虚拟现实技术在工程管理中的应用

刘昊昌

[摘要]本世纪科技的发展速度逐渐加快，越来越多的新兴技术出现在公众的视野中，虚拟现实技术便是其中之一。通过虚拟现实技术创造出虚拟世界，借助虚拟现实头戴式显示设备、三维视觉显示设备等专业设备，就能将使用者带入通过计算机技术建立的虚拟空间，体验到仿佛身临其境一般的真实感受。通过充分运用这一特性，便能够改善应对因传统工程手段不适应社会发展需求而逐渐暴露出来的弊端，对现代工程管理有着很大的帮助。本文将着眼于虚拟现实技术的仿真技术特性，论述这一技术在工程管理方面的应用。

[关键词]虚拟现实技术；工程管理；应用 文章编号：2095-4085（2018）04-0150-03

虚拟现实技术（Virtual Reality Technology，简称VR）又被称为灵境技术或人工环境。“是一种综合了计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能技术等多领域技术的新技术，目标是提高人机交互的功能，使用者只要通过应用虚拟现实技术，就可以得到一个实时反应应用对象变化及作用的三维图像空间，”川使每一位体验者都能获得听觉、视觉、嗅觉和触觉多方面的真实体验。这项技术在其逐渐完善之后便得到了普遍的关注。美国谷歌公司、日本索尼株式会社、台湾宏达电子公司等世界知名科技企业均赶着属于VR技术的科技浪潮推出了VR产品。

在建筑方面，伴随着我国经济的蓬勃发展和工程建设项目的规模增大，对工程建设的科学程度以及施工精度提出了越来越高的要求。传统工程管理方式不再适应发展的新要求，它们的弊端也开始逐渐被暴露出来。虚拟现实技术是一种优秀的高新技术，它包含了极强的综合性与集成性，正因如此，虚拟现实技术经常被应用在工程管理之中。无论是工程建设项目的可行性研究设计和现场施工阶段，还是建筑产品销售投资以及施工安全教育等各个方面，虚拟现实技术在工程管理中都发挥着越来越大的作用。

1 虚拟现实技术与工程管理中项目的可行性研究设计

可行性研究通过对研究对象的区位选择、工艺设备选择和交通环境影响等多个方面分析调查，对项目的是否可行进行论证，为保证投资决策能够准确順利地进行提供理论依据，它是基本建设中的一项重要程序。伴随着经济的高速发展和建设规模的逐渐扩大，更加激烈的市场竞争也随之而来。若是能够让工程项目可行性研究报告更加的准确严谨，就更有机会占得竞争的先机。而使用虚拟现实技术，正能够满足这样的要求。在传统的可行性研究阶段下，一般以调查分析和数据调查的方式进行，调查及数据的正确可行很难在这样的方式下得到保证。“虚拟现实技术是通过建立周围场景、结构构件以及机械设备的三维CAD模型，由此形成一种具有一定功能的仿真系统，使其在进行工程设计的时候具有动态的功能，在工程设计中进行人机交互可视化环境的设计、修改与生成。”[2]利用虚拟现实技术将可行性研究方案转换成精确的反应想法的仿真模型，在建模准确且参数调试合适的前提下，利用虚拟现实技术得到的模拟结果就应当是实际设计的结果。使用这样准确的结果进行接下来的工作也可以使工程项目更加的准确可行。这样的设计方式可以说给实际操作人员提供了很大的设计空间，让操作人员更为轻松地完成可行性研究报告的设计与修改，使其能更精准地得出可行性研究结论。能够快速捕捉科技的发展方向是一家公司长远发展的重要能力，对于已有八十年历史的奥雅纳全球公司来说更是如此。早在2001年，奥雅纳全球公司就开始尝试实现三维模型的实时可视化。在后来的国王十字车站的重建项目中，奥雅纳全球公司通过仿真技术建立起车站的立体模型，运用虚拟现实技术对人群的运动行为进行调查。在实验中，用户在模拟车站内白由穿梭，并且随意挑选自己想要的路线，再利用VR模型附近事先设定的路径检测装置查验潜在的设计问题，比方说由于丢失、错位或矛盾的标识而造成的交通拥堵问题，最后再交由工作人员进行修改。这样的方式为可行性研究提供了事实依据，优化了可行性研究的准确性。

