项目验收
高职创新发展行动计划
水利工程职业能力培养虚拟仿真实训中心建设项目建设方案
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湖北水利水电职业技术学院创新发展行动
计划分项目实施方案
项目名称:水利工程职业能力培养虚拟仿真实训中心建设项目
项目编号:XM—07_S42
承担院校:湖北水利水电职业技术学院
承担部门:水利工程系
项目联系人:王忠友
联系方式: 17764063051
二〇一七年 12 月
目 录
水利水电工程是国民经济的基础事业,是一种复杂的多工种协同操作、多项技术的交叉综合应用的学科。水利水电的相关企业也不同于一般的生产制造型企业,产品及生产过程有其特殊性——工程项目涉及的范围广,流动性较大且属性单一。这些特性决定了水利水电工程行业有着很强的经验性、实践性,人才培养也有应用型技能需求的特殊性,学院迫切需要改进当前的以课程讲授为主的教学方式,增加工程实践内容,提升理论与实践教学环节中的开放性、可控性、延展性以及信息化应用程度,以培养适应市场需求的高质量应用型人才。
2016年6月13日,教育部《关于中央部门所属高校深化教育教学改革的指导意见》指出:着力推进信息技术与教育教学深度融合,建设虚拟仿真实验教学中心,全面推进信息化实践教学平台建设,充分利用信息技术实现优质实验教学资源开放共享,推进以学生为中心的教与学方式方法变革。
工程虚拟现实技术在教育培训领域的发展为解决学生对工程认知体验,生产实训提供新的解决方案。虚拟仿真教学系统可以使学生从任意角度,实时互动真实地看到工程设计效果、获得前所未有的直观感受,这是传统手段如沙盘、效果图、平面图等所不能达到的;可以模拟现场施工场景,展示工程建设的过程,利用虚拟现实技术把枯燥的数据变为鲜活的图形,使虚仿真技术进入公众可参与交互式的新时代,引发学生浓厚的兴趣,从而达到认知、科普的目的。
三维实验室建设的必要性
水利工程三维设计实验室的建设,将把传统教学的备课、上课、作业、自习、考试、管理等环节,分别搬到校园网络上,借助计算机网络构建一个“生动有特色的水电工程教学平台”。实验室将有利于水利水电工程专业学生的野外生产实习向实验室虚拟模拟生产实习转化,实验平台围绕水利水电工程的各部位的施工过程进行模拟,让学生感受到与施工现场一样的效果。
实验室将针对水利水电专业的职业能力和知识技能要求,构建“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式,搭建了基于工作过程导向的“模块化”专业课程体系,增加《水利工程施工组织与管理》、《水利工程施工技术》、《水工建筑物》三门课程的辅助教学课件。
这样既保留了学校经典的教学思想和传统的教学方法,又充分利用了国内水利水电龙头企业在知识库方面建设的优势,不仅大大提高了教学效果,而且成倍地减轻了教师负担,真正做到了系统整体规划,备课、上课、作业、考试等环节分步实施,使网络化水电工程三维仿真教学得以广泛应用,减少了学生每年工地实习的安全风险。
为满足上述虚拟仿真实训平台的运行要求,需要建设专业的虚拟仿真实验室,新增虚拟仿真终端实训设备,达到同时满足50人的课程的实训教学的需求。建设后的实训室将集教、学、练为一体,实现了学生专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力的提升。科学研究和人才培养是水利水电工程三维虚拟模拟的基础,也是综合提升的重要措施之一。实验室的建设将为今后湖北省水利水电工程专业教学科研团队建设及人才培养做贡献,也对提升相关学科整体水平起到积极的促进作用。
三维实验室建设的可行性
三维仿真及虚拟现实技术是利用计算机图形图像学,在三维数值算法的基础上,采用点、线、面组合构成空间实体的基本形状,同时采用RGB等图形算法模拟颜色,形成具有色彩视觉的实体造型。此外,考虑光线明暗度等因素,综合发展而成的采用多项先进计算机技术、数值计算技术、图形图像原理的专门技术。此外,利用实体的三维坐标实时转换、实时渲染、物理特性模拟等方法与技术,允许用户在计算机上进行实时互动操作,得到与现实情况几乎一致的互动操作体验。
虚拟实训是将三维仿真及虚拟现实技术、软件技术以及网络技术和传统实训仪器结合起来,改变实训系统的构建模式,提升实训的整体性能,突破实训操作的时空限制,是传统实训方法的变革,是继理论研究和实训研究之后的第三种科学研究方法。这种实训既不消耗器材,也不受场地等外界条件的限制,可以重复进行操作,具有较强的交互性,能更真实的反映实训对象和过程,是现实科技领域的镜像反映,既可以用来做演示型实训,也可以做交互型实训,有利于激发学生的学习兴趣和热情,有利于辅助实训教学的开展,提高教学效率,减少不必要的资源浪费。近年来,虚拟实训被广泛成功应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域,因此本项目的实施从技术理论及实践运用方面都是可行的。
