建设打造智能楼宇虚拟仿真，助力职业教育实训教学新方向

摘要：随着科技的飞速发展，智能楼宇已成为现代城市建设的重要组成部分。职业教育作为培养专业技能人才的重要途径，急需适应这一趋势，更新实训教学模式。智能楼宇虚拟仿真系统的建设，为职业教育实训教学提供了全新的方向和解决方案，能够有效提升学生的实践能力和就业竞争力，推动职业教育与现代建筑行业的深度融合。

一、引言

在当今数字化、智能化的时代背景下，智能楼宇作为集建筑、电子、通信、自动化等多领域技术于一体的综合性建筑体系，正逐渐成为城市发展的新标杆。它不仅提升了建筑的功能性和舒适性，还实现了能源的高效利用和环境的可持续发展。然而，智能楼宇的建设和管理需要大量具备专业知识和实践技能的人才。职业教育作为培养应用型人才的主力军，面临着培养智能楼宇专业人才的紧迫任务。传统的实训教学模式已难以满足智能楼宇行业的复杂需求，智能楼宇虚拟仿真系统的建设应运而生，为职业教育实训教学带来了新的机遇和变革。

二、智能楼宇虚拟仿真系统概述

智能楼宇虚拟仿真系统是一种基于计算机虚拟现实技术和智能控制技术构建的虚拟教学平台。它能够高度逼真地模拟智能楼宇的各种场景和设备运行状态，包括建筑结构、安防系统、暖通空调系统、给排水系统、电气系统等。学生可以在虚拟环境中进行各种操作和实验，如设备安装调试、系统运行监控、故障排除等，仿佛置身于真实的智能楼宇项目现场。该系统不仅涵盖了智能楼宇的各个技术领域，还能根据教学需求进行灵活定制和扩展，满足不同层次、不同专业方向的教学要求。

三、智能楼宇虚拟仿真在职业教育实训教学中的优势

（一）提供逼真的实践环境

传统的实训教学往往受限于实体设备的数量、场地空间以及安全等因素，难以让学生充分进行实践操作。而智能楼宇虚拟仿真系统能够创建高度逼真的虚拟场景，学生可以在虚拟环境中自由地进行各种操作，无需担心设备损坏或安全事故。

（二）降低教学成本

建设实体智能楼宇实训基地需要大量的资金投入，用于购买设备、搭建场地、进行设备维护等。相比之下，智能楼宇虚拟仿真系统的建设成本相对较低，且后期维护简单。一旦系统搭建完成，只需通过软件升级和更新即可满足不断变化的教学需求，无需频繁更换实体设备。这不仅节省了资金，还提高了教学资源的利用效率，使学校能够以较低的成本为学生提供高质量的实训教学。

（三）提高教学效率

智能楼宇虚拟仿真系统可以根据教学进度和教学目标，快速生成各种实训任务和场景，教师可以灵活地安排教学内容，学生也可以根据自己的学习进度进行自主学习和反复练习。系统还具备自动评分和反馈功能，能够及时为学生提供操作结果的评估和改进建议，帮助学生更好地掌握知识和技能。此外，虚拟仿真系统还可以实现多人在线协同操作，模拟团队合作的工程实践场景，培养学生的团队协作能力和沟通能力，进一步提高了教学效率和质量。

（四）增强教学灵活性和创新性

智能楼宇虚拟仿真系统具有高度的灵活性和可扩展性，教师可以根据教学大纲的要求和学生的实际情况，对虚拟仿真场景进行个性化设置和调整。例如，在讲解智能照明系统时，教师可以改变虚拟场景中的建筑结构、灯具类型、光照强度等参数，让学生在不同的条件下进行系统设计和调试，培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。同时，虚拟仿真系统还可以引入最新的智能楼宇技术和理念，如物联网、大数据、人工智能等，使学生能够及时了解行业前沿动态，拓宽知识面，增强就业竞争力。

四、智能楼宇实训室空间设计案例

唯众智能楼宇实训室分为理论教学区、智能化工程技术实训1区、智能化工程技术实训2区、停车场系统工程实训区、器材存放区四个部分，均为实物1：1建模。

包含公共广播实训装置、电工配线端接实训装置、智能化消防系统实训装置、门禁对讲实训装置、视频监控实训装置、智能化安防监控实训台、智能楼宇3D虚拟仿真实训平台、智能化工程应用实训装置、模拟灭火虚拟仿真实训平台、出入口道闸实训系统、智能停车场实训系统、展示柜、操作台、存放柜等。

