)用造價(jià)、加快軟件的普及，是使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑施工進(jìn)一步推廣運(yùn)用的關(guān)鍵。

　　第三、在建筑施工中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一個(gè)巨大的系統(tǒng)工程，可能涉及政府、業(yè)主、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等多方參與者，如果參與各方之間不能很好的溝通協(xié)調(diào)將會(huì)成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)障礙，因此必須加強(qiáng)各參與方之間的協(xié)作。