虚拟现实技术论文开题报告

论文开题报告基本要素

各部分撰写内容

论文标题应该简洁，且能让读者对论文所研究的主题一目了然。

摘要是对论文提纲的总结，通常不超过1或2页，摘要包含以下内容：

目录应该列出所有带有页码的标题和副标题， 副标题应缩进。

这部分应该从宏观的角度来解释研究背景，缩小研究问题的范围，适当列出相关的参考文献。

这一部分不只是你已经阅读过的相关文献的总结摘要，而是必须对其进行批判性评论，并能够将这些文献与你提出的研究联系起来。

这部分应该告诉读者你想在研究中发现什么。在这部分明确地陈述你的研究问题和假设。在大多数情况下，主要研究问题应该足够广泛，而次要研究问题和假设则更具体，每个问题都应该侧重于研究的某个方面。

第二章 面向复杂系统的综合集成方法上世纪80年代中期，钱学森先生亲自指导并参加了系统学讨论班，号召与会专家、学者在学术观点上做到百家争鸣、各抒己见。在此基础上，他于1989年提出了开放的复杂巨系统及其方法论，即从定性到定量综合集成方法(Meta-synthesis)。 综合集成系统方法论 综合集成方法思想综合集成法对复杂问题、复杂系统进行研究，在思想上，要时时刻刻注意到以下几点，只有这样，才不致于再次步入片面的还原论和整体论中去，而是将两者结合起来，并升华为综合集成的方法论。首先需要多学科知识的结合。复杂巨系统问题与简单问题不同:简单问题适用于某个领域或者某个领域的某个方面，具有很强的专业性，研究此类问题可以暂时不考虑其他方面的影响:复杂巨系统问题是各个领域结合成的一个有机整体，只用某一个领域的知识是不够的，要多学科的知识结合起来，综合考虑各方面的因素，相互影响和联系，才可能最终解决问题。多学科知识相结合，是解决复杂系统问题的必要条件。其次是定性研究和定量研究相结合。定性研究和定量研究都是研究解决问题的途径，二者相辅相成，不可偏废。定性认识是定性研究的结果，是建立在过去研究实践而积累丰富经验的基础上。定性认识、经验结论是研究人员一种直接的感观认识，通常在得出结论时没有经过精确计算和各方面的理论论证。定性认识有着一个最大的特点就是，得出结论的速度快，跟精确论证相比，几乎可以忽略不计，随着科学研究、实践经历的丰富，定性认识的正确性也随之增长，是一笔不可多得的财富。定量认识是在现有理论知识、各类模型的基础上，经过精确计算得出的结论。一般情况下，这种结论以其精确性和正确性而有着很强的说服力，但是这种结论的得出需要付出很大的代价，而且有些现实问题还不存在己经建立好的正确理论和模型与之对应。所以我们需要把定性研究与定量研究相结合，充分利用两者中有利的一面，从而快速、正确地解决问题。第三，我们需要将科学理论知识和经验知识相结合。经验知识从实践中来，理论知识是对实践的认识，实践是理论的源泉，理论指导实践。两者之间是互为前提，相互促进，不重视，忽略任何一方都会导致该发展链的断裂。第四，我们还需要将宏观性研究和微观性研究相结合。综合集成的方法论建立在还原论的基础上，并没有否定还原论。我们研究解决任何问题，仍然需要将问题分解，先从整体到部分，弄清楚各个细节之后，再从部分到整体，把宏观和微观研究综合起来，最终从总体上解决问题。从部分到整体，不是将各个部分研究结论堆砌起来，这样无法从根本上解决问题，不能形成整体认识，最多产生1+1=2的效果，多数情况下，特别是复杂巨系统问题中，不会产生新知识，新智慧。我们应该综合集成，实现1+1>2的质变、飞跃，只有这样，才不会再落入还原论的漩涡，才能从根本上解决问题。 综合集成方法的概念与实质综合集成是指通过将科学理论、经验知识和判断力(知识、智慧和创造性)相结合，形成和提出经验性假设(如判断、猜想、方案、思路等)，再利用现代计算机技术，实现人机结合以人为主，通过人机交互、反复对比、逐次逼近，实现从定性到定量的认识，从而对经验性假设作出明确的科学的结论[3，36]，见图。图综合集成方法综合集成方法作为科学方法论，其理论基础是思维科学、方法基础是系统科学与数学科学，技术基础是以计算机为主的现代信息技术，实践基础是系统工程应用，哲学基础是马克思主义认识论和实践论。综合集成方法的实质是把专家体系、数据和信息体系以及计算机体系有机结合起来，构成一个高度智能化的人机结合、以人为主的体系，形成人类智慧、知识、技术之大成，以获得对系统整体的认识[37]。其把专家的智慧、计算机的智能和各种数据、信息有机的结合起来，把各种学科的科学理论和人的知识结合起来，构成一个统一的系统。这个方法的成功应用在于发挥该系统的整体优势和综合优势。 综合集成方法过程首先，用综合集成法解决开放复杂巨系统的问题，大致可分为以下步骤[38]:1.明确任务、目的;2.尽可能多地请有关专家提出意见和建议。专家的意见是一种定性的认识，肯定不完全一样。此外还要搜集大量有关的文献资料，认真了解情况;3.通过上述两个步骤，有了定性的认识，在此基础上建立一个系统模型。在建立模型过程中必须注意与实际调查数据相结合，统计数据有多少个就需要多少个参数。