2015年中国农业大学的“水利与土木工程虚拟仿真实验教学中心”被列为国家级虚拟仿真教学中心,但由于水利专业性强、专业知识面要求较广、工程种类繁多、结构复杂等特点,目前系统化的水利工程虚拟仿真实训创新教学平台的建设正在探索之中。我系仿真实验室的建设中,可以参考该中心的建设经验,为保证建设成果切实落地,本项目实施仍存在以下关键要素:
(1)为满足水利工程实际教学需求,在项目制作前,平台系统功能应根据实际特点进行针对性的研究与定制开发。
(2)由于平台实训内容涉及水利工程专业知识面既广又深,涉及较全面的工程设计报告、图纸,以及详细的工程施工工序工艺等资料,因此要求项目实施单位应具有较强的水利工程专业技术团队以及较丰富的水利设计企业及施工企业合作资源条件支持。
虚拟仿真实训室的建设本着建成集“教、学、做”为一体的教学环境和专业综合性实训基地的理念,从演示实践教学、基本技能实训教学和项目综合实训教学三个层面,为课程的实践教学提供保障。
虚拟仿真实训室需要符合以下要求:
(1)满足于综合性实践教学的要求
建成后的实训室可以实现四种形式的教学与培训方式,极大丰富了教学内容和教法。“实物模拟仿真场景培训方式”,“实物场景虚拟操作培训方式”,“软件及仿真软件培训方法”和“新产品新技术展示与介绍的培训方式”,这四种培训方式的综合应用,为社会培养高素质的技术人才奠定了基础。
本实训室采用模拟仿真的实训手段,实现由单一基础技术的虚拟仿真实训训练到各种技术综合应用的虚拟仿真实训训练。力求体现虚拟化、仿真化、机电一体化方面的技术特色和行业应用及发展的趋势,力求体现先进性、前瞻性、实用性、可操作性及示范性。切实提高学生的实际操作能力和分析解决问题的综合能力,使得纯知识性的教学与培训变得更加生动和形象,从而真正掌握现代工业技术。
本实训室对水利水电专业以下课程提供硬件环境支持:
·水利工程施工组织与管理
·水利工程施工技术
·水工建筑物
教学互动区能满足虚拟仿真课程的理论与实际相结合的教学要求,满足老师与学生互动式教学的需要,以达到提高学生实训效率及效果、节约实训耗材的目的。
学生的虚拟终端操作环境与生产实践接近,有利于行动导向的教学的实施,在这样的虚拟实训环境中学生的职业意识得到了提高,能够更快的融入到企业的生产中去。
(2)兼顾社会培训的要求
虚拟仿真实训室既可满足我校水利及相关专业虚拟仿真实训教学的需求,也可以作为社会培训的场所。
通过整体设计虚拟技术、互联网技术的运用以及开放式管理的方式,实现水利工程虚拟仿真实训平台的建设,以填补水利职业院校学生信息化教学资源与实践操作渠道资源的匮乏。
通过仿真实训平台的搭建,实现以学生为中心的教学模式;为学生提供全时段全方位的理论与实践学习资源,帮助学生提升岗位核心竞争力;为学校提供新的理实一体化教学模式,进一步建设成为信息化教学示范点;同时,让院校与企业在人才培养上实现双向互助,最终提升学校教育的社会服务能力。
本项目拟达成的具体目标如下:
完成虚拟实训教学课程建设,实现体验式教学模式
按照水利工程基础知识教学体系要求,针对不同水利工程类别,建设包括虚拟工程项目、虚拟场景、虚拟设备等认知实习实践教学资源,改变以往学生实习认知渠道匮乏、时间有限等的状况。
按照水利工程施工技术教学要求,实训平台可以植入多类水利工程施工教学虚拟项目,改变传统枯燥生硬的教学方式,通过虚拟化、立体化、结构化展示专业器材以及工程施工案例,实现学生在三维空间的游走;同时通过自主交互性的施工技能操作,让教学知识点深入浅出的被学生掌握,培养更好的专业技能,增强岗位核心竞争力。
开放资源库,整合校内教师及行业专业教学资源
仿真实训平台坚持“以引领性与普适性相结合,建设最全面、先进、实用、开放、可持续更新的专业教学资源库”的项目建设方针,以资源中心能够有效地管理和利用学校教学资源,通过后续不断的学习和使用,进一步完善和丰富教学视频、文档、课件、讲义等资源,建成基于网络运行、开放式管理与教学改革有机结合的数字化共享教学资源库。
完成实践教学辅助系统的多元化建设
水利工程虚拟仿真实训平台的搭建,以多种形式的教学资料、教学信息,以及能动性的课程内容安排,打破现实空间、时间、环境、资金等等客观因素的限制,实现教师轻松安排教学中所需的任何实践操作内容,进一步促进专业教学方法的改进,提高教学效率。
