建筑施工测量仿真实训考核系统开发的研究

王亮 威海职业学院

建筑施工测量仿真实训考核系统开发的研究

王亮 威海职业学院

本项目围绕建筑工程测量员岗位的工作任务进行开发，分为三大模块：分别是山东省春季高考测量技能考核、全国测量技能大赛仿真实训、建筑施工测量配套教材虚拟资源库。

建筑施工测量 仿真实训 合作开发研究

一、开发项目概述

本招标项目为建筑施工测量仿真实训考核系统联合开发项目，由学院与中标单位联合开发，学院负责提出教学应用要求和开发方向，中标单位负责脚本编写、微课录制、软件制作和市场推广等，本次招标费用为系统前期费用，学院负责提供，并于后期软件销售中回收费用，中标单位负责后期推广。软件版权由双方共有。

本项目围绕建筑工程测量员岗位的工作任务进行开发，分为三大模块：分别是山东省春季高考测量技能考核、全国测量技能大赛仿真实训、建筑施工测量配套教材虚拟资源库。

教师可以使用仿真软件进行教学演示，在课堂上就可以模拟户外作业。包括仪器的零部件说明，仪器在使用过程中的实际操作流程，仪器使用过程中的注意事项，测量之后的数据记录与分析，观测读数的方法，理论与实际相结合，一些重要的环节会提供实际应用中的一些操作经验；模拟考试过程中的技能考核与理论知识考核。没有教师帮助下也可以用于学生自主学习，随时随地使用。

二、项目技术要求

1.采用Unity3D引擎进行开发，构建三维虚拟环境及高仿真设备，可在虚拟环境中实现自主操控、按任意路径漫游，运行流畅。2.须按学校正在使用的教学仪器型号进行开发，具体为：北京博飞仪器有限公司AL1032水准仪，南方测绘DT-02电子经纬仪等。3.UI移动技术，用户可以在使用过程中任意摆放UI位置，方便观察操作。4.需提供pad版本，可在安卓系统环境下流畅运行，以便于移动教学应用。5.每种测量仪器需包含仪器识读、操作训练、技能考核、理论测验4个方面，以满足教学需要。6.鼠标点击仪器部件或部件名称，显示对应的功能说明。支持从名称到部件，从部件到名称的双向识读。7.软件内部配置了高度和角度的算法，能够分毫不差的计算出仪器所观察到的高度，与水准尺精确对位。8.采用多屏显示技术+三维模型操控技术，观测视角显示测量员所看到的场景，仪器窗口显示三维可交互测量仪器，使得观测视角和仪器视角可以同时观看并操作，最大程度模拟出真实世界中的仪器观测与仪器部件调节同时进行的操作。9.实时动态测距技术，能够实时展现当前测量员所在位置与各个测站点的距离，考查学生对测量选址的知识。10.含方案信息、任务提示、操作帮助等，可按操作提示，进行脚架打开/收拢、调平、瞄准、改变测量高度、迁站等操作。内置记录板以及计算表，能保存录入的数据以及调出计算器，对整个测量过程进行记录、计算。11.瞄准时提供“粗瞄准视角”和“目镜视角”，仪器的每个旋钮都可操作，调节旋钮时，目镜看到的物体变化要与真实测量看到的一致。提供目镜对光、粗略找准、物镜调焦、精确找准等说明。12.包含行为检测功能：如仪器无人看管、测量是否触碰仪器、迁站前是否收拢脚架等，当有错误及不规范操作时，有相应的提示。13.技能考核时，学生需自主使用仪器进行测量操作，无任何文字语音操作提示，不提示测量步骤。若操作错误，系统会按错误的操作显示实际观测到的现象和数据，并在后台自动判别记录，进行相应扣分；技能操作要点的考核题穿插于相关的操作步骤中。14.考核模式从仪器操作，记录计算，成果精度三方面给出测量评分表，指出错误之处及扣分点。15.采用外部文件调入技术，无需另外部署及登陆后台，即可新增、编辑软件内题库，使教师能够方便快捷地增加、修改软件中的试题库和试题解析。16.支持按姓名、考号登陆理论知识考试；17.答题页面提供题目列表，可按顺序答题也可快速点击指定题目进入答题。并具有未答题目、已答题目、当前题目自动标记，倒计时功能。18.交卷后可自动生成分数，可查看试题正确答案及考生自选答案对比，并提供试题解析。

案例设计：水准仪闭合水准路线测量技术要求

采用Unity3D引擎进行开发，构建三维虚拟环境及高仿真设备，设置丰富的人机交互，实现在虚拟环境下的自主模拟测量。制作质量不低于演示demo标准。

仪器识读：包括仪器介绍、使用方法等教学资源。

操作训练：提供模拟实操练习，通过丰富的提示和技巧、经验说明，引导学生操作仪器进行观测，并记录到软件自带记录板中，并可以调用出计算器计算测量结果。

模拟练习要求具有行为检测功能（如仪器无人看管、测量是触碰仪器、迁站前是否收拢脚架等，当有错误及不规范操作时，有相应的提示。）只有操作符合要求才能进入下一步。

技能考核：学生在虚拟环境中完成给定的测量任务，过程无操作提示说明，并跟踪记录操作不当之处，参考山东省春季高考测量项目评分标准，对操作的正确性和规范性进行考核，得出成绩。

并从仪器操作，记录计算，成果精度三方面给出测量评分表，指出错误之处及扣分点。

理论测验：提供理论题考试答题系统，支持按姓名、考号登陆理论知识考试；答题页面提供题目列表，可按顺序答题也可快速点击指定题目进入答题。并具有未答题目、已答题目、当前题目自动标记，倒计时功能

三、结束语

1.投标单位必须按技术要求制作“水准仪闭合水准路线测量”及“经纬仪测回法角度测量”两个样例，并在投标现场进行演示，带参数需逐条演示。

2.投标文件中必须提供“水准仪闭合水准路线测量”及“经纬仪测回法角度测量”两个模块的操作说明手册（带功能截图），在投标文件中进行技术响应。无操作说明手册，视为不满足招标文件，即为废标。

[1]徐明,刘艳,陆金钰,徐照,熊宏齐,吴刚.土木工程虚拟仿真实验教学资源的建设[J].实验技术与管理.2015(12)

[2]杜月林,黄刚,王峰,高翔.建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式[J].实验技术与管理.2015(12)

[3]毕晓茜.虚拟仿真技术在土木工程类本科实验教学中的应用[J].当代教育实践与教学研究.2015(07)