然后用计算机进行建模工作;4.模型建立后，通过计算机运行得出结果。但结果可靠性如何，需要把专家请来，对结果反复进行检验、修改，直到专家认为满意，这个模型才算完成。这个方法，综合了许多专家的意见和大量书本资料的内容，是专家群体的意见。把定性的、不全面的感性认识加以综合集成，达到定量的认识。根据系统分析的思想，结合复杂系统问题的特点，综合集成方法过程可分解为三部分[38]:1）系统分解在分析任务的基础上构成问题，把关于整体目标的、高度概括但又相当含糊的陈述转变为一些更具体的、便于分析的目标。根据问题的性质和要达到的总目标，将复杂的决策问题分解成若干子问题，并按系统变量间的相互关联及隶属关系，将因素按不同层次聚集组合，形成一个递阶层次结构指标体系。2）模型集成首先建立模型:构造一组合适的模型，描述子系统组成变量及其之间的关系以及决策者的偏好;然后资源集成:将各种定性、定量分析方法，以及领域专家、信息等一切可以利用的资源，利用计算机网络有机地结合起来，供分析问题时使用;最后进行系统分析:用集成的资源进行分析评价，利用各种模型方法，计算所有可行方案对指标体系的满意程度，得出各种指标的分析结果。模型集成涉及资源广泛，使用算法理论复杂，需要利用大量的、多样化的数据，实现使用技术更新速度快，因此，它是实现综合集成方法重要难点所在。3）系统集成系统综合就是利用多目标决策的方法综合各子系统的分析结果，以反映整个系统行为的结论。根据系统分析和综合的结果，对所列的备选方案进行比较、排序，确定出一定意义下的最佳方案，供决策者参考。如果决策者对分析结果不满意，还可利用在分析和反馈过程中获得的新信息，对问题进行重构和分析。如何将专家意见整合到一起，形成共识是在这一过程的重要任务。由于人的心理、偏好等很难把握，定性信息很难完全科学地定量化，要将众多专家决策者意见整合到一起绝非易事，同样也是综合集成方法实现的难点。综合集成的研究趋势钱学森教授在1990年提出综合集成的思想时，采用了“meta-synthesis”这个英文名词，并认为它高于统计研究中的“meta-analysis”。经过大量的文献调查我们确实注意到:在十多年前“meta-synthesis”这个词的确很少有人应用，而近几年来越来越多的被一些国外学者开始使用。社会科学界已有学者介绍他们自己的研究发展过程，开始使用定性方法，后来使用定量方法，包括meta-analysis方法。sandelowski和Barroso从2000年起开始了由美国国家护理研究所资助的一个5年的项目“定性综合集成的解析方法”。近年来，地学和环境学界有大量的综合交叉的研究全球变化和其它环境问题，几乎所有大型项目中都开始单独设立了综合与集成相关的项目研究，把跨地区、跨领域的研究成果综合起来。在空间领域，特别是从事风险与安全领域的研究时需要将因各部件、各分子系统以及系统本身所有可能的故障成因及后果汇在一起分析综合，这正是综合集成思想与方法的应用沃土。著名的概率风险评估方法(简称PRA)就是先在NASA后在ESA以及核能部门得以推广，其核心思想就是从定性到定量的综合集成。由于空间系统的全系统实验的昂贵，人们不可能依靠大量做试验的统计分析来评定系统的可靠性和安全性，于是专家们特别注意从各种事故的发生、可能成因进行细微的定性分析，然后通过一些少量的实验数据加以适当的统计处理，利用数学模型定量评估系统总体，然后又利用专家加以汇总分析即综合集成，得出一些比较可靠和可信的关于系统可靠性和安全性的评估。日本振兴会着眼于长远发展的“未来开拓学术研究”促进计划1996年起资助了“综合的科学”的大项目，属于“理工领域”，至少有1亿日元的研究经费。2002年3月项目验收。他们主要在工程设计中企图综合各方面的思想而形成新的设计，其核心工具是“Ontology Engineering”(本体化工程)将有关工业设计的要素先进行分解，然后利用平台合成，并在某些小型工业产品上加以实现。这个项目的主要思想类似我们目前正在进行的重大基金项目。苏联则成立了一个“Metasynthesis Corporation”，它也有一套称为“组织控制系统的概念与设计方法论”，曾用于解决一些社会和企业管理问题。以上只是简要介绍直接进行综合集成的研究，而相关相近研究一直就有。如人工智能领域中多专家系统，特别是分布式专家系统的综合研究，等等。它们分别在不同的侧面或层面上讨论综合或者集成。进人90年代互联网的迅猛发展使得人们在追求技术进步与知识创新的过程有了更高更多的要求；另一方面，人们在对复杂问题，特别是社会、经济和环境等复杂问题长期不懈的研究随着信息技术的进步已走进一个新的时期，而这些促进了综合集成方法的研究和应用。所以也就有NSFC设立有关的重大项目[39]。钱学森教授在提出“定性定量综合集成方法”后，92年又提出要建立“从定性到定量的综合集成研讨厅”，它的实质是将专家群体、统计数据和信息资料、计算机技术三者结合起来，构成一个高度智能化的人机结合系统，创立系统科学的新理论。