完成学生自主学习交互平台的建设
通过资源库子系统的交互等一系列功能,可以复习巩固教学内容,预习将要学习的内容,成为预习、复习二位一体的学习平台。
同时,虚拟实训改变了传统枯燥生硬的教学方法,通过仿真性、趣味性的操作体验感过程,实现“寓教于乐”、学生自主学习,并且平台可以全天候24小时开放给学生,学生可以实现“时时可学、处处可学”。
立足教学需求,提高教学深度
结合实际的教学内容,明确实训教学的设计深度,完全根据学校教学需要进行调整。以学校专业化的教学力量为依托,以企业成熟技术与先进技术应用为基础,通过项目的顶层设计、需求调研、规范专业教学基本要求、制订专业教学标准,开发核心课程,不断提高教学深度。
虚拟仿真教学系统由多媒体课堂、水工建筑物认知、工艺实训、考核评价、基础平台五个子系统组成。
多媒体课堂子系统:运用多媒体技术,包括三维动画、二维设计、影视后期,制作生动的多媒体视频,将水利工程施工课本,转化为活灵活现的生动场景。
水工结构物认知子系统:以实际水利工程为案例,紧密结合相关专业知识,通过现代虚拟现实仿真技术,真实再现水利工程建筑结构及布置,实现了无限制、全方面的认知实习效果,实现了“属于您身边的水利工程”。
工艺实训子系统:以水利工程实际施工案例,紧密结合施工规范与依据,通过现代虚拟现实仿真技术,真实再现施工场景与方法,以工程施工过程单个节点为实训操作任务核心导向,实现用户自主动手体验施工操作,实现理论与实践一体化教学。
考试评价子系统:通过网络架设在线考试服务器,接受客户端请求进行在线考试,为学员及教师提供教学效果验证、考核。
系统三层架构示意图
平台系统采用B/S构架模式。三层结构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三部分。其解决方案是对这三层进行明确分割,并在逻辑上使其独立。
表示层是应用的用户接口部分,它担负着用户与应用间的对话功能。表示层一般使用图形用户接口,操作简单、易学易用。功能层相当于应用的本体,它是将具体的业务处理逻辑编入程序中。功能层的程序多半是用可视化编程工具开发的。数据层就是数据库管理系统,负责管理对数据库数据的读写。数据库管理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索。
➢ 基于主流三维引擎Unity3d开发
用户以第一人称视角体验全三维仿真环境,自主操作,自由行走,画面流畅。场景显示方式为3d引擎实时渲染,渲染帧数超过60帧每秒(超过传统电视节目每秒帧数2倍)。和主流液晶显示屏刷新率同步(60帧/秒)。
➢ 场景真实,所有模型按照工程设计图纸制作
所有场景制作均以真实场景为蓝本。场景尺寸,比例,内部结构严格按照真实场景及结构设计图纸制作。
➢ 次世代游戏建模方式
所有模型贴图执行标准,均按照次世代游戏建模方式进行,漫反射,凹凸,高光等贴图的应用,并且在引擎中做完美的结合。
➢ 卓越美术效果,强大的效率优化能力
所有场景均经过美术资源整改,美术效果整改,引擎资源优化,灯光渲染,烘焙等一系列优化工作。在有限的设备效率占用下,对模型外观的展现,内部结构做真实的还原,同时最大化的展示强大的3D画面。
➢ 可视化程序开发,高效、可编辑性强
可视化编辑,全面采用可视化开发模式。所有代码一次预制,永久使用,逻辑编辑简单高效,Debug审核报告实时显示;实现在开发效率,功能可塑性上最优化。
通过与统一登录认证系统的集成和整合,实现各子系统的统一单点登录入口,用户只要登录平台后,并通过平台提供的实训基地统一入口,就不需要再次登录各实训子系统。通过统一数据管理系统,集中管理用户数据、资源数据等。
平台系统整体包括三大部分:VPS水利工程虚拟仿真认识实习子系统、VCT水利工程虚拟仿真施工实训子系统和数据管理子系统。系统默认初始使用角色包括学生、教师和管理员,可通过权限管理编辑角色所具备的功能模块访问权限。学生以学号、教师以工号登录系统,完成一次登录可集中访问各个虚拟实训子系统。教师、管理员身份登录,可访问数据管理后台。
运用多媒体技术,包括三维动画、二维设计、影视后期,制作生动的多媒体视频,将水利工程施工课本,转化为活灵活现的生动场景。
多媒体教学制作方式采用二、三维动画、照片、录像剪辑,后期包装等形式制作,文案时长,以每分钟210个字为标准,进行编制。
其中视频课件内容详见下表:
序号 |
章节 |
备注 |
一 |
施工导流与截流 |
1.1施工导流 |
1.2截流 |
||
二 |
土石方工程 |
2.1土石方工程简介 |
