CN117437098B - 一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法及系统，属于虚拟仿真教学技术领域。构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行系统类型分区，得到港口工程教学平台，在所述港口工程教学平台中结合BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台，获取港口工程的教学质量要求信息、实际项目施工过程安全信息，基于上述信息对所述虚拟仿真教学平台进行模拟测试并调试优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。本发明能够通过创建港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学平台，为学生提供了更高效、更真实、更安全的学习体验。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟仿真教学技术领域，尤其涉及一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法及系统。
背景技术
港口工程是指为方便船只停靠和货物装卸而建造的设施和设备的工程项目，是目前大部分学校教育的重要专业之一，对于未来港口建设发展具有关键的人才供给需求，在港口工程领域，教育和培训对于培养高素质的专业人才具有重要意义。然而，传统的教学方法在面对港口工程的复杂性、多样性和实践性时存在一定的局限性，学生往往难以直观地理解各种港口水工建筑物的施工过程，同时也难以在教室环境中真实地模拟实际的工程情境。在现有的教学模式中，往往依赖于纸质教材、幻灯片和实地实习等方式，这些方法无法完全还原工程施工的真实过程，也无法满足学生多样化的学习需求。此外，港口工程涉及的多学科知识和综合技术难度，使得传统教学方式难以将各个环节和要素有机结合，从而影响学生对港口工程建造的全面理解，因此需研发一种能够对港口工程进行虚拟仿真教学的平台来解决上述问题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法及系统。
为达上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明第一方面提供了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，包括以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例；
构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台；
在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台；
获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例，具体包括以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，并对所述教学大纲信息进行解读，得到港口工程的具体教学方向；
以典型水工建筑物为背景，基于所述港口工程的具体教学方向在大数据网络中检索典型水工建筑物的施工过程，得到若干个建筑物的分阶施工过程，并定义每个所述建筑物分阶施工过程为子模块；
获取各子模块对应的施工规范信息以及注意事项信息，同时获取学校教师团队制定的教学内容文件信息，对所述施工规范信息、注意事项信息和教学内容文件进行预处理，得到预处理后的若干个教学信息；
基于权衡算法将所述若干个教学信息嵌入对应的所述子模块中，得到多个权重值，并通过加权平均法将每个所述教学信息乘以对应的权重值，生成多个加权数据，将多个所述加权数据相加融合，得到多个港口工程教学案例。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台，具体包括以下步骤：
基于微服务架构技术建立平台框架，在所述平台框架内设置多个服务单元，得到港口工程的初始教学平台框架；
根据所述港口工程的教学大纲信息以及多个所述港口工程教学方案设置若干个教学功能类别，引入K均值聚类算法将所述初始教学平台框架进行类别划分，预设K个聚类中心，将每个所述教学功能类别分配至最近聚类中心所对应的类别并更新每个聚类中心位置，得到多个聚类中心的实时位置；
通过多个所述聚类中心的实时位置迭代所述教学功能类别的分配，获取迭代次数，判断所述迭代次数是否达到预设迭代次数，若达到，则停止更新迭代并确定每个聚类中心的当前位置，得到教学分区平台框架；
基于所述若干个教学功能类别将多个所述港口工程教学案例分类导入所述教学分区平台框架中，得到港口工程教学平台。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
在所述港口工程教学平台中嵌入BIM模型技术，并基于BIM模型技术对所述港口工程教学平台中每个所述港口工程教学方案对应的建筑物分阶施工过程进行三维建模；
分析每个所述港口工程教学方案对应的建筑物分阶施工过程，获取多个建筑物的施工计划，并根据多个所述施工计划在大数据网络中匹配对应的施工特征，得到各施工计划对应的若干个建筑物施工特征信息；
基于大数据网络获取各建筑物施工特征信息的物理工程现象，构建三维模型，将所述若干个建筑物施工特征信息导入所述三维模型中，得到多个建筑物分阶施工过程的三维模型，并通过计算机数值模拟技术将所述物理工程现象在每个所述三维模型中进行模拟计算，得到多个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型；
引入基于虚拟场景技术的可视化交互系统，通过动态碰撞检测方法对所述可视化交互系统与多个所述建筑物分阶施工过程的三维仿真模型之间进行融合协调，得到港口工程的虚拟仿真教学平台。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的教学质量要求信息，分析所述教学质量要求信息确定所述虚拟仿真教学系统的多个测试项；
基于多个所述测试项对港口工程的虚拟仿真教学平台以及每个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型进行模拟测试，记录测试过程中每个所述测试项的用户体验信息反馈和数据输出，得到多个测试结果；
基于大数据网络获取多个所述测试项对应的评价指标，引入层次分析法对多个所述测试结果进行评估，得到多个评估分数，并根据多个所述评估分数以及所述评价指标进行权重衡量并赋值，得到多个测试权重值；
预设测试权重阈值，判断每个所述测试权重值是否大于所述测试权重阈值，若大于，则代表所述测试项的测试结果为合格，跳过合格测试项的优化并进入下一个测试项权重判断；
若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的虚拟仿真教学平台中所有标记的内容信息，基于所述所有标记的内容信息提取出对应的测试结果，得到多个待优化测试结果；
引入哈希算法对每个所述待优化测试结果与预设测试结果之间的哈希值进行计算，得到多个哈希值，判断每个所述哈希值是否大于预设哈希值；
若大于，则获取学生的目标内容效果，同时根据大于预设哈希值的测试结果分析对应标记的内容信息，得到实际内容效果，计算所述目标内容效果与标记的内容信息之间的误差，得到效果误差，基于所述效果误差对内容进行检查优化，生成内容优化方案；
若小于，则根据所述学生的目标内容效果对小于预设哈希值的内容信息进行功能分析，得到待优化功能项，计算哈希值与预设哈希值之间的差值，得到哈希偏差值，通过功能开发软件并基于所述哈希偏差值对所述待优化功能项进行功能开发和优化，生成功能优化方案；