这是试图解决对复杂系统的研究及研究方法论问题的一个很好的解决方案。从定性到定量综合集成研讨厅体系研讨厅的思想是我国科学家钱老从上个世纪80年代的讨论班上总结出来的，随后钱学森汇总了几十年来世界学术讨论的seminar、C3I,工作及作战模拟、人工智能、灵境技术、人机结合的智能系统和系统学等方面的经验，进一步提出系统的最新发展形式而列举出来。综合集成研讨厅体系可以作为决策支持系统是因为它能够处理复杂问题，包括复杂的决策问题，此外，它对机器智能和专家智慧的集成使得它有能力面对信息时代大量决策任务所面对的海量信息和海量数据的问题，把海量信息和海量数据转化为决策信息和决策数据。HWSME[40，41]实际上是将现代计算机信息技术、多媒体技术、人工智能技术、现代模拟仿真技术、虚拟现实技术引入到系统工程领域，以解决许多用传统方法难以解决的问题。把定量的模型计算与主要是由专家掌握的定性知识有机地结合起来，实现定性知识与定量数据之间的相互转化。同时它是一个人机结合系统，它的实现要通过以下几种技术的综合运用，包括定性定量相结合、专家研讨、多媒体及虚拟现实、信息融合、模糊决策及定性推理技术和分布式交互网络环境等。对于复杂问题，需要对各种分析方法、工具、模型、信息、经验和知识进行综合集成，构造出适合问题的群体决策支撑环境，以利于解决复杂问题。对于结构化很强的问题，主要用定量模型来分析;对于非结构化的问题，更多地是通过定性分析来解决;对于既有结构化特点、又有非结构化特点的问题，就要采取定性定量相结合的方法。综合集成研讨厅的特点我们设计的研讨厅系统具有下述特点：第一，从传统的强调计算机的自动化求解问题，转向为强调以人机结合，以人为主的方式研究问题，支持群体研讨，并以“研讨”作为一种特征性决策支持方式；第二，从传统的注意从“还原论”角度对系统进行分解，转为从“综合集成”角度对系统进行整体把握和综合，具有专业知识优势或经验的人作为知识源和问题求解组元成为系统的一部分；第三，改变了传统的单纯的定性分析或定量分析的做法，用定性与定量相结合的辅助决策技术，提供定性定量相结合的分析环境。综合集成研讨厅的独特作用由于复杂巨系统研究范围涉及包括从社会科学到自然科学多个学科，而各个学科间思维方式、分析问题、以及解决问题的方法有着巨大的区别，问题的分析与求解不再是原先的单人单机或限时限地的研讨会模式，而已经转变为要不断交互、相互协作的过程。研讨厅在解决复杂问题时的独特作用如下:首先，研究问题是在一个分布式的网络环境或互联网中进行的，可免除时间集中、地域分散等问题。时间上不作严格限制，可以深入地思考问题，利用相关模型、收集的数据等，再结合各种分析工具。还可以采用匿名方式，避免权威人士左右研讨局面的结果。其次，研讨厅的研讨更体现了民主集中制，体现了决策的科学性和民主性。另外，对于复杂问题需要通过反复的研究分析、计算以及横向协商，反反复复的征求各方意见的烦杂事务，利用研讨厅可以明显的提高工作效率。综合集成研讨厅设计思路从决策支持的角度来看，综合集成研讨厅的设计中要遵循如下几点建议：(1)研讨厅的成员除了计算机和决策部门的领域专家之外，还应包括决策支持技术专家，这些专家熟悉传统决策支持.系统的构建过程和决策者的认知习惯，可以在研讨过程的设定和决策方案的评估方面发挥一定的作用;(2)决策者最好能够直接或间接参与问题求解过程，并及时提供反馈，使得研讨厅的决策支持过程形成闭合回路，能够将决策者的意见尽量早地在决策过程中考虑，而不是决策之后再采取措施补救;(3)成员之间应能够实现协作与资源共享，首要任务就是资源应具有标准接口，不仅仅能从一个成员向其他成员提供决策结果，还能提供对结果的说明和解释，有高效率和支持多种媒体的交流平台;(4)资源应尽量封装成较小的模块，以便灵活组合、修改和动态产生新资源，资源形式不能仅仅局限于文本，还可以包括多媒体资源等;(5)必须把Internet或者Intranet作为系统的一部分，尤其是Web必须作为研讨厅的资源。这是因为网络不仅可以为成员们提供便捷的交流手段，而且它本身就是一个超大型的知识库，可以促进决策知识的产生;(6)系统必须具有同步显示设备和统一的问题表示方式，以促进成员之间的了解，并消除交流中因为时间的延迟而可能产生的歧义和不方便;(7)系统应具有良好的可伸缩性，以方便研讨专家规模的扩大，和应用范围的变化。综合集成研讨厅实施步骤综合集成研讨厅与一般的系统不同的是研讨厅体系不只是一个机器系统，它还包括专家和存在于人脑中的知识以及机器上存储的知识。应用研讨厅处理与复杂系统相关问题需要比较长时间的准备工作。