2.2边坡开挖施工 |
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2.3基坑开挖施工 |
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2.4机械化施工 |
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三 |
地下洞室工程 |
3.1地下建筑工程的施工程序 |
3.2压力管道施工 |
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3.3主厂房施工 |
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3.4主变室施工 |
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3.5尾水调压室施工 |
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3.6尾水洞施工 |
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3.7出现竖井 |
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3.8掘进机开挖 |
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3.9地下工程施工辅助作业 |
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四 |
基础处理工程 |
4.1基础处理工程简介 |
4.2固结灌浆 |
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4.3帷幕灌浆 |
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五 |
混凝土工程 |
5.1骨料料场规划和生产加工 |
5.2模板作业 |
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5.3钢筋作业 |
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5.4混凝土的制备 |
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5.5混凝土入仓方式 |
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5.6混凝土的浇筑 |
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5.7混凝土的保温养护 |
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5.8混凝土的温度控制 |
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六 |
面板堆石坝施工 |
6.1概述 |
6.2坝基与岸坡处理 |
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6.3坝体分区 |
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6.4坝体填筑工艺 |
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6.5趾板混凝土施工 |
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6.6面板混凝土施工 |
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七 |
砌石坝施工 |
7.1概述 |
7.2坝体砌筑 |
||
7.3坝面勾缝 |
水利工程虚拟仿真认知子系统是以水利职业院校水利工程教学内容为基础,结合本地实际特色水利工程,进行水利工程知识体系系统化认知实训。本期项目认知实训内容主要包括典型枢纽型式、水工模型库两大内容。
水利工程虚拟仿真认知实习系统以实际水利工程为案例,紧密结合相关专业知识,通过现代虚拟现实仿真技术,真实再现水利工程建筑结构及布置,打破了时间与空间的限制,用在线互动的方式体验“畅游寻觅,身临其境”,实现了无限制、全方面的认知实习效果,实现了“属于您身边的水利工程”。
