建筑消防技术虚拟仿真精选(九篇)

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第1篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

关键词：3D GIS VR DirectX 虚拟演练 作战标绘

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0155-02

1 概述

随着经济建设的高速发展，城市规模不断扩大，火灾与其它各类灾害、社会突发事件（包括恐怖事件）等发生频率逐年增高。消防部队作为保卫国家利益和本地区人民生命财产安全的主力军，必须全面提高指战员的指挥能力和作战能力，才能担负国家赋予我们的责任与使命。

目前，一般通过实战演练和桌面推演等方式提供消防官兵的指挥作战技能与应变能力，火灾事故发生后指挥员必须亲临现场才能了解实际情况，才能临场指挥、排兵布阵。随着信息技术的发展，尤其是3D GIS与虚拟现实技术的发展，有望解决消防部队灭火演练劳民伤财、桌面推演纸上谈兵、作战指挥临场发挥等问题[1][2]。

2 关键技术

2.1 三维地理信息技术

自从2005 Google Earth面世，它提供的高分辨率遥感影像和3D直观空间信息表达、灵活方便人人会用的操作界面、标准开放的体系架构和人性化服务，打破了传统空间信息技术的思维定式，改变了人们认识和了解地球的方式，使得三维地理信息技术走进了人们的生活。

除了Google Earth的问世，国内的中地、超图也推出了自己的三维产品。考虑到消防对虚拟现实要求的要求较高，只有开放原生的底层渲染API才能满足改造的需求，因此选用开源的World Wind作为基础平台。

2.2 虚拟现实技术

虚拟现实（VR）的真正含义：把客观世界中的某一局部用电子的方式模拟出来，并能够让你进入这个世界，犹如身临其境。结合消防实际需求，在消防三维虚拟演练与标绘系统中涉及到如下技术[3][4]

2.2.1 粒子系统

粒子系统的基本思想是把不规则模糊物体看作由一定数量的粒子组成的粒子群体，每个粒子有共同的属性，如速度、加速度、颜色、生存周期、大小、形状等。粒子在随时间的变化过程中，按照所赋予的粒子动力学规律改变其状态。本文采用粒子系统和纹理映射技术实现三维火焰、爆炸和水枪等的出水效果。

2.2.2 实物虚化

基本模型的构建是应用计算机技术生成虚拟世界的基础，它将真实世界的对象物体在相应的三维虚拟世界中重构，并根据系统需求保存部分物理属性。

模型构建首先要建立对象物体的几何模型，确定其空间位置和几何元素的属性。例如，通过CAD/CAM或二维图纸构建产品或建筑的三维几何模型；通过GIS数据和卫星、遥感或航拍照片构造大型虚拟战场。

为了增强虚拟环境的真实感，物理特性和行为规则建模要表现出对象物体的质量、动量、材料等物理特性，并在虚拟环境中遵循一定的运动和动力学规律。当几何模型和物理模型很难准确地刻画出真实世界中存在的某些特别对象或现象时，可根据具体的需要采用一些特别的模型构建方法。例如，可以对气象数据进行建模生成虚拟环境的气象情况（阴天、晴天、雨、雾）。

2.2.3 模型动画

当前有两种模型动画的方式：顶点动画和骨骼动画。顶点动画中，每帧动画其实就是模型特定姿态的一个“快照”。通过在帧之间插值的方法，引擎可以得到平滑的动画效果。在骨骼动画中，模型具有互相连接的“骨骼”组成的骨架结构，通过改变骨骼的朝向和位置来为模型生成动画[5]。

消防三维虚拟演练中设计到很多模型动画，例如消防人员、消防车辆等，本系统全部采用骨骼动画的方式丝线。骨骼动画比顶点动画要求更高的处理器性能，但同时它具有更多的优点，骨骼动画可以更容易、更快捷地创建。不同的骨骼动画可以被结合到一起——比如，模型可以转动头部、射击并且同时也在走路。一些引擎可以实时操纵单个骨骼，这样就可以和环境更加准确地进行交互——模型可以俯身并向某个方向观察或射击，或者从地上的某个地方捡起一个东西。

2.2.4 虚拟场景中视点运动控制

可交互的三维真实感图形是计算机图形学领域的核心内容。掌握空间坐标变换原理是实现交互和视点控制算法的重要基础，理解并灵活运用坐标变换就可实现以各种方式对视点运动进行控制。

3 系统架构

3.1 平台架构

系统的核心功能包括：多分辨率金字塔与模型数据管理，三维地形渲染，虚拟现实及业务集成。系统的架构如图1所示。

3D GIS建库与管理子系统基于等经纬度格网，对源数据进行分层分块，并构建多分辨率的瓦片金字塔；数据服务子系统以金字塔为组织单位，对外提供多分辨率瓦片服务；目录服务子系统连接数据服务子系统和三维可视化子系统，从前者获取金字塔信息，向后者提供金字塔图层配置信息；三维可视化子系统则主要负责多分辨率金字塔瓦片数据的网络调度与球面三维绘制工作，其数据来源是数据服务子系统。

三维可视化子系统是该软件平台最核心的部分，不仅能在已有数字高程数据，卫星影像数据和矢量图形数据的基础上对三维全球地理环境进行高效率地渲染，还实现了3D GIS与VR（虚拟现实）的融合，能借助3D GIS实现灭火救援、消防演练等动态效果，为用户提供灵活可扩展的三维表现接口。

3.2 系统功能

消防三维虚拟演练与标绘平台的主要功能包括基于三维球体的业务信息查看、二维分析、三维分析、应急标绘及虚拟演练，具体功能模块如图2所示。

3.3 数据支撑

地形数据：地形数据主要包括矢量图、多分辨率遥感影像图及DEM数据，该数据是消防三维虚拟演练与标绘平台的基础，也是建立金字塔数据管理的基础。为了与GPS及主要消防业务数据无缝叠加，本系统所有数据的坐标系均采用WGS84通用坐标系。静态模型：对辖区内的重点单位、建筑、部位等静态模型建模基于流行通用的三维建模软件（Autodesk 3ds Max）进行三维建模，静态模型使用纹理贴图。动态模型：人物、车辆等动态角色模型建模基于流行通用的三维建模软件（Autodesk 3ds Max 9）。通过现场调研，拍照，进行精细建模。对人物等包含动作的模型进行角色动作编辑，做好骨骼动画处理，为达到逼真效果采取纹理贴图的方法处理。

4 应用场景分析

4.1 消防指挥标绘

指挥标绘是在作战指挥过程中可以方便的进行车辆路径的规划及兵力和装备的位置部署，可以通过三维分析功能进行影响范围分析、通视分析、遮挡分析、最佳路径分析等。为临场指挥决策提供依据。整个标绘结果可以保存作为任务附件下发给各单位或传给前沿指挥部。

4.2 三维虚拟演练

本平台是围绕当前影响本市安全的重大危险源、重点单位，基于3D GIS技术及虚拟现实技术实现的。三维虚拟作战平台通过对全球海量的多数据源、多分辨率、多尺度和多时相的矢量数据、影像数据、地形数据和三维模型数据的高效组织、管理和可视化，实现任何人、任何时候、在任何地点，通过网络环境，以任意高度和任意角度动态地观察三维电子地图上的任意一个角落。

对于重点区域、重点单位，如具体的建筑物、石油石化厂区、商场等对象，则进行更精细的仿真建模，以便更加具体地展示出现场的真实环境，为消防官兵的作战行动提供了可靠依据，同时也提高了平时的模拟演练的真实性。

对三维虚拟演练中涉及到的消防实力，如消防车辆、装备器材、战斗小组等，进行动态角色模型建模仿真，利用虚拟平台底层绘制引擎可将这些角色模型通过用户交互方式添加到3D场景中，并控制其动作，可实现基于3D GIS的虚拟仿真功能。以此技术为基础，虚拟作战平台提供了对象虚拟、事故虚拟、实力虚拟等功能，用户可以通过鼠标、键盘等操作实现在3D地图场景中排兵布阵，完成各个作战环节的虚拟演练。

虚拟演练平台的实现依赖于3D GIS技术、VR技术以及这些技术在实际系统中应用情况。三维虚拟演练平台可以用户替代现场演练、桌面推演、预案演练、预案数字化等，也可以替代现有通信指挥系统中的GIS平台的功能，具体如图3。

5 结语

本文还将3D GIS技术与VR技术完整的结合，实现了统一的虚拟仿真三维引擎，真正意义的在3D GIS平台上实现了静态模型与3D人物、装备、动态模型的交互，解决了消防在模拟演练、桌面推演及数字化预案中面临的众多问题。

参考文献

[1]舒建华，虚拟现实技术的应用现状与未来展望[J].电脑知识与技术，2008（3）：1706-1708.

[2]刘占平，王宏武，汪国平等.面向数字地球的虚拟现实系统关键技术研究[J].中国图象图形学报，2002，7 A（2）：160-164.

[3]葛顺，基于JAVA3D虚拟现实场景的改进LOD算法：[硕士学位论文]，湖北：武汉理工大学，2005.

第2篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

关键词：森林防火；虚拟仿真；实验教学；林业；自主创新

中图分类号：S762.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）07-1351-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.07.039

Exploration and Practice of Virtual Simulation Experimental Teaching System Construction for Forest Fire Prevention

WANG Ying， YANG Zhi-gao， LIU Jiang-long， ZHANG Gui， CAO Xiao-yu

（School of Science，Central South University of Foresty and Technology， Changsha 410004，China）

Abstract： In recent years， virtual simulation experiment solves many problems that can not be solved by traditional experiment， and more and more attentions focus on it by educators. It becomes an important part of Experiment Teaching. The forestry characteristics are given full play in the Virtual Simulation Experiment Teaching Center of Forest Fire Prevention of CSUFT. A high qualified virtual simulation’s teaching team was built， and a large of virtual simulation experimental resources are reserved through independent innovation， sharing and openness. The fact indicates that virtual simulation experiment teaching， which develop students’ comprehensive abilities， brings a lot of convenience and benefits for students， including forestry major and information major in experiment class.