利用综合集成研讨厅体系求解复杂问题的大致步骤如下：(l)明确问题和任务；(2)召集相关专家利用研讨厅体系的软硬件平台对问题进行研讨；(3)通过研讨，结合专家自己的经验和直觉，获得对问题的初步认识；(4)依靠专家的经验和形象思维，在问题求解知识的帮助下，提出对复杂问题结构进行分析的方案；(5)根据复杂问题结构的特点，结合领域知识和前人经验，把问题分析逐步或者逐级定量化;(6)在定量化或者半定量化的情况下，(在计算机上)建立问题的局部模型或者全局模型，这些模型既是对相关数据规律的一种验证，也包含了专家们的智慧和经验；(7)在局部模型和全局模型基本上得到专家群体的认可后，讨论如何合成这些模型以生成系统模型；(8)系统模型建立后，通过计算机的测算和专家群体的评价验证模型的可靠性。如果群体对模型不满意，那么需要重复上述的(3)一(8)，或者其中的某几个步骤，直到专家群体基本满意，建模过程才能结束。 小结本章主要介绍了综合集成法提出、形成和发展历史，以及在此基础上形成的综合集成研讨厅体系特点、独特作用、设计思路和实施步骤。根据这一方法论，在湖北省自然科学基金重大项目“综合集成研讨厅软件体系结构研究”中，针对要建立“从定性到定量的综合集成研讨厅”的雏形，我们研究开发了“群体研讨支持系统”(Group Argumentation Supported System，GASS)。第三章 群体研讨支持系统中研讨信息组织在群体研讨支持系统中，群体研讨是将人的智慧、经验等定性知识与计算机技术综合集成的关键过程。为了提高群体研讨的效率，最终达成共识，我们对研讨的信息进行合理的组织。现有使用研讨信息组织模型主要有Toulmin模型[42]和IBIS模型[43，44]，研讨树模型[45]，他们各有优缺点。群体研讨支持系统中的信息组织模型能提供一个新型的信息组织方法，它包括对研讨发言信息的结构的定义，对发言信息类型的刻画以及对它们之间关系的界定，对研讨论证信息类别的划分。通过有效的信息组织方法的实施，不仅能更简单地获得研讨中产生的数据、资料，了解研讨的进程，而且能切实地从研讨信息方面加快意见的共识，提高整个研讨的效率。信息组织的必要性研讨中的信息包括研讨的任务信息(需解决的问题)、专家的发言信息、相关数据源中需要共享的各种数据。这些信息互相作用，一步步推动研讨向问题的解决方向前进。但这些信息涉及的范围广，来源复杂，条理性较差，如果对这些信息不进行有效的组织，则在研讨过程中获取的有效信息数量较少，使得分析问题的难度增大，研讨的效率就会大大降低。研讨的任务信息也就是需要解决的问题，它是某次研讨所要围绕的主题，专家们根据这个任务进行研讨，使用的各种数据也是与任务相关的，所以可以说，研讨任务的明确是研讨顺利进行的前提。但有时研讨厅中提出的任务不够明确，造成接下来的任务分解具有很大的困难，这就需要对研讨任务的信息进行组织，保证问题的明确且易于明白。根据研讨的定义，专家的发言信息是研讨过程中很重要的一部分，它直接影响着研讨的结果。专家的发言很随意、自由，发言的量也很大，其中有些信息含义明确，目的清晰，对解决问题很有帮助，但其中也带有很多与解决研讨问题无关的信息，具体的不足如下分析。1)发言的针对性差。当发言者处在没有任何条件的束缚下时，往往会对自己的发言内容不加详细的考虑，对发言产生的效果也未进行预计，这些都使发言的目的性降低，针对性变差，导致这次发言没有起到任何作用，但却占用了相当的时间和资源。2)无法将某次发言进行明确的分类。专家表达的信息模糊、所处的立场不明朗，使人无法分辨这次发言是何种态度，这也使得之后其他成员无法针对这通发言提出明确的看法。3)无法将发言与其它发言联系起来。发言的内容分散且与现有发言主题偏离，无法将它与其它与主题相关的发言进行联系，分离出的有用信息与所占用的时间相比比例很小，这大大降低了研讨的效率。这些不足不仅使研讨的过程冗长而且最后无法获得一致的问题解决方案，所以对专家在研讨过程中的发言信息进行组织是一项必要且非常有效的方法，通过组织可以明确发言的类别、之间的关系，使发言的针对性、语言的效率都得到提高，从而提高研讨的整体效率。相关数据源中需要共享的各种数据是为了支持研讨决策的，它们的使用常常是夹杂在专家成员的发言之中，所以对这些数据的组织方法可以归类于研讨发言的组织方法中去。群体研讨组织方法的分析群体研讨支持系统中，群体研讨是其中非常重要的一部分，群体支持系统领域里的专家们非常重视研讨在群体决策中的作用，并开发了以支持群体研讨为特征的研讨支持系统(Ass) [46，47]，例如HERMES[48，49], HADSS (Hypermedia-based Argumentation Decision Support System ) [50], ATTENDING[51]等。在研讨支持系统中，采用的研讨信息组织模型主要有Toulmin模型、IBIS( Issue-Based Information System)模型、研讨树模型。下面按时间先后介绍这三种模型。S E Toulmin于1958年提出了Toulmin模型，Toulmin认为论证更好地解释为由被“依据”支持的“主张

