机场场道工程施工与进度管理虚拟仿真实验
一、项目主要内容
机场场道工程施工与进度管理虚拟仿真实验是利用虚拟仿真技术，针对实际的机场场道建设例子，学生通过体验式、交互式的学习方式，经过编制进度计划——优化进度计划——模拟施工建造过程——进行进度检查并进一步调整进度计划，完成这个机场场道建设施工与进度管理的全流程，从而使学生“身临其境”感受机场场道施工和进度管理全过程，并熟悉场道建设施工工艺和掌握进度管理基本知识。
二、项目完成者
1）项目详细脚本，由项目负责人及校内团队人员制定。
2）项目软件开发，由专业技术制作公司“天津智空科技有限公司”完成。
三、项目实施方案
1、实际机场背景材料的整理。
首先要搜集实际机场实例，以提供给学生实验时的实际机场背景材料。设两种类型机场，一种为平原机场，一种为山区机场。材料包括：
①地形。
②各跑道、滑行道、联络道、防吹坪、围场路等道面结构尺寸、材料组成。
③场道工程各项目的工程量，起止时间。
2、软件制作。
虚拟仿真实验软件采用软硬件相结合的方式，协调相关硬件和效应设备，形成虚拟实验系统，并利用网络技术，实现虚拟实验系统的网络化，形成运行在个人计算机上、实现自行设计与开发，以及远程控制与协调的实验方式。其中，三维虚拟现实场景以真实场景为背景设计，在3DMax上进行模型的搭建，软件根据实际操作规程设计模型动画，结合unity的animator系统，将模型动画展示给使用者，并通过U3D平台中的Since系统采用C#编程对系统API的调用实现不同场景中的自由切换，交互方面采用ugui技术，使用image、button、text、等ugui组件构成可交互ui。
1）软件主界面的制作，采用U3D技术及ugui构成ui主界面。
实验分为多个实验步骤，在开始当前实验步骤时，相关步骤的知识点会以文字的形式在面板上进行展示。
加载软件完成后，显示软件的首页，点击“开始实验”按钮首先进入实验操作说明页面，在查看完实验操作说明后，正式进入三维实验。
2）“施工进度计划编制”部分制作，采用U3D技术，使用ugui结合mvc架构展示。
学生由确定土（石）方、基层、面层的施工工程量以及施工工序，确定施工方法和施工机具设备的组织配套设计，编制出施工进度计划表，首先编制横道图、再编制双代号网络图和再编制双代号时标网络图。
3）“施工进度计划优化”部分制作，采用U3D技术，使用拓扑算法。
学生编制施工资源表，根据2）所编制的双代号时标网络图，并进行“工期固定-资源均衡”优化，即在工期保持不变的条件下，调整项目进度计划，使项目资源需要量（人力、材料、费用等）尽可能均衡，从而得到最优的施工进度计划。
教师通过将学生做的优化后的进度计划与正确的最优进度计划进行比对，做出评价成绩。
4）“机场场道工程施工和进度四维动态可视化”部分制作，采用U3D技术及animator技术。
通过三维模型与进度计划链接而成的四维可视化动态模型，学生在虚拟环境下模拟项目主要施工过程，包括土石方工程施工、基层工程施工和面层工程施工。在进度计划上点选该项施工过程，则需要学生选择正确施工流程、合适的施工机械设备类型、规格及数量，进行施工过程动画的模拟，同时最小化进度计划后，显示该项实际施工过程的三维模型。
5）“机场场道工程施工进度的检查与调整”部分制作，采用U3D技术及ugui和拓扑算法。
已知实际进度，在进度计划表上，当某一项工作出现延后，后续工作会受到影响而延期时，后续工作的进度均以“延后外观”红色表示，这时学生调整进度计划，直到所有工作的进度不再显示红色为止。
四、项目完成效果
（1）项目完整呈现典型的两类实际机场场道工程施工和进度管理的全过程，学生可以在虚拟环境下模拟整个机场场道工程施工和进度管理。
（2）明显增强学生的学习兴趣，学生的学习效率大大提高，任务驱动教学法促使学生在完成“设计任务”的过程中，培养分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新及协作精神。
（3）使学生对机场场道工程进度管理的过程、机场场道工程施工工艺的理解更加深入、准确。
五、相关图片及简介
1）软件主界面。
图1显示的是该项虚拟仿真实验项目的主界面。图片背景为场道工程土石方工程施工现场，上面文字是项目名称全称，下面文字为“开始实验”按钮，点击该按钮进入实验。
2）两类典型机场实验选择页面。
图2显示的是该项虚拟仿真实验项目的两类典型机场实验选择页面。图片背景为飞行区场景，右上角文字是中国民航大学的校徽及校名，和实验项目名称全称，下面两项文字按钮为两类典型机场实验按钮，点击该按钮进入实验。
图2 两类典型机场选择页面
3）施工进度计划表
图3显示的是该项虚拟仿真实验项目的编制的施工进度计划表的横道图。图片背景为飞行区场景，左上角文字是中国民航大学的校徽及校名，和实验项目名称全称，中间图片为所编制的土石方工程部分的进度计划表。
图3 土石方工程进度计划表