序号 |
工作内容说明 |
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1 |
系统主界面 |
加载界面 |
|
登录界面 |
|||
功能选择界面 |
|||
场景选择界面 |
|||
操作界面 |
|||
2 |
系统提示界面 |
模型名提示框 |
|
3 |
操作提示界面 |
资料信息面板 |
|
4 |
工艺流程面板 |
||
5 |
视频选择面板 |
||
6 |
视频播放面板 |
||
7 |
设备库面板 |
||
8 |
成绩记录面板 |
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9 |
人员信息 |
||
10 |
设置面板 |
全三维仿真,实景展现
整体以实际水利工程枢纽为大环境,采用Unity3D与ASP.NET WEB技术相结合的三维仿真形式对水利工程结构、布置等进行实景展现。
工程现场,多角度真实体验
系统提供第一视角和全自由的第三视角三维漫游功能;第一视角用于身临其境的体验和近距离的观察,第三视角可用于全局远距离观察整个工程场景。
人机互动,自主漫游
基于“游戏漫游”产品教学特色,通过人机互动的方式,实现对水利工程全方位认知,配以详细文字语言解析,切实提高学生感性认识。
知识全面,标准规范
针对实际工程各建筑物,依据相关教学内容及规程规范,系统化的配置全方面知识要点;同时提供了三维形式的各建筑物、设备等仿真模型,可实现360o全方位旋转、缩放查看。
智能知识库,快速查询
系统配有智能知识库,用户可快速查询各专项认知相关知识点学习资料,为师生的课程教学和自主学习提供了极大的便利。
典型水利水电工程枢纽布置型式
通过介绍我国的水资源及水利工程建设情况,让学生了解到水利枢纽和水工建筑物的概念,水利枢纽对环境的影响,水利枢纽与水工建筑物的等级划分,重点学习水利工程和水工建筑物的分类,要求学生了解水利工程和水工建筑物的类型、特点,掌握水利工程分级方法。
序号 |
模块名称 |
备注 |
1 |
高混凝土重力坝枢纽布置方式※ |
注重枢纽总布置,包括山体、河道、边坡、主体建筑物 |
2 |
高混凝土拱坝枢纽布置方式※ |
同上 |
3 |
高土石坝枢纽布置方式 |
同上 |
4 |
航电枢纽布置方式 |
同上 |
5 |
抽水蓄能电站的枢纽布置方式 |
同上(山体内部不显示) |
6 |
小型灌溉工程建筑物组成 |
同上 |
7 |
调水工程建筑物组成 |
同上 |
水工建筑物认知
水工建筑物按功能可分为挡水建筑物、引水建筑物、发电建筑物、泄洪消能建筑物、通航建筑物、调水与灌溉设施等。
水工建筑物是一门综合性很强的课程,学生应了解一般水工建筑物的工作原理,类型、应用情况、尺寸拟定、水力计算、稳定计算、应力分析和渗流分析等,在学习过程中,要综合运用基础理论,锻炼培养解决实际问题的独立工作能力。
序号 |
水工建筑物模型认知库总库模块名称 |
备注 |
1 |
挡水建筑物※ |
|
2 |
引水建筑物※ |
|
3 |
发电建筑物 |
|
4 |
泄洪消能建筑物 |
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5 |
通航建筑物 |
|
6 |
调水与灌溉设施 |
|
水利工程虚拟仿真施工实训系统是以水利工程实际施工案例,紧密结合施工规范与依据,通过现代虚拟现实仿真技术,真实再现施工场景与方法,以工程施工过程单个节点为实训操作任务核心导向,实现用户自主动手体验施工操作,实现理论与实践一体化教学。本系统共分9大部分,内容包括水利水电土建工程常见工种的施工工艺及建筑物施工技术,旨在以学生能力培养为主线,体现出实用性、实践性、创新性的特点,循序渐进地进行。
工艺实训模块功能开发清单
NO |
施工工艺内容 |
备注 |
1 |
施工水流控制 |
|
1.1 |
施工导流方式 |
|
1.2 |
围堰类型与施工 |
|
1.3 |
截流工程 |
|
1.4 |
蓄水封堵 |
|
1.5 |
基坑排水 |
|
2 |
爆破工程 |
|
2.1 |
爆破原理与爆破设计 |
|
2.2 |
土石方明挖 |
|
2.3 |
围岩钻爆开挖 |
|
3 |
基础处理工程 |
|
3.1 |
岩石固结灌浆 |
|
3.2 |
砂砾石地层灌浆 |
|
3.3 |
高压喷射灌浆 |
|
3.4 |
钻孔灌注桩施工 |
|
3.5 |
钢筋混凝土预制桩施工 |
