虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用

劉昊昌

[摘要]本世紀(jì)科技的發(fā)展速度逐漸加快，越來越多的新興技術(shù)出現(xiàn)在公眾的視野中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)便是其中之一。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造出虛擬世界，借助虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備、三維視覺顯示設(shè)備等專業(yè)設(shè)備，就能將使用者帶入通過計(jì)算機(jī)技術(shù)建立的虛擬空間，體驗(yàn)到仿佛身臨其境一般的真實(shí)感受。通過充分運(yùn)用這一特性，便能夠改善應(yīng)對(duì)因傳統(tǒng)工程手段不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求而逐漸暴露出來的弊端，對(duì)現(xiàn)代工程管理有著很大的幫助。本文將著眼于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真技術(shù)特性，論述這一技術(shù)在工程管理方面的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；工程管理；應(yīng)用 文章編號(hào)：2095-4085（2018）04-0150-03

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality Technology，簡稱VR）又被稱為靈境技術(shù)或人工環(huán)境?！笆且环N綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)以及人工智能技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)的新技術(shù)，目標(biāo)是提高人機(jī)交互的功能，使用者只要通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，就可以得到一個(gè)實(shí)時(shí)反應(yīng)應(yīng)用對(duì)象變化及作用的三維圖像空間，”川使每一位體驗(yàn)者都能獲得聽覺、視覺、嗅覺和觸覺多方面的真實(shí)體驗(yàn)。這項(xiàng)技術(shù)在其逐漸完善之后便得到了普遍的關(guān)注。美國谷歌公司、日本索尼株式會(huì)社、臺(tái)灣宏達(dá)電子公司等世界知名科技企業(yè)均趕著屬于VR技術(shù)的科技浪潮推出了VR產(chǎn)品。

在建筑方面，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和工程建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模增大，對(duì)工程建設(shè)的科學(xué)程度以及施工精度提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)工程管理方式不再適應(yīng)發(fā)展的新要求，它們的弊端也開始逐漸被暴露出來。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種優(yōu)秀的高新技術(shù)，它包含了極強(qiáng)的綜合性與集成性，正因如此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)經(jīng)常被應(yīng)用在工程管理之中。無論是工程建設(shè)項(xiàng)目的可行性研究設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工階段，還是建筑產(chǎn)品銷售投資以及施工安全教育等各個(gè)方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程管理中都發(fā)揮著越來越大的作用。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與工程管理中項(xiàng)目的可行性研究設(shè)計(jì)

可行性研究通過對(duì)研究對(duì)象的區(qū)位選擇、工藝設(shè)備選擇和交通環(huán)境影響等多個(gè)方面分析調(diào)查，對(duì)項(xiàng)目的是否可行進(jìn)行論證，為保證投資決策能夠準(zhǔn)確順利地進(jìn)行提供理論依據(jù)，它是基本建設(shè)中的一項(xiàng)重要程序。伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和建設(shè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，更加激烈的市場競爭也隨之而來。若是能夠讓工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告更加的準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，就更有機(jī)會(huì)占得競爭的先機(jī)。而使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，正能夠滿足這樣的要求。在傳統(tǒng)的可行性研究階段下，一般以調(diào)查分析和數(shù)據(jù)調(diào)查的方式進(jìn)行，調(diào)查及數(shù)據(jù)的正確可行很難在這樣的方式下得到保證?！疤摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過建立周圍場景、結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及機(jī)械設(shè)備的三維CAD模型，由此形成一種具有一定功能的仿真系統(tǒng)，使其在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的時(shí)候具有動(dòng)態(tài)的功能，在工程設(shè)計(jì)中進(jìn)行人機(jī)交互可視化環(huán)境的設(shè)計(jì)、修改與生成?！盵2]利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將可行性研究方案轉(zhuǎn)換成精確的反應(yīng)想法的仿真模型，在建模準(zhǔn)確且參數(shù)調(diào)試合適的前提下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到的模擬結(jié)果就應(yīng)當(dāng)是實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)果。使用這樣準(zhǔn)確的結(jié)果進(jìn)行接下來的工作也可以使工程項(xiàng)目更加的準(zhǔn)確可行。這樣的設(shè)計(jì)方式可以說給實(shí)際操作人員提供了很大的設(shè)計(jì)空間，讓操作人員更為輕松地完成可行性研究報(bào)告的設(shè)計(jì)與修改，使其能更精準(zhǔn)地得出可行性研究結(jié)論。能夠快速捕捉科技的發(fā)展方向是一家公司長遠(yuǎn)發(fā)展的重要能力，對(duì)于已有八十年歷史的奧雅納全球公司來說更是如此。早在2001年，奧雅納全球公司就開始嘗試實(shí)現(xiàn)三維模型的實(shí)時(shí)可視化。在后來的國王十字車站的重建項(xiàng)目中，奧雅納全球公司通過仿真技術(shù)建立起車站的立體模型，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)人群的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行調(diào)查。在實(shí)驗(yàn)中，用戶在模擬車站內(nèi)白由穿梭，并且隨意挑選自己想要的路線，再利用VR模型附近事先設(shè)定的路徑檢測裝置查驗(yàn)潛在的設(shè)計(jì)問題，比方說由于丟失、錯(cuò)位或矛盾的標(biāo)識(shí)而造成的交通擁堵問題，最后再交由工作人員進(jìn)行修改。這樣的方式為可行性研究提供了事實(shí)依據(jù)，優(yōu)化了可行性研究的準(zhǔn)確性。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與工程管理中的建筑產(chǎn)品