Key words： forest fire prevention；virtual simulation；experimental teaching；forestry；independent innovation

包括森林防火在鹊牧盅ёㄒ担是一门实践性非常强的学科。无论是森林培育，还是森林经营管理，其理论和方法都是千百年来劳动人民和林学科研工作者从实践中萃取的精华。

森林防火作为森林经营管理的一个重要部分，实践对其具有重要作用。然而，专科生、本科生森林防火实践教学面临许多现实困境。首先，林火发生具有偶然性，同时起火地点多位于偏僻的林区，不容易及时赶赴现场；其次，林火蔓延的面积广、危险系数高、专业性强、时间紧迫，近距离的观摩指挥与扑救过程是不现实的；再次，学校缺乏消防演习场所和器材，如果从消防部门借用，庞大的开支无法负担，因而操作实践也无从谈起。因此，林业院校的森林防火类教学往往停留在理论层面，观看图片和视频成为主要的“实践”方式[1-3]。

近年来，随着虚拟仿真技术的兴起与广泛应用，应急类虚拟仿真教学与培训在多个行业得到应用，如消防、电力、水利、石油等行业。这些成果为森林防火虚拟仿真实验的开发和应用提供了良好的基础。

1 森林防火虚拟仿真实验教学中心建设历程

中南林业科技大学是一所以林业为特色，多学科协调发展的综合性大学。学校拥有1个国家重点野外科学观测研究站，2个国家工程实验室，3个国家级实验教学示范中心，一个教育部重点实验室，1个国家林业局重点开放性实验室。

2004年学校对实验室进行优化整合，组建了森林植物实验教学中心，2007年被评为国家级实验教学示范中心。示范中心是中国南方最大的森林植物实验中心，依托中国亚热带丰富的森林植物资源和独特区位优势，为培养高质量、高素质、具有创新能力的人才与建设支撑学科发挥了辐射与示范作用。

2011年学校以国家级森林植物实验教学示范中心为依托，整合森林培育、动植物标本室、遥感中心、计算机科学与技术、信息管理与信息系统、测量等实验室的相关资源组建了森林防火虚拟仿真实验教学中心。中心是目前国内第一个森林防火虚拟仿真实验教学中心，通过对虚拟森林植物生长过程、虚拟森林植物生长与林火干扰与恢复过程、虚拟三维场景、林火蔓延模拟、火灾指挥扑救模拟等的研究及软件和信息系统的开发，不但为本科教学提供了直观、互动性强的实验教学平台，也为中国林业部门人员的培训提供了丰富的教学资源，为林火的扑救教学提供了信息化手段。

2014年，中心凭借在森林防火领域长期的实践探索，以及在虚拟仿真实验教学领域获得的成果，成为首批入选的国家级虚拟仿真实验教学中心。

2 森林防火虚拟仿真实验教学体系建设

中南林业科技大学在林学领域发展近60年，在林木育种、森林培育、森林保护、森林经理、动植物保护、水土保持和经济林等领域进行了长期的探索与科学研究，取得了丰硕的教学与科研成果。同时，学校在中国南方森林防火研究中占有很重要的地位。学校森林防火专家经常受邀参与森林火灾的规划设计与评审、火案侦破、损失评估与人员培训等工作。制作的林火模拟案例连续四年均入选国家森林防火指挥部森林防火案例教学库，开发的软件与信息系统在湖南、广西、广东、云南、大兴安岭等地进行了推广与应用，效果良好。

2.1 构建具有林业特色的虚拟仿真实践教学模式

根据学校专业特色，中心着力打造具有林业特色的虚拟仿真实践教学。中心坚持以人才培养为目的，以虚拟仿真实验为手段，构建了“层次多样、内容丰富、师生共建”的创新型虚拟仿真实验教学模式，如图1所示。即教学方式上由易到难逐步推进；教学内容以森林防火为主，辅以动画、三维建模等知识的教学；实验项目的建设立足自身，以本校师生作为实验室建设的绝对主力[4]。

2.1.1 设计循序渐进的教学方式 森林防火教学分为基础理论教学、进阶实训教学和自主创新实践三个层次。基础理论教学阶段的实验项目，主要针对理论教学中的演示性内容开展，确保学生对教学内容有个直观了解；进阶实训教学主要满足学生的上机实验，通过可交互的、动态的实验项目，加深学生对课堂内容的理解，强化学生实际动手操作能力；自主创新实践主要结合中心建设与学科建设项目，教师主导，学生作为主力军，师生合力完成森林防火教学实验项目的设计与开发[5]。

因此，各个教学阶段对应的实验项目，并不是严格区分的，实际上，同一个实验项目，可能是在第三阶段由师生共同开发出来的，但在第一阶段被用来做演示实验使用，在第二阶段则成了实验中的操作对象。

2.1.2 提供丰富的能满足各个专业需求的教学内容 森林防火虚拟仿真实验教学中心为林学、风景园林、地理信息、计算机等专业提供虚拟仿真教学。考虑到不同学生个体的爱好、专业、就业方向，中心在设计实验项目时，尽可能提供多种实验教学内容，以满足不同专业学生的学习。通过多年的探索，中心实验项目日益丰富。主要包括：①三维模型制作教学，中心提供3Ds Max、Maya等3D建模软件的培训学习，利用上述软件，学生可以学习制作简单几何模型、建筑家居模型、人物模型、地形模型、粒子系统（火焰烟雾水体）等；②三维动画制作教学，中心购置了Unit 3D、VRP_Builder等国内外优秀的三维交互式动画软件，并提供上述软件的教学培训，如人物、动物动作仿真，消防器材使用仿真，场景漫游等等；③林学方面教学，因为主要涉及森林培育、森林保护、森林经理、动植物保护、经济林等方向的教学，因此，中心着力打造了植物生长仿真、森林资源仿真、森林公园场景仿真、植物三维建模、地形快速建模等实验项目；④森林防火方面教学是中心的建设重点，主要针对森林火灾现场的仿真，借助高分辨率的大屏幕，使学生获得沉浸式森林火灾实践体验。同时，森林防火实验项目主要结合科研项目与学科建设项目成果，因而综合程度、仿真度都很高，如林火扑救指挥仿真、林火蔓延仿真、林火避险仿真及森林火灾卫星监控预警系统仿真等综合实验项目。

2.1.3 设计开发自主产权的虚拟仿真创新实验项目 通常，虚拟仿真的实验项目大部分都是由专业公司使用专门软件制作而成，在制作过程中，师生的参与程度低、制作费用高；在教学过程中，维护困难，难以根据实际场景对实验进行修改。基于上述问题，森林防火虚拟仿真实验教学中心师生充分利用实验中心提供的软硬件条件，选用业界常用的3D制作软件，自主开发了多个实验项目。

师生自主开发虚拟仿真实验项目，有以下意义：①体现了教与学的“相长”。以往的实验设计，都是从教师教学的角度来进行。学生的参与程度低，缺乏学生意愿的表达，而中心的实验从设计到制作均由师生共同完成，既兼顾教师对森林防火知识和3D建模知识的传授，又更多的站在学生学习知识的角度来考虑实验的设计制作。②体现了理论与实际的结合。每个实验项目在开始制作之前，都会对相应理论进行认真研究，对相关实体进行亲身体验。如林火扑救指挥仿真的开发，首先就对林火蔓延、林火扑救等理论进行了深入研究，然后对森林植物与林火发生发展等实地进行考查与验证。在此基础上，制成森林火钠司戎富尤维虚拟仿真系统，接着应用到教学中，在这个过程中，师生会对系统提出改进意见，根据这些意见，制作人员进行反复修改，直至真正符合教学要求，于是在应用、完善、再应用过程中形成良性循环。③体现了科研与学科建设的相互促进。绝大部分实验项目在制作过程中，都充分借鉴和吸收了老师前期的科研成果。得益于中南林业科技大学在林业和森林防火方面的大量科研成果，几乎所有实验项目的制作都能在前人的成果中找到理论源泉，甚至部分成果可以直接利用，如森林公园三维漫游等[6，7]。

2.2 建立健全开放的实验教学资源共享长效机制

在《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》中，教育部明确要求“优质实验资源共享”是虚拟仿真实验教学中心建设的核心工作之一。森林防火虚拟仿真实验教学中心自成立之初，就十分重视资源共享建设。

1）资源丰富、覆盖面广。中心为林业类、信息类（林学、森林保护、测绘工程、地理信息科学、土地资源管理、信息与计算科学、软件工程、通信工程、电子科学与技术、电子信息工程、机械制造及自动化、土木工程等）本科生、硕士生及博士生提供直观互动的实验教学平台。该中心所建平台同时也可为我校所有理、工、农、管等门类本科专业进行虚拟仿真实验教学，覆盖了全校6成以上的学生。另外，中心还对林业消防部门提供虚拟仿真消防培训，产生了较好的社会效益。

2）所有实验项目均为自主研发，共享时无产权限制。中心除了硬件及通用基础开发软件外，所有实验资源（模型及实验项目）均为自主研发，因此不同于商业软件，存在知识产权限制而不能充分共享的问题。

3）建设了完善的共享平台作为支撑。中心建立了WEB服务平台，学校师生足不出户，就可以通过服务平台使用、、管理相应实验资源。同时，服务平台提供了完善的实验教学辅助功能，协助管理者与教师完成实验管理与教学工作。

4）建立了合理的激励机制。中心建立了交换与补偿机制，鼓励师生对实验资源“多使用多贡献”。如积分模式，用户可以通过购买或贡献资源的方式获得积分，然后用积分兑换实验资源。同时，对在实验室建设与管理中做出重大贡献的师生，中心在制度允许的范围内给予一定的物质奖励。同时，中心制定了严格的考核制度，对出现的问题予以相应处罚[8-10]。