五、智能楼宇3D仿真实训平台

唯众智能楼宇3D仿真实训平台，是建立在现实建筑智能化工程基础上，利用3D虚拟现实技术，依托于3D虚拟Unity平台通过模拟或还原现实中的建筑智能化工程，构建一个虚拟的3D立体工程场景。学生可以通过个性化的3D虚拟化身，在三维立体的虚拟环境中遍览智能化建筑的所有细节，形象逼真，细致生动。

同时平台以“互联网+企业实践业务型”为思想，集“教、学、做”为一体的理念，以通用的、相对标准的现代化建筑智能化项目建设为核心，虚拟3D的工程场景，功能涵盖建筑智能化系统的安防监控、视频会议、背景音乐、楼宇对讲、停车场管理、机房工程等各个子系统。

平台特点

1、提供一整套完善的3D虚拟仿真教学系统，可以和楼宇智能化教学实训系统无缝集成；

2、采用多媒体技术手段，提供了丰富的教学资源，方便师生学习；

3、针对楼宇智能化系统进行进行全面3D仿真，重点仿真我们在实训室或者实训基地内无法提供楼宇智能化实训教学场景进行直观系统呈现，为学生提供3D产体场景实训指导；

4、平台提供考核功能，实现自动考试，减轻了教师的工作量；

5、由丰富的实验教学专家精心设计典型案例，能够培养学习者设计和创新能力；

6、将知识学习和实验动手能力的培养有机融合，形成完整的实训教学体系；

7、虚拟场景能够呈现真实项无法体现的项目场景，提高了去现场实训的安全性；

8、采用游戏式界面友好直观、所有的仿真器材操作贴近实际，真实感强；

9、可扩展性强，可根据教学需要灵活添加实验器材、典型实验、考试任务，提供个性化定制服务；

10、楼宇智能化课程遵循国际项目标准，提供比实验室中更灵活的方式进行实训仿真。

平台说明及实训功能

（一）功能概述

1、智能楼宇3D虚拟仿真实训平台软件采用 B/S 架构。

2、利用 3D 虚拟现实技术仿真智能楼宇的典型场景，如：视频会议实训中心、背景音乐实训中心、智能安防实训中心、楼宇对讲实训中心、停车场实训中心。

3、可通过键盘、鼠标对“典型场景“中的典型三维模型（设备）进行旋转、平移、放大、缩小，同时系统系统配以背景音乐进行介绍和讲解。

4、 操作步骤的有提示；操作错误时，系统会弹出提示，并可重新操作；并配备文字及语音说明，并可根据需要打开或者关闭。

5、模块化架构，可根据需要开放那些模块，在首页有导航栏。

（二）3D 虚拟仿真教学实训平台典型场景

唯众楼宇智能化3D仿真实训实训大楼

唯众视频会议实训中心

唯众背景音乐实训中心

唯众闭路电视实训中心

唯众智能安防实训中心

唯众楼宇对讲实训中心

唯众停车场实训中心

（三）智能安防实训中心

（1）典型场景：安防中心、门卫室以及“道路边和实训大楼内“的摄相

（2）在“安防监控中心“处，对”安防监控系统图进行”展示。

（3）详细介绍各种器材：摄像机、硬盘录像 机、云台、距阵、监视器。

（四）视频会议实训中心

（1）典型场景：会议室。

（2）在实训大楼的会议室对“会议系统图进行”展示。

（3）详细介绍各种器材：音箱、功放、话筒、控制器、会议终端、大屏、调音台。

（五）背景音乐实训中心

（1）典型场景：广播中心。

（2）在实训大楼的广播室对”背景音乐系统图进行”展示。

（3）详细介绍各种器材：：室内和室外音箱、功放、话筒、控制器、调音台。

（六）闭路电视实训中心

（1）典型场景：门卫室闭路电视器材。

（2）在教师宿舍楼的门卫室处，对闭路电视系统图进行”展示

（3）详细介绍各器材：摄像机、硬盘录像机、云台、距阵、监视器

（七）楼宇对讲实训中心

（1）典型场景：教师宿舍楼单元门、进户门。

（2）在“教师宿舍楼“处，对”楼宇对讲系统图进行”展示。

（3）详细介绍各种器材：对讲主机、对讲分机。

（八）停车场实训中心

（1）典型场景：倒闸处。

（2）在“倒闸“处，对”停车场系统图进行”展示。

详细介绍各种器材：停车场控制机、自动吐卡机、远程遥控、远距离卡读感器、感应卡（有源卡和无源卡）、自动道闸、车辆感应器、地感线圈、通讯适配器、摄像机、传输设备、停车场系统管理软件。

平台界面