建筑企業(yè)通過施工活動(dòng)生產(chǎn)出的建筑產(chǎn)品如商品房等給予客戶的信息并不直觀。建筑圖紙是平面的，不但給不了人真實(shí)的感受，看起來也實(shí)在是不方便；樓盤的模型即使是三維立體的，但卻不夠細(xì)致，密密麻麻的小格子讓人眼花繚亂，根本就沒有辦法擁有直觀的感覺。但這時(shí)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，客戶就不必再費(fèi)時(shí)費(fèi)力地親臨現(xiàn)場調(diào)查建筑產(chǎn)品的狀態(tài)，只需利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的三維模型，就能推開建筑的房門，進(jìn)入室內(nèi)查看房間的布局，仿佛身臨其境一般感受將要獲得的生活環(huán)境。對(duì)于建筑的開發(fā)者來說，不但節(jié)省了大量的人力、物力，大大降低了建筑產(chǎn)品的銷售運(yùn)營成本，最重要的是滿足了客戶的需求，讓客戶在消費(fèi)選擇的過程中感覺到滿意，這不可不謂是一舉多得。如若消費(fèi)者身在異地想要進(jìn)行投資或者購買行為，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也讓這種想法變成了可能。只需借助專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，不管在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，都能夠了解想要了解的內(nèi)容。這也是建筑商品銷售的新的發(fā)展方向。

以房地產(chǎn)投資為例，由復(fù)華控股集團(tuán)旗下的復(fù)華文旅地產(chǎn)打造的黃山復(fù)華麗朗度假村，與指揮家VR的創(chuàng)新結(jié)合，在營銷體驗(yàn)中就廣泛使用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。作為復(fù)華度假世界產(chǎn)品線的重點(diǎn)創(chuàng)新項(xiàng)目，通過指揮家VR制作的80萬m2VR黃山復(fù)華麗朗度假村以及8000m2徽派街區(qū)VR漫游體驗(yàn)，將徽派文化實(shí)景毫無保留地展現(xiàn)在體驗(yàn)者面前。體驗(yàn)者在除了領(lǐng)略了徽派文化的美妙之外，也驚嘆于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)感，讓體驗(yàn)者對(duì)復(fù)華集團(tuán)的新項(xiàng)目充滿了期待。復(fù)華集團(tuán)的董事長王新表示“隨著人工智能等科技創(chuàng)新的開啟、人類社會(huì)的變革正在發(fā)生”。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)這樣的科技創(chuàng)新，復(fù)華攜手指揮家VR打造的復(fù)華度假世界在社會(huì)引起了不錯(cuò)的反響。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與工程施工

工程施工是一種復(fù)雜度極高的大型動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它包括建立模板、綁扎鋼筋、澆搗混凝土等多項(xiàng)工序，它的建筑周期長、工序繁多，還有極強(qiáng)的綜合性。不但工作的地點(diǎn)多種多樣，還要處理好施工工作人員的協(xié)作分工。這樣的特性給施工管理和實(shí)際操作帶來了很多的不確定性及復(fù)雜性，讓工程施工變得十分困難。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到工程施工中可以解決這樣的問題，所以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)經(jīng)常被應(yīng)用于施工方面。工程施工的施工方法和施工組織的選擇和優(yōu)化非常需要工程施工經(jīng)驗(yàn)的累積，但現(xiàn)代建筑很多都開始追求獨(dú)特性，大量使用新型結(jié)構(gòu)和新型材料，工程項(xiàng)目施工的過程幾乎不會(huì)完全重復(fù)，所以這讓工程施工的施工方法和施工組織的選擇和優(yōu)化增加了限制。因此在施工中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立虛擬空間，對(duì)多種方案進(jìn)行模擬分析，將不同的施工方法和施工組織措施的效果更為直觀、科學(xué)地展示，這對(duì)于施工方案選擇和優(yōu)化有巨大的幫助，讓施工單位追求最優(yōu)施工的訴求得到了實(shí)現(xiàn)。而在進(jìn)行施工的過程中，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬工程施工過程，完整地將整個(gè)建筑施工現(xiàn)場進(jìn)行模擬演示，尋找出隱藏的容易發(fā)生問題的施工情景，發(fā)現(xiàn)容易造成安全質(zhì)量問題的點(diǎn)，就可以及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施或者進(jìn)行計(jì)劃修改，有效地預(yù)防因施工安全問題產(chǎn)生的責(zé)任事故，提高工程施工質(zhì)量，將隱患遏制在發(fā)生之前；并且加強(qiáng)了管理人員對(duì)現(xiàn)場的管理效果。