2.3 打造高水平的、创新型的虚拟仿真实验教学和管理团队

森林防火虚拟仿真实验教学中心的建设，离不开一支优秀的团队。建设团队包括实验技术人员、专业教师、部分学生。实验技术人员主要负责中心日常管理与实验教学，专业教师主要负责教学与实验项目开发，学生主要是在教师的指导下开展实验项目开发。

在组建团队时，中心以学科专业带头人牵头组织本专业的实验教学小组。每个专业由专人设计编写各自的虚拟仿真实验课程、实验内容和实验教材，然后由中心熟悉虚拟仿真软件开发的师生进行具体开发，最后将上述成果交由专业教师进行教学。由此，中心形成了相对稳定的实验教学队伍。目前，中心拥有专职教师12人，兼职教师19人，所有教师均具有硕士以上学历，博士占到80%。大胆启用在校学生是中心一大特色。中心比较固定的学生团队16人，本科生、研究生各占一半。另外，中心还组织了虚拟仿真协会，协会拥有注册会员120多人，固定成员与协会会员均采取老带新的模式进行培养。中心全部的三维模型及大部分实验项目主要由学生在中心实验室完成，教师主要负责指导与技术难点攻关。这样做的好处是增强了学生的就业技能，为教师节约了大量科研教学时间，提高了实验项目的开发效率，且师生在协助开发的过程中加深了相互了解，从而有助于提高教学质量。从中心走出的学生，就业率达到100%，而且就业质量远高于其同专业平均水平。

3 建设内容与成果

经过近5年的发展，尤其是入选教育部首批虚拟仿真实验教学中心以来，森林防火虚拟仿真实验教学中心在软硬件建设上成绩裴然，成果丰硕。中心拥有实验室5间，面积达360 m2，分别是2个实验机房、沉浸式虚拟现实实验室、工作人员办公室以及实验项目开发人员工作室。拥有高性能图形工作站45台，高性能服务器4台，配备3D高清LED大屏的沉浸式虚拟现实系统1套，360度全景摄像机2台，红外热像仪1台。另外，中心还购置了Unity 3D、3Ds MAX、Photshop、VRP_Builder、SkyLine等一批图形开发软件。

目前为止，中心最大的成果来自于自主研发的实验资源。中心师生已经自主开发了8个完整的实验项目，400多个三维模型，另外，尚有多个实验项目正在制作当中。模型主要分为以下几类（图2）：

1）简单模型。主要是用来作为3D建模学习，包括建筑、家居、汽车等常见模型，共100多种。

2）植物模型。3D植物模型200多种，以树木为主。

3）消防器材模型。3D消防器材模型30多种，包括风力灭火机模型、消防车模型、飞机模型、遥感卫星模型等。

4）人物模型。3D人物模型25种，涵盖男女、老中青各种角色，同时包括跳、走、跑、卧、坐等通用动作以及灭火、捂鼻、砍树等专用动作。

5）粒子模型。包括烟、雾、水、雪、火等各种用粒子模拟的模型共28种。

实验项目主要包括（图3）：

1）3D校园漫游。以中南林业科技大学校园为蓝本，具有位置导航等交互功能的3D校园漫游导航系统。

2）森林公园仿真。模拟广州市白云山森林公园，重要景点提供高清360°视频或图片，并具有一定的交互性。

3）林火蔓延仿真。模拟林火在不同地形（平地、山地、丘陵）、气象（不同的风速、风向）、植被（草地、灌木、疏林地）条件下的蔓延火行为，包括火烧速度，火烧强度等，并具有一定的交互性。

4）林火紧急避险仿真。模拟几种主要危险环境条件下的避险逃生方法和过程，具有简单的交互功能。

5）林火扑救仿真。模拟几种主要环境条件下间接扑救指挥过程和结果，具有简单的交互功能。

6）森林火灾卫星监控预警系统仿真。模拟遥感卫星拍摄图片，地面接收站接受图片，解码图片，发现火点，发送火点警报整个流程，具有简单的交互功能。

4 结语

由于受实际情况限制，过往的森林防火教学通常停留在纸上谈兵阶段，极少涉及实践。虚拟仿真实验教学中心的建立，为森林防火实验教学提供了一个不可或缺的平台。同时，它不仅仅是一个森林防火的教学平台，还是一个虚拟仿真技术的培训平台，不同专业的同学，在这里学到了各自想要的知识，开阔了视野，锻炼了能力。事实表明，广泛开展虚拟仿真实验教学是今后实验教学的一个发展趋势，虚拟仿真实验是实验教学的一个重要组成部分。

森林防火虚拟仿真实验教学中心将根据教育部“科学规范、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的精神，加强校企合作，进一步强化队伍建设，持续提升自主创新能力。具体来讲，完善以树木为主的模型库，增强模型的仿真度，改善实验项目的交互性与可操作性，开发更多的实验项目是今后中心工作的重点。

参考文I：

[1] 沈建华，李 飞，程崇虎，等. 通信与信息网络国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].实验室研究与探索，2015，34（1）：161-164.

[2] 李炎锋，杜修力，纪金豹，等.土木类专业建设虚拟仿真实验教学中心的探索与实践[J].中国大学教学，2014（9）：82-85.

[3] 孙 龙，刘 菲，金 森，等.森林防火课程综合实习改革设计[J].教育教学论坛，2013（3）：57-58.

[4] 汪雪琴，张贝克，吴重光.开展控制技能仿真实训 培养学生创新能力[J].中国大学教学，2008（7）：37-38.

[5] 刘桂阳，李媛媛，张园园.虚拟农场地形地貌建模研究[J].湖北农业科学，2015，54（7）：1726-1730.

[6] 杨 庆，黄陈蓉.虚拟现实与系统仿真实验教学改革探讨[J].实验技术与管理，2011，28（3）：94-97.

[7] 刘小英，张 健.三维校园虚拟现实平台的设计与实现[J].湖北农业科学，2013，53（12）：2909-2912.

[8] 陈国辉，刘有才，刘士军，等.虚拟仿真实验教学中心实验室教学体系建设[J].实验室研究与探索，2015，34（8）：169-172，185.

第3篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

【关键词】计算机模拟 火灾模型 模拟软件 消防

【中图分类号】 F224-39【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0449-01

一、概述

火灾模拟是研究火灾在一定条件下孕育、发生和发展的机理和规律。模拟研究的理论基础是承认火灾过程遵循确定性的规律，这种规律既可以在模拟实验中再现，也可以抽象成控制火灾过程的数学表达式。模拟研究的意义是可以通过简化和近似，逐个研究影响火灾的各个分过程和各主要因素的作用，逐步解释火灾的机理和规律。

二、火灾模拟在消防领域的应用

（一）在建筑防火设计中的应用

火灾模拟技术为建筑防火设计和消防安全评估提供了新的科学工具。建筑设计人员可以随设计项目建立模型，预测该建筑可能发生火灾的情况，或是设定火灾场景。根据计算机模拟得到的数据来测算和确定各处建筑构件、材料与组件、消防设备的使用，以体现“性能化”设计的目的。

（二）在火灾事故调查工作中的应用

计算机火灾模型还可以用于火灾事故调查。技术人员运用仿真技术在计算机上建立建筑模型，模拟火灾过程，将得出的数据和结果与火灾现场勘验的数据和目击者提供的情况进行比较，可以较准确地发现火灾发生和发展的全过程，为火灾调查提供科学依据。另外，通过调查火灾参数设置，还可以对已做出的火灾事故原因进行判断，以验证其准确性。

（三）在灭火实战与训练中的应用

消防机构可以运用火灾模拟技术，建立重点单位或重点部位的模型，通过模拟的方法，制定该单位灭火救援预案。假如该单位真的发生火灾，该系统能够帮助灭火指挥员在火场作出正确的判断。此外，随着计算机模化和模拟技术不断发展和成熟，它还将为消防管理灭火训练人员疏散自救等提供新的手段和工具。

三、火灾模拟在消防领域的意义

火灾模拟技术针对火灾现场进行的事故分析和灾情回溯，可以帮助消防人员以及整个社会更加清晰认识、了解火灾发生的过程。当前，我们对火灾事故发生后所能做的工作集中在事故现场清理，现场物证提取，火灾案情分析等工作，这一类工作也主要用于帮助消防人员来进行火灾事故责任指证等案情工作。如果将整个火灾事故分析结果进行较真实的三维还原模拟，那么既可以作为案情分析的又一有利工具，也可以将最终定案的结果作为火灾预防的宣传材料。同时，以虚拟现实和三维仿真为基础的火灾模拟可以在分析火灾案情的过程中快速建立起相关方案的完整事故模拟流程，用以进行预测方案的演练和佐证，也可用作火灾预防的宣传和教育，真正的做到“前车之覆，后车之鉴”。

四、常用的火灾模拟软件

当前主发的火灾模拟软件包括：设计火灾场景的时候计算火灾功率用的DETAT-QS、ARGOS等，计算火灾烟气用的FDS、FLUENT、C F A S T、P H O E N I C S等，计算人员疏散的有E V A C N E T、BUILDINGEXODUS、SIMULEX、STEPS等。这里主要介绍以下几款软件：

（一）CFAST

CFAST可以用来预测用户设定火源条件下建筑内的火灾环境，用户需要输入建筑内多个房间的几何尺寸和连接各房间的门窗等开口情况、壁面结构的热物性参数、火源的热释放速率或质量燃烧速率以及燃烧产物的生成速率。该模型可以预测各个房间内上部烟气层和下部空气层的温度、烟气层界面位置以及典型的气体体积分数随时间的变化， 同时还可以计算房间壁面的温度、通过壁面的传热以及通过开口的质量流率。CFA S T 还能处理机械通风和存在多个火源的情况。

（二）FDS

FDS软件是由NIST开发的一种以火灾中流体运动为主要模拟对象的计算流体动力学软件。该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的 N-S方程，重点计算火灾中的烟气和热传递过程。FDS提供了两种数值模拟方法：直接数值模拟（D N S）和大涡模拟（LES）。

