虚拟化工程

2024-06-22

虚拟化工程（精选十篇）

虚拟化工程篇1

交换机的虚拟化技术、交换机主板的延伸扩展技术、大规模网络技术是数据中心网络云计算的关键技术, 可以实现一个数据的中心处理不同的业务, 以及建立无阻塞的超大规模数据中心网络。H3C公司提出的弹性智能架构IRF就是目前交换机虚拟化技术中的主流技术。

1 IRF关键技术

1.1 IRF介绍

智能弹性架构IRF (Intelligent Resilient Framework) 是H3C自主研发、实现交换机虚拟化的技术。它的关键思想是将物理上的多台设备通过专业线缆把IRF物理端口直连在一起, 配置后, 能虚拟化成一台逻辑上的交换机。使用这种技术可以让多台物理交换机的协同工作、不间断维护和统一管理。

1.2 IRF基本概念

1.2.1 成员角色

所有IRF组中的设备都称为成员设备, 成员设备的角色分为两类:

主设备, 称为Master, 负责整个IRF组管理。备份设备, 称为Slave, 是主设备的备份。当主设备故障时, 系统将会从备用设备中选举一个新的设备来接替原Master的工作。Master和Slave均由选举产生, 优先级是决定设备选举的参数。一个IRF组中只能有一台主设备Master, 其它所有成员都是Slave设备。

1.2.2 逻辑端口与物理端口

IRF中进行协商的逻辑接口, 分别是IRF-Port1与IRF-Port2。它们必须与物理接口绑定才能生效。设备上用于连接的真实端口是物理端口。一般情况下, 光口或者是以太网口负责业务报文的转发, 一旦与IRF端口绑定, 他们就作为IRF物理端口, 负责转发成员设备之间的报文。

1.2.3 IRF合并与分裂

如图1中两个IRF交换机, 物理口已通过专用线缆连接, 这样就形成一个IRF组, 逻辑上就成为一个设备, 此过程就是IRF合并。

图2是IRF组分裂的过程示意图, 由于IRF物理链路故障, 从而导致相连的接口不能通信, 一个IRF组分裂后, 变成两个IRF, 此过程就是IRF分裂。

1.2.4 优先级

优先级是决定成员选举的属性, 其作用是用于角色的确定, 在选举过程中, 优先级数值最大, 也就是优先级最高的设备将成为Master。优先级数值的缺省值是1, 如果想固定主设备, 需要在组建IRF前, 通过命令进行手工设置, 提高该设备的优先级数值, 一般情况下设置数值255为最大值。

1.2.5 IRF组网拓扑结构

IRF有两种拓扑连接结构:环形与链形, 如图3所示。

在链形连接中, 任何一条链路故障时, 都会促使IRF分裂;而在环形拓扑中, 有两条链路保证了可靠性, 其中一条故障时会形成链形结构, 因此不会影响IRF的业务。

链形连接对于拓扑的要求比较低, 因此主要用于离散成员设备之间的组网。

1.2.6 多IRF分裂冲突检测 (MAD检测)

IRF链路故障时, 会导致两个IRF产生。如果这两个IRF都配置了相同的IP, 整个网络就会引起IP冲突导致故障。所以为了提高可靠性, 当IRF分裂时, 需要检测机制能够检测出冲突的情况, 避免网络中共存多个IRF单体, 降低IRF分裂对整体网络的影响。MAD (Multi-Active Detection, 多活检测) 检测机制能够处理分裂的冲突问题。

通过链路聚合控制协议 (LACP) , 双向转发检测 (BFD) 或ARP来检测网络中的多IRF冲突。

2 IRF工程应用

2.1 工程需求

由于总公司人员规模扩大, 接入层设备的端口数目已经远不能满足需求。现在需要接入新的设备, 但是不能影响以前的业务, 并要求实现网络的易维护与管理。

2.2 组网拓扑

2.3 相关重要配置命令 (主要提供A设备的配置参考命令)

(1) 配置设备编号。[B]irf member 1 renumber 10//设定成员编号, 一般不能设置相同的编号。

(2) 创建设备的IRF端口, 与物理端口绑定, 并保存配置。

(3) 激活A的IRF端口配置。

(4) 配置BFD MAD检测。

3 结束语

网络虚拟化技术已经成为数据中心与云计算的关键技术, 已经成为当前IT领域的热门研究, 越来越多的用户可以认可和接受, 优化网络结构、简化网络管理与配置, 提升系统效率是当前技术发展的关键与方向, 随着IRF2 (即第二代智能弹性架构) 技术的出现, 交换机虚拟化技术的应用将大为扩展与推广, 必将带来全网业务的简化。本文说明了IRF的基本概念与具体应用过程, 分别阐述了IRF的关键技术, 专业术语, 配置命令等。以实际工程应用的配置实验为例, 说明了IRF的应用场景, 以及解决IRF分裂产生问题等。

摘要：虚拟化技术是目前云计算应用的核心技术。IRF (智能弹性架构) 技术能把多个物理上连接在一起的交换机有序结合在一起, 其中一个是主, 其他是备份。对外呈现出的是一个虚拟的, 逻辑上的交换机。可以实现跨设备链路汇聚, 提高线路的冗余性和可靠性, 与传统的网络架构相比简化配置, 方便管理。

关键词：IRF,虚拟化,虚拟交换机,链路聚合

参考文献

[1]高卫斌, 刘云, 苏锋.IRF在校园网络规划与设计中的应用[J].软件导刊, 2010 (12) .

[2]宋振华.虚拟化技术中的存储管理问题研究[D].中国科学技术大学, 2010.

[3]郭春梅, 孟庆森, 毕学尧.服务器虚拟化技术及安全研究[J].信息网络安全, 2011 (9) .

[4]涂艳丽.云计算及在IT支撑系统中的应用[A].中国通信.学会第六届学术年会论文集 (上) [C].2009 (2) :11-12.

[5]房秉毅, 张云勇, 陈清金, 贾兴华.云计算网络虚拟化技术[J].信息通信技术, 2011, 5 (1) :129-130.

虚拟化工程篇2

2.1机械工程基础虚拟仿真实验教学系统

机械工程基础虚拟仿真实验教学系统让学生在虚拟的三维环境下进行实验和练习，使用信息网络技术对实验和练习的数据进行采集，再结合虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察，从而可以解决机械专业实验教学工作中对于机械设备结构原理认知学习的晦涩难懂，减少对实验设备的损坏，帮助院校改善和解决实验设备台套数的不足、需要经常维修等问题，切实提高机械专业学生的实验实践能力。

2.2数控加工虚拟仿真系统

本系统以VR虚拟技术结合数控加工专业知识，辅助数控加工专业教学。并以自动引导的方式对该系统进行模拟教学。数控加工应包含数控机床、数控铣床、机械手、输送线等，利用虚拟现实的沉浸感，使学生对整个系统进行逼真模拟体验;利用虚拟现实的交互性，让学生对模拟环境内的物体进行操作，最后进行学习测评。可以现场近距离去观察设备的运行状况。同时可以进行多人协同参与。再现真实、逼真的效果。

2.3液压传动实验虚拟仿真实验教学系统

该系统主要是液压系统认知实验，让学生了解液压系统的基本组成、布局及工作原理、液压系统在整个机械设备中的作用;了解液压系统中主要液压元件，其中包括液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件等在液压系统中所起的作用等。

