王亮 威海職業(yè)學院

建筑施工測量仿真實訓考核系統(tǒng)開發(fā)的研究

王亮 威海職業(yè)學院

本項目圍繞建筑工程測量員崗位的工作任務進行開發(fā)，分為三大模塊：分別是山東省春季高考測量技能考核、全國測量技能大賽仿真實訓、建筑施工測量配套教材虛擬資源庫。

建筑施工測量 仿真實訓 合作開發(fā)研究

一、開發(fā)項目概述

本招標項目為建筑施工測量仿真實訓考核系統(tǒng)聯(lián)合開發(fā)項目，由學院與中標單位聯(lián)合開發(fā)，學院負責提出教學應用要求和開發(fā)方向，中標單位負責腳本編寫、微課錄制、軟件制作和市場推廣等，本次招標費用為系統(tǒng)前期費用，學院負責提供，并于后期軟件銷售中回收費用，中標單位負責后期推廣。軟件版權由雙方共有。

本項目圍繞建筑工程測量員崗位的工作任務進行開發(fā)，分為三大模塊：分別是山東省春季高考測量技能考核、全國測量技能大賽仿真實訓、建筑施工測量配套教材虛擬資源庫。

教師可以使用仿真軟件進行教學演示，在課堂上就可以模擬戶外作業(yè)。包括儀器的零部件說明，儀器在使用過程中的實際操作流程，儀器使用過程中的注意事項，測量之后的數(shù)據(jù)記錄與分析，觀測讀數(shù)的方法，理論與實際相結合，一些重要的環(huán)節(jié)會提供實際應用中的一些操作經(jīng)驗；模擬考試過程中的技能考核與理論知識考核。沒有教師幫助下也可以用于學生自主學習，隨時隨地使用。

二、項目技術要求

1.采用Unity3D引擎進行開發(fā)，構建三維虛擬環(huán)境及高仿真設備，可在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)自主操控、按任意路徑漫游，運行流暢。2.須按學校正在使用的教學儀器型號進行開發(fā)，具體為：北京博飛儀器有限公司AL1032水準儀，南方測繪DT-02電子經(jīng)緯儀等。3.UI移動技術，用戶可以在使用過程中任意擺放UI位置，方便觀察操作。4.需提供pad版本，可在安卓系統(tǒng)環(huán)境下流暢運行，以便于移動教學應用。5.每種測量儀器需包含儀器識讀、操作訓練、技能考核、理論測驗4個方面，以滿足教學需要。6.鼠標點擊儀器部件或部件名稱，顯示對應的功能說明。支持從名稱到部件，從部件到名稱的雙向識讀。7.軟件內(nèi)部配置了高度和角度的算法，能夠分毫不差的計算出儀器所觀察到的高度，與水準尺精確對位。8.采用多屏顯示技術+三維模型操控技術，觀測視角顯示測量員所看到的場景，儀器窗口顯示三維可交互測量儀器，使得觀測視角和儀器視角可以同時觀看并操作，最大程度模擬出真實世界中的儀器觀測與儀器部件調(diào)節(jié)同時進行的操作。9.實時動態(tài)測距技術，能夠?qū)崟r展現(xiàn)當前測量員所在位置與各個測站點的距離，考查學生對測量選址的知識。10.含方案信息、任務提示、操作幫助等，可按操作提示，進行腳架打開/收攏、調(diào)平、瞄準、改變測量高度、遷站等操作。內(nèi)置記錄板以及計算表，能保存錄入的數(shù)據(jù)以及調(diào)出計算器，對整個測量過程進行記錄、計算。11.瞄準時提供“粗瞄準視角”和“目鏡視角”，儀器的每個旋鈕都可操作，調(diào)節(jié)旋鈕時，目鏡看到的物體變化要與真實測量看到的一致。提供目鏡對光、粗略找準、物鏡調(diào)焦、精確找準等說明。12.包含行為檢測功能：如儀器無人看管、測量是否觸碰儀器、遷站前是否收攏腳架等，當有錯誤及不規(guī)范操作時，有相應的提示。13.技能考核時，學生需自主使用儀器進行測量操作，無任何文字語音操作提示，不提示測量步驟。若操作錯誤，系統(tǒng)會按錯誤的操作顯示實際觀測到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并在后臺自動判別記錄，進行相應扣分；技能操作要點的考核題穿插于相關的操作步驟中。14.考核模式從儀器操作，記錄計算，成果精度三方面給出測量評分表，指出錯誤之處及扣分點。15.采用外部文件調(diào)入技術，無需另外部署及登陸后臺，即可新增、編輯軟件內(nèi)題庫，使教師能夠方便快捷地增加、修改軟件中的試題庫和試題解析。16.支持按姓名、考號登陸理論知識考試；17.答題頁面提供題目列表，可按順序答題也可快速點擊指定題目進入答題。并具有未答題目、已答題目、當前題目自動標記，倒計時功能。18.交卷后可自動生成分數(shù)，可查看試題正確答案及考生自選答案對比，并提供試題解析。

案例設計：水準儀閉合水準路線測量技術要求

采用Unity3D引擎進行開發(fā)，構建三維虛擬環(huán)境及高仿真設備，設置豐富的人機交互，實現(xiàn)在虛擬環(huán)境下的自主模擬測量。制作質(zhì)量不低于演示demo標準。

儀器識讀：包括儀器介紹、使用方法等教學資源。

操作訓練：提供模擬實操練習，通過豐富的提示和技巧、經(jīng)驗說明，引導學生操作儀器進行觀測，并記錄到軟件自帶記錄板中，并可以調(diào)用出計算器計算測量結果。

模擬練習要求具有行為檢測功能（如儀器無人看管、測量是觸碰儀器、遷站前是否收攏腳架等，當有錯誤及不規(guī)范操作時，有相應的提示。）只有操作符合要求才能進入下一步。

技能考核：學生在虛擬環(huán)境中完成給定的測量任務，過程無操作提示說明，并跟蹤記錄操作不當之處，參考山東省春季高考測量項目評分標準，對操作的正確性和規(guī)范性進行考核，得出成績。

并從儀器操作，記錄計算，成果精度三方面給出測量評分表，指出錯誤之處及扣分點。

理論測驗：提供理論題考試答題系統(tǒng)，支持按姓名、考號登陸理論知識考試；答題頁面提供題目列表，可按順序答題也可快速點擊指定題目進入答題。并具有未答題目、已答題目、當前題目自動標記，倒計時功能

三、結束語

1.投標單位必須按技術要求制作“水準儀閉合水準路線測量”及“經(jīng)緯儀測回法角度測量”兩個樣例，并在投標現(xiàn)場進行演示，帶參數(shù)需逐條演示。

2.投標文件中必須提供“水準儀閉合水準路線測量”及“經(jīng)緯儀測回法角度測量”兩個模塊的操作說明手冊（帶功能截圖），在投標文件中進行技術響應。無操作說明手冊，視為不滿足招標文件，即為廢標。

[1]徐明,劉艷,陸金鈺,徐照,熊宏齊,吳剛.土木工程虛擬仿真實驗教學資源的建設[J].實驗技術與管理.2015(12)

[2]杜月林,黃剛,王峰,高翔.建設虛擬仿真實驗平臺探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].實驗技術與管理.2015(12)

[3]畢曉茜.虛擬仿真技術在土木工程類本科實驗教學中的應用[J].當代教育實踐與教學研究.2015(07)