（三）FLUENT

FLUENT是世界领先的CFD软件，在流体建模中被广泛应用。 该软件采用有限体积方法， 提供3种数值算法，即S e g regated Solver、Coupled Explicit Solver 和Coupled Implicit Solver ，而其他商用CFD 软件仅能提供1 种。 FLUENT的网格生成器（GAMBIT）具备突出的非结构化的网格生成能力， 被公认为目前商用CFD软件最优秀的前置处理器。

FLUENT软件提供了丰富的物理模型，包括理想气体模型、真实气体模型、多种燃烧模型、各种物性参数，以及旋转系统模型、传热模型、针对外流场与内流的特定的边界条件等。另外，软件包含8种工程上常用的湍流模型， 而每一种模型又有若干子模型。 其他任何软件都不能像 F LU EN T 这样提供如此丰富的物理模型。

FLUENT具有强大的后置处理功能，能够完成CFD计算所要求的功能，包括速度矢量图、等值线图、等值面图、流动轨迹图，并具有积分功能，可以求得力、力矩及其对应的力和力矩系数、流量等。对于用户关心的参数和计算的误差， 此软件可以随时进行动态跟踪显示。另外，该软件一直以界面友好而著称， 所以对初学者来说非常容易上手。

（四）Building EXODUS

Building EXODUS是英国格林威治大学开发的一种疏散模拟软件，与其他疏散软件最大不同之处在于： EXODUS考虑了疏散人员之间、疏散人员与火灾之间以及疏散人员与建筑之间的相互作用，将社会因结合到人的行为和运动中， 因此能够在更短的时间内测试更多设计方案的疏散性能， 从而找到最优的解决方法， 摆脱了用人做实验所带来的高成本及潜在危险性。它也能够运用输入的 CA D 制图作为数据， 用于计算，并显示建筑物在人员疏散时的“瓶颈”，能够方便地评价不同设计， 以确定一个最优解决方案， 这为设计者提供了更大的设计弹性， 提高了安全水平。

Bu ilding EXOD S 适用于超市、医院、工业建筑、火车站、机场、体育馆、电影院、购物中心、高层建筑等。无 论是单一模拟还是众多模拟，运用Building EXODUS均可以产生大量数据，电子表格软件可以对这些数据进行较好的分析。Building EXODUS 能够检查大量不同因素对特定场景的影响， 通过改变具体参数而检查影响（行为、程序、环境和构造）产生的结果。此外，Building EXODUS能够演示图表模拟的结果，允许更多直接的平均值解释模拟的结果。

参考文献

[1] R a y mo nd F r iedma n. A n in te r na t ion al s ur v ey o f co mput e r mo del sf o r f ir e and s mo ke [J] . Jo ur nal of F ir e Pr ot e ct io n Eng in ee r ing ，199 2， 4（3） ： 81- 92.

第4篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

关键词：数字化技术；高层建筑；数字生成；数字建造；智能建筑；数字消防

Abstract: This paper take the application of digital technology in the high-rise buildings as a starting point, to promote the healthy development of high-rise buildings provide a technical basis. Described the impact of digital technology for high-rise building design and construction of their behavior, and changes to the way people work and live through the digital technology applications, digital buildings, high-rise digital buildings and high-rise building digital fire. The digital technology is only a means of architectural design, architectural design should not be caught in the quagmire of "instrumental", and building connotation is the more important factor.Key words: digital technology; high-rise buildings; number generation; digital construction; intelligent building; digital fire

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

人类社会已经步入数字化的时代，电子技术和数字化媒体的兴起与普及影响着人类社会的方方面面。而20世纪末数字化技术的发展和成就构成了建筑及其设计现状赖以存在的重要背景，推动了建筑在设计、建造和管理等各方面的发展，并使其大为改观。数字化技术在高层建筑中的应用，本文将从以下四个方面加以说明。

一、高层建筑的数字生成

传统的建筑设计中造型的推敲只能依靠模型或手绘来表现，运用空间想象力来塑造形体。计算机技术的发展日新月异，为建筑师的设计提供了更多更好的方法与手段。计算机软硬件所提供的强大运算能力赋予了建筑师操作某些造型的机会，使得这些用传统方法无法控制的造型在今天的建筑设计中得以实现。今天，新的计算机图形技术，如 NURBS 技术(不均匀有理 B 样条曲线造型系统)、三维输入设备技术等的迅速完善，又为我们带来了更自由的空间造型手段。

荷兰建筑设计小组MVRDV 经过长期与其它软件公司合作研究，陆续开发出“功能混合”(Function Mixer，图1)，“区域创造”(RegionMaker)，“气候控制器”(The Climatizer)等计算机软件系统。这些软件构成了数据景观及建筑形态存在的数字世界，他们可以在无限度的虚体空间中任意更换位置，设计师可以通过输入相应的数值与其进行交互设计，体验它真实的视觉存在。现实被看作信息的外部表现形式，现实可以被大量的数据符号所转译，这种方式脱离了建筑师的灵感，通过电脑程序对复杂结构提供更多的可能性，生成新的建筑形态。

二、高层建筑的数字建造

数控制造是高层建筑数字建造的主要技术手段。数控制造手段是由设计人员设计好包含BIM信息的文件，然后在工厂由BIM文件自动产生的数控代码通过数控机床加工构件，最后在现场根据BIM文件产生的构件安装指令通过机械或人工安装。如盖里事务所在德国杜塞多夫的新昭豪夫综合体（图2）中一栋主楼的外墙，它利用数字化模型，由三维数控铣床上切割、打然后在套模板中放置捆扎钢筋并浇注混凝土，最终形状各异的 355 块混凝土大板被运往工地拼装。三维建筑信息模型中的数据资料可被用于施工现场定位，确定每一个组装构件安放地点。一些新的数字技术如电子测量和激光定位，可以与建筑信息模型相结合，精确测定组装构件的现场位置。

数字建造技术不但运用到了建筑异形构件的加工方面，更有科学家和建筑师试图让机器人人直接参与建筑的制造过程。在美国南加利福尼亚大学的工程学教授伯劳科・克霍斯尼维斯发明了一个可喷吐混凝土，在完全无人控制的性况下建起了一段墙体的机器人。克霍斯尼维斯说:“可将它安装在一个工地建造一座房屋或一整排房屋。”他甚至还设计了一种会攀爬的机器人，可以利用它建造摩天大楼。

三、高层智能建筑

美国智能建筑学会（AIBI）对“智能建筑”的定义是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合，并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适的建筑。

智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，尤其在高层建筑及其群体建筑，智能技术体现了它拥有系统更大、结构更复杂的集成管理系统（IBMS）,能对智能广场中所有的楼宇进行全面和综合的管理。智能建筑技术覆盖了建筑的方方面面，从拥有舒适、高效的智能环境，数字化的智能技术在家庭环境中也得到了更为人性化的发展，它可以扩展到住宅内任何带有电子开关的东西。

智能建筑技术中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等，都在高层建筑中得到了更加广泛而具体的发展和应用。但与此同时，智能环境中网络化计算机和多媒体设备的普遍应用也为建筑师的设计工作增加了更大的复杂性。建筑师不但要了解计算机通信及多媒体环境的设计含义，更要在建筑设计的方案阶段就考虑到自动化设备机房的布局，弱电竖井的配置，吊顶、架空地板需要的层高等，对整个空间做出计划和部署。

四、数字化技术与高层建筑消防系统

由于高层建筑火灾时人员疏散困难、火灾扑救难度大的火灾特性，高层建筑在防火设计时主要考虑以自救为主，高层建筑的防火是百年大计，必须做到防患于未"燃"。随着数字化技术的发展，数字化技术在高层建筑消防领域也逐渐显示出它的优点来，上海消防在世博会时期依托计算机网络数据平成的高层建筑数字化灭火预案便是一个例子。

将虚拟现实技术用于消防模拟仿真，计算机防灾模拟技术可以对防火、疏散等方面进行安全性检验。比如目前的疏散仿真系统逐渐由定性向定量深化，通进计算机分析研究建筑物发生火灾后的人员疏散行为活动的因果关系，将不同人员在不同时刻的几何位置变化记录下来，同时在计算机上直接模拟显示出人员在建筑内部的疏散移动全过程，并经过分析计算出疏散时间。

正在兴起的物联网技术可应用于高层建筑消防应急救援及远程监控，为火灾救援赢得宝贵的时间，对于全面提升高层建筑公共消防安全防范能力和管理水平显得尤为重要。

结论

数字化时代的新技术为高层建筑设计带来了诸多新的可能，为建筑师在形式创新方面提供了更自由的选择，使“复杂”不再成为令人望洋兴叹的畏途。在数字化技术影响下，建筑材料形态与特性的变化使得建筑形式“无所不能”，只要能想的出，都可以建的出。智能化的高层建筑为使用的人群提供舒适的环境、便捷的管理，数字化技术对解决高层建筑消防难的问题起到了巨大的促进作用……

我们在享受数字化技术带来的方便的同时，也应注意避免陷入“数字化工具”的误区，避免数字化信息时代的无限复制导致建筑本体价值的贬值，建筑意义的缺失以及地域文化艺术的缺失。一切新的技术的应用，都会是有利有弊的，我们要积极利用它有利的一面，同时不能被技术所牵引，让数字化技术来为我们服务，建造出人性化、智能化、绿色的高层建筑。

参考文献：

[1] 俞传飞.数字化信息集成下的建筑、设计与建造.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] 数字化时代对建筑设计的影响; 中外建筑,2009,6:139

[3] 彭赞编译. 新世纪摩天楼的发展趋势.时代建筑.2005,4 :25

[4] 石晶. 数字化进程中建筑设计方式的发展变迁. 湖南大学硕士学位论文.2007,4 :46

[5] 任秋凌. 机器人建摩天楼. 中华建筑.2005,3:59

第5篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

[关键词] 信息技术 消防领域 应用与发展

随着现代信息通信技术、计算机网络技术的迅猛发展，信息技术日益渗透到经济发展、社会进步、军革和人类生活的各个领域，消防领域顺应时展趋势,加快推进消防信息化建设，提高消防信息化水平，提升灭火救援综合保障能力。结合消防领域的实际,谈一下信息技术在消防领域的应用与发展。