2.4基于虚拟样机技术机械设计及动力学仿真实验系统

该实验系统主要是基于ADAMS(AutomaticDy-namicAnalysisofMechanicalSystem)软件构建实验教学系统由三个模块组成:零件数字设计，机械系统动力学仿真，零部件力学性能仿真。相关专业的学生不仅可以应用实验平台直接进行相关实验，而且可以通过平台提供的仿真软件开展自主探索性虚拟实验，为拓展学习提供了良好的平台。

2.5农业机械特色虚拟实验平台

该系统可以结合农业大学特色，开展智能农业装备、拖拉机等特色项目的虚拟仿真实验。比如模拟农田机器人作业等虚拟仿真实验，展示机器人工作过程，让学生更好地了解机器人结构、控制、驱动形式、作业特点、振动等相关知识，克服了传统实验时浪费严重、噪音高、难重复、自然环境和生产条件受限多等缺点。农田信息实验平台可以包括图像实时采集与图像分割、图像测量与测距、深度信息获取、真实信息的恢复、实时生成决策结果、智能执行等过程。

3结语

虚拟仿真实验平台能提高机械工程本科生的产品设计创新能力，改善机械类专业核心课程的教学效果，激发学生学习主动性，加强学生对机械产品设计整体性认识。同时，教师的科研项目可以逐步与虚拟仿真实验教学想结合，在科研项目合作的同时，有序地将虚拟仿真的实验成果应用到产品开发、质量管理、产品服务的各个环节，对学生开放的同时，承接企业的产品设计开发任务，缩短新产品研发时间，提高企业竞争力，促进社会经济的发展。

参考文献:

[1]宋正河，陈度，董向前，等.机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心建设规划与实践[J].实验技术与管理，，34(1):5-9.

[2]吕明珠，刘世勋.机电专业虚拟仿真实验平台的设计与开发[J].电气开关，(6):23-26.

[3]杜月林，黄刚，王峰，等.建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式[[J].实验技术与管理，2017，32(12):26-29.

[4]赵强，欧阳晓平.虚拟仿真实验平台促进创新型人才培养[J].时代教育，2016(15):60-61.

[5]郭润兰，康艳萍，杨东亚，等.机械原理虚拟仿真实验室资源共享平台建设[J].实验室研究与探索，2017，36(6):108-110.

心灵世界：构建虚拟艺术工程篇3

中国的动画之路也走了很长，在20世纪有很多艺术家参与进来，以中国独有的文化元素和艺术手法，创作了《大闹天宫》、《小蝌蚪找妈妈》等一批深受欢迎、蜚声国际的优秀动画作品。但以一种个体身份和观念表现为特征的独立动画是90年代以来的事情，我们强调这一点是因为这个时期才开始有艺术家不是为了集体叙事需要、为大众播映的产业动画来创作作品。这里的时代背景是艺术理念的拓展以及一个新的时代的艺术家的整体成长，他们越来越把动画这一形式语言看作是独立使用的可表达意图与观念的媒介。这是一个开放的时代，艺术家因此而获得艺术观念的开放，也获得创作艺术的自由精神。对中国艺术家而言，如何展示自己的艺术个性、如何强化自己对世界的敏感，都是他们选择艺术语言与形式的一个大前提。他们是在动画的动态空间里发现了一个非平面的虚拟三维世界，而这个虚拟的三维世界让艺术的自由得以淋漓尽致地发挥，让思维的空间无限放大。

因此，在整体意义上去研究当代的艺术，独立动画艺术是不可忽略的一个新枝，对它进行艺术意义与社会文化意义的研究和评价就需要认真对待。通过对这一类型的独立动画艺术进行研究和分析，我们认为可以将它们的艺术特质概括为“虚拟艺术工程”。它可以促使我们对独立动画的内在属性、构成机制、思考空间、发展潜力等内涵进行探讨，从独立动画的艺术性、观念性和个体性上进行批评建树。

从独立动画的属性上看，它的制作完全依赖艺术家的创作，或手绘、或塑形、或数字，都是不以物理世界的现实场景为直接再现对象，从而自由地构建自身独立的想象世界，这也是“虚拟”的艺术属性。其次，任何一部独立的动画都是耗费了无数的时间、精力、脚本、合成、协作等而完成的一项工作，虽然其复杂程度有多有少，但都是建立在一套理性规范操作之上的系统工程，而传统的架上绘画、雕塑则体现为个体性、单一性，以“工程”命名“动画艺术”就显示了这个时代的艺术的科学性和系统性。因此，以“虚拟艺术工程”来称谓这样的独立动画艺术可以使我们不断地去丰富、深入、扩展它的内在属性和特质，也从当代的社会文化思想上去有机地深化它的内涵和内容。

在当代，动画是一种喜闻乐见的综合艺术，它集合了文学、电影、音乐、摄影、绘画、制作等手段，充分展示了人类的非凡想象力，特别是发明数字技术以来，它变得更加神幻多彩，打造了时空无限的奇观故事。但是独立动画在这方面的特殊性，则在于艺术家不仅仅是为了某个叙事，更是着力于探索某些严肃的话题和问题，它极力让自身的世界成为一种提出问题、展示想象、呈现未知的心灵视觉。

独立动画不是一般的商业化动画大片，而是小制作、独立制作的艺术动画，也即艺术家个体或小组以独立的艺术观念来创作的一类动画作品。它的创作基础是艺术观念，它的功能定位是艺术，它的精神实质是前卫探索，它的学术地位是个人美学。因此，它们是商业动画之外并与之相异的创作，从这些独立动画影像的观看与阅读中，会透露出中国及这个世界的个体性价值的端倪，只有这些独立的动画影像才是没有大规模市场化的个体财富。一个成熟的社会应当珍视、爱护这些独立的个体价值，社会化与商业化已经将人类的眼光、经验与存在同质化、格式化，所以我们要更加强调个体的、个性的、异质的独立动画影像，它是社会前沿嗅觉的触点，拨动着我们的思绪、激发着我们的世界想象。所以，作为艺术的动画就成为独立动画，进而言之，其动画之意义并非满足视觉消费的娱乐、意识形态的说教，而是展示睿智、幽默、辛辣、深刻、陌生、异质、批判的品格，是以动画影像的方式在对世界进行艺术的思考、观念的解读。这一类独立动画能够使我们看到中国这一代动画艺术家的智慧和心境，他们展示了不一样的思维和世界观，他们走出了单一静态的艺术行为，走向了多种思维能力的艺术；他们的动画叙事赋予各种情感色彩，包含了丰富的生命睿智和幽默，可以润物细无声地塑造我们的心灵。

动画以往是作为电影的补充、作为娱乐消遣的一种形式，甚至作为一种商业模式。这正如摄影作为实用工具，曾经是社会考察、科学研究、新闻故事的图像记录手段一样，但随着当代艺术的开展，摄影作为方法越来越成为独立的艺术媒介，不再等同于原来的“摄影”。同样，video也是如此—有录像机，不等于有了video艺术，而只有獨立的、前卫的艺术家借用了video的媒介形式，才使得video成为一门艺术，而不是电视台的播报节目。动画在当今也处在这样的一种变革中，即动画作为一种表现媒介和手段，越来越被独立的艺术家所采用，而日益呈现为独立而观念的艺术形式，其内在的独立性和艺术的新视角都使之有别于电影、动画片、动漫剧。而能否自觉地、观念地对待动画这样的媒介形式，就成为是否是独立动画的一个标志。中国近十年来产生了这样的艺术创作者，以动画为媒介来传达、表达、再现内心世界的想象。其作品不仅是心灵的故事述说，世界观念的展开，也是当代文化情境的产物。

