基于虚拟现实技术的桥梁施工模拟

基于虚拟现实技术的桥梁施工模拟

熊辉

浙江兴土桥梁临时钢结构设计咨询有限公司浙江嘉兴314000

摘要：对于当初公路桥梁施工的状况，提出了行使虚拟现实技术来模拟施工过程的方法，用桥梁的虚拟原型来替换桥梁的模型，对桥梁施工的效果进行临摹，可以为设计评价提供一个新的方法，能够减少设计的时间，提升设计的质量。

关键词：虚拟现实技术；桥梁施工；模拟

虚拟现实技术，又被称作为仿真技术，是一高技术模拟系统，它集合了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、网络技术进行解决的最新发展成果。把模拟仿真方法作为使用对象，创造了一个适时反映对象变化并能够相互作用的图像世界。虚拟现实技术这一名词是在20世纪提出的，经过长时间的发展，这个技术广泛的使用在航天、生物、纳米技术、基因工程。伴随着这些年来计算机软件硬件技术的不断更新，一些之前有的技术都得到了解决，让虚拟现实技术的使用达到了之前从来没有出现过的发展。

一、虚拟现实技术

1.1虚拟现实技术是一类在军事、教育、交通等各个方面使用都比较广泛的高新技术。虚拟现实系统的根本特点可以用三个名词来解释，即沉浸、交互和想象。依照虚拟现实技术对沉浸程度的高低和交互程度的不同可以分为多个类型。

二、桥梁虚拟工作的实现

2.1虚拟工具

虚拟现实技术可以提供和原来物体的分离从而表现出视觉、听觉、触觉的技术能力，把虚拟原型取代物理原型，虚拟原型表现的是可以使用在观察、操作、装置的数字模型。

三、桥梁虚拟工程的使用

3.1桥梁工程的效果展示

桥梁设计方案的关键是设计的方案是不是能够被人们接受，是不是具有竞争力的关键。对于一般来说，桥梁方案首要是由桥梁工程的道路、天气、水文、阵势结构等一些方面构成。如果使用虚拟现实技术，就能够更好的表达出设计方案内容。把外来的形式、交通还有桥梁方案在建筑物的虚拟现实系统中体现，模拟行人在桥上闲庭信步，也可以从其他的角度来观察桥的形象，还可以开车通过这个桥梁，获得虚拟桥梁建造的感觉。结构设计方案也可以使用建造模型的方法直接观看、比较形象的表示出来。

3.2桥梁工程的施工过程管理

虚拟模仿真的技术从始至终的贯穿在工程施工的全部过程之中。虚拟仿真技术在工程的施工中的使用主要表现在施工设计过程中的动力学分析。

3.3施工过程虚拟训练

VR的交互性让它成为训练的优秀工具。施工过程中使用虚拟仿真技术能够比较直观的显示施工过程的实际情况，帮助操作人员比较全面的了解到使用流程，在保证质量安全的情况下完成施工项目。通过对施工过程进行模拟培训，降低了对实地、实物的要求，施工工人可以对施工过程虚拟原型进行讨论。VR可以模拟特殊环境下的使用，并且可以为特殊环境下的培训提供更加便捷的方式。

3.4施工过程可视化检查

施工引导人员在虚拟的施工环境中，可以提前对施工过程中含有的问题和缺点进行改正，能在有效的降低施工过程中灾难发生的同时，对于全部的施工现场景象还有施工的过程中进行展示，一方面能够让施工人员了解到施工装置和在施工过程中的执行，另一方面也比较方便的观察施工过程中的空间利用状况，检查在施工过程中是不是会发生物体间的碰撞摩擦，为施工的过程的进行提供支持。工程施工完成后，大多数情况下会出现一些问题，通过对工程可视化和施工过程中的虚拟仿真进行检查分析，能够找到问题的根源和解决措施，而且可以在现在基础上虚拟仿真工程进行维修。采用正面和反面运动链的定义，并且通过计算编程实现了施工过程中的运动问题。

四、虚拟场景使用的方式

4.1优化数字的设置

在单位设置内做调整，降低模型面数的设置。而且，软件系统参数储存的时候压缩使用，减少文件量的大小特别重要。需要保持软件的正常进行。

4.2虚拟场景的设置

光线还有摄像机是场景视觉信息的基础，光线可以表现出模型的结构关系还有品质的感觉，摄像机可以真实客观的在虚拟场景和物体的透视关系。

4.3桥梁的协调问题

在设计中一个比较困难的问题是桥梁的结构还有装置的协调问题。通过运动的关键的使用进行时间的调动，让桥梁的结构施工还有装置连接达到一定的交互程度。

4.4摄像机的切换过程

在创建摄像机确定视野和高度，施工过程的场景不同，视野和高度随时都根据施工的动态相互交流。在场景中建立了多个摄像机在场景中进行切换。

五、桥梁施工技术和虚拟技术的结合

5.1虚拟仿真技术的影响

创建虚拟模型是桥梁工程设计重要过程，桥梁虚拟施工即是建立系统的模型，而且关于在模型上进行实验和研究这个设计的系统。在系统运行时，以假乱真，给设计提供相关系统实施入手下手过程的阶段信息。可以为方案减少后期的困难，既在桥梁施工系统的运作前，为施工提供准确的判断，方便达到降低制作系统的费用和减少实验进程。复杂结构和设施设计都具有比较高的科技含量，结构的形式比较丰富、设计复杂、难度比较大，是一个比较麻烦的大型动态系统。桥梁虚拟施工技术将设施过程还有结果实现可视化，让文字还有图片可以看到效果，通过建立内部还有外部结构的动态工作过程，解决一些在工作过程中出现的困难点和重要问题。

结束语

虚拟仿真技术正在为桥梁的施工设计进行模拟，设计之中需要用图形去分析处理设计结果、计算结果，需要多个专业设计协调，使用虚拟虚拟仿真平台的交互特征和比较强的图形处理和分析能力，认识设计中遇到的关键问题，为优化设计提供了依照。之前桥梁的设计都是用文字图纸开表示的，度过了非常漫长的道路，虚拟现实的出现，让桥梁工程师提供了一个全新的信息交流平台。虚拟现实技术给我们的创造性思路成就了和谐的环境。可以在虚拟的场中不断的提出新的设计思路和大胆的想法，并且不用担心后果，总而言之，发展虚拟现实技术在桥梁的施工方面的使用，一定会将桥梁的设计方案带来新的认识。

参考文献：

[1]刘辉.斜拉桥悬臂拼装施工控制的虚实结合技术及模型试验[D].广州大学，2017.

[2]杨波，蔡雪梅.基于虚拟现实技术的桥梁施工模拟[J].交通标准化，2011（21）：146-148.