论虚拟仿真技术与群体支持系统在工程管理中联合应用

1、论虚拟仿真技术与群体支持系统在工程管理中联合应用 0 前言 使用虚拟仿真技术对施工过程举行模拟，可以充分利用工程中的大量信息，充分考虑各种工程状况，在施工前了解各种构件在实际结构中的相对位置及互相关系，试验多种施工方法，计算相应工况应力，对施工方案举行优化，从而削减或降低实际工程中可能消失的一些不须要的失误所造成的损失。虚拟了施工规划后，可按照利用虚拟环境所得到的结果举行预报和决策分析。这里主要谈成本控制，即工程项目的价值管理。工程管理决策渗透于建设活动的各个阶段、各个环节，建议利用一种以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以计算机技术、模拟技术和信息技术为手段，面向半结构化的决策问题，

2、支持决策活动的具有智能化的人机计算机系统 决策支持系统。它综合利用了大量数据，有机地组合众多模型，通过人机交互，辅助各级决策者实践科学决策。 本文的目的在于推荐工程管理领域里所使用的最新的技术，提出访施工规划与成本控制一体化的思想，充分利用信息技术的新进展，使采用的工程管理手段能满意现在越来越广泛的跨空间，跨国界的大型工程项目的要求，使工程项目国际化越发完美。 1 虚拟仿真技术1 虚拟仿真技术是对现实世界的模拟，是基于模型的活动，力图通过计算机及各类装置达到现实世界尽可能准确的再现。它是虚拟现实技术和仿真技术相结合的产物。 虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）综合了计算机图形技

3、术、计算机仿真技术、传感器技术显示技术等多种学科的优势，用计算机生成逼真的三维视、听、触觉等感觉，为人机交互对话供应了直接和真切的三维界面，使人能通过适当装置对虚拟世界举行交互式体验的技术。它是仿真技术的升级。 虚拟仿真技术一直贯通于工程项目施工的囫囵过程当中，无论是项目设计阶段，还是项目实施阶段，以及项目的检测阶段。利用 VR 的可视化特性，可以更直观地观看工程分析的复杂数据结果。VR 系统可以让用户进入数据本身所在的环境，通过实时交互修改参数来观测这些参数对结果的影响。用户还可以从不同的角度观看数据，转变自身与环境之间的大小比例，因而能获得更有价值的观看结果。 1.1 虚拟仿真系统的构建

4、VR 系统应由 4 个主要的辅助系统组成系统界面，数据库，三维模型和学问库，如图 1 所示。 （1）系统界面包括用户菜单，它为策划者从三维模型辅助系统中选用三维建造物、设备模型和非设备模型，来建立虚拟施工现场供应了一个平台。 （2）三维模型由设备模型、非设备模型和建造物模型组成。为协助现场操作阶段的 “设备控制”操作，设备模型的可移动部分不得不与其他部分分别开。例如，一台塔式起重机模型的支撑，滚轮和吊钩在三维模型中务必是互相自立的；建造物模型包括非设备模型的预制件。 （3）按照三维模型的设置，需要打算设备数据库、非设备数据库和劳动力数据库。设备数据库存储设备的运作途经，移动速度和载重能力；非设

5、备数据库存储非设备资源的直径和分量；劳动力数据库存储了不同施工操作所需的劳动力数量。 （4）学问库包含了摸索法和相关规章，为现场规划和计划、现场操作和布置等供应了指导和协助。例如，当混合应力还没有彻低达到时，学问库会发出警告信息“加固大面板模板”。 1.2 土木工程中虚拟技术工具 （1）地理信息系统（GIS）2。GIS 是近年来在土木工程领域日益广泛使用的工具，尤其在模拟土木工程现象方面，是土木工程领域公认的一项有益的技术。大型工程项目中越来越多地引入地理信息系统，通过将二维地图以扫描和数字化方式将图形信息直接存储在计算机中，并将信息存储在地图上与之相关联的地理位置上，使数据与地理信息紧密结合