1.绪 论选题背景从穴居人到现代社会，人类经历的不仅仅是时代的变迁，文化的进步，就连建筑行业也是发生了翻天覆地的变化，由洞穴（公元前25000年前）——泥砖房（公元前8000年）——多姆斯（公元前500年）——城堡（公元3世纪）——町屋（公元9世纪）——土楼（宋元时期）——公共住房（现代社会），随着材料和造型的改变，人们对建筑物的要求也越来越高，既要求经济、又要求适用、还要求美观。近年来的建筑行业发展尤为迅猛，随着科学的进步，建筑行业由传统模式变为了现在的开放管理，也变得越来越科技化，比如装配式建筑、BIM技术等。BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，它是通过数字化技完整一致的、具有逻辑性的建筑信息库[4]。BIM技术最初是由Autodesk公司在2002年提出的，主要是为了帮助实现建筑信息的集成，从建筑的规划设计、招投标、施工、竣工验收、后期的保修期直至项目终结，所有的数据都可以转化为一个三维模型。BIM应用技术的发展如此快速，还有一个很重要的原因，它可以有效的提高工作效率，减少生产成本，缩短建筑周期，可以将利益最大化。因此BIM应用技术在未来必将会是每个建筑人必须拥有的一个技能。毕业设计是展示和提升高校建筑工程专业学生BIM应用技能水平和综合素质的新途径和新方法，是培养高素质复合型、应用型建筑工程人才的重要途径。本项目的任务是使学生在准备阶段、招投标阶段和施工阶段掌握建筑工程中的BIM技术，针对BIM技术在实际工程项目各个阶段的应用，使学生具备应用BIM工程建模和BIM的能力深化设计，以巩固自己的专业知识，丰富自己的视野，拓展自己的思维，提高问题分析和解决问题的协调能力，为今后的工作做好必要的准备。 BIM技术在国外的发展美国的BIM研究与应用都位居世界前列。目前美国大部分建筑项目已经开始应用BIM技术了。此后，各种BIM协会都陆续出现，各种BIM标准也出台了。BIM技术在西方国家发展得很好，尤其是英国。到目前为止，英国的BIM技术应用正在以全世界最快的速度增加。到2013年3月出台了PAS1192-2标准。这一标准是英国政府建设战略的一部分，以加强工程交付管理和财务管理为目标，其主要目的是整体上把公共部门建设费用的支出减少近20%-30%。据2015年NBS(Nationalbuilding Specification)调查报告显示，英国政府到2025年为止将白天释放33%的培养产业指标。缩短建设初期费用和人寿周维护费用，建设更新工程50%工期，温室气体排放量50%，建筑材料进出口贸易50%。英国国家广播公司(NBS)从2010年开始进行“国家BIM调查(NationalbiMSurvey)”，以约1000名建设、工程和测定领域的建设产业从事者为对象进行在线调查。这份关于的调查到现在已经是第5年了。调查结果显示，英国政府2011年发表BIM推进政策白皮书后，经过4年左右的努力，效果显著。图 美国BIM倡议 工程项目概况及设计要求笔者的毕业设计题目为“乌审旗沙尔利格小学综合教学楼及周转宿舍的建模表现”。本项目建筑面积平方米，基地面积平方米，地上4层（局部3层），建筑总高米（从室外地坪至坡屋顶二分之一处），框架结构（局部钢框架），屋面防水等级1级，耐火等级二级，抗震设防烈度为7度。该设计采用BIMMAKE或Revit结合图纸进行土建模型的创建，模型创建过程中可以将BIMMAKE模型无缝导入到Revit中,不建议反向导入。通过BIMMAKE能够简单快速的进行土建模型创建，一键处理模型重面，快速绘制跨度间的梁板，能够做深化设计进行快速砌体排砖。采用广联达专业机电BIM软件MagiCAD2020 for Revit2019(以下简称MC) ，结合图纸完成案例工程机电模型建立，模型中包含但不限于机电各专业管线、管件、附件、设备、支吊架（不少于两个专业）。 根据机电管线配色方案（配色为常规配色或自定义）为机电管线、附件、设备进行配色； 根据综合管线排布原则对所建机电管线进行管线综合排布调整； 利用MC机电管线交叉快速处理功能对交叉碰撞管线优化处理； 利用MC碰撞检查对优化调整完成的机电管线进行碰撞检查，对存在碰撞位置再次进行优化调整，直至管线间不存在碰撞；利用MC孔洞预留和开洞功能对机电管线穿土建墙体进行孔洞预留开洞；利用MC碰撞检查对所建模型进行整体碰撞检查，包含机电各专业之间，机电与土建之间的检查，对存在碰撞位置进行调整优化，直至不存在碰撞。通过导入土建与机电模型，在虚拟现实设计平台VDP进行效果和交互处理，同时对项目概况、实施过程等进行适当介绍，最后通过BIMVR进行展示；在VDP中对机电专业某个系统的局部进行动画运行模拟，对土建结构局部进行施工动画模拟，对重要节点的施工工艺模拟。也可采用LUMION软件对模型进行漫游渲染。本次设计主要采用了实际操作的方式，通过对乌审旗沙尔利格小学综合教学楼及周转宿舍的建模表现这一课题的研究让笔者对于BIM应用技术具有初步的认识，清楚BIM建模的每一个过程，将书本上的概念转化为实际中的应用。图 建筑立面图模型的创建 模型创建的前期准备 毕业设计本身就是一个难度大、工程量大的作业，而且此次笔者的设计还是关于BIM的建模与表现，难度更是不小。