对独立动画的发展线索进行梳理和集中展示，即意味着将这样的艺术媒介形式再次凸显为一门独立的艺术，也强调了独立动画是艺术，而不是商业和产业。独立动画—或更进一步地说是“观念动画”—已经成为中国当代艺术发展的一个新领域，严格地说，目前这方面的优秀艺术家不是很多，而他们得到的社会认同与支持也不多，持续发展并不均衡。正因如此，这方面的艺术家多是以个体的能力在做创作表达，真正地具有了“独立”的英雄色彩。

所以，对这样一种不同凡响的综合性媒介艺术，由于其特殊性、创作的耗时、制作的复杂，要有足够的社会资源的支持和推动，而且更要认知其新的艺术史意义，使这个方兴未艾的独立动画发展得更好，这样，学术研究就是不可或缺的重要一环，越是多的学术关注，越是能够更加确立其应有的艺术史价值和社会影响。今天的中国艺术家是与国际的艺术家同步的，在技术的掌握上、在观念的创新上，都有时代感，这是尤为重要的一个方面，因为在这个领域有很多新知识、新技术需要介入进来，恰恰这一代新艺术家可以从全球的范围内，来思考全球化时代的共同命题，以独立动画的特殊方式感知、回应或思索、再造一个世界。

中国的巨变需要表达，需要多元的形式去表达何以变、如何变、变到哪里去，对于独立动画而言，这样一种极具创想的媒介就为这种表达提供充足的空间，虽然要付出艰辛和毅力，但只要我们做了，就是在续写一种历史，就是在言明一种态度。独立动画之路，充满魅力和前景。

虚拟化工程篇4

关键词：虚拟化部署,智慧健康工程,应用探索

随着近几年卫生行业信息化的飞速发展、信息中心的规模不断扩大、各业务系统信息化程度的不断提高, 以及PC终端、服务器、存储等IT基础设施数量的不断增加, 一方面对信息化建设提出越来越高的要求, 一方面也带来一些实际运用中的问题, 以及信息化建设投资费用的激增, 所以, 整合资源, 节约成本、统一管理、资源互用、高可用性以及自动化的操作能力成为信息化建设与信息化系统未来的发展方向。

1 智慧健康工程系统目前存在的问题

第一是服务器利用率低, 单台服务器的实际利用率一般在20%-40%, 有些备份服务器的利率更是在5%以下, 另外再加上采购新硬件的成本并不便宜, 如果每上一个信息系统就要采购一套新的硬件设备, 那么这就造成了资源的极大浪费。

第二是服务器的可维护性差, 当一个系统的服务器发生故障, 最快需要数小时的时间进行服务器准备、系统安装调试和数据恢复, 这将造成业务的长时间中断;如果每台服务器都做成双机热备的形式, 那就对服务器的需求成倍增长, 同样造成了资源的极大浪费。

因此, 镇江市卫生局信息中心选用了VMware虚拟化技术平台来解决以上的问题, VMware虚拟化技术平台就是对服务器进行的虚拟化操作的一种高性能企业级产品。

2 实施后的效果

2.1 节省资源, 降低能耗

通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器不仅降低了硬件成本, 还提高了服务器的使用效率, 根据统计, 对于传统的服务器应用方式, 通常服务器的平均利用率在5-15%之间, 而采用虚拟架构整合后, 服务器的平均利用率可达到60%-80%。镇江市卫生局信息中心采用了3台IBM3850服务器, 每台服务器配置了2颗CPU, 64G内存, 用IBM 3500存储作为所有虚拟机的存储空间, 虚拟出20多台虚拟机来完成信息中心的各项信息系统需求任务, 尽管如此, 由这三台主机与存储组成的虚拟平台仍然还有很大的利用空间。

2.2 高运营效率, 高可用性

新增业务时的部署时间大大得到提升, 传统的方式从采购到安装再到基础系统环境的搭建需要较长的周期, 使用虚拟化服务器之后, 在资源可用与之前做好基础模版的情况, 新增一台服务器并完成基础系统环境的配置, 一般需要15分钟左右。

在进行硬件维护时也带来很大的方便, 在资源许可的情况下, 可以不用关闭服务器与系统应用进行硬件的维护与升级, 这就进一步保障了业务的连续性, 当一台服务器宕机时, 所有的虚拟机都可能自动或手动从另一台服务器启动, 这就保障了业务的连续性。实现连续性与高可性是通过将VMware平台里的服务器配置为HA集群模式, 并启用vmotion (虚拟机动态迁移) 和drs (分布式资源调度) 在群集里协同, 保证集群里的所有虚拟机的连续不间断运行。

2.3 高效能的系统维护

除了通过使用VMware Consolidated Backup软件, 可以为虚拟服务器提供易于使用、集中化的备份工具外, VMware还提供了针对虚拟机的系统快照、系统克隆、系统模版导出导入还有系统迁移等灵活的虚拟机维护工具, 极大的提高了各系统的安全性能与可维护性。

3 结束语

虚拟化工程篇5

关键词：:虚拟仿真;农业院校;实验平台;机械工程

随着经济社会的发展，各种精密机床和实验设备在高校实验室的使用越老越多。但与此同时，由于数控加工系统普遍设备昂贵，使用和维护成本高，而且带有一定的危险性，很难容纳多学生的学习。通过VR虚拟现实技术可以很好的避免这些问题。虚拟实验室是一种开放的网络虚拟实验教学系统，该系统是以教学为基础的网络技术，通过虚拟现实技术来构建，把现在实验教学中的实验资源虚拟和数字化，从而达到课程实验教学的目标。

1农业院校机械工程学科的特点

虚拟化工程篇6

关键词：Packet Tracer 5.2；网络工程实验；虚拟实验环境

一、引言

目前，各高校均广泛开设计算机网络课程，在课程中需要进行大量网络设备配置实验，但实验室成本对于各院校来说是一不小的负担，尤其是广域网部分的实验所需要实验设备更多而且实验设备也更贵。建设一个60人左右规模的网络实验室，成本大约在60-80万元左右，这笔费用并不是每个院校都能承担的。即便有这样的真实的实验设备，在学生做实验时也必须分组进行，同组的学生必须轮流进行配置，这势必造成设备使用率不高和学生参与动手实践的机会减少。

如果能够利用真实的实验设备结合虚拟实驗环境进行实验，首先让学生利用真实的实验设备搭建实验环境，对所做的实验环境、实验目的有了明确的要求；然后再利用模拟软件模拟出该实验环境，并对模拟实验环境中的设备进行配置和测试。这样的实验，既不缺少实验的真实性，又能够提高实验设备的使用率和提高学生的参与动手实验的机会，同进也节省了一部分的设备投资。为此本文提出利用Packet Tracer 5.2搭建网络工程虚拟实验环境。

