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 地隧工程施工仿真实训软件
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    参考价格: ¥300000.0000
    品  牌:JKJY
    产品型号:2.0
    适用范围:高教 职教
    所在地区:北京 海淀区
    应用院校:浙江建设职业技术学院
    上架时间:2018/12/20 11:14:11
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    详细说明

      一、建设背景

      1.行业背景

      铁路大建设的高潮已经到来, 2020年我国大陆铁路干线将达到10万公里,从2015年起每年平均应新筑铁路干线2000公里,而且有半数分布在中西部重丘和高山地区,按照以往的隧道含量比例统计计算,平均每年应建隧道在300公里以上。国家公路建设一直保持着较高的速度,这些年来平均新建等级公路在50000公里左右,其中建成公路隧道每年也在150公里上下。这个速度近期内不会减弱。我国已有和正在修筑轨道交通的大城市近十个,正在规划和设计轨道交通的大城市有七个,在未来15年内有修建城轨交通的愿望和打算的城市则更多,初步估计到2020年我国城市轨道交通将会达到2500公里~3000公里,其中半数以上为地铁。针对我国交通基础设施工程建设快速发展和庞大公路路网管理及地下轨道交通建设和工程安全形势的实际需要,对地下工程专业技术人才的需求量也必然越来越大,迫切需要建筑类院校培养适应市场需求的应用型人才。

      与此同时,人才需求及科技发展也推动教育工作的转型改革,教育信息化成为教育改革的趋势。

      2010年7月29日《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》正式全文发布。其中,把“加快教育信息化进程”单独列为一章,并列为十大项目之一重点推进。2012年3月13日,教育部印发第一个《教育信息化十年发展规划》,明确了全国教育信息化事业今后十年的行动纲领和路线图。同年5月,出台了《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》。2014年,教育部工作指出要培养高素质劳动者和技术技能人才,开展专业教学标准培训,办好职业院校教学信息化、技能大赛。2015年,教育部印发《2015年教育信息化工作要点》的通知,工作目标中明确指出优质教育资源开发与应用深入推进。

      2.教育背景

      与同属土木建筑工程的桥梁、道路、土石方、房屋建筑等地面设施相比,隧道及地下工程建设有其独特的方面。

      (1)隧道及地下工程建设需要采用先进的信息化的组织管理方法。

      隧道及地下工程位于地层中或江、河、湖、海下,由于所处地质和水文地质情况的多样性,使用一般手段很难调查明白。通常用于描述围岩物理力学性质的各项重要指标和参数在延续的介质中却往往是不连续的,有时会是非常离散的状态。加之地层的原始状态和由于工程实施而引起的动态变化十分复杂,难以建立起准确的符合实际情况的物理数学模型,因此结构的受力、变形和位移等解析计算结果只能起到定性的指导作用或参考比较。大量的不确定因素给工程设计带来了很大的不确定性。为了保证建筑结构的安全运营和满足工程设施的使用功能,在工程建设的实际操作中,则要根据揭示出来的客观情况,及时地修正原来的设计。而且在整个建设过程中勘测手段的使用和依照工程经验的判断显得尤其重要。

      (2)隧道及地下工程的技术进步主要依赖于工程实施手段的发展与提高。

      隧道及地下工程的许多新技术、新工艺其原理并不见得太复杂,然而过去没有现在才有或以往人们想做却没能做到而现在做到了的,其重要的原因是社会生产能力的提高,尤其是机械设备的现代化。隧道及地下工程的施工生产劳动组织和资源组织要求高度专业化水平。 隧道及地下工程施工的基本特点是:作业场面小, 环境条件差,地质影响大,工序流程多。尤其在工期非常紧迫、对工程有特殊要求的情况下,施工组织的难点颇多。施工现场围绕着开挖、支护、构筑三大基本作业和人、机、碴、料、水、电、风、气八个要素,组成了多个作业循环,多条物流线。因此施工组织管理就显得非常重要,要求科学配置,统一指挥,优化组合,动态管理,使之达到时间和空间的高度协调,人和物的有机结合。进而才能实现安全、质量、效率和效益的最优化。所以说现代化的施工管理手段如统筹学、概率论、优选法和电脑技术等在隧道及地下工程施工中都会有比较大的作用。

      (3)隧道及地下工程施工对机械设备和物资材料特殊的要求。

      它需要能够适应特定的空间和环境又能够满足效率要求的机械和工具;它需要能够达到防水、防潮、抗腐、耐蚀而又不会造成地下环境污染的工程材料。

      (4)隧道及地下工程建设事业有着广阔的发展空间和庞大的产业关系链。

      隧道及地下工程技术是一门综合性的应用学科,而且应用范围比较宽泛。可用作交通,可用作物流,可用作地下仓储、地下厂房、地下店铺及办公设施等,在采水、开矿、建筑物基础处理和国防建设方面也有比较多的用途。中国在地下空间资源的开发利用上还很落后,有许多工作等着我们去做。在西部大开发的交通和水电建设中隧道及地下工程的比重之大可能是世界上罕有的。隧道及地下工程建设除对施工机械设备和工程材料有比较大的需求外,其防水、排水、通风、除尘、采光、照明、防灾、救灾设施及各种自动控制设备也有着突出的位置。