笔者在此之前从来没有接触过BIM这一方面，这方面的软件更是不清楚，而且专业相关的软件，只有CAD有一点点的基础，这次设计甚至连要用哪个软件都不清楚，所以这个课题对笔者来说真的是很困难的。所以在做这个毕业设计之前，做了很多的准备。先是对任务书进行了初步研究分析，同时又跟着老师学习了一段时间的机电建模，还从图书馆借阅相关的资料，以及上网搜素相关的视频资料等。在觉得自己对任务书有了一定的了解之后才开始做建模。建模之初需要先进行安装软件于BIM技术的建模与表现配套软件，主要软件有以下几个：1）广联达BIMMAKE；2）广联达MagiCAD 2020 for Revit 2019、3) 虚拟现实设计平台VDP、BIMVR；4）Revit 2019；5）Microsoft Office Word、PowerPoint、Project；6）其它 BIM 相关软件 图 软件安装示意图在软件安装的同时，笔者先进行资料的处理，一个是图纸的处理，另一个是关于族的处理。笔者的这套图纸中主要包括建筑图纸、结构图纸、暖通图纸、水施图纸、电气图纸。笔者需要把每个专业的图纸都分割好，顺便将图纸中多余的内容去掉，这样方便后期建模时图纸的导入和建模。族用汉语意思来讲就是聚集，而Revit里的族也是如此，Revit里的族有很多种，包含了建筑物的每一个构配件，这些构配件的族都聚集在一起就形成了一个完整的建筑物。而族的创建也是十分复杂的，在此次设计中就不过多描述关于族的创建，故直接使用系统中自带的族。在软件安装完成后就可以开始建模，笔者打开Autodesk Revit 2019软件，并且新建一个项目样板（项目样板是建立项目的基础设置，它就像一个模子，由多种族构成，在项目样板的基础之上，才可以建立一个完整的项目），进入到正式的绘图页面。进入界面之后，我们需要进行一个很简单的操作，那就是将项目浏览器和楼层平面图例分开（笔者习惯将楼层平面图例放在左边，项目浏览器放在右边）。用鼠标将项目浏览器拖至Revit 右边界面边缘处，这样方便我们在后期的模型建立。 图 Revit界面图图纸比例设置完成后,可以在我右侧项目浏览器中,看到四个方向，"东，西，南，北"可以随意选择其中一个。然后打开立面图绘制页面，进入立面图绘制页面以后，点击“确定”按钮，系统将自动切换图像页面。进入立面绘制页面后，需要根据建筑物的楼层数、层高，绘制多条标高线条，在菜单栏的“建筑”的选项中，选择“标高”工具，绘制标高。绘制标高时，笔者是从左向右绘制。标高的说明就会出现标高线条的右方,由右向左画标高时，标高的说明就会出现标高线条的左侧，绘制完标高后，我们需要选中标高线，这时就可以看到在没有显示标注的一侧会出现一个小方框，此时可以点击这个小方框，点击过后这一侧也会出现标注。注意绘制的时候，Autodesk Revit会自动显示提示线条，使标线长度保持恒定。按照设计楼层,绘制完成标高后，我们点击标高的名称。以及标高的数据，需要将标高命名为F1,F2...。这样我们就完成了标高的建立,完成标高后,我们就可以开始绘制轴网。由于笔者的图纸在进行轴网绘制时采用“拾取”的方式时，轴网比较混乱，不容易拾取，也为了减少失误，提高效率，故采用手动绘制轴网的方式。因为该套图纸的轴网左右不对称，故在绘制之前需要先将轴线间的距离分别计算出来。在Revit窗口右侧的项目浏览器中，选择楼层平面中的“F1”点击进行确定。我们会进入到一楼平面的绘图页面。我们可以在上方的选项卡菜单中，选择“建筑-轴网”，大家可以在四个方向范围里的空白处开始绘制轴网。在绘制轴线时，单击空白区域，之后进行水平拖动或垂直拖动，这样我们就绘制成功了第一条轴网，在绘制轴网时,我们一定要注意要垂直或者水平进行拖动，而且在绘制轴网时从左向右，从下向上绘制，这样我们就可以保证轴网的标注是正确的，以免发生不必要的错误。接下来我们可以重复做上述工作，绘制余下的轴网。绘制余下轴网是一定要注意轴线与轴线之间的距离。我们也可以在绘制成第一条的时候选择复制或者阵列，随便设定一个距离，等画完所有的轴网后，再进行修改距离，注意修改距离的时候，先选中一个轴线，修改左侧的距离，再选择下一根轴线，同样修改左侧的距离，直到全部修改完。我们完成一个方向的轴网绘制后,可以对轴网的长度进行统一的调整,任意点击选中一个轴线。会发现在轴网的数字标注下方会出现一个小的空心圆圈,鼠标指向空心圆圈并出现一条虚线可以连接到所有的轴线时,我们可以拖动空心圆圈直到到达自己需要的长度后，停止拖动，这时所有的轴线都已经被拉长了。完成一个方向的轴网绘制后，我们重复以上操作完成其他方向的轴网绘制，但是我们需要在绘制完第一条的轴网后将名称需要修改为A，确定第一条轴线的名称之后，其后的所有轴线就会自动根据第一条的规则进行依次标注，逐步绘制多条轴线后，即可完成轴网的绘制。绘制轴网完成后，我们需要调整一下轴网的位置，一定要将轴网放置于四个立面标志的方向里，如果不在四个方向里会影响我们三维图的视角，我们需要将其移动至轴网之外（注意,这四个方向都是有两部分,一定要将其都选中后再进行移动)。