二、网络模拟软件的介绍和选择

目前常用的网络实验模拟软件有：Dynamips、Boson Netsim和Packet tracer。这三款网络模拟软件都支持目前绝大多数的网络协议及网络设备，能够完成常见的局域网（或虚拟局域网VLAN）及部分广域网实验。从功能上看，Dynamips是基于IOS模拟的，所以它具有的功能最全，能够完成CCNA和CCNP的所有实验及IE实验，同时仿真程度也最高，但它占用的计算机资源也最多，且配置较复杂。Boson NetSim功能比Dynamips要弱一些，而比packet tracer功能要多一些，也可以做CCNA和CCNP 实验，使用也较简单。packet tracer最简单易用，可以完成绝大部分的CCNA实验，新版本的packet tracer5.2也支持部分广域网实验和部分网络安全实验。目前最新的版本是Packet Tracer 5.3，PT5.3新增支持Voip，PPPOE，部分QOS，无线AP，BGP路由配置等等。

根据学生的实际操作能力及Packet tracer5.2具有简单易操作性，所以我选择了Packet tracer5.2软件进行网络工程实验环境搭建。

三、Packet tracer5.2能够完成的实验项目

Packet tracer5.2能够完成大部分的网络工程实验项目，如：交换机和路由器的基本配置实验、利用三层交换机完成不同VLAN间进行通信配置实验、单臂路由配置实验等。除此之外，Packet tracer5.2还能够完成一些广域网及广域网协议实验，这些广域网实验更能体现出模拟实验环境的优点，因为在配置广域网实验方面，网络实物设备配置是很难在实验室实现的。

（一）网络模拟配置实例（基于AAA的VPN实验配置），利用Packet tracer5.2绘制实验拓扑结构图，如图1所示

（二）实验拓扑图说明

在图1中的Internet路由器模拟外网；Yuancher路由器模拟远程路由器；Zongbu路由器模拟公司总部路由器；Server0模拟公司总部服务器；Laptop1远程用户。

（三）实验要求

对实验拓扑图中的Zongbu路由器进行基于AAA的VPN配置，以实现远程用户（laptop1）进行远程访问公司总服务器（Server0）。

（四）实验配置

由于一些基本配置较简单，文中不全部列出，仅列出Zongbu路由器的主要配置。

Zongbu路由器的主要配置命令如下：

Zongbu（config）#aaa new-model

Zongbu（config）#aaa authentication login vpntest group radius

Zongbu（config）#aaa authorization network vpnserver group radius

Zongbu（config）#crypto isakmp policy 200

Zongbu（config-isakmp）#encryption 3des

Zongbu（config-isakmp）#hash md5

Zongbu（config-isakmp）#authentication pre-share

Zongbu（config-isakmp）#group 2

Zongbu（config）#crypto isakmp client configuration group myvpntest

Zongbu（config-isakmp-group）#key 123456

Zongbu（config-isakmp-group）#pool vpn

Zongbu（config-isakmp-group）#exit

Zongbu（config）#crypto ipsec transform-set nong esp-3des esp-md5-hmac

Zongbu（config）#crypto dynamic-map vpnmap 200

Zongbu（config-crypto-map）#set transform-set nong

Zongbu（config-crypto-map）#reverse-route

Zongbu（config-crypto-map）#exit

Zongbu（config）#crypto map nong client authentication list vpntest

Zongbu（config）#crypto map nong isakmp authorization list vpnserver

Zongbu（config）#crypto map nong client configuration address respond

Zongbu（config）#crypto map nong 200 ipsec-isakmp dynamic vpnmap

Zongbu（config）#interface fastethernet0/1

Zongbu（config-if）#crypto map nong

Zongbu（config-if）#exit

Zongbu（config）#ip local pool vpn 192.168.4.1 192.168.4.100

Zongbu（config）#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 101.1.1.1

Zongbu（config）#radius-server host 192.168.1.1 auth-port 1645 key 123456

Zongbu（config-if）#end

（五）验证实验结果

1.远程用户laptop1在没有进行远程VPN连接前Ping不通总部服务器Server0。如图2所示：

2.远程用户laptop1 进行远程VPN连接，如图3所示：图3：远程用户laptop1 远程连接VPN服务（101.1.1.2、24）成功

3.远程用户laptop1 Ping通公司总部服务器Server0，所图4所示：

图4：远程用户laptop1经过远程VPN连接成功后可以Ping通公司总部服务器Server0

四、结束语

运用该虚拟实验环境结合真实的实验设备进行实验，既不缺少实验的真实性，又能够提高实验设备的使用率和提高学生的参与动手实验的机会。同进也节省了一部分设备的投资和减轻了实验室管理人员的设备维护的工作量。

参考文献：

[1]蔡群英，黄镇.建搭建网络实验环境的探索与实践[J].计算机与数字工程，2009，（6）.

[2]尧有平.基于Packet Tracer 4.11构建仿真网络实训平台[J].福建电脑，2008，（5）.

虚拟化工程篇7

1基于云桌面虚拟化技术视角下城市云网络工程造价中的应用现状

改革开放的伟大决策促使我国的云桌面虚拟化技术与城市云网络工程技术有了很大的提高, 也推动了社会的快速发展。为了能够满足城市云网络工程造价的急切需求, 信息管理系统也被建立起来, 而且还充分被应用到城市云网络工程造价过程中, 通过建立准确的造价数据, 运用科学的信息分析技术与先进的信息管理的方法, 对城市云网络工程造价进行全方位的综合考虑, 提高了企业的经济效益。目前云桌面虚拟化技术在城市云网络工程造价中的应用云桌面虚拟化技术在城市云网络工程造价中的应用随着现代科学技术的快速发展, 促使了许多新型高端的实用技术迎来了前所未有的发展机遇, 尤其是计算机云桌面虚拟化技术更是有了巨大的进步。由于它有着自身独特的实用优势, 故它已逐渐被用到国内城市云网络工程造价过程中, 大大提高了我国城市云网络工程造价合理程度, 使企业有了更大的经济效益。通过城市云网络工程造价技术人员对有关云桌面虚拟化技术的分析把握, 最终有效的把云桌面虚拟化技术应用到城市云网络工程造价过程中。同时也使我国的云桌面虚拟化技术与城市云网络工程造价技术有了跟好的发展, 与世界标准化发展的差距越来越小, 为未来我国社会走向发展社会奠定了一个坚实的基础。

2基于云桌面虚拟化技术视角下城市云网络工程造价中应用瓶颈

2.1城市云网络造价信息管理数据不够完整

城市云网络造价信息管理数据不够完整, 当前许多的造价信息系统资料存在误差, 没有做到全面的分析处理。一般城市云网络工程投资费用都是由造价信息来决定的, 因此不完善的信息则会错误的指导造价工作。

2.2在造价过程中信息管理方法不够合理

在造价过程中信息管理方法不够合理, 导致整个造价结果难以达到理想要求。例如一些城市云网络企业在进行造价信息管理过程中存在忽视一些细节因素, 最终给整个造价工作造成致命性的影响。

2.3动态造价信息没有形成监控管理, 造成造价失控

一般情况下造价工作是一个动态工程, 会随外界变化而变化, 然而许多的城市云网络企业却未能对这种动态造价信息实施监控管理, 轻视了它的动态影响。最后, 没有形成一个标准化发展研究市场, 整个发展市场比较的混乱, 不利于整体管理。例如现阶段很多的造价运用技术比较多, 形成一种恶性竞争的局面, 没有形成一个整体发展的现状, 非常不利于它的运用发展。