      所以说隧道及地下工程建设事业可以带动相关行业的发展,其相关行业的发展又支持着隧道及地下工程建设事业不断地走向成功和繁荣。

      中高职及本科院校始终担负着社会高技能人才培养的重担,就地隧工程类专业而言,院校在教学过程中需要将理论教学与实践操作紧密结合,相辅相成,学生在掌握理论基础的同时,利用实践技能操作进行锻炼,使其真正地理解原理、掌握技术,成为社会需要的高质量人才。然而,从目前的教学现状来看,理论教学与实践教学的真正结合还存在很大的局限性。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均有待提高。

      受客观条件影响,校内实践操作机会少。在理论教学环节,课堂中能与地隧工程专业配套的教学资源缺乏,信息化教育设备有限,无法实现教学资源的串联与调用。现有的教学模型只能阐释简单的技术原理,抽象理论难以形象化。在实践教学环节,学生实际操作机会少,实训方式枯燥。同时,考核标准难以规范化,考核成绩难以有效记录。

      受主观因素制约,教育信息化进程缓慢。随着社会的不断发展,教育信息化的进程也在不断加快。然而,信息化技术在建筑工程专业的教学中还未显示其高速、高效、直观、形象的一面。加强地下工程专业教学中的信息化建设,对于中高职及本科院校培养高质量应用型人才具有很大的促进作用。

      二、建设目标

      软件通过虚拟技术的运用以及开放式管理的方式,填补中高职及本科院校学生信息化教学资源与实践操作渠道资源的匮乏,将学校教学方式转化成为以学生为中心的教学模式。

      

    地隧工程施工仿真实训软件

      软件按照岗位技能要求,建设包括虚拟工程项目、虚拟场景以及虚拟设备、企业生产工具、生产对象、生产场景、基地管理制度等实践教学资源,改变以往学生实训渠道匮乏、实训器材有限的状况。通过虚拟化、立体化、结构化展示,实现学生在三维空间的游走;同时通过趣味性的技能操作,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。

      同时,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;通过任务设置、系统自动考核、数据自动分析,让教师第一时间得到学生技能掌握情况的信息反馈,更好的调整教学重点与教学方式,提升教师实践教学效率。

      通过软件的整体设计,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。

      三、建设思路

      软件以深化学校教学与实践相结合的人才培养模式为指导方向,深入施工技术应用的过程剖析,通过虚拟技术紧扣地隧工程专业特色、直击教学难点,实现多维仿真和真实场景模拟,提高学生学习的主动性;通过网络技术辅助学生答题练习并及时巩固知识,实现单人训练、多人竞赛和互动交流,提高学生学习的积极性;通过数据库技术跟踪学生学习轨迹,实现学生知识点掌握情况的统计与分析,提高教学评价的科学性。

      

    地隧工程施工仿真实训软件

      1.解决传统教学弊端,实现立体化的教与学

      地隧工程仿真实训软件的建设,着重规避传统教学的弊端,引导学校进行优质教学。通过虚拟仿真技术实现三维仿真形式的立体化教学,让学生漫游走动在虚拟的工程空间中,改变传统教学中生硬灌输的方式,解决传统地隧工程教学存在的理论课堂过于抽象和生硬,地隧工程操作难以演示,施工细节无法透彻理解,教学方法与实际工程案例较难结合的弊端,提高学生学习的兴趣和积极性。

      2.融入数据反馈机制,实现教学安排科学性

      建立数据管理与反馈功能,实现教学安排的规范性及教学信息反馈的搜集,以便合理调整教学进度与方式。通过资源、课程的管理,让专业教师实现个性化、针对性的课程安排和设置;通过练习、考试、经验积分的信息掌握,实现教学成果的考察及数据信息反馈搜集。

      3.软件应用开放性架构,实现信息化教学资源的互通

      增加软件应用的开放性,实现与校园信息化资源实现无缝对接,拓宽学校信息化教学资源应用的便捷性。在实现软件对接与架构后,师生可通过其它登录入口进入操作软件;同时,软件操作过程中可调用其它通道的资源,实现信息化教学资源的互通互用。

      四、建设内容

      1.软件概述

      地隧工程施工仿真实训软件,是针对地下隧道工程,开发制作的建筑教育软件。软件模拟城市地铁隧道的开挖,以过江隧道为整体施工环境,实现三种施工方法的诠释:盖挖法施工、新奥法施工、盾构法施工。其将基本理论原理、现代化施工方法、机械应用等相结合,用三维仿真的形式呈现,以实现直观高效的教育目的。

      2.软件建设内容

      地隧工程施工仿真实训软件结合的三种施工方法都是独立完整的施工项目,包括临建布设、施工横道图、工程概况、水文地质、施工管理体系、施工准备、施工安全、施工工艺、施工管理、要点强化、工程资源等内容,还含有课程习题以及课后练习等练习考核性内容。