轴网和标高一旦完成,我们就开始绘制基础,柱子或其他结构。 图 Revit方向截图 模型创建阶段我们建立模型时可以按照以下顺序：基础——结构柱——结构梁——结构板——墙——楼梯——门窗——坡屋顶——给排水——消防——电气——暖通。结构模型和建筑模型建立阶段在建立基础之前我们一定要反复阅读图纸，做到充分理解图纸，理解业主的意思，再确定基础的材料、形状、埋深，然后开始建立基础模型。建立基础模型，需要先导入CAD 图纸，再按照基础形状载入族（笔者的图纸中大部分为坡型柱下独立基础，还有少数的筏板基础)，然后复制创建新类型，进行编辑。最后将编辑好的基础放置在图纸的相应位置即可，放置好之后可以再去三维图里测量下基础底的标高是否为米，标高快捷键为EL。基础模型相比较其他的模型是比较简单的。图 基础模型接下来我们就可以进行结构柱的建立，各专业模型建立的过程都是类似的，第一步导入CAD图纸（或者选择链接CAD），将图纸与轴网对齐，快捷键AL。第二步，观察图纸中柱子的类型，主要包括截面尺寸，高度，配筋，箍筋间距等。确定好各类柱子之后就可以开始载入柱子的族，为现浇混凝土矩形柱且混凝土强度等级为C30。第三步就可以创建新的类型，将47种框架柱的信息全部编辑完成。第四步就可以开始绘制柱子，为了减少工作量，笔者采用了简便的方法，先在楼层平面F1中导入了基础顶至柱平面图，在绘制柱子时修改了柱顶的偏移量，比如KZ22，标高为——，可以在图纸至屋顶柱平面图中找到KZ22的位置，在F1中找到KZ25的对应位置，绘制时分别将柱底偏移量和顶部标高修改为8350和16150就可以了，这样在绘制时能少导入几次图纸，提高工作效率。 图 柱表和柱子图例绘制完柱子时一定要注意底部偏移量，如果不修改柱子底部的偏移量，基础会跑到柱子下边，或者基础与柱子不在一个平面，偏离原来基础的位置，所以一定要特别注意。绘制完柱子之后也要在三维图里测量一下基础底标高，柱底标高和柱顶标高。以防止柱子或基础发生偏移。柱子绘制完之后我们可以开始建立结构梁的模型。我们先导入结构梁的平法施工图，然后使用快捷键AL分别对齐轴网，对齐后我们可以看到柱子的截面图，可能会影响我们的绘制，所以我们调整一下视图可见性，将结构柱取消选中就可以将柱子隐藏。 图 视图可见性从图纸中我们可以知道，这里的梁为现浇钢筋混凝土梁，混凝土强度等级为C30。我们可以先在插入/载入族中找到现浇混凝土梁—矩形，载入之后，我们在右边的项目浏览器中选中其并单击右键，选择新建类型。按照图纸中的编号将所有的梁都进行创建，创建完成后再进行数据的编辑，梁的数据编辑比较简单，只需要编辑梁高和梁宽。然后按照位置将其绘制上去即可。 图 结构框架展示在绘制门窗时使用 了“HiBIM土建”，这个软件可以直接将门窗转化出来，不需要一个一个的建立模型再放置在合适的位置，而且可以很好的协调墙门窗之间的连接性。首先需要我们把CAD图纸链接进来，再提取门窗的一些数据。最后转化即可生成。 图 墙门窗转化最后再绘制其他建筑构配件即可，此时土建模型就建立完成。机电模型的建立 机电模型我们可以从给排水开始，首先还是要熟读图纸，理解图纸中的每一个细节，要做到充分理解图纸。然后开始建立模型。 导入CAD图纸，快捷键AL对齐，然后在右侧的项目浏览器中，我们将找到族--管道--给水，选择“复制”，将出现一个给水系统2，然后双击将其选中，并将其命名为“供水系统”，然后打开“材质”选项，添加新材质，并将其命名为供水系统1（由于供水管干管的设计，垂直管采用钢塑复合压力管，支管采用pp-r管。为了区分支管、主管和立管，所以我们将其命名为给水系统1），并修改颜色为绿色或修改编号为“0、255、0”。修改过之后就可以选择在一个空白的地方画一段管道，由于视图可见性和视图范围，可能会导致作者看不到绘制出来的管道，此时可以先将左边的楼层平面选项卡中规程修改为协调，如果不显示，则可以观察视图可见性中“管道、管件”是否为选中状态，将其选中，最后一个视图范围，视图范围共有四项，分别是顶部、剖切面、底部、标高。这里一定要注意:上下剖切面必须在两限制范围内，且上剖切一定要高于下剖切！这几项都改之后我们绘制的管道就可以显示出来了。这时我们选中我们刚才绘制的管道，点击管道属性栏下方选择系统类型为“给水系统1”，然后点击编辑类型--管段和尺寸--新建一个材质为PSP钢塑复合压力管，压力。点击确定后我们还需要载入管件的族，包括弯头、三通、四通等水管管件。其他管道的创建也是如此。创建完成之后就可以开始管道的绘制。绘制过程中我们一定要注意管道的标高和管径。水平管道的绘制修改过标高和管径之后沿着图纸中的管线绘制即可。立管的绘制需要先修改管径，然后选择管道的标高，确定一下立管的高度，偏移量再次修改，修改完成后双击应用，立管就绘制完成了，我们也可以在三维图里确定一下。如管道JL—1，该管道的最低处标高为。