3有效改善这些应用问题的主要措施

3.1城市云网络企业必须要建立一个完整的造价信息数据管理系统

例如组织一些专业造价信息人员对所有与城市云网络工程造价信息基础有关的资料进行详细地整理与不断地完善, 确保它的准确程度, 大大提高它的实际运用作用。

3.2对造价过程中信息管理方法的选取必须要建立在实际情况之上,不能脱离具体的造价管理要求

例如城市云网络工程企业必须要重视一些细节因素, 不可其实它的实际作用。另外对于那些毫无意义的信息必须要革除, 针对性的采用有价值的造价信息数据, 以免它干扰造价工作。

3.3城市云网络企业要很好地把握好动态造价信息, 时时刻刻要对其进行监控管理

例如企业设立一个动态造价信息管理研究部门, 对各种信息进行及时的分析处理, 并且第一时间反映给造价研究部门, 以便他们及时地调整造价设计方案, 提高整个造价的准确程度。任何一项技术都得需要形成一个整体研究发展的体系, 否则就会出现恶性发展的现状

因此在今后的发展过程中, 要严格规范城市云网络造价管理市场, 使之发展成为一个有机结合的整体。例如可以建立一些法律机制, 来有效规范这种恶性竞争市场, 从而把它们逐步引向标准化发展市场, 最终使它的运用范围更广。

4未来云桌面虚拟化技术在城市云网络工程造价中的应用发展方向

基于城市云网络行业的发展又满足了城市云网络企业的利益需求, 是符合当代社会发展建设要求的。因此未来我国针对云桌面虚拟化技术在城市云网络工程造价中的应用情况除了要进行有效的解决与改善外还要明确确定出它的发展方向, 因为这不仅关系着城市云网络工程造价发展的质量, 更关系着我国现代化社会主义快速发展的大计。在今后的发展过程中应该让云桌面虚拟化技术在城市云网络工程造价中形成一种标准化运用体系, 要将所有的运用技术与方案进行去粗取精, 使之变得越来越规范化与系统化。另外还要使它逐步走向国际化, 为我国城市云网络事业发展打开前进的大门。

5结束语

自从我国缴入了世界贸易组织后, 国家对城市云网络行业的发展十分重视, 它成了国家重点投资的的对象。但是一直以来它在造价过程中所存在的设计管理问题仍然没有得到很好的解决, 普遍存在造价失控的不良现象, 招标、设计、施工等阶段都没有对造价工作进行很好的把握, 为企业带来许多额外的花销。虽然我国现接阶段还没有完全运用, 但是只要长期不断地进行改善与创新, 并且合理地引进一些西方先进的运用技术, 就可以提高云桌面虚拟化技术在城市云网络工程造价中的应用效果, 也为其发展起到促进作用。

摘要：随着高端科学技术的快速发展,促使了许多新型高端的实用技术迎来了前所未有的发展机遇,尤其是计算机云桌面虚拟化技术更是有了巨大的进步。由于它有着自身独特的实用优势,故它已逐渐被用到国内城市云网络工程造价过程中,大大提高了我国城市云网络工程造价合理程度,使企业有了更大的经济效益。通过城市云网络工程造价技术人员对有关云桌面虚拟化技术的分析把握,最终有效的把云桌面虚拟化技术应用到城市云网络工程造价过程中。其目的是找到应用过程中的缺陷,通过系统全面准确的研究制定出合理的解决办法,从而使它在今后的运用过程中越来越符合发展要求,优化了整个造价的性价比。同时也使我国的云桌面虚拟化技术与城市云网络工程造价技术有了跟好的发展,与世界标准化发展的差距越来越小,为未来我国社会走向发展社会奠定了一个坚实的基础。

工程物流虚拟企业成员选择模型研究篇8

构建虚拟企业是发展工程物流的有效途径,其中成员选择是虚拟企业构建的关键环节。国内外学者对此展开了大量研究,提出了AHP和DEA[1]、模糊数学[2]、遗传算法[3]、聚类算法[4]等研究方法。其中大部分是以制造企业为研究对象的,也有少量的以物流企业为研究对象,但还没有对工程物流运作企业进行研究的。而工程物流运作与常规物流运作完全不同,具有极强的特殊性,不能照搬一般物流企业的相关理论;随着工程物流需求的不断扩大,工程物流逐渐成为物流业的一个专业化的发展方向,与工程物流相关的理论研究亟待进行。作者通过深入工程物流运作A企业,对工程物流虚拟企业的成员选择进行了研究,针对企业中几个典型工程物流项目需求,建立了工程物流虚拟企业成员的评价指标体系;并应用BP神经网络构建了成员选择的模块化双层智能决策模型,模块化的双层结构使模型更新迅速,在快速多变的工程物流市场机遇中,可实现对成员企业的有效选择,为虚拟企业的及时构建提供保证。

1 工程物流虚拟企业的成员选择评价指标体系

1.1 工程物流的内涵与特点

工程物流是一个较专业的领域,近几年才逐渐受到关注,相关的理论研究目前还不多,甚至还没有统一的定义。作者通过深入工程物流运作A企业、跟踪工程物流项目并研究相关文献,提出了工程物流的定义。

定义工程物流(project lonistics)是一种非常规的物流活动,是一项复杂的系统工程。它是对工程关键物资的流动过程进行专门的规划、设计、组织、实施、控制和管理的,以安全为第一目标的系统活动,是对社会资源的整合过程。具有单次性、系统性、动态性、高技术、高风险等特征。

1.2 成员选择评价指标体系的建立

1.2.1评价指标选择准则确定

评价指标是成员选择评价的依据,评价指标的科学有效性决定着成员选择的成败。因此本文在设计评价指标体系中遵循以下原则:

A:系统性评价指标要求能够从工程物流项目的实际需要出发,系统全面的反应成员企业的综合素质。

B:灵活性由于工程物流的单次性特征,不同项目需求的重点会多变,因此,相应的评价指标也要具有一定的灵活性,能够根据需要快速扩展和重构。

C:有效性评价指标要能够真实、有效的反应出工程物流项目的实际需求,保证评价指标的客观合理性和可操作性,使评价指标真正发挥效力。

1.2.2成员选择评价指标体系构建

在应用德尔菲Delphi法进行循环调查的基础上,通过分析A企业做过的石化、电力、冶金、市政等几种典型的工程物流运作项目,结合工程物流的运作特点和评价指标的设计原则,识别出科学有效的评价指标,构建出工程物流虚拟企业的成员选择评价指标体系,如图1所示。

2 工程物流虚拟企业的成员选择智能决策模型构建

2.1 智能决策模型的总体设计

2.1.1模型选择

针对工程物流的单次性、动态性等特征,本文选择采用具有自适应性、学习能力、计算能力的神经网络模型[5]。在神经网络模型中,选用了应用最广泛的BP神经网络模型,该模型具有思路清晰、结构严谨、工作状态稳定、可操作性强等特点[6],能够满足工程物流虚拟企业的成员选择需要。

2.1.2结构选择

在虚拟企业的成员选择指标体系中,指标层相对于各准则指标基本稳定,而准则层相对于目标层根据工程项目的不同需要灵活多变。现有的应用BP神经网络选择成员的模型都采用指标层输入,目标层输出的单层结构。这样的结构无法适应工程物流的动态灵活性。

本文采用模块化的方式,针对准则层先构建起4个BP神经网络模型模块,组建成准则层智能决策模型。然后以准则层为起点,构建出目标层的决策模型。通过学习训练满足要求,共同组建成工程物流虚拟企业的成员选择的双层智能决策模型。具体的构建过程如图2所示。