作為中國鐵路總公司確定的鐵路BIM技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目的一部分的懷邵衡鐵路項(xiàng)目，中鐵城建公司負(fù)責(zé)包含安江在內(nèi)的洞口、隆回等三個(gè)站房建設(shè)，懷化南、安江、洞口、隆回四站雨棚建設(shè)，以及鐵路沿線6個(gè)火車站區(qū)間內(nèi)的生活生產(chǎn)住房等相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)。中鐵城建部門積極探索項(xiàng)目施工的優(yōu)化方法，將已在建筑行業(yè)中廣泛使用的建筑信息化管理技術(shù)BIM與新興的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效地結(jié)合在了一起，把BIM技術(shù)與工程建筑之間的可視化橋梁完整地構(gòu)筑了起來。在安江站由中鐵城建公司所設(shè)立的VR體驗(yàn)館內(nèi)，專業(yè)人員和施工工人感受建筑的空間狀態(tài)，檢查施工結(jié)構(gòu)部件，避開管路易撞擊點(diǎn)，管理施工方案。操作人員和施工者只要戴上專用的VR眼鏡，操作手柄來回移動(dòng)，就能完全置身于未完工的車站內(nèi)部，清晰地檢查施工各項(xiàng)細(xì)節(jié)。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行的施工方式，既加快了施工進(jìn)度，減少了交叉作業(yè)和人工作業(yè)，更使施工現(xiàn)場變得美觀整齊，提高了施工安全性。其他站點(diǎn)也能夠及時(shí)地分享理解方案的優(yōu)化情況，有效地落實(shí)統(tǒng)籌管理。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于施工方面，不但可以有助于選修設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化施工過程、便于施工管理，還能加強(qiáng)施工安全，是一種非常不錯(cuò)的結(jié)合。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與施工安全教育

安全是人類在漫長的生存發(fā)展過程中恒久不變的主題。只有處理好安全生產(chǎn)問題，才能保證公民大眾的生命和財(cái)物安全，這也是實(shí)現(xiàn)我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)高效平穩(wěn)發(fā)展的前提和保障，是提升我國人民的生活質(zhì)量，保持社會(huì)安定和創(chuàng)建和諧社會(huì)的基礎(chǔ)。建筑施工安全不僅僅是建筑施工產(chǎn)業(yè)的基石，更是建筑施工企業(yè)發(fā)展各項(xiàng)工作的前提。建筑施工安全是那么的重要，施工安全教育則更是實(shí)現(xiàn)建筑施工安全的重中之重。過去進(jìn)行施工安全宣傳教育多采用課件演示和專人講解的方式，聽者會(huì)感到枯燥乏味，并且只靠文字或圖片并不能切切實(shí)實(shí)地體會(huì)到安全事故所帶來的嚴(yán)重后果。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種具有沉浸性和真實(shí)性特性的技術(shù)，與施工安全的教育可以說有著非常好的契合度。如中鐵建設(shè)華東公司在某廣場項(xiàng)目引入了實(shí)景VR體驗(yàn)館，通過真實(shí)的施工安全事故案件模擬，讓工人更深刻地感受安全的重要性。每一次的高空墜落，每一次的操作不當(dāng)造成的后果都讓人觸目驚心，但這卻只是一次完全安全的實(shí)景重現(xiàn)。雖然參與此次活動(dòng)的施工工人在逼真的效果演示之后無不被驚心動(dòng)魄的安全事故震驚，這給他們留下了深刻的印象，但他們從中了解到安全教育的重要性，卻讓他們在以后的施工工作中受益匪淺。在施工現(xiàn)場一旦發(fā)生安全事故就無法挽回，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立虛擬施工現(xiàn)場，將施工現(xiàn)場常見的施工事故進(jìn)行模擬還原，讓人在不用受傷的情況下就能體驗(yàn)安全事故，感受安全事故所帶來的嚴(yán)重后果，從而樹立正確的安全意識(shí)，將安全施工的觀念深深地植人心中，這也促進(jìn)施工安全的發(fā)展。

5 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種以多種計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)，作為一種新興技術(shù)有著很強(qiáng)的應(yīng)用性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之所以可以在未面世太長時(shí)間的情況下就已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，其主要原因是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠打破現(xiàn)實(shí)的束縛，在一個(gè)完全無危險(xiǎn)的空間內(nèi)進(jìn)行真實(shí)的模擬演示，讓體驗(yàn)者擁有身臨其境的真實(shí)體驗(yàn)，并且是不限時(shí)間、不限地點(diǎn)并且不限次數(shù)地進(jìn)入特定的時(shí)空或場景。在工程管理相關(guān)方面對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用是大勢所趨。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在工程管理中，不但能推動(dòng)工程管理的發(fā)展，還滿足了社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。實(shí)際上，不光是上文所提到的與工程管理相關(guān)的各項(xiàng)應(yīng)用，還有更多不僅僅只是工程管理方面的應(yīng)用方式已經(jīng)被開發(fā)出來或仍然未被發(fā)現(xiàn)，還有許多未知值得我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]劉德建，劉曉琳，張琰，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育應(yīng)用的潛力、進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J].開放教育研究，2016，（04）：25-31.

[2]姜濤.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在復(fù)雜建筑施工中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，（05）：46-48.