智能建造虚拟仿真实验教学平台设计分析
吴迪

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吴迪,. 智能建造虚拟仿真实验教学平台设计分析[J]. 建模与系统仿真,2025.4. DOI:10.12721/ccn.2025.157031.
摘要: 为了顺应现代化社会的发展,使得需要在进行各种人才的教学工作中, 全面提升教学条件,以此为学生提供更加高效的学习空间和环境。在本文的分析中,主要阐述智能建造虚拟仿真实验教学平台,为相关教学工作者提供一定的教学参考,提升教学效率。
关键词: 智能建造;土木工程;教学改革
DOI:10.12721/ccn.2025.157031
基金资助:教育部产学合作协同育人项目,项目编号202102463034

引言:伴随着科学技术的发展,使得现代化土木工程的建造过程中,智能建造逐渐运用到了道路、桥梁以及隧道等诸多领域当中,因此对于复合型人才的需求也到了较为明显的提升。为了实现这样高质量的教学开展,就需要积极的融合计算机、数学、物理等诸多学科的知识内容,为学生打造一个交叉学科的教学环境。

1 研究背景

现代土木工程的建造发展,呈现出明显的两极化、跨域的趋势,在工程材料性能方面,已经逐渐进入到了微观层面的阶段,但是在工程施工的过程中,则呈现出大规模、超大跨度的特征[1]。在这样的背景下,让全生命周期施工管理的研究,逐渐成为了当前土木工程发展的重要目标。在进行建筑工业化、智能建造等领域当中,伴随着各种技术以及理念的引入,加速了建筑行业的发展进程,为了能够实现更高水平的建设工作,就在人才培养的过程中,重视交叉学科的教学条件,以此满足人们对于高水平教学工作开展的各方面需求。

但是在当前进行教学工作开展中,始终存在着综合型人才不足的问题,这样直接影响到我国在智能建造方面的发展与建设,需要土木工程高等教育人才培养目标,进行良好的调整。

在学校当中开展智能建造的平台搭建,是为了可以很好的顺应大年土木工程智能建造的发展需求,并培养出新型的人才,实现对人才培育定位的调整,更加符合社会对于相关人才的实际需求[2]

2 智能建造虚拟仿真实验教学平台价值

在过去传统的教学方法下,已经越发的凸显出了教学弊端,无法适应当前社会对于新型人才的教学培养需求。在工程领域的一些企业接轨之后,通过利用全面融入物联网、大数据以及云计算等方式,可以很好的形成较为丰富的建设方式,同时也相应高度还原工程虚拟仿真的实验系统,最大化的提升人才方面的培养能力,搭建出一个良好的虚拟仿真的实验系统。

城市智能建造虚拟仿真实验的教学平台当中,实现了对当前实验教学的各种资源整合,为学生提供一个虚拟化、共享化的学习平台,以此发挥出信息化、智能化的教学特征。在利用一个开放性和持续性的教学氛围,极大提升学生的学习积极性,让学生更加主动的参与到各项活动当中。

3 智能建造虚拟仿真实验平台设计

3.1 智能规划与设计

在这个模块的设计中,是针对建设城市轨道交通线路,所提供的信息化仿真实验平台,在这个的系统操作中,针对城市当前的实际区域,进行三维场景的提供,并对地理信息实现明确的标注,更加直观的呈现出城市轨道的三维立体示意图。这样的系统平台下,学生可以在室内的环境,便实现对城市数字化规划设计的操作和学习。学生进行数据方面的使用后,可以实现对数字化的操作,加上系统当中的各种环境与线路的模型信息库,便于进行及时的选线设计与线路走向的局部调整,极大提升了系统的建模能力。另外,在进行实际的设计过程中,工程量方案交互式的模型建立,以及在工程量计算的过程中,需要进行良好的仿真线路的漫游处理。

3.2 智能装备与施工

这个模块的设计中,是为了对建筑的装配式建筑所采用的BIM技术,实现知识共享平台的搭建。在该平台中,具备着知识库、操作模块以及管理模块等部分,因此在设计过程中,起到良好的辅助作用,加上BIM建模以及装配式的构件的使用当中,可以让学生在这个平台当中,进行各种数据信息的集中查询与分析。在企业提供的一些行业最新资料当中,可以全面扩展学生的视野,进一步的让学生在实际的学习过程中,提升对构件、阅读构件方面的图集分析能力。

3.3 智能运维与管理

这个模块的设计,是为了让学生在学习中,通过城市健康智能检测仿真的虚拟平台上,对于一些建筑物实现良好的检测与分析。在采用BIM为重要的平台,可以实现对城市当中桥梁的健康程度检测,例如采用虚拟安装、数据采集以及数据处理的方式,对当前建筑物的实际情况进行集中判断与评估,这样就可以对桥梁当中的各种结构部件实现健康程度的校测,一旦出现了问题,就可以及时的采用针对性的故障处理手段,提升桥梁的运维能力。其次,学生在这样的系统操作中,通过系统采集到的一些数据信息,甚至下载之后进行数据的分析与评估,更加高效的实现对数据信息的处理学习。这样的系统有着较强的真实感,因此学生便可以更加直观具体的了解到真实处理的情况,并提升操作能力。

3.4 智能设施与防灾

建设隧道火灾逃生演练的过程中,所采用的虚拟仿真系统,可以很好提供一个较为真实的隧道火灾情景,并为学生提供较为丰富的隧道火灾特征、火灾逃生知识、隧道火灾互动等诸多方面的内容,强化学生在这种特殊情况下的处理能力。在学生实际操作中,可以利用互动式教学的方式,进行相应的隧道火灾疏散的演习,以此逐渐掌握火灾逃生的一些操作流程和要点。这样的系统设计方式下,主要是对于一些山岭隧道、地下工程等项目的开展。这样的系统设计方式下,为学生提供了一个良好的BIM技术共享平台,不仅仅受到了企业的协助开发,同时也像一个的进一步提升企业的实际运用能力,以此在地下工程渗漏的治理过程中,较为合理的提供军民共享的处理方式,因此可以很好的提升系统运行的综合能力,全面提升系统建设的合理性与可靠性,让学生的实际学习过程中,提升自身的实践操作能力。

总结:综上所述,在伴随着科学技术的发展,使得进行智能建造方面的教学工作开展中,需要积极的搭建出一个智能化的虚拟仿真实验平台,以此让学生在这个平台中,全面提升自身的实践操作能力,并逐渐掌握各种操作方面的技术要点,满足实际教学要求。

参考文献:

[1]郭雪源,武立伟,杨志年,等.土木工程专业智能建造方向课程体系建设[J].华北理工大学学报(社会科学版),2022,22(05):93-98.

[2]马云飞.三一SPCS装配式建筑智能建造的探索与实践[J].建筑,2022(18):42-44.

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