2.2 智能决策模型的构建

2.2.1 BP神经网络模型结构设计

A:层数确定根据图2的构建过程,先针对4个准则层指标分别建立BP神经网络模型,然后再构建一个目标层BP神经网络模型,共5个BP神经网络模型。根据需要5模型都选用含有一个隐层的双层BP网络结构;

B:传递函数选用由于输出的总目标决策值处于0和1之间,隐层和输出层的传递函数都选用对数S型函数logsigmoid;

C:单元数确定输入层单元数取自于各输入向量的维数,即指标下的分指标数。目标层决策模型的输入由准则层指标数确定。输出层的单元数都取1。隐层的单元数经验公式,其中,n为输入单元数,m为输出单元数,a为[1,10]之间的常数[7]。参考经验公式,结合试验结果,确定出各网络模型结构为net1:5-15-1,net2:5-14-1,net3:4-3-1,net4:2-5-1,net:4-7-1。图3为基于可靠性指标建立的BP神经网络模块Net1的内部结构图,其它模块与之相似。

2.2.2智能决策模型的构建

根据评价指标体系,将准则层各模块组建成准则层决策模型,与目标层决策模型一起构建出双层的智能决策模型,其内部结构如图4所示。

2.2.3决策模型的学习训练

网络模型的学习训练过程为:

A:样本获取从样本企业库中提取12个企业,将经过专家评审的样本企业的各指标评价数据进行预处理,处理为0-1的数据。取10个样本作为训练样本,剩余2个作为检验样本。将各[Z1j]T、[Z2j]T、[Z3j]T、[Z4j]T分别作为输入向量,将Z1、Z2、Z3、Z4的评价值作为对应的目标Ti对Net1-Net4进行训练;将Net1-Net4的输出值[Yi]T作为输入向量,将M作为目标对Net进行训练;

B:训练函数及参数确定选用LevenbergMarquardt算法对应的trainlm作为训练函数对各网络模型进行训练。对应的参数设定为epochs=400;goal=10-7;show=5;其余参数如rem_reduc,max_fail,min_grad等采用缺省值;

C:训练应用MATLAB软件的神经网络工具箱,按照上面的参数设定,输入样本对各神经网络模型进行训练;

D:检验将准备好的检验样本输入训练好的网络模型进行检验。

2.2.4 训练和检验结果分析

网络训练结束后,应用sim函数仿真网络的输出,与目标输出进行对比,同时应用MATLAB提供的函数postreg,利用线性回归的方法分析了网络输出变化相对于目标输出的变化率,从而评估了网络的训练结果[8]。

图5给出了由函数postreg显示的Net1-Net4及Net的网络模型的训练结果分析图,横坐标为目标输出,纵坐标为网络输出,“。”表示数据,理想回归直线由实线表示,最优回归直线由虚线表示。图中可以看出虚线和实线几乎重合,说明网络具有非常好的性能。

将网络的检测结果与目标输出值进行比较,分析列表如表1所示。

通过准则层和目标层决策模型训练和检测结果分析图可以看出,决策模型具有很高的精度,检验结果误差最大为3.14%,完全满足工程物流虚拟企业的成员选择需求。

2.2.5智能决策模型的更新和扩展

文章的选择决策模型是针对几个具体的工程物流项目需求构建的,但模型的模块化双层结构可以实现模型的快速更新和扩展。在不同的工程物流项目需求中,将不同的模块重新组合即可生成准则层决策模型;当准则指标增加时只需构建所增加准则指标的BP神经网络模型模块,与其他模块进行组合即可实现模型的快速扩展,因而实现对市场机遇的快速把握。

3 结束语

工程物流与传统物流相比,从资源设备、人员技能、追求目标等方面都有很大的不同,不同的项目之间也存在很大差别。本文构建的模块化双层智能决策模型,能够在虚拟企业的成员选择中迅速再现专家的知识和经验,及时作出准确决策。模块化的双层结构有利于模型的快速更新与扩展,从而满足动态多变的工程物流项目需求,实现对工程物流市场机遇的有效把握。

摘要：文章针对工程物流项目的实际需要,建立了工程物流虚拟企业成员的评价指标体系;采用模块化的方式分别建立了该体系的准则层和目标层的BP神经网络模型,进而构建了一种成员选择的双层智能决策模型;模块化的双层结构有利于模型的快速更新和扩展,应用MATLAB软件对此决策模型进行训练和检测,检测结果满足要求。

关键词：工程物流,虚拟企业,模块化,BP神经网络,智能决策模型

参考文献

[1]戴勇.基于AHP的DEA分析基础上的虚拟物流企业联盟伙伴选择[J].系统工程,2002,20(5):47-51.

[2]陈雯,张强.基于模糊模式识别的动态联盟伙伴选择模型[J].模糊系统与数学,2006,20(4):146-152.

[3]仝凌云,陈增强,袁著祉,安利平.虚拟企业伙伴选择的双种群自适应遗传算法[J].计算机工程,2006,32(4):192-194.

[4]沈立新,陈燕,崔春雷,王军,李玖晖.基于网格的聚类算法的虚拟物流企业伙伴选择选择方法研究[J].计算机科学,2005,32(8):114-117.

[5]Chiassi M,Saidane H,Zimbra D K.A dynamic artificial neuralnetwork model for forecasting time series events[J].Interna-tional Journal of Forecasting,2005,21(2):341-362.

[6]Fish K E,Johnson J D,Dorsey R E,Blodgett J G.Using an arti-ficial neural network trained with a genetic algorithm tomodel brand share[J].Journal of Business Research,2004,57(1):79-85.

[7]江卫东.基于AHP和BP神经网络的企业R_D人员胜任力评价[J].系统工程理论与实践,2007,(6):56-63.

虚拟维修中的人机工程仿真篇9

维修是保证机器正常运行中重要的一部分, 任何维修作业都离不开人的直接参与, 维修中的人机工程学问题就显得非常重要。传统的维修性人机分析与评价主要在产品开发后期进行, 一般使用物理样机或全尺寸模型, 其分析过程费时且费力。

随着计算机辅助设计技术的发展, 出现了虚拟维修的研究新领域, 虚拟维修是逼真地模拟真实维修活动[1], 在产品的设计阶段就开展维修性的分析, 借助计算机辅助人机分析技术可提前考虑维修中的人机工程学问题, 在产品开发阶段进行合理的人机分配, 降低维修中的劳动强度, 提高维修效率, 避免维修中意外伤害的发生。

本文将对维修中的人机因素进行分析, 研究如何在产品开发阶段就使用数字人体模型进行人机仿真分析的方法, 提高产品的可维修性。

1 维修中的人机工程学

将人机工程学应用到维修性设计中, 从“便于维修”、“安全维修”和“高效维修”的角度来进行设计[2]。根据维修中的常用操作及对安全方面等的需求, 维修中的人机工程学可以细分为以下几个方面:

1.1 可达性

维修可达性是指维修产品时, 能够迅速方便地到达维修部位的特性。通俗地说, 就是维修部位能够“看得见、够得着”[3]。可达性不好, 无法接近维修部位, 可能会造成无法维修, 或者需要耗费很多维修人力和时间。