|
3.6 |
振冲碎石桩施工 |
|
3.7 |
旋喷桩施工 |
|
3.8 |
振动沉管灌注桩施工 |
|
3.9 |
深层搅拌桩施工 |
|
4 |
土石方工程 |
|
4.1 |
边坡开挖 |
|
4.2 |
边坡支护 |
|
4.3 |
土石坝分区填筑与压实(GPS质量控制) |
|
4.4 |
渠道施工 |
|
4.5 |
土石堤防施工 |
|
5 |
混凝土工程 |
|
5.1 |
骨料加工生产 |
|
5.2 |
混凝土拌合 |
|
5.3 |
仓面准备 |
|
5.4 |
常态砼施工 |
|
5.5 |
碾压砼施工 |
|
5.6 |
大体积砼温控 |
|
5.7 |
面板砼施工 |
|
5.8 |
渡槽施工 |
|
5.9 |
倒虹吸管施工 |
|
5.10 |
涵洞施工 |
|
6 |
地下建筑工程 |
|
6.1 |
地下洞室施工程序 |
|
6.2 |
钻爆法施工(洞挖、支护、衬砌) |
|
6.3 |
TBM法施工(集成开挖、支护、衬砌) |
|
6.4 |
辅助工程(通风等) |
|
7 |
防渗工程 |
|
7.1 |
帷幕灌浆施工 |
|
7.2 |
排水孔施工 |
|
7.3 |
防渗墙施工 |
|
7.4 |
心墙类型与施工方法 |
|
7.5 |
沉井施工 |
|
8 |
灌溉工程 |
|
8.1 |
喷灌施工 |
|
8.2 |
微灌施工 |
|
8.3 |
管道输水灌溉施工 |
|
9 |
施工管理 |
|
9.1 |
施工组织设计 |
|
9.2 |
进度管理 |
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9.3 |
成本管理 |
|
9.4 |
质量管理 |
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9.5 |
安全管理 |
|
全三维仿真,实景展现
整体以实际工程施工现场为大环境,采用Unity3D与ASP.NET WEB技术相结合的三维仿真形式对水利工程施工现场环境进行实景展现。
多重视角,任意体验
系统提供第一视角和全自由的第三视角三维漫游功能;第一视角用于身临其境的体验和近距离的观察,第三视角可用于全局远距离观察整个施工场景。
人机互动,自主操作
施工器材自主选择操作,通过人机互动的方式,实现的施工操作步骤演练,切实提高学生实际操作能力。
两种模式,灵活选择
设置导学实训和自学实训两种实训模式。
导学实训:根据系统提示的正确施工工序步骤,通过人机互动的方式,依序完成实训。
自学实训:学生自主组织施工工序,通过人机互动的方式,完成实训(组织工序正确情况下方可继续进行)。
施工细节,细部解析
对于要点部位的工艺操作及重要施工器材的操作,配以详细操作虚拟动画、文字、语言提示等,进行重点诠释,让学生更易掌握。
智能知识库,实时查看
系统配有与施工相关的材料、工具、机械、图纸等相关资料,学生可以随时查看;对于重要机械设备提供了仿真模型,可实现360o旋转查看,强化学生基础知识。
实训进度选择,灵活快捷
依据学生实训过程中的实际情况,可对需重复学习的实训内容,进行自主灵活跳跃式选择。
水利工程虚拟仿真施工实训系统是以水利职业院校水利工程施工教学内容为基础,结合实际水利工程常用施工技术,进行水利工程施工技能系统化实训。
系统通过网络架设在线考试服务器,接受客户端请求进行在线考试。系统中的主要概念有题库,试题,试卷,考卷。试题是组成考卷的基本元素,题库是存放试题的仓库,试卷是对考卷生成规则的定义,考卷则是通过试卷对考卷生成规则的定义从题库中选择出来试题组成的。考卷一旦生成就好比现实考试中的考卷已经印刷一样,他是一个对题库中部分题目的一个镜像。在线考试就是考生对考卷的作答,通过对考卷的作答,最后自动计算客观题得分,主观题则需要人工评分。系统需要有严格的答题时间控制,包括总答题时间,最短答题时间,迟到时间等。系统主要分为用户访问控制和考试系统两大模块。访问控制模块主要对用户信息,班级,权限等进行控制。考试模块则对题库,试卷,试题,考卷等进行管理和操作。在线考试系统实现了对单选题、多选题、判断题、填空题、简答题、论述题以及上述各种题型组合而成的组合题型的支持,由基础题型的支持实现所有考试功能。
➢ 系统模式介绍
进入系统共分为四种模式,系统管理员模式、阅卷管理员模式、教师模式、学员模式。
1) 系统管理员模式:密钥安全进入系统、对系统进行管理、设定各类人员的权限、查
询统计等;
2) 管理员模式:查看教师出题试卷、输入查看学员信息、查看学员考试成绩等;