      

    地隧工程施工仿真实训软件

      (1)盖挖顺筑法

      盖挖顺筑法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上,施工主体结构和防水措施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后,视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。

      

    地隧工程施工仿真实训软件

      (2)盖挖逆筑法

      盖挖逆筑法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺筑法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。

      

    地隧工程施工仿真实训软件

      (3)新奥法

      新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。

      

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      (4)土压平衡盾构法

      盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件,沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。土压平衡盾构属封闭式盾构。盾构推进时,其前端刀盘旋转掘削地层土体,切削下来的土体进入土舱。当土体充满土舱时,其被动土压与掘削面上的土压、水压基本平衡,使得掘削面与盾构面处于平衡状态(即稳定状态)。

      

    地隧工程施工仿真实训软件

      功能特色

      (1)多维视角,便捷操作

      提供第一视角和全自由的第三视角。第一视角用于身临其境的体验和近距离的观察,第三视角可用于远距离观察整个场景。

      (2)工程前期,理实结合

      在每一个工程开始之前,都会有教学目标、教学要点的提示。还有工程概况、水文地质条件、施工管理体系等和施工项目息息相关内容。

      (3)施工操作,真实体验

      按照规范的施工操作步骤,高清还原每一操作要点,配以详细的文字语音解析,达到真实体验效果。

      (4)配套地图,实时调用

      在概略图的基础上,还有详细大地图。会显示场景中当前所在位置,以红点标注目标位置。

      (5)课堂练习,知识穿插

      每一施工步骤,都会穿插进相关的知识点。每一个大的施工环节验收之后,都会有一套图文结合的练习题,用以巩固本节的知识。

      (6)工程资源,详细展示

      工程中所有相关的设备工具材料,都会分类整理统一放到工程资源里。

      

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    地隧工程施工仿真实训软件

      五、预期效果

      1.立体化教学,提高教学质量

      地隧工程仿真实训软件应用三维仿真技术,实现对地隧工程和施工细节的立体化展示,改变传统教学中理论抽象的弊端,激发学生学习积极性,提高学生学习效率。通过趣味性的技能操作,让学生深入理解教学内容中的重点难点,提升学校教学水平。

      2.丰富教学资源,推动学生自主学习

      软件集中包含了丰富的信息化教学资源,包括视频、图片、文档等,学生可以整体性全面应用。同时,学生可以利用系统功能预习和复习巩固课堂内容,通过趣味性的技能操作,虚拟化、立体化、结构化的反复实践教学难点。

      3.实现资源互通,促进专业及学校信息化建设

      软件可以实现与其他数字化校园资源的无缝对接,拓宽了学校信息化教学资源应用的便捷性,完善了专业以及学校教育信息化设施的建设。

      4.深化校企合作,提高社会服务能力

      软件教学,操作便捷,具备服务于企业社会人员的能力,可以通过举办企业员工技能学习培训等活动的形式,使学校参与到对企业进行技术支持的工作中去,实现校企互助、共建共享的资源开发利用模式。

      六、软件运行环境

      硬件环境

      客户机基本配置:

      CPU:≥Intel酷睿i3以上

      内存:≥4GB以上

      硬盘:至少100G闲置空间 (根据采购模块数量定)

      独立显卡:≥GTX650或者HD4890以上

      声卡:支持多声道音箱或耳机

      网卡:≥100Mbps以上网卡

      显示器:支持1024x768或以上分辨率

      电源:≥400W

      其它:支持网络同传和硬盘还原保护

      服务器基本配置:

      产品类型:服务器,机架式

      CPU:≥英特尔至强E5-2407 v2以上

      CPU系:≥至强处理器E5系列,Intel

      内存类型:LV-rdimmDDR3 1600内存,可扩展

      内存:≥8G

      硬盘类型:支持热插拨3.5寸硬盘(7200转),可扩展

      硬盘:≥1TB,可扩展(至少备用一个硬盘)

      磁盘阵列:支持RA 0/1/10/5

      网卡:集成双口高性能千兆以太网卡,支持高性能四口千兆企业级网卡或万兆网卡

      电源:高能效80PLUS单电源,兼容交直流输入。

      功率:≥800W

      光驱:DVD-RW

      软件环境

      服务端基本配置:

      操作系统:Windows Server 2008 R2标准版及以上,推荐使用64位版本

      数据库:SQL Server 2005/2008 R2标准版及以上,推荐使用64位版本

      客户端基本配置:

      操作系统:Windows7旗舰版,

      系统架构

      教学软件应采用“客户机/服务器”(Client/Server ,简称C/S)的软件架构。教学平台应采用“浏览器/服务器”(Browser/Server ,简称B/S)的软件架构。软件及平台的网络架构应能够同时支持广域网(Internet)、局域网、校园网等不同的网络环境。

      软件及平台在架构设计时,应充分考虑相关功能模块的二次开发需求,确保采用模块化的架构设计,以保证相应开发模块的通用性、可配置性、可维护性、可推广性的设计要求。