1.2 操作空间

维修过程中必须要有人的参与, 或借助工具进行维修, 这样就要求提供足够的维修空间, 尤其是使用工具或多人协同维修中需要更大的操作空间。

1.3 视觉

视觉是人类感知外界的重要感觉方式, 在维修中必须充分考虑视觉的可达性, 考虑维修中对视觉方面的要求。根据维修人员的姿势、是否使用工具及工具的大小来设置合适的观察窗, 同时考虑维修过程中其他部件或工具以及多人维修中对个人视线的遮挡。

1.4 安全性

安全性是维修活动中非常重要的问题, 其涉及内容更复杂, 需要在设计过程中反复检验。因身体、手等的运动, 机械整体或维修口等对身体造成的伤害。

1.5 舒适性

操作姿势是人机工程中重要的因素, 考虑维修人员的维修姿势, 如何使其处于最佳操作姿势, 减少维修中的劳动强度, 避免不合理的操作工位。

1.6 方便性

因维修过程中需要对局部部件进行拆卸, 这样就要考虑如何对拆装进行布局, 使其各部分便于拆装, 减少拆装过程中的运动距离, 减轻拆装过程中的体力负担。

2 基于数字人体的虚拟维修人机仿真

随着计算机辅助技术的发展, 现有三维软件完全可满足计算机辅助设计的各种需要, 在产品开发阶段实现虚拟设计、虚拟装配、生产加工等一系列仿真与分析。目前在大型设计软件中如Catia、NX UG、Creo (原Pro/E) 中设有专门的人机分析模块, 使用此模块可对产品使用过程进行人机仿真, 也可以对维修过程进行人机仿真[4]。人机仿真操作步骤可分为创建三维数字模型构建维修场景, 导入数字人体模型并进行定位, 将维修动作进行分解、确定关键点的维修动作, 对数字人体分配维修任务, 最后使用人机模块中的可达性分析、视觉分析、推拉分析等进行人机仿真与分析, 最终输出人机分析结果。

3 数控车床维修仿真实例

在Creo中建立数控车床模型, 建立维修环境, 然后导入数字人体模型, 根据GB/T10000中国成年人人体尺寸[5], 数字人模型采用中国男性、P50百分位数的中等身材, 身高为1678 mm, 如图1所示。

1) 可达性仿真。在车床出现故障时, 经常要检查电气控制箱、刀架、主轴传动、编程器的状态, 此部分应具有良好的可达性。如图2所示为电气控制箱的可达性分析 (图左部分) 和刀架的维修可达性分析 (图右部分) , 处于阴影区的部分具有良好的可达性, 阴影区外的部分需要调整维修姿势, 虽然可达, 但维修姿势不合理, 易造成疲劳。

2) 可视性仿真。当数字人体的目光集中在刀架时, 在当前维修姿势下, 视线中心可透过保护罩窗口 (图3) , 观察刀架或工件, 此过程可检查维修窗口开设是否合理。图4为使用数字人体时的视野, 可直接模拟出维修时的可视区域, 为了能让视线中心落到刀架的中心, 头部需要前倾或再稍弯腰操作。

3) 维修中的安全仿真。安全仿真需要数字人体在动态操作模式下进行, 或者对关键维修部位进行静态仿真, 检查是否存在干涉, 是否发生碰撞。在图5所示的尾架操作或维修中, 因安全问题需要以最小尺寸人群为设计依据, 在图5中采用P5百分位的数字人体男性, 身高为1 570 mm。从三维场景中可直观地观察出编程器与尾架距离过近, 在操作或维修尾架过程中, 会出现碰头的安全隐患, 需要在进一步设计中解决此设计隐患。

4) 维修中的舒适性仿真。此款数控车床主轴中心距地面高度为1 090 mm, 在维修主轴时, 一般需要蹲姿或弯腰进行操作, 如长时间进行此维修, 将长期处于不良体位, 非常容易引起疲劳。使用Creo中的RULA分析时, 左臂和右臂分析结果得分均为3, 需要进一步调查。此款车床主轴维修口宽为340 mm, 在两手操作中可能会出现碰撞的安全隐患。

4 结论

在数字化设计阶段就进行维修中的人机分析, 在设计的早期阶段就可以解决设计中必须考虑的人机问题, 为人性化的设计奠定了基础。使用Creo的人机工程分析模块, 能完成可达性、视觉、安全性等基本人机仿真, 完全能满足一般人机仿真的需要。因维修工作范围比较广, Creo人机功能还不够完善, 在维修的路径规划等方面还存在一定的问题, 需要在后续研究中改进。

参考文献

[1]张王卫, 苏群星, 刘鹏远.面向虚拟维修的拆卸过程建模研究[J].制造业自动化, 2011, 33 (12) :56-58.

[2]阮宝湘.工业设计人机工程[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[3]蒋伟.基于虚拟人的维修可达性仿真及评价技术研究[D].长沙:国防科学技术大学, 2009.

[4]张铁成.基于三维数字人体模型的多媒体讲台人机工程设计[J].制造业自动化, 2013, 35 (2) :103-105.

虚拟仿真技术与建筑施工安全工程篇10

1 仿真科学的发展和形成

仿真系统的发展首先从仿真器开始, 第一台美国空军的林克机练习器是1929年诞生的。二战后期, 火炮控制与飞行控制动力学系统的研究促进了仿真技术的发展。最初还只是用于军事方面。70年代后, 仿真技术不但在军事领域得到迅速发展, 而且扩展到了许多工业领域, 如汽车模拟器等。这是发展的初级阶段。20世纪80年代美国国防部高级研究计划局和美国陆军共同制定和执行了SIMNET研究计划, 美国空军建立了先进的半实物仿真实验室, 随后各部门继续设分布式交互方针系统、并行分布式交互仿真系统、聚合级仿真系统。这是仿真技术发展的高级阶段。上个世纪末和本世纪初, 对广泛领域的复杂性问题进行科学研究的热潮正在兴起。复杂性是对简单性的否定, 复杂问题的提出, 推动了整体论、系统论的发展。仿真技术进入了今天的研究复杂系统仿真的新阶段。

2 仿真技术的应用领域

仿真技术最早主要应用于军事方面, 比如航天器、航海模拟、高能武器等。随着国民经济的发展, 仿真技术被迅速地推广应用到国民经济的每个领域, 成为系统工程中的科学方法和有力工具。最广泛地应用在军事领域, 比如美国的综合战区演练 (STOW) 计划、欧洲大型军事演习 (代号JPOW) 、美国在科威特进行的战区导弹作战仿真等;仿真技术在工业系统的多种应用取得了巨大的社会和经济效益;近几年来仿真技术在制造业中的应用和发展在我国取得很好的成果。仿真技术将设计、试制、生产、销售一体化;利用模拟现实仿真技术医生可以在虚拟病人身上进行手术训练, 通过训练可以提高手术成功率;仿真技术已经应用到游乐产业中, 出现的高科技仿真设备有:“仿真太空船”、“仿真高尔夫球”、“赛车”、“飞机格斗”等;当前仿真技术还用于房地产业中, 开发商利用虚拟仿真技术把预售房子的结构、布置等效果用3D实现, 让购房者可以体验到真实的情景以产生美好憧憬;虚拟仿真技术与建筑施工的有机结合, 使工程师在建筑尚未开工之前便漫游其中。许多重大工程 (比如三峡工程、南水北调工程) 项目的失误都将是灾难性的, 而且也是不允许失败的。对于这类工程预先应用仿真技术排除设计错误、优化设计、预示完成后的工作状况已经成为工程界的共识。