2 虚拟现实技术与工程管理中的建筑产品

建筑企业通过施工活动生产出的建筑产品如商品房等给予客户的信息并不直观。建筑图纸是平面的，不但给不了人真实的感受，看起来也实在是不方便；楼盘的模型即使是三维立体的，但却不够细致，密密麻麻的小格子让人眼花缭乱，根本就没有办法拥有直观的感觉。但这时使用虚拟现实技术，客户就不必再费时费力地亲临现场调查建筑产品的状态，只需利用虚拟现实技术建立的三维模型，就能推开建筑的房门，进入室内查看房间的布局，仿佛身临其境一般感受将要获得的生活环境。对于建筑的开发者来说，不但节省了大量的人力、物力，大大降低了建筑产品的销售运营成本，最重要的是满足了客户的需求，让客户在消费选择的过程中感觉到满意，这不可不谓是一举多得。如若消费者身在异地想要进行投资或者购买行为，运用虚拟现实技术也让这种想法变成了可能。只需借助专业的虚拟现实设备，不管在任何时间、任何地点，都能够了解想要了解的内容。这也是建筑商品销售的新的发展方向。

以房地产投资为例，由复华控股集团旗下的复华文旅地产打造的黄山复华丽朗度假村，与指挥家VR的创新结合，在营销体验中就广泛使用了虚拟现实技术。作为复华度假世界产品线的重点创新项目，通过指挥家VR制作的80万m2VR黄山复华丽朗度假村以及8000m2徽派街区VR漫游体验，将徽派文化实景毫无保留地展现在体验者面前。体验者在除了领略了徽派文化的美妙之外，也惊叹于虚拟现实技术的真实感，让体验者对复华集团的新项目充满了期待。复华集团的董事长王新表示“随着人工智能等科技创新的开启、人类社会的变革正在发生”。通过虚拟现实技术这样的科技创新，复华携手指挥家VR打造的复华度假世界在社会引起了不错的反响。

3 虚拟现实技术与工程施工

工程施工是一种复杂度极高的大型动态系统，它包括建立模板、绑扎钢筋、浇捣混凝土等多项工序，它的建筑周期长、工序繁多，还有极强的综合性。不但工作的地点多种多样，还要处理好施工工作人员的协作分工。这样的特性给施工管理和实际操作带来了很多的不确定性及复杂性，让工程施工变得十分困难。将虚拟现实技术应用到工程施工中可以解决这样的问题，所以虚拟现实技术经常被应用于施工方面。工程施工的施工方法和施工组织的选择和优化非常需要工程施工经验的累积，但现代建筑很多都开始追求独特性，大量使用新型结构和新型材料，工程项目施工的过程几乎不会完全重复，所以这让工程施工的施工方法和施工组织的选择和优化增加了限制。因此在施工中引入虚拟现实技术建立虚拟空间，对多种方案进行模拟分析，将不同的施工方法和施工组织措施的效果更为直观、科学地展示，这对于施工方案选择和优化有巨大的帮助，让施工单位追求最优施工的诉求得到了实现。而在进行施工的过程中，使用虚拟现实技术模拟工程施工过程，完整地将整个建筑施工现场进行模拟演示，寻找出隐藏的容易发生问题的施工情景，发现容易造成安全质量问题的点，就可以及时采取应对措施或者进行计划修改，有效地预防因施工安全问题产生的责任事故，提高工程施工质量，将隐患遏制在发生之前；并且加强了管理人员对现场的管理效果。