一、信息技术在火灾统计上的应用与发展

消防信息化缘起于火灾统计的计算机处理。上个世纪80年代初开始运用计算机进行火灾统计工作，80年代末实现了火灾统计数据的初级汇总。90年代中期，部分消防局组织开展了火灾统计计算机系统并配发各地，系统的应用全面提高了火灾统计工作的效率和质量。

二、信息技术在火灾报警中的应用与发展

随着城市建设的发展，火险隐患不断增加，重特大火灾发生机率呈上升趋势。目前，在各建筑物内安装的火灾探测报警系统及消防设施，在早期发现火灾警情和预防火灾方面发展了重要作用。早期火灾报警技术在实际使用过程中，由于产品质量、设备管理、警情处理等方面问题日益突出，严重影响火灾探测报警设备功能的正常发挥。以现代通信和网络传输技术为基础发展起来火灾报警联动监控技术，可以确保火灾探测报警系统和消防安全设施正常运行并发展其应有作用，通过传输火灾探测报警系统的设备运行数据和报警信息，为消防监管和灭火救援部门提供强有力支持，实现缩短报警时间，准确迅速扑救火灾，提高整体防灾减灾技术水平。

三、信息技术在火灾仿真技术应用与发展

随着人们对火灾规律的了解加深和计算机技术的高速发展，建立数学模型进行火灾烟气规律的仿真得到了越来越广泛的应用。对数学模型方法而言，可实现现有的数学模型的计算，进行火灾烟气流动的仿真实验。利用现有的高速发展的计算机图形技术，三维动画技术，对仿真实验的整个过程达到人机交互界面（用户界面）动态显示出来，以较少的人力、物力和财力，提高人们对整个火灾过程的感性认识，便于对火灾烟气流动性的分析。火灾数学模型在火灾特性的了解，为消防队和有关部门提供火灾预测，为灭火和救援的战术技术的制定提供技术依据，提高人们的消防意识。随着科学技术的发展，特别是计算机技术的飞速发展，火灾数学模型的准确性和灵活性将会得到不断提高。

四、信息技术在消防指挥建设中的应用

当前，以计算机控制为中枢的消防指挥系统越来成为现代消防工作的必要装备，成为现代消防工程的重要组成部分。

（一）化学灾害事故处置辅助决策系统。化学灾害事故处置辅助决策系统由现场评估、处置方案、应用计算、毒物查询、信息管理等功能模块组成，该系统根据现场地理和气象条件及事故化学品相关信息进行危害评估，并将危害范围、程度、蔓延速度和方向自动显示在地图上。同时预测伤亡人员、所需消防车辆、灭火器材、灭火药剂的数量，生成包括化学品理化性质、危害特点、战术要点、处置程序和方法及所需力量等内容的现场处置方案，其中的现场评估和应用计算种类全面，计算精确；毒物查询在消防部队处置化学危险品的泄漏、燃烧、爆炸事故中发挥了很大的参考和指导作用。经多方搜集和统计，应用该系统成功处置各类化危品事故就达上百次，为降低危害程度、挽救国家财产发挥了巨大的作用。《化学灾害事故处置辅助决策系统》中涉及到的数据有很多，如：器材装备、车辆、人员、重点单位、灭火救援预案等，能利用现有的系统数据直接导入，则可达到共享的目的，从而降低各基层消防部队的劳动强度，为消防队信息化建设打好基础。

（二）119接处警指挥系统。信息处理技术、计算机网络技术和数据通信技术发展非常迅速，利用这些成熟的技术建设119接处警指挥系统，完成快速、准确和有效受理警火警工作。119接处警指挥系统包括录音录时系统和通讯系统。119报警电话接通后，系统启动，将报警电话号码、报警时间等信息自动储存系统，并将通话录音自动生成话音件，并存入计算机硬盘，用户可随时进行查询存档、删除、播放查听录音文档等工作，实现接处警方式的计算机化，灾情判断智能化，指挥系统网络化，指令下达自动化，力量调度集群化，辅助功能联动化，各种信息实时化，火灾档案标准化，便于事后资料查询分析，为提高消防部队的战斗力和调度效率起到了很大的作用。

（三）消防地理信息和GPS定位系统。消防地理信息系统主要应用于城市通信指挥系统，主要局限于二维的电子地图，结合三维可视化技术与虚拟现实技术，通过建立矢量化电子数字地图数据库，将辖区地理位置、消火栓分布、重要建筑分布、行政划分、公路铁路交通线网络、水系分布、重点单位分布信息建立生成相关消防地理信息数据库，具有多级缩放、漫游、开窗放大、分层显示、报警点显示、着火点标注，并将着火地附近各种情况资料直观显示在指挥中心大屏幕上或通过打印机将图形打印输出。在消防车辆上安装GPS终端，结合消防地理信息系统，使消防车辆能感知自身位置，并自动在GPS地图上动态标注和预计到达时间并选择最佳路径到达火警点，在发现车辆行进方向或行车路线错误时及时更正，进而完成消防车辆行车路线、路径轨迹、所处状态（如出动、到达、修理等）全面管理，根据这些信息，及时制定灭火作战计划提供增援灭火力量情况资料。在灭火作战、抢险救援中起到辅助决策指挥的作用。

（四）重点场所的图像监控系统。图像监控系统对重要建筑物和重点场所，将图像监控系统联网，并对各监控点的图像进行采集，实时地将信号传送到指挥中心，在指挥大厅的电视墙上显示出来，使指挥人员能够快速直观地了解掌握现场实际情况，从而进行有效的指挥调度系统主要由监控点终端采集设备、光纤传输和接收设备、电视显示设备和有关控制分配设备等组成。完成实时定位、调度监控、远程监控、历史查询的功能；消防管理部门对各消防单位安全管理的监督能力；提升城市及行业综合防灾能力。

（五）应急卫星指挥系统。应急卫星指挥系统是应急卫星通信指挥车在系统网络平台利用先进的现代通信技术、无线数据传输技术、车载计算机技术、图像采集及传输技术实现指挥车与现场工作人员的通信联络、现场指挥调度等功能，是针对大型现场、群众疏散、抢险救援的移动应急指挥中心，也是现代通信技术及其它高科技技术的综合运用。具有数据通信功能、车载计算机处理功能、车载摄像频监控及图像无线传输功能、车内外照明功能、电源保障功能、办公会议功能、生活保障功能、集中操作控制功能、警示功能、安全保障功能等。整车性能实现了全天候、快速反应突发事件的信息处理和应急调度指挥的需要，使其具备事故快指挥功能，并以GPS地理信息系统和视频会议系统为平台，对重特大突发事件的应急救援协调指挥和应急管理起了重要作用。

五、信息技术在消防业务管理中的应用与发展

信息技术和网络技术在消防业务管理工作中的应用领域十分广阔，消防业务信息平台是综合防火监督管理、通信调度指挥、消防训练与培训、灭火救援辅助决策、火灾统计、消防安全知识普及教育、消防队伍的后勤管理、人事管理以及日常办公自动化等消防信息化应用平台。它以消防业务工作为主线进行。把消防工作中的个人事物、单位事物、车辆管理、预案管理等业务紧密结合，实现了消防业务办公自动化和消防业务信息共享及综合利用，建立了消防部队快速反应机制，提高消防部队预防和扑救火灾以及处置其它灾害事故的实战能力，大大优化了消防业务工作流程，实现了消防业务管理科学化、规范化，提高了工作质量和管理水平。实现网络编制灭火预案，绘制电子地图，熟悉道路、水源及重点要害部位等功能，最终达到提高工作效率、严谨办事程序，实现消防业务工作的统一管理，即预案制作电子化、熟悉道路日常化，工作科学化、办公自动化的目的。

六、信息技术在消防知识宣传中的应用

进入90年代，随着信息通信技术的飞速发展，公安消防部队的计算机网络系统建设也得到了长足的过步。消防宣传社会化就是在各级党委、政府的领导下，早在建国初期，消防宣传只是以简单的宣传口号、标语等为形式，宣传的内容和方法也比较单一，宣传的目的就是预防火灾事故的发生，侧重在“防”上做文章。到了六七十年代，逐渐出现了电视媒体消防宣传。今天，随着改革开放的深入和经济建设的发展，科学技术和先进设备广泛运用，消防工作越来越受到各级政府乃至全社会的广泛重视。社会各界和广大公民都主动参与消防宣传，逐渐从个体或个别的宣传行为演变成为社会普遍的、自觉的宣传活动。可以说，消防宣传社会化主要就体现在从个体消防宣传意识到群体意识的转化过程上。消防宣传作为消防工作的重要组成部分，在内容、方法及形式上亦不断丰富，依靠的主要宣传媒体是广播、电视、报纸、杂志等。群众性消防宣传活动不断增多，宣传内容趋向多样化，既有“防”又有“消”，既贴近客观实际又贴近百姓生活。借助“因特网”的便宜利优势，建立起消防宣传站，把消防宣传活动送进各家。这样，既可发动广大公民共同参与，增强群众的积极性，又可通过互动等方式实现宣传的科学化、立体化，即符合社会发展需要、符合大众，采取多种形式相融合的手段，使消防宣传升升到一种高级的综合形式。

综上所述，信息技术在消防领域上的应用十分广阔，包括火灾统计、火灾报警、防火监督管理、通信调度指挥、消防训练与培训、灭火救援辅助决策、消防安全知识普及教育、消防队伍的后勤管理、人事管理以及日常办公自动化等。信息化和网络化的管理模式与资源共享是消防管理技术的必然发展趋势。

参考文献：

[1]黄文谊等，《计算机仿真技术》，中国铁道出版社，1990年.