管道最高处标高在—之间，我们结合各种因素将其确定为（如果后期绘制其他管件附件有影响时，可以再修改），在绘制时我们选择立管的位置，并将其第一个偏移量修改为-1700，从-1700绘制后再将其偏移量修改为14500-（-1700）=16200，再双击应用，立管就绘制成功了。然后我们再安装管道附件，舆洗池，大便池，小便池等卫生器具。暖通专业和电气专业的绘制皆和给排水专业类似。按照此法绘制即可。 图 机电模型展示 图 机电模型展示3. 图纸问题及解决方法在制作模型的过程中，我们遇到了很多的难点以及图纸中的问题，在此列举几个来说明。 图纸分割的问题在建立模型前的准备的工作中，笔者遇到了很多难点，第一个就是图纸分割的问题。因为CAD的版本问题，打开的图纸不是很全面，部分内容丢失，还有乱码等现象，直接复制到新建图纸上后可能会导致图纸部分内容的丢失。解决办法:采取零一个分割图纸的方法，可以先选中图纸，然后使用W➕空格，此时会跳出来一个对话框，对其内容进行修改并保存即可。 图 图纸分割 关于建立独立基础模型问题 在编辑基础模型的数据时，主要有h2、h1、d2、d1、宽度、长度、Hc、Bc这几个数据，前边几个数据根据图纸就可以知道，其中Hc、Bc是需要我们注意的地方。由图10我们可以知道Hc、Bc都等于坡形基础的破口长度减去100，在编辑数据时我们要注意这一点。 图 基础数据编辑 基础还有一个需要注意的数据是“底部高程”。底部高程即基础的标高，但是基础绘制上去后系统会给它自定义一个高程，如果这个高程和我们需要的高程不一致时，我们需要去修改这个数据。如DJp01，由图纸可知，底部高程为米，基础底下高度为H1=400,坡形高度=200，基础总高=400+200=600，即修改自标高的高度为600，这时顶部高程就变为2800，要注意是两个数据都要修改。 图 基础属性栏 视图问题画出基础或其他构件时在Revit右下角会弹出一个对话框，所画构件在视图范围内不可见，这时我们需要调整视图范围或规程或视图可见性，这个在整个模型建立过程中最常用的一个功能。 a 调整规程 b 视图范围调整图关于所建模型不可见的调整柱子建模完成，开始建立结构梁的模型时，我们导入CAD图纸会发现，已经导入过柱子的平面施工图，这时我们打开视图可见性中导入的类别，将柱子平面布置图取消选中即可。 图 导入的类别调整完导入的类别，导入梁的平法施工图，快捷键AL对齐后，会发现柱子会显示在轴网上，打开视图可见性中模型类别，找到结构柱，将其取消选中，柱子就会被隐藏，如果后期需要，再将其取消隐藏即可。 图 模型类别 建立完成一层的梁模型后，开始建立二层的梁模型时，一层的梁会在二层显示出来，如果将其隐藏的话，二层的梁就会无法绘制。可以在模型类别中找到结构梁，调整其透明度。 关于墙模型建立时的问题图纸显示±以上外墙采用200mm厚蒸压加气混凝土砌块，内隔墙采用200mm或100mm厚蒸压加气混凝土砌块。而±以下采用MU20蒸压粉煤灰砖。在建墙体模型时，可以先绘制±之下的墙体，导入一层平面图纸，因一层建筑标高为，在建模时选择MU20蒸压粉煤灰砖，将墙体偏移量设置为-50，在相应位置建立模型即可。 关于门窗转化时的问题在转化门窗模型过程中，当一层的门窗转化完，开始二层及以上平面时，无法转化，多次尝试后依然不能转化。所以另建一个项目，用来建立二三四及水箱间的门窗（注意建新项目时需要与一层所在项目共用一个标高轴网），建立完成后将一层的模型链接进来即可。在转化门窗模型时，有部分门窗系统转化不成功，如平面楼层F5中BYC3209和BYC3509,因为时柱子与柱子之间的门窗，无法直接将单个的窗户放在其位置，故先绘制一段墙体，再导入窗户的族，编辑数据后放置再其位置即可。 关于族的问题在绘制给排水的时候，需要载入管件，由于软件下载的可能不够完整，导致族的不全。解决办法:下载一个族库大师，或者找一个完整版的族酷，找到已有的族库位置，将其放置在China文件夹里即可。 图 族文件 图纸存在的问题举例1）轴网9和轴网V交点处DJP 06（400/250、B:X&Y φ16@200、基础底标高米）改为DJP06a，因为轴网9和轴网N处已有标号为DJp06的基础，且数据不相同。2）轴网10和轴网N交点处DJP08改为DJP08a，在13轴与Y轴交点处，已经有标号为DJp08的基础，且数据为：300/300、B:X&Y φ12@150、基础底标高米。但轴网10与轴网N交点处无基础数据，但长和宽皆为5100mm，故暂且认为此基础配筋与DJp08相同，但基础截面不同。3）轴网16和轴网V交点处的基础上有两个编号，但其中DJp10标注处有详细配筋，故将其认为是DJp10。 关于图纸保存问题 系统每隔固定时间就会提醒是否进行项目的保存，因为笔者觉得麻烦，故每次都略了这个提示，直接将其关闭，导致后期建模时数据过于庞大，Revit软件直接闪退，笔者重新开始了3次。所以在建模时，不要忽略系统这个小提示，如果觉得提示的过于频繁，可以在文件——选项中进行修改，而且保存路径也可以修改。 图 基础选项设置