作为中国铁路总公司确定的铁路BIM技术试点项目的一部分的怀邵衡铁路项目，中铁城建公司负责包含安江在内的洞口、隆回等三个站房建设，怀化南、安江、洞口、隆回四站雨棚建设，以及铁路沿线6个火车站区间内的生活生产住房等相关配套设施建设。中铁城建部门积极探索项目施工的优化方法，将已在建筑行业中广泛使用的建筑信息化管理技术BIM与新兴的虚拟现实技术有效地结合在了一起，把BIM技术与工程建筑之间的可视化桥梁完整地构筑了起来。在安江站由中铁城建公司所设立的VR体验馆内，专业人员和施工工人感受建筑的空间状态，检查施工结构部件，避开管路易撞击点，管理施工方案。操作人员和施工者只要戴上专用的VR眼镜，操作手柄来回移动，就能完全置身于未完工的车站内部，清晰地检查施工各项细节。通过虚拟现实技术进行的施工方式，既加快了施工进度，减少了交叉作业和人工作业，更使施工现场变得美观整齐，提高了施工安全性。其他站点也能够及时地分享理解方案的优化情况，有效地落实统筹管理。将虚拟现实技术应用于施工方面，不但可以有助于选修设计方案、优化施工过程、便于施工管理，还能加强施工安全，是一种非常不错的结合。

4 虛拟现实技术与施工安全教育

安全是人类在漫长的生存发展过程中恒久不变的主题。只有处理好安全生产问题，才能保证公民大众的生命和财物安全，这也是实现我国国民经济可持续高效平稳发展的前提和保障，是提升我国人民的生活质量，保持社会安定和创建和谐社会的基础。建筑施工安全不仅仅是建筑施工产业的基石，更是建筑施工企业发展各项工作的前提。建筑施工安全是那么的重要，施工安全教育则更是实现建筑施工安全的重中之重。过去进行施工安全宣传教育多采用课件演示和专人讲解的方式，听者会感到枯燥乏味，并且只靠文字或图片并不能切切实实地体会到安全事故所带来的严重后果。而虚拟现实技术作为一种具有沉浸性和真实性特性的技术，与施工安全的教育可以说有着非常好的契合度。如中铁建设华东公司在某广场项目引入了实景VR体验馆，通过真实的施工安全事故案件模拟，让工人更深刻地感受安全的重要性。每一次的高空坠落，每一次的操作不当造成的后果都让人触目惊心，但这却只是一次完全安全的实景重现。虽然参与此次活动的施工工人在逼真的效果演示之后无不被惊心动魄的安全事故震惊，这给他们留下了深刻的印象，但他们从中了解到安全教育的重要性，却让他们在以后的施工工作中受益匪浅。在施工现场一旦发生安全事故就无法挽回，采用虚拟现实技术建立虚拟施工现场，将施工现场常见的施工事故进行模拟还原，让人在不用受伤的情况下就能体验安全事故，感受安全事故所带来的严重后果，从而树立正确的安全意识，将安全施工的观念深深地植人心中，这也促进施工安全的发展。

5 结语

虚拟现实技术是一种以多种计算机技术为基础的综合性技术，作为一种新兴技术有着很强的应用性。虚拟现实技术之所以可以在未面世太长时间的情况下就已经被广泛应用，其主要原因是因为虚拟现实技术能够打破现实的束缚，在一个完全无危险的空间内进行真实的模拟演示，让体验者拥有身临其境的真实体验，并且是不限时间、不限地点并且不限次数地进入特定的时空或场景。在工程管理相关方面对虚拟现实技术进行应用是大势所趋。将虚拟现实技术应用在工程管理中，不但能推动工程管理的发展，还满足了社会主义经济发展的要求。实际上，不光是上文所提到的与工程管理相关的各项应用，还有更多不仅仅只是工程管理方面的应用方式已经被开发出来或仍然未被发现，还有许多未知值得我们去探索。

参考文献：

[1]刘德建，刘晓琳，张琰，等.虚拟现实技术教育应用的潜力、进展与挑战[J].开放教育研究，2016，（04）：25-31.

[2]姜涛.虚拟现实技术在复杂建筑施工中的应用[J].科技创新导报，2017，（05）：46-48.