虚拟现实技术为工程建设插上“翅膀”

文/肖钟琦

随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对虚拟现实（VR）技术的需求日益旺盛。作为20世纪发展起来的一项全新的实用技术，虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着虚拟现实技术在工程建设领域的不断应用，它已成为推动工程建设数字化转型的重要工具。中国知名建筑工程专家丘珍珠十分看重虚拟现实技术在建筑模拟中的应用前景和潜力，她表示，对于建筑工程这类风险率相对较高的行业来说，利用虚拟现实技术进行设计和施工模拟对降低建筑工程项目风险和有效提高安全管理水平尤为重要。

丘珍珠现任深圳市海诚建筑工程有限公司的总经理兼工程部技术总监，在建工行业深耕多年，曾主持参与过多项大型建筑工程项目的建设。一直以来，她都对行业内的技术发展保持着高度关注，凭借极具前瞻性的战略眼光，向行业输送了多项兼具实用性和创新性的科技成果。近年来，丘珍珠率先开始研究应用虚拟现实技术在建筑工程领域的可行性，陆续在多项工程中推广应用了虚拟现实技术，并将这些成功经验总结为行业规范，为推动虚拟现实技术在建筑行业的普及应用奠定了基础。

虚拟现实技术的一个重要作用是能够全方位展现建筑物的整体信息。此前，计算机制图软件设计出来的建筑只能通过其二维、三维空间构造来展现建筑物参数信息。这种信息的展示，只是基于静态结构上的尺寸数据信息的展现，停留于平面和屏幕中，这种建模过于单调、不够直观。而虚拟现实模拟技术是将设计图中的建筑再现，实现虚拟世界的现实模拟，让设计者可以进入建筑内部进行观察和完善设计。这不仅有利于提高建筑工程设计的效率，而且使建筑工程设计变得更为直观，工程师可以通过全方位、各视角的观察建筑物，提高建筑工程设计的质量。由于丘珍珠早期尝试应用虚拟现实在这些领域已经取得了良好效果，加之虚拟现实技术的不断成熟，在建筑领域的应用前景广阔，这也吸引了丘珍珠进行更深入的研究。2020年5月，丘珍珠发表了一项“基于虚拟现实技术的建筑工程智能设计系统V1.0”。

这套系统采用了深度学习和计算机视觉等前沿技术，实现了建筑设计图纸的自动识别与重构，以及基于识别结果的智能工程设计建议。它可以自动从传统二维设计图纸中提取建筑要素信息，并将其重构为三维可视化模型。同时，系统还会根据模型的结构特点和功能需求，给出智能工程设计建议，比如结构安全性评估、功能布局优化等。这一研发成果标志着虚拟现实技术在建筑工程设计领域的新突破。它不仅可以极大提高设计效率，还可以为工程师提供智能辅助，有助于提升行业设计水平。

此外，建筑工程是一种繁杂的大型的动态系统，所涉及的环节多而且较为复杂，建设成本高，对社会造成的影响大，对结构安全性、经济性以及功能合理性的要求很高。目前，重大项目建设前的功能评价通常是建立在想象和经验的基础上，出现偏差是常有的事，而这种偏差造成的功能上的缺陷几乎是无法弥补的。有部分功能评价也建立在实验室建造的物理模型和计算机仿真模型分析的基础上，在进行试验和评价难免出现误差，缩小比例越大误差越大，而且试验周期长，费用较高。而“基于虚拟现实技术的建筑工程智能设计系统V1.0”则可以很好地弥补这些缺陷。系统能够在建筑的设计阶段就对方案进行全面、客观的尽可能贴近建成事实的评价，通过系统的VR模拟，设计人员可以在虚拟环境中对建筑功能进行真实还原和多角度评估，这不仅可以提前发现设计问题，还可以对功能进行定量化评估，从而大大提高初期设计的准确性，降低项目风险，提升项目建设质量。这对于重大工程项目来说意义十分重大。

可以说，这套系统的出现是建筑行业迎来VR时代的标志性事件，它仿佛为工程建设插上了“翅膀”，为建筑工程行业带来了革命性变革。据了解，目前这项技术成果已经在全国数十项大型建筑施工项目中得到应用，例如，在某项超过1000亿元的重大水利工程项目中，设计人员利用它对多种方案进行了精细化评估，最终确定了施工难度最小、成本最低的工程设计方案。这不仅大大提高了项目质量，也为项目节省了近百亿元的建设投入。众多行业专家都认为，该技术的先进性、智能性代表国内在VR建筑应用方面的领先水平，它将引领和深化行业的数字化转型，推动行业向更高水平发展。未来，随着建筑工程项目日益趋于大型化，施工作业过程中的风险因素不断增加，丘珍珠自主研发的这项技术成果将为建筑行业发展做出更大的贡献。