6、起来，实现数据信息的可视化；或遥感技术再结合 GIS来完成信息管理，这相对于传统的以文本和表格为特征的地理信息办公系统是一个长进。 GIS 供应了一个对具有空间特征的工程现象建模的框架。分布式模型可以在矢量模型中利用地理实体固有的布局，或是在栅格模型中考虑四周栅格单元的影响。地理数据准确的模型尽管不行能明确地由空间决定，却可以在区域范围内相对高效率地计算出结果。面对对象高级语言是将来 GIS 进展的催化剂。面对对象方法的优点在于其内部数据结构和数据存储的方式。面对不同对象的 GIS 软件实行不同的机制来联接空间和非空间数据。有些系统采用面对对象的数据库，还有的采用面对对象的语言。 GIS 技术

7、的长进将会越发有利于空间现象的表征，为更多的应用领域供应方便。GIS 可以供应一个虚拟的环境，在这个环境中，决策者和科学家可以探索理论，权衡不同的管理策略。但是作为这种长进的前提，空间数据的稀缺性、对数据质量的较高要求以及收集途径的缺乏仍旧是有待解决的问题。目前GIS 还没有彻低达到这种高层次的水平，只是供应了平凡的模拟环境。 （2）基于图像的虚拟现实技术（Image-Based Virtual Reality，IBVR）。IBVR 最大程度地再现了场景，同时能够加入虚拟物体，即计算机所产生的物像，以扩充现实信息。通过 IBVR 技术能形象、真切地再现囫囵施工的全过程，从而为领导和专家的决策供

8、应支持。 （3）虚拟设计工作室（Virtual Design Studio，VDS）。VDS 表明白怎样通过设计配合中的异步和同步技术，实现一个跨越较大时光、空间距离的工作室，包括同种或不同专业设计人员之间，设计人员与用户、业主、管理部门之间通过计算机网络举行协同工作。VDS 的过程是工程项目配合设计的参加者了解自己在虚拟设计工作室中的位置，研究人员分析各种设计活动。 2 群体支持系统3 决策支持系统（Group Support System，GSS）是辅助决策者通过数据、模型、学问以人机交互方式举行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。它是在管理信息系统（Management Inform

9、ation System，MIS）的基础上进展起来的，在 MIS 的基础上增强了非结构化问题处理，模型计算和各种方法，为解决结构化、非结构化和半结构化的问题供应了更广泛的方法。GSS 最初被称为群体决策支持系统（Group Decision Support System，GDSS），消失于 20 世纪 80 年月。GSS 被定义为一个交互作用的以计算机为基础的系统，通过一系列决策者组成一个工作组一起工作来促进非结构化问题的解决。它包括硬件、软件、人和程序。它同时也被认为是配合系统、计算机支持合作工作系统、电子会议系统。是一个集手段、软件和技术为一体的关注并提高决策组的沟通、协商和决策的系统。

10、2.1 工程项目价值管理与 GSS4 工程项目价值管理（Value Management，VM）指出不须要的开支导致了低价值，应当被正视和剔除的。美国通用电气公司于 1963 年首次应用 VM 到建造领域中，它是一个结构化的和可分析的过程，通过以最低开支并满意质量和性能的前提下，供应全部所需功能来寻觅实现货币价值的过程。VM 在 20 世纪80 年月传入中国香港，现在已经在工程领域获得了认可，很多机构包括政府部门、公共事业单位和私人企业都已经应用 VM 到大型工程项目中。GSS 包括了沟通技术、计算机技术和决策支持技术，全部这些都是用来为 VM 研究开辟一个 GSS 框架的。该框架设计用来供应

11、 4 种支持类型，包括争论支持，信息支持，合作支持和决策分析支持。 （1）沟通技术目的在于通过控制会议中的抑制因素促进人的动力，它可被用来供应“争论支持”，克服缺乏参加和互相作用的问题。面向面沟通，这项技术供应了一个可抉择的交流渠道 电子交流来促进发明和分析每个阶段成员间观点、意见和偏好的沟通。此外，该技术也可被用来提高交流的有效性。应用电子沟通工具像电子邮件和文档传输协议，简化并缩短了信息交换过程的时光，因此，促进了研究阶段和实施阶段成员间的交流和合作。 （2）计算机技术包括数据交换，存储，管理和分析，可用来供应“信息支持”，并克服 VM 研究中缺乏信息的问题。信息管理工具的使用，像数据库和文档管理工具设备和猎取，项目信息的保存