3) 教师模式:进入题库进行试题输入、设定试卷组成策略、试卷的新建、修改和删除、
主观题的评卷等 ;
4) 学员模式:进入系统进行在线考试;
➢ 题库管理
题库分类和题型管理,题库支持题单选,多选,填空,问答,判断类型分类、支持分科
目建立题库、丰富的试题类型、题库可以指定教师进行独立管理。
自定义试题创建,通过教师创建试题; 试题可以综合查询并批量导出到Excel文件中;
试题可以批量进行输入;
➢ 在线考试
学员考试管理,包括: 根据考生权限、试卷有效时间列出考生参加考试的试卷列表;
1. 考生参加考试、答卷、交卷等完整过程;
2. 支持考试自动倒计时,到时自动交卷;
3. 客观题提交试卷后自动生成成绩;
考试防舞弊安全性设计,包括:
1. 随机打乱试题显示顺序,避免抄袭;
2. 随机打乱选择题候选项显示顺序;
3. 控制考试页面的移出,禁止考试过程中查找答案、即时通讯等舞弊手段;
4. 防止考试中通过拷屏、复制等手段泄露试题。
考试的容错和可靠性设计,包括:
1. 支持考试过程中服务器保存答卷的方式,电脑一旦出故障允许学员恢复考试;
2. 交卷时如遇到服务器繁忙,可以返回交卷前状态,并锁定试卷。
➢ 手工评卷
提供手工阅卷功能,包括:
1. 只有指定的教师才有手工阅卷的权限;
2. 提供主观题正确答案和考生答案的对照,支持对超出标准分数的错误进行提醒、
隐藏答卷的考生信息。
➢ 试卷管理
试卷定义和管理,包括:
1. 试卷的新建、修改和删除;
2. 支持试卷定义的导出,用于试卷的迁移,备份和恢复。
试卷基本属性管理,包括:
1. 支持一场考试多套试题的出题方式;
2. 支持考试有效时间安排、考试次数、考试倒计时参数设定等功能;
3. 支持服务器保存等可靠性参数设定;
4. 支持考试成绩保密、答卷保密、防舞弊参数等安全设定、支持对考生的安排、手工阅
卷员和领导查询等权限的设定。
出题策略管理,包括:
1. 支持随机从题库中设计出题策略;
2. 支持将题库分数换算成100分或按题型指定分数两种分数模型;
3. 考试的题型显示顺序可自由指定。
➢ 考试管理
强大的考生安排和考试过程控制功能,包括:
1. 批量安排考生考试,可以指定考生考试时间;
2. 按多种条件模糊查询考生考试记录;
3. 支持删除考试记录,允许考生重考,重新安排考试等;
4. 支持对已阅卷的考生答卷进行复评并修改评卷结果。
➢ 查询和统计
提供考试结果的综合查询和统计分析,包括:
1. 可以通过设定领导查询权限,控制考试查询权限;
2. 可以查询所有考生成绩、答卷、排名和知识点分析;
3. 可以按部门对应考人数、参考人次、及格人次、不及格人次、平均分、及格率等数据进行统计分析;
4. 可以对知识点通过率、单题通过率数据进行统计分析。
通过网站后台数据管理系统,管理人员可方便、快捷的对网站系统进行管理维护,主要包括:
实训教学内容的上传、下载、删除等;
实训资料内容(如文字、图片、视频等)的上传、下载、删除等;
实训课程的增加、删除、修改以及用户权限的设置等。
包括文件管理系统、多媒体点播系统、信息查询系统、后台管理系统
教师可以根据自己的需要,设立自己的专用知识库系统;并且可对知识库的资料进行添加、删除、修改等。
提供多媒体视频点播功能、暂停、播放、拖动、全屏、音量控制等
提供多方位检索功能
用户权限管理、班级信息、人员信息.
投影融合的应用来源于模拟仿真系统。追求亮丽的超大画面,纯真的色彩,高分辨率的显示效果,历来是人们对视觉感受的一种潜在要求。大到指挥监控中心,网管中心的建立,小到视频会议,学术报告,技术讲座和多功能会议室的进行,对大画面,多色彩,高亮度,高分辨率显示效果的需求越来越强烈。
方案分析:由于屏幕较大(3米×15米),单台投影机投射画面无法满足分析尺寸后使用5台标清高亮度的投影机。亮度在5000流明以上,分辨率为1024*768。
幕布的尺寸: 15.7米×3米(含边框)
融合带叠加区域比例为:25%
单台投影比例:4:3
单台投影机画面:高3米宽4米
投影机短焦镜头到幕布距离约:3.2米
边缘融合功能处理10-40%的图象叠加区域
➢ 整套系统能够很好实现应用图形画面和活动图像的整屏显示。
弧长15米,高度为3.5米,采用5通道1024*768的投影机融合完成
纯硬件融合 主要特点:
1、纯硬件融合器,不死机、不中病毒。
2、暗场补偿处理,投影机漏光带在暗场下消失不见
3、支持三种调试方法(面板、PC、遥控)
4、输入支持4K信号。
5、自定义输入信号源
金属硬幕
屏幕特点:
1、超大幅面:屏幕幅宽达6米,长度可无限延伸,适合多通道融合、拼接.