[2]谢红等，《消防地理信息系统的应用与发展趋势》，杭州消防支队，310006.

[3] GB 26875-2011《城市消防远程监控系统》.

第6篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

关键词：电子信息技术；消防通讯指挥；应用

中图分类号：TP3　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2010)010-055-01

在科技日新月异发展的今天，电子信息技术取的飞速迅猛的发展，全世界早已进入“电子化、数字化、网络化、信息化、知识化、自动化的全球一体化的新时代。于此同时电子信息技术在消防通信指挥领域也有了长足的进步与发展，计算机控制为中枢、各种信息技术为手段的现代化消防指挥体系也越来越完善，电子信息技术的应用成为现代消防工程的重要组成部分。如：计算机火灾报警技术的开发应用、GPS车辆人员定位技术及GIS地理信息系统的综合应用、远程通信指挥系统应用等。本文主要就目前电子信息技术在消防灭火救援指挥七个方面作下简要概述：

1、综合通信指挥平台的建立

这个平台涵盖了执勤值班、应用信息、大屏幕显示、视频监控、网络传输六大功能，既可以通过119直接接警，又可以实现110与119电话语音的“三方通话”，还可以直接调用公安、城管等单位的视频信息观察火灾现场和路面车辆情况，而且由于采用了ITS技术，可以将火灾警情的文字描述自动转换成有声语言通过扬声器进行广播，大大缩短了中队接警出动的时间。这一平台还有一个显着特点，即其安全性能高于国家标准，配置了具有双备份、双机并行功能的呼入排队机，并增设安装了6路模拟应急电话，有效地解决了电话多、呼入难和系统故障无法呼入的问题，确保了整个系统实现接处警全天候运行。

2、计算机辅助决策系统

辅助决策系统顾名思义就是在指挥中心接受到火警时，系统会根据受理信息，自动确定火情大小、火灾类别、是否是重点保卫单位等信息，同时调出此单位所有信息及作战预案，并直接传送到中队接警终端；若着火单位不是重点单位则系统进入专家系统，接警人员可通过专家系统调用数据库内容查询分析出着火单位所在区域的电话号码、所属单位类别、火灾类别、所属中队实力、着火物质、火势大小等因素，自动生成出车命令。

3、GPS远程监控定位系统

主要分为车载定位及个人定位两种GPS监控设备，车载GPS监控设备，主要用于消防车辆、行政车辆，该平台主要由GPS卫星导航系统、手机短信发送系统、视频监控系统三个子系统构成。GPS卫星导航系统通过与全市消防部队所有行政车辆和执勤车辆安装的GPS导航仪连接，具备了对车辆进行管控、对行车路线进行实时跟踪和行车轨迹回放等功能。个人GPS设备，可以实现对人员位置进行管控、对行进路线进行实时跟踪和行进轨迹回放等功能，并且具有与支队119指挥中心进行实时通话的功能。

4、GIS消防地理信息系统

GIS消防地理和定位系统可在帮助接警人员确定着火单位的具置，通过矢量化的电子数字地图的形式，把辖区地理位置、公路铁路交通线网络、重要建筑分布、水系分布、行政划分、消火栓分布等重点单位分布信息实时显示在电子地图上，GIS消防地理和定位系统还有多级别缩放、着火点标注、分层显示、报警点显示并将着火单位周边的各种情况通过打印机将图形打印输出并可直接传送至指挥中心LED大屏。在中队车辆出动后，配合安装在消防车上的GPS定位系统，GIS消防地图上可实时显示出动消防车辆位置、移动方向、行驶速度、行车路线等要素，并自动预计到达时间。在出现重大火情灾害时，通过此系统可及时直观的了解增援车辆的具置等信息，在发现处警车辆行驶方向或行车路线错误时及时予以提示。

5、计算机录音系统

119指挥中心接警系统在接到报警电话时，计算机会自动记录下通话内容，并将通话的电话号码、时间一起存储在接警终端内，指挥中心人员可随时便捷的查询、删除、拷贝、播放录音文档。

6、远程通信指挥系统

主要是在出现突发紧急情况时，综合利用有线、无线、卫星等多种通信资源，保障应急指挥、紧急救援通信畅通。应急通信既依托公用通信网，又是公用通信网的重要延伸和补充。移动通讯卫星指挥车的配备与应用将会极大提高消防指挥中心在野外及偏远地区以及发生重大灾害事故时的应急通讯能力，在火情灾害瞬息万变的今天，及时掌握火灾场现场信息对指挥人员正确下达命令、调度力量显得尤为重要，要达到这一要求就需要建立一套远程通讯指挥系统，此系统可在现场建立临时移动通信指挥中心，实时传输火场图像、声音等信息、确保通讯畅通。通过无线网络或卫星传输将火警受理形成的出车指令，作战预案、图形等资料发往移动通信指挥中心。

7、重点单位远程监控系统

重点单位远程监控系统就是把全市重要建筑及重点场所进行联网监控在火灾易发重点部位安装可视监控探头并对其火灾报警系统进行联网，通过远程监控中心对各监控点的影像和声音进行采集，实时地将信号传送到指挥中心，如某重点单位发生火情，指挥中心可第一时间接到报警，通过报警部位摄像头了解现场着火情况，并及时调动力量减少火灾损失，保护重点建筑。

电子信息技术已经全面的应用于消防指挥的各个方面，怎样合理的应用新技术、新设备已经成为新时期消防领域的一个重要课题，信息化和网络化的管理模式与一体化资源共享的消防管理技术将会成为消防工作将来发展的必然趋势。

参考文献：

[1]陆永刚，虚拟现实技术在消防系统中的应用[J]，消防安全与管理，2002

第7篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

【关键词】信息技术；消防安全；技术应用

引言：在城市的不断发展当中，消防科技开始逐渐地呈现高端化的发展趋势，给消防技术的不断发展提供了巨大的空间。而消防技术的发展对于城市的建设是非常重要的。由于城市随着不断发展，同时也出现了一些新的问题，比如说火灾的一些新特点。由于现代城市的不断发展，流动人口的不断增多[1]。城市的建筑、商业场所的规模也在不断扩大，新老城区的合并，很容易导致火灾的集中爆发。另外，一些旧老城区的消防设施没有得到很好地完善，存在着设施陈旧以及消防安全规划方案的实施不到位。如果发生重大灾难的话，后果将不堪设想。文章对现代消防领域的技术进行详细分析，分析信息技术在消防工作中的重要性。

一、消防安全工作现状概述

在城镇当中，居民多数居住在楼房当中，一旦天然气引起火灾，那么，火势一旦蔓延，受毁的不但是个人家，而是整栋居民楼，如果碰上大风天气，还会蔓延到其他地方。所以，一旦某栋楼的某一户发生火灾，那么必须及时扑灭，以免造成更大的损失。但是，往往的情况是，当某一户发生火灾时，从接到报警电话，到消防队员感到时，大火已经燃烧了一段时间。这样的话，有很大一部分损失便无可避免。再有就是在农村，居民的绝大部分使用的是木材，而且农作物很多都是易燃物品，一旦着火，农民的损失是非常巨大的，很可能一年的收成全部化为乌有，不仅如此，农村地区附近有很多的树木，有些农村还是依山地区，大火一旦蔓延，引起山林着火，那么对于国家的损失是无法弥补的。可是，现在很多农村地区着火时，消防队员没有办法及时赶到，而且，在山林着火时，由于山路难行，也没有办法及时到达，致使火势蔓延，造成重大的损失[2]。

在某地着火时，消防队员一般都是直接开车就去灭火，没有问清情况，也没有拿上足够的消防用具，消防的技术较低。除了灭火意外，消防员还承担着拯救其他人员的职责，例如，不慎掉入井中的孩童，因外部因素在高处没有办法下来的人们，等等。无论是拯救人民，还是灭火，消防技术都是非常重要的，因为，消防的技术决定着消防的效果。消防网点少是相对于偏远的地方来说的。很多人都认为，偏远的地方发生火灾的概率很小。因为绝大部分的火灾都是人为引起的，自然性火灾很少。在偏远的地方，人烟稀少，所以火灾的概率小。这种观点不无道理。但是正是由于是偏远的地方，一旦发生火灾，消防人员就没有办法及时到达，因此便会造成损失。

二、信息技术的发展

信息技术用一句简单通俗的话来描述就是有价值的消息，用一句较专业的术语来说：数据是信息的载体，信息是数据的含义。信息主要蕴含了两方面的意思，即信息的内容以及传递信息的工具（即信息的载体）。信息资源存在于社会的各个领域和人类的全部活动中，开发和利用信息资源，实现资源共享是信息化社会最根本的任务之一。电子技术的诞生和发展，提供了更有效地组织和利用信息的技术手段。而可以进行信息高速传输的计算机网络的出现又大力推进了信息技术的迅速发展。信息技术主要包括了四大要素：微电子技术、通信技术、计算机技术和网络技术，它涉及信息获取、传输、处理、存储、显示和应用的各个过程。现代经济社会信息化的总体要求，使人们在经济、科技、社会和文化等各个领域普遍采用信息技术对信息资源进行开发和利用，从而推动了信息基础设施的建设，同时又为信息产业的发展提供了广阔的市场和发展空间。信息产业是信息化达到一定程度后从传统产业部门独立出来的专门从事信息技术和信息资源开发利用的产业的总称，是信息技术产业化和信息资源开发利用产业化的必然结果。信息产业包括各种信息技术产品和信息产品的生产、应用和服务，即信息设备制造业、软件和系统集成业以及信息服务业三大部分。全国消防部队的建设正在向多媒体信息的高速传输方向努力，从聊城消防支队乃至整个山东省消防部队的情况来看，已基本实现了信息的高速率传输。