3 虚拟仿真技术在建筑施工中的应用与现实意义

虚拟仿真技术在建筑施工的应用有很重大的意义:首先有助于建筑市场的管理、完善管理制度。施工虚拟工程在招投标过程中能主观对比投标各方的施工工艺、方法和成效, 增加评标的透明度和公正性, 减少各种不正当行为的发生。有利于建筑市场的规范化管理;还可以考察建筑设计是否合理, 从而指出不合理的部位进行修改, 达到优化设计的目标。这对重大工程尤为重要;有助于施工方案的选择和优化。因为建筑施工方案的选择有一定的局限性, 它主要取决于决策者的施工经验和知识水平, 而且施工过程又都没有可模性, 决定了建筑施工过程的各异性。而施工虚拟仿真技术可以直观、科学地展示不同施工方法和施工组织措施的效果, 可以定量地完成方案的对比, 真正实现施工优化;该技术还可以模拟新技术、新材料、新工艺应用后的效果;有助于施工管理:施工虚拟仿真技术能模拟施工全工程, 能够提前发现施工管理中质量、安全等方面存在的隐患。管理人员可以采取有效的预防、加强措施, 提高工程施工质量和管理效果;施工虚拟仿真技术能实时、直观地显示施工全过程, 这样有助于操作人员全面了解作业过程, 安全地完成施工任务。建筑业是高危险行业, 加强安全工作是施工单位的工作重点, 也是政府和人民群众关注的重点。

4 建筑施工安全与安全价值工程

目前我国正在进行历史上也是世界上最大规模的基本建设。建筑业完成产值年年持续增长。建筑也从业人员数目庞大, 据不完全统计人数为3893万人, 已占全国工业总从业人数的约1/3, 建筑产业已成为国家的支柱产业。工程建设的巨大投资和从业人员的庞大规模使得安全事故的后果异常严重和巨大。我国工程建设中的安全管理水平一直很低, 每年由于安全事故丧生的从业人员超过千人, 直接经济损失百亿元。特别是近年来重大恶性事故频频发生, 引起全国上下的普遍关注。

随着社会的进步科技的发展, 人们对安全认识水平也逐步提高, 从安全事故发生原因的偶然性到必然性的过程。这些必然原因中, 最主要的原因是人的原因、物的原因、环境的原因、管理失败的原因。在我国建筑行业中, 尤其要注意人的原因, 因为建筑安全事故的核心是“人”, 而“人”又是具有特定的文化背景和处于特定的国情之中。一方面是作为管理者的“人”重生产轻安全的思想普遍存在, 安全管理缺陷几乎存在每一起安全事故中;另一方面是建筑活动主体的“人”———农民工, 自身文化素质及职业安全素质较低;有限的场地上集中大量的人员、建筑材料、设备和施工机具等进行立体交叉作业, 相互干扰难免发生危险;建筑施工高空、露天作业多, 工作环境差;工人工作时间长, 劳动强度大, 容易出现疲劳、注意力不集中造成安全事故;建筑产品复杂, 材料堆放不符合要求也是造成安全事故的原因。而且我国建筑安全管理制度理念滞后, 建筑业竞争激烈, 安全投入严重不足等等也是导致危险事故发生的重要因素。所以说安全控制是很有必要的, 安全控制是通过对生产过程中涉及到的计划、组织、监控、调节和改进等一系列致力于满足生产安全所进行的管理活动。施工安全监控的程序如图1。

施工现场的安全控制是必不可少的, 但是安全投入不足还将导致事故的发生。而且好多施工单位甚至建设管理部门没有考虑到安全的经济价值, 把安全工作与经济利益对立起来, 认为安全投入是企业负担, 没有把各项安全措施落实到位。价值工程 (Value Engineering) 是一门新兴的管理技术, 是减低成本提高经济效益的有效方法。定义为:

V=F∕C

式中:

V——价值;

F——研究对象的功能;

C——成本, 即寿命周期成本。

以价值理论为基础, 可以定义安全价值工程, 可以对所研究的系统进行安全分析与评价。主要思想就是对系统的各个单元进行安全价值分析, 通过制定相应的整改措施和方案, 使各个打援实现最大安全价值, 最终实现整个系统的安全值最大, 达到安全、高效的生产目的。安全价值定义为:

SV=S∕C

式中:

SV——安全价值;

S——研究对象的安全程度;

C——研究对象的安全成本。

将安全工程与价值工程结合, 利用价值工程的原理使得安全价值最大化。安全价值工程的工作顺序是:确定安全研究的对象;综合研究;制定创新方案与评价。施工安全也可以利用安全机智工程来评价, 以达到安全值最优。

5 虚拟现实在建筑施工安全工程中的应用

虚拟现实技术可以用在建筑施工安全的以下方面:

⑴首先可以用在评价施工安全价值工程中。在施工过程中出现危险事故的原因主要有人的不安全行为、物的不安全状态、环境隐患和组织管理不力等。可以根据这四个因素的重要程度进行各个方面的安全价值分析, 指定不同的安全方案。可以达到资金与安全程度的最大优化。

⑵各种施工设备的操作训练。尤其是某些重要工程中要采用先进的特种设备, 而这些设备是不允许出现失误且需要不断反复的操作训练。即使一般的起重机、挖掘机、塔吊也需要熟练的操作, 还有混凝土搅拌站等等。采用虚拟现实技术开发相应的设备模型用户通过各种传感及输入装置与虚拟场景的交互, 使之通过虚拟的设备得到“真实”地训练。还可以观察操作过程中存在那些不规范的操作, 可以提前改正, 还可以观察一些设备的操作隐患。以此好采取相应的措施预防和加强。

⑶可以进行按事故过程模拟。有经验的工程师了解工程当中那些部位容易出现隐患, 那些部位容易发生事故。比如爆炸、坍塌、坠落、交通事故等。利用虚拟现实技术可协助建立安全事故发生过程三维动态仿真模型, 为以后类似的事故的分析、职工安全教育停工有力的工具支撑。

⑷可以模拟紧急逃生演练。三维交互系统的沉浸性使用户和系统之间可以交换信息。通过建立建筑物的事故模型, 可以训练现场人员在事故发生上的自救、逃生路线的选择和应急行动的实施, 以次来降低事故发生时的损失。

⑸还可以进行安全教育。由于农民工的文化素质普遍较低, 进行书本安全知识讲解是比较困难的, 我应该采用各种真实的或者能引起人们兴趣的手段来保证学习的效果, 比如安全事故过程的仿真, 设备操作的虚拟等。让人们在愉快的气氛中受益。

图2为虚拟安全仿真系统的运行模式。

6 结语

仿真技术的不断发展将应用于国民经济的各个领域。不仅仅施工安全要应用虚拟现实技术, 规划、交通、房地产、设计、施工管理、物业管理等都将迈向仿真技术。仿真技术的应用范围将越来越广阔。

参考文献

[1]王子才.仿真科学的发展及形成.[J].系统仿真学报, 2005, 7.

[2]张希黔, 张利.虚拟仿真技术在建筑工程中的应用现状和展望.[J]施工技术, 2001, 8

[3]李明, 吴超.关于安全价值工程理论的思考.[J]中国安全生产科学技术, 2006, 8

[4]游景玉.论仿真技术在知识经济发展中的地位.[J]系统仿真学报, 2001, 1.

[5]全国一级建造师资格考试用书编写委员会.建设工程项目管理。