2、图像清晰,色彩饱满,有效抑制太阳效应
3、全进口材料,境外加工生产,进口涂层
4、屏幕可平面、弧面设置
技术指标
投影方式 正投
幕面颜色 灰色/白色
环境光吸收率 幕前95%以上
亮度增益系数 2。0
适应明亮环境 50—200LUX室内
屏幕均匀度 95%以上
对比度 5000:1
色彩还原偏差 ≤4%屏幕解像率 80线/mm
入射角度 ≤22度
视角 ≥150度
拼接缝隙 0(整张幕基)
环境温度 -40—75℃
环境湿度 30%—90%
表一:虚拟仿真实训室配置明细 |
|||
序号 |
设备名称 |
数量 |
型号/主要技术参数 |
1 |
虚拟化服务器 |
1 |
宝德PR4840R |
2 |
虚拟化桌面终端 |
50 |
台式电脑 CPU:I3、内存:2M、硬盘:500 独显 显示器:19寸 鼠标键盘套件 |
3 |
三维水利施工工程VR实训平台软件 |
1 |
|
4 |
投影幕 |
1 |
DHN金属硬幕 1.高增益,宽视角,最大增益/视角平衡、增益可调(0.8-1.0) 2.高对比度,完整256灰阶 (白/灰) 3.色彩还原真实、艳丽,色温5000—6500K,色带更宽,色彩更饱和、纯正 4.RGB比例准确1:1:1 5.增益/视角比平衡:0.8-1.2增益175度视角 6.无任何物理和化学拼接,整张板材。 7.幕面喷涂技术:数控喷涂 8.幕面喷涂均匀度:99% 9.核心材料:“还原—结晶体” 11.材料制作工艺:化学结晶工艺 12.涂层表面可多次清水冲洗。 13.可卷曲材料。方便运输 14.田字型加强模块,使幕布更安全更完美 15.阻燃性:阻燃达到国标B1标准(GB8624-1997B1) |
5 |
投影仪 |
5 |
丽讯D5010 显示技术 德州仪器DLP™ 技术 芯片 DMD芯片 0.7",XGA×1,DDP4421解码芯片,极致色彩, 实际分辨率 芯片物理分辨率1024x768最高支持WUXGA(1920*1200)@60Hz信号输入 显示色彩 1677万色 色深 24比特 色轮 5色轮RGBYW,第三代“亮丽彩轮” 镜头 镜头变焦 选配的标准镜头1.25倍变焦,手动 镜头位移 手动位移,垂直(-20%至+100%),水平(±10%) 镜头参数 选配的标准镜头 投射比 详见“投影距离”或者“相关下载-产品彩页” 灯泡 灯泡型号 单灯,欧司朗370W高压水银灯冷光源,交流,可更换型 灯泡寿命 1500小时(标准),3500小时(经济) 投影尺寸 屏幕尺寸 36"- 210"(斜对角,依据镜头而定) 投影距离 1.5-7米 画面比例 4:3(原始)/16:9;2.35:1(兼容) ISO亮度 6000流明 对比度 2000:1 均匀度 90% 工作噪音 37分贝(经济),42分贝(标准) |
6 |
工程主机 |
1 |
CPU :i3 4160 风扇:A9夏系 电源:四季风SP450工包450W 硬盘:众拾固态硬盘120G 内存:威刚4G 显卡:小影霸显卡盘古650(1G) 主板:技嘉主板H81-D3大板 |
7 |
融合器 |
5 |
输入:5路信号,两路HDMI,DP,DVI,VGA。数字接口支持4K 输出:2路HDMI 纯高清融合器,最高支持1920*1200 输入支持4K分辨率,信号可进行一键切换 影像输入输出支持多种分辨率 主要功能: 1.可做快速的边角调整、垂直及水平梯形校正、桶型及栅行调整、曲面调整、影像旋转及上下镜像调整。 2.每台支持两通道投影微调,可轻松执行大量投影显示器的弹性填充。 3.3.可利用前面板按鍵或遙控器,可做最少為 2*2,最高可達 5*3 個格點的影像几何不规则位置調整,并完成曲面融合调整。 4.4.配合电脑工具,可以做不规则影像调整,最少为282,最高可达17*17个格点,调整后可将参数储存在DK517,然后可以不使用电脑。 |
8 |
综合布线 |
50 |
满足实训室虚拟培训系统正常工作 |
(二)配套服务与教学支持
1、师资培训
(1) 专业教师需要参加职业技能培训,取得相应职业资格证书。
(2)专业教师需要进行对口企业实践,每一学年累积不少于一个月。
2、实训室安全制度
3、学生实训守则
(1)工作电源:220V,50Hz;
(2)功率:1kVA
(3)工作温度:5℃~40℃
(4)工作湿度:≤80%
(5)安全保护措施:具有接地保护、过流、过载、漏电保护功能,符合相关的国家标准。
附表二:配件清单
序号 |
设备名称 |
型号/主要技术参数 |
1 |
学生电脑桌 |
尺寸:1000*2000*800mm,桌面是三聚氰胺板,桌面底有线槽 |
3 |
学生电脑椅 |
学生椅求采用不锈钢型材焊接,凳面采用高密度板,嵌入式,底脚安装有绝缘橡胶套,耐压1000V。 |
4 |
教师桌子 |
尺寸:1600*800*800mm,桌子所用材质三聚氰胺板 |
5 |
教师椅子 |
仿皮面实木材质 |
6 |
电子白板 |
1600mm×1000mm; |
7 |
工具柜 |
尺寸:1850*900*390mm,优质冷扎钢板0.8mm,八门 |
8 |
空调 |
柜式 |
|
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