三、信息技术在消防安全中的作用

3.1 地理信息定位技术

GPS、GIS、RS等先进技术，我们称之为空间信息技术。它是通过计算机技术和通信技术的不断整合，进行一系列的空间数据采集、分析、存储和显示应用。其中GPS是无线卫星导航系统，是具有全球性导航服务的特点；GIS是通过空间进行采集数据、管理数据、显示数据、操作数据等方法，为我们提供相关的地理信息；RS是利用空对地进行检测技术，通过多光谱摄影及时获取地面信息。这些先进的导航技术有着非常显著的有点，对于我国发展消防技术有着重要的作用。通过这些技术可以应用在：①火灾指挥系统。通过GPS的导航，可以实现对消防车的时刻管理、调控、指挥。在救援的过程当中可以及时地对消防车辆进行跟踪、定位。②GIS应用系统：可以通过空对地的资料收集，及时了解到火灾现场的相关情况，及时地设立灭火预案，可以大大提高救火的效率[3]。

3.2 接警指挥通信技术

由于现代信息技术的不断发展，计算机网络和通信技术也相应得到提升，利用这些先进的信息系统对接处警指挥系统进行有效建设，不仅能够让火警受理工作变得更加快速、便捷，在准确度上也能够有所提升。当报警电话接通之后，该指挥系统便会立即启动，将来电的号码、报警的时间进行记录，并自动生成录音，对来电用户的资料进行及时存档，通过进一步实现接处警方式的计算机通信化，消防工作人员能够对火灾进行有效地判断。通过指挥系统的网络信息化，便于将消防工作准确、按时地下达，实现消防人员调度的集中化、自动化。在消防救援的过程中，也能够达到辅助功能的连动化、信息的实时化。此外，进行接处警指挥系统的指挥化也能够将火灾后的相关资料进行分析，并对消防行动进行及时分析，从而有利于提高消防部队的行动力以及速度。

3.3 虚拟现实技术

虚拟现实技术也是一种新型的消防安全科技，是指计算机按照相关的信息生成临场环境，让消防队员们更好的了解火灾现场的火灾情况和地理情况。它是通过仿真技术、测量技术、传感技术等先进技术合为一体的综合集成技术。这种虚拟现实技术也可以运用到火灾实验研究，对于提高火灾的救援效率有着极大的帮助。

四、总 结

在高科技发展的今天，信息技术已经进入的寻常百姓家，从家用电脑，公司的办公软件，到国家的安全防御，每一处都有它的影子，而消防领域是一个非常重要的领域，大火无情，一场火灾所造成的损失是难以估量的，所以，做好火灾的消灭与防护是重中之重。以计算机作为消防指挥系统中枢变得越来越常见，它逐渐代替人工方式，成为现代消防工作的必要装备，同时也是消防工程的重要组成部分。

参考文献

[1]尤飞，蒋军成.城市消防安全前沿技术及进展[J].消防科学与技术，2010，10（6）：182-186.

第8篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

体验式学习是指在教学活动中，创设一种体验和认知相互促进的教学环境，让学生通过亲身体验、探究，从而有效地获得知识的一种综合教学方法。体验式学习模式可以按库伯的构想构建。库伯认为：体验式学习要经历4个阶段：①具体体验。学习者在真实情境中活动,获得各种知识,产生相应感悟。②观察、反思。学习者回顾自己的经历,对体验进行分析、反思。③抽象的概念化。学习者把感性认识上升到理性认识,建构一种理论或模型。④主动检验。学习者在新的情境中对自己的理论假设进行检验。体验式学习始于体验、感悟，具有内发性；悟于探究、反思,具有生成性；终于迁移、运用，具有实践性。因此相对于传统学习,体验式学习加强了课堂与“真实世界”之间的联系，更能调动学生的学习能动性。

一、《化验室组织与管理》体验式学习模式的基本形态

《化验室组织与管理》课程的学习内容主要包括化验室的建筑与实施、化验室技术装备管理、化验室安全管理。其单元达成目标十分明确，如化验室的建筑与实施，运用实地考察、学生讨论的方法，完成无机、有机及分析化验室设计及配套设计的任务。化验室安全管理，运用讨论法、案例法、理论与实践相结合的方法，完成无机、有机及分析化验室消防、安全管理措施的制定、外伤的急救、中毒的救治及安全使用水电的任务。根据单元达成目标的差异,体验式学习模式可以有三种基本形态：

1.认知体验式学习

认知体验式学习是以真实体验为主要手段，以获得第一手知识、技能为主要目标的体验式学习。认知体验式学习过程可以概括为“问题情境+现场观察+总结反思”。“化验室的建筑与实施”适合采用认知体验式学习。

2.情感体验式学习

情感体验式学习是以模拟体验为主要手段，以加深情感体验、形成某种态度为主要目标的体验式学习。它是情感、态度、价值观教育中最为基本和有效的学习方式。情感体验式学习过程可以概括为“案例+研讨+实践”。“化验室安全管理”适合采用情感体验式学习。

3.行动体验式学习

行动体验式学习是以获得操作技能和行为经验为主要目标的体验式学习。任何实用技能,特别是动作技能,都必须依赖这种学习来获得。行动体验式学习也起始于对真实情境的体验,但这种体验不拘于认知或情感,而是聚焦于行动。这是因为,此类学习的核心目标是获得操作技能,而操作技能需要在实际操作中获得。行动体验式学习过程可以概括为“实际操作+结果反思+行动修正”。“化验室技术装备管理”适合采用行动体验式学习。

二、《化验室组织与管理》体验式学习模式运行策略

《化验室组织与管理》教学，可根据单元达成目标的差异,灵活采用不同的体验式学习模式。在不同的体验式学习模式运行中，需要把握以下三种策略。

1.基于实体观察的体验式学习策略

化验室的建筑与实施，要求根据化验室对环境、建筑结构、防震的要求进行化验室的选址、初步规划及各个专业工作室的内部设计，学会布置化验室工程管网。除了化学仪器设备知识外，涉及的大多数是建筑工程方面的知识，“工业分析与检验”专业学生的化验室建筑方面的知识几乎为零，所以必须采用“认知体验式学习”，组织学生实体观察。

首先，教师选定企业，如当地的大型化工企业，最好是上市化工企业，这些企业的化验室一是功能齐全，二是设备先进，三是管理规范。

其次，教师认真设计能促进教学目标达成的问题，如化验室设计：①生产企业的化验室通常分为哪几级？②中心化验室与车间化验室有何异同？③中心化验室有哪些专业工作室？④中心化验室的专业工作室对环境有何要求？⑤如何合理布置中心化验室专业工作室?⑥画出所参观的化验室的平面示意图等。在设计问题时，注意问题的逻辑性，尽可能与书本知识相一致。

第三，组织学生参观化验室，让学生在现场观察中寻找问题的答案。

第四，参观结束后，及时组织学生交流，学生在交流过程中能对自己的感知经验进行回顾和反思,聚焦自己关注的现象或问题;

第五，布置学生课后作业，学生在完成作业过程中会参考书本，会对自己关注的现象进行理论分析,会把自己的理论分析与所观察的现实情况进行比较，从而完成知识建构。

2.基于典型案例的体验式学习策略

没有安全事故的体验，也就不可能有安全管理的概念。一般的安全事故，学生亲历的比较少，尤其是化学安全事故，学生亲历的就更少。如何让学生掌握化验室安全管理知识，可以采用情感体验式学习。

首先，选择化学事故案例，如中石油吉林石化分公司双苯厂“11.13”爆炸事故。通过情境复现让学生有一种视觉冲击。通过各种化学事故的典型案例，让学生体验什么是化学火灾、化学爆炸、化学中毒、化学污染，明白化验室安全的重要性，从而产生对化验室安全管理制度、化验室的消防措施等知识的学习兴趣。

其次，运用讨论法，引导学生分析总结燃烧与灭火之间的关系，分析化验室中发生火灾的可能因素，讨论化验室灭火采取的救助方法。

第三，组织学生制定化验室的消防和安全管理措施，同时，组织学生走访企业化验室，要求学生将自己制定的消防、安全管理措施与企业化验室消防、安全管理措施进行比较，分析相同之处和不同之处，从而加深对化验室消防、安全管理重要性的理解。

3.基于全程参与的体验式学习策略

“化验室技术装备管理”是化验室管理中的常规管理。如仪器设备档案管理包括两部分：一是原始档案，包括名称、型号、进厂编号、生产厂家、价格、合同单，随机带来的全部资料（图纸、使用说明书、操作维修指南、备品备件明细表、出厂检验单），开箱验收、安装、调试、验证等所有记录说明及参与人员名单，与生产厂家联系方式、电话、地址、联系人等。二是使用档案：包括入厂后计量校正记录及合格证，安装位置，每年一次的使用记录情况书面汇报，仪器设备的保养、维修、排除故障措施等记录，仪器设备书面操作规程，仪器使用的日常记录。这方面的知识需要采用“行动体验式学习”。

首先，安排学生去企业化验室进行为期一周的认识实习，在师傅的带领下，做好普通实验仪器的清洗、保管工作，协助师傅维护大型仪器，体验化验室的“四S管理”；在师傅的指导下，查看某大型仪器的原始档案和使用档案；协助师傅做好化验室及设备使用的日常记录。认识实习的最大优势在于获取默会知识。所谓默会知识,是指在日常生活中获得的不教而会而且难以用语词表达的程序性知识。它有三个特征：①是关于“如何做而不是关于“是什么”的知识；②通常不需要借助他人或外显的教学来获得；③对学习者具有个人意义。如“化验室技术装备管理”知识就是默会知识。

其次，要求学生每天记实习日记，反思师傅的言行和工作态度，反思化验室仪器设备的配备，仪器设备的使用和管理，仪器设备的维修保养、注意事项。

第三，要求学生尝试学习编制《化验人员手册》，通过《化验人员手册》的编写，使学生对化验室技术装备管理知识系统化，从而克服学生在体验中的认识偏差，真正理解什么是化验室技术装备管理。

三、《化验室组织与管理》体验式学习应注意的问题

1.要善于创设体验情景,激发学习兴趣

直接经验是体验式学习的首要特征。创设良好的体验情景是直接经验构筑的开端,也是引发学生积极体验的动力，教师可沿两个方向创设体验情景。

（1）创设真实情境，构筑学生的真实学习体验。《化验室组织与管理》真实情境就是企业化验室，学生无论采用观察还是实际操作,所获得的都是原本的真实体验。教师对现实中的情境“创设”,本质上是“选择”和“指引”，即基于教学目标挑选富有教育意义的现实情境。在这其中,需要重点考虑的是情境的典型性。因此，中等职业学校专业课教师必须密切关注当地大型企业化验室：一是了解化验室的规模、功能、先进性，二是确定一到两个先进的化验室作为学生体验的基地。

（2）采用情境模拟,丰富学生的类真实体验。如果创设真实情境缺乏现实条件，可通过情境模拟来构筑学习体验。情境模拟主要有两种方式：一是情境仿真，它是指人为地创设某种高度类似真实世界的情境,让学生通过参与这种情境中的活动而进行学习。如合理处理化验室的废弃物，根据化学毒物中毒的程度及时救治演习等。二是虚拟仿真，利用现代媒体技术如录像再现化学火灾现场等，通过增加学生的替代性体验促进其学习。

2.要善于引导反思，加深学习体验

反思是指对直接经验的转换,它既包括对经验的概括、归纳与提升,也包括对学习过程与结果的评价。经常引导学生学习反思，能更好地发挥学生的主观能动性,加深学生学习的体验和认识,使学生获得学习的乐趣。教师引导学生对直接经验进行反思时，可以按照艾勒和吉利斯的“4C”反思模式进行，即：①连续(Continuous)反思:在直接经验进行之前、之中、之后连续进行反思,回顾并概括出自己从经验中获得的知识；②关联(Connected)反思:把直接经验与学习目标关联起来,特别是把具体经验与课堂学习的抽象概念联系起来；③挑战性(Challenging)反思:以一种更为宽泛、新颖、批判性的方式审视自己的经验,提出某些理论假设并对其进行检验；④情境化(Contextualized)反思:思考自己的经验情境与实际应用情境之间是否存在有意义的联系。

第9篇：建筑消防技术虚拟仿真范文

【关键词】BIM建筑设计可视化

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

引言

伴随着我国建筑业的蓬勃发展，新材料、新工艺、新技术得到不断的发展和应用，建筑工程以更快的进度、更节能环保的方式、更高的建筑高度实施着。这得益于设计方法和设计理念的革新以及施工技术的进步。1982年，Autodesk公司推出CAD绘图软件。随后国内开始了“甩图板”运动。全面推行CAD软件绘图如今CAD已经成为工程师们的必备工具。然而，一股新的势力BIM正在积蓄着自己的力量。

一、BIM对于建筑设计行业的意义

1.BIM技术推动建筑设计方法

从“平面”角度转型到“空间”角度。随着计算机技术的不断发展，BIM技术的应用很快改变了建筑设计者、建筑建造企业对于设计工作的表面化的概念，而是认为建筑设计要从时间、空间及整个功能综合考虑出发，随时间的变化，运用计算机技术对建筑外空间、内空间进行动态的布局设计。因此，BIM技术提供了一个具备三维角度的数据逻辑系统，该系统使整个设计工作的各个组成部分有机整合在一起，凸显了三维立体的设计功能且操作简便，让建筑设计工作回归本质。

2.BIM技术促进建筑设计在思维模式上的转型

BIM技术将建筑设计师的思维从二维设计拉到三维设计，这需要建筑设计师、设计企业以及建筑企业在思维模式上做出相应的转变。BIM技术强调的是建筑本源的回归性，提高建筑设计师对形态、空间、时间的探索可行性，以及对各种信息数据数字化的适用性。

3.BIM技术帮助建筑设计从“粗放型”转型到“集成型”

BIM技术以三维信息模型为数据平台帮助建筑工程完成集成工作，实现设计从“异步的、松散联系”转化为“同步的、紧密联系”的设计，集成化的实现可以提供设计工作在整个建筑工程项目中的主导作用。同时，信息等各种数据的集成分析、总结可以帮助整个建筑工程项目协调、统一的展开。

二、BIM可视化在建筑建筑设计中的应用

1.三维设计

世界上任何的实体都是以三维空间状态存在的，过去的一些年，由于受到设计工具的限制，二维图纸一直是最主要的表达方式。但是随着软件的开发，基于BIM的设计可视化技术逐渐出现，三维设计有了强有力的技术支柱，从此空间设计变得简单易行。

我们在三维建筑信息模型(BIM)构建方面作了有意义的应用尝试。

(1)项目准备

项目准备阶段应评估工程规模、充分理解建筑方案意图及设计特点为项目模型的创建选择优化的方案。根据工程规模划分为区域功能模块或系统模块来完成建模。三维建模主要根据提供的CBD建筑设计技术资料，直接从方案阶段CAD图纸导入到三维建模软件平台，为该项目创建建筑、结构、给排水、消防、电气(桥架)和暖通三维信息化模型基础轴网等。当然可以新构建轴网来达到统一建立基本的轴网及坐标基准等，使用共有的轴网坐标，这样不论做后期整合项目及管综仿真碰撞等都相当重要。

（2）创建项目模型具体分工

如果工程有地下室，绘制时应从一层平面开始绘制，然后才是地下室平面图。建筑专业主要完成建筑信息模型以及平面、立面、剖面施工图和门窗明细表、详图大样(包括自动扶梯和楼梯大样等)，图纸表示深度相当于施工图。在建筑信息模型中要绘制结构梁、板等，任意转折剖才能真实准确表达剖面尺寸，当然也可以将设计资料导出到CAD中整理成设计文件再导入revit中。为节约时间，提高出图效率，标准详图大样可直接导入AUTOCAD图块。

结构专业根据结构电算等，建立出梁、柱、板、屋面及楼梯等的三维信息模型，主要用于结构业态模型自检及管道碰撞检测的基础数据资料即参照物等。

(3)各专业设计的配合

在项目设计过程中，不同专业数据统一管理，互相参照，及时将数据互相更新，随时对项目进行审查，及时进行修改。如设备建模在管道系统布局创建之前，给排水、电气、暖通专业设计人员要互相沟通统筹安排，确定各设备系统的层高；在设计时，根据平面布置图，定义不同颜色标识把复杂的管道系统区分开，直接绘制三维模型，可在任一视图中修改，自动协调变更，始终准确到设计图纸及文档。

2.协同设计

二维DWG图纸具有相对独立的信息，彼此之间没有关联性。过去以图纸为工作对象的工作方式，同一设计内容在不同图纸上重复出现，这样就使得修改工作量大大增加，并且也大大增加了出错的机会。

三维协同设计以唯一的建筑信息模型为工作基础，图纸是模型自动生成的副产品。模型中所有的设计数据与信息都是相互关联并且相互依赖的，一旦模型中的某一个参数发生改变，与其相关的所有内容都会发生相应地改变。设计过程中，服务器端唯一的中心文件(CentralFile)与每个客户端的模型(LocalFile)保持数据的修改与更新。

三维的设计环境中，以设计内容的分工依据变得更为重要。它彻底改变传统的单兵作战的工作方式，要求设计团队更多地关注设计本身，而不仅仅是图纸。

3.虚拟现实

虚拟现实的一个重要应用就是虚拟漫游。人们将现实模拟出来的主要目的，就是想要更直接的感知现实。正常情况下，建筑师会通过沙盘、效果图、漫游动画等方式来展示设计效果，供决策者、设计师、施工人员以及公众来理解和感受。但这些方式有着共同的缺点，就是当设计方案经过修改后，为了重新制作这些展示成果，常常需要消耗大量的资源。基于建筑信息模型的设计可视化技术，最大的优势是同步各专业能够随时更新模型，生成渲染图片、漫游动画等虚拟现实成果，这是过去的所不能达到的技术手段。

4.土建专业与设备专业模型交叉碰撞检测

在各专业建模过程中随时进行专业内部设计自检，自动检查主体模型及链接模型之间构件冲突，提交三维模型自检报告，通过三维自动截图、剖面及平面示意图来表达，准确找出碰撞位置。以分析建筑模型自检报告为例，由于三维设计进度置后于二维CAD，在二维图纸中如果出现尺寸标注错误、少画了墙线、排风竖井上下层出现偏差等错误，可以同时对20多个错误进行“点对点”快速定位。自检阶段可以及时解决建筑、结构、暖通专业原有二维设计数据资料存在的任何错误与偏差，使设计进一步接近完美。

5.管线综合

通过各个专业模型的建立，比如建筑、结构、机电等，项目可以建立各专业精确的BIM信息，最大程度上地发挥设计可视化的优势――管线综合。通过这一项技术，以往在二维平面做管线碰撞的方式将在真正意义上被提升为三维空间的碰撞检查，为设计提供了前所未有的三维碰撞检查报告。并且得以在可视化的模型中实时修改、更新，使得模型的调整和优化变得异常的方便快捷。

结语

目前我国缺乏系统化的、行之有效的BIM标准，这些标准包括数据交换标准，BIM应用能力评估准则，规范BIM项目实施流程等。美国是最先出BIM标准的国家，2002年已经颁布NBIMS，英国，德国也相继出台标准，日本是亚洲第一个建立该标准的国家。BIM技术在我国设计行业才刚开始实践，我国虽然将BIM作为十二五发展的重点发展项目，但标准至今未建立起来，这就影响了推广和使用。

另外，BIM作为设计技术的第，它与以前技术最大的不同在于思维方式。必须将原来的二维化思维方式转向三维化。这样才能提高设计价值，让建筑业发展的更好。

参考文献

【1】傅筱．建筑信息模型带来的设计思维和方法的转型[J]．建筑学报，2009，1：77-80

【2】卜一秋．以协同设计思维迎接三维建筑设计时代[J]．建筑创作，2011，6：162．164