基于所述内容优化方案和所述功能优化方案对港口工程的虚拟仿真教学平台进行调优，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
本发明第二方面提供了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学系统，所述一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法程序，所述一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学方案；
构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学方案在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台；
在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台；
获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的教学质量要求信息，分析所述教学质量要求信息确定所述虚拟仿真教学系统的多个测试项；
基于多个所述测试项对港口工程的虚拟仿真教学平台以及每个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型进行模拟测试，记录测试过程中每个所述测试项的用户体验信息反馈和数据输出，得到多个测试结果；
基于大数据网络获取多个所述测试项对应的评价指标，引入层次分析法对多个所述测试结果进行评估，得到多个评估分数，并根据多个所述评估分数以及所述评价指标进行权重衡量并赋值，得到多个测试权重值；
预设测试权重阈值，判断每个所述测试权重值是否大于所述测试权重阈值，若大于，则代表所述测试项的测试结果为合格，跳过此项的优化并进入下一个测试项权重判断；
若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
本发明解决了背景技术中存在的技术缺陷，本发明的有益技术效果在于：
获取多个港口工程教学方案，构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台，在所述港口工程教学平台中结合BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台，获取港口工程的教学质量要求信息、实际项目施工过程安全信息，基于上述信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并调试优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。本发明能够通过创建港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学平台，提供高质量教育，为学生提供了更高效、个性化的学习体验，促进了学生在港口工程领域的知识储备和实际应用能力的全面提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1示出了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法的第一方法流程图；
图2示出了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法的第二方法流程图；
图3示出了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法的第三方法流程图；
图4示出了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学系统的系统框架图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明第一方面提供了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，如图1所示，包括以下步骤：
S102：获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例；
S104：构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台；
S106：在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台；
S108：获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例，具体包括以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，并对所述教学大纲信息进行解读，得到港口工程的具体教学方向；
以典型水工建筑物为背景，基于所述港口工程的具体教学方向在大数据网络中检索典型水工建筑物的施工过程，得到若干个建筑物的分阶施工过程，并定义每个所述建筑物分阶施工过程为子模块；
获取各子模块对应的施工规范信息以及注意事项信息，同时获取学校教师团队制定的教学内容文件信息，对所述施工规范信息、注意事项信息和教学内容文件进行预处理，得到预处理后的若干个教学信息；
基于权衡算法将所述若干个教学信息嵌入对应的所述子模块中，得到多个权重值，并通过加权平均法将每个所述教学信息乘以对应的权重值，生成多个加权数据，将多个所述加权数据相加融合，得到多个港口工程教学案例。
需要说明的是，所述典型水工建筑物包括重力式码头、高桩梁板码头、板桩码头、防波堤以及航道整治等建筑物，构建虚拟仿真教学平台首先需要确定好教学方向，教学内容以及方向是平台的核心，港口工程的教学内容以及方向由学校决定，因此可通过校方获取港口工程的教学大纲信息；然后可根据教学大纲信息在大数据网络中获取标准的典型水工建筑物的分阶施工过程，而在分阶施工过程中同时需对施工的规范和注意事项进行精细教学，预处理包括清洗、去噪、统一格式等，最后利用权衡算法融合包括分阶施工过程、施工规范以及注意事项等信息，从而得到港口工程教学方案。本发明能够以典型水工建筑物为背景分阶段展示施工过程，并将教学内容、行业标准、注意事项纳入，提高教学质量和学习灵活性，便于学生轻松掌握施工流程。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台，具体包括以下步骤：
基于微服务架构技术建立平台框架，在所述平台框架内设置多个服务单元，得到港口工程的初始教学平台框架；
根据所述港口工程的教学大纲信息以及多个所述港口工程教学方案设置若干个教学功能类别，引入K均值聚类算法将所述初始教学平台框架进行类别划分，预设K个聚类中心，将每个所述教学功能类别分配至最近聚类中心所对应的类别并更新每个聚类中心位置，得到多个聚类中心的实时位置；
通过多个所述聚类中心的实时位置迭代所述教学功能类别的分配，获取迭代次数，判断所述迭代次数是否达到预设迭代次数，若达到，则停止更新迭代并确定每个聚类中心的当前位置，得到教学分区平台框架；
基于所述若干个教学功能类别将多个所述港口工程教学案例分类导入所述教学分区平台框架中，得到港口工程教学平台。
需要说明的是，虚拟仿真教学平台系统需选择合适的架构软件对平台系统的基础框架进行构建，可选择使用微服务架构技术，提高系统的整体性能和弹性；由于港口工程教学方案有多个，且教学内容存在差异，因此需在构建好的平台框架中进行类别划分并分区对多个港口工程教学方案进行融合，所述教学功能类别为教学大纲信息约束下的教学方案的功能类别，可通过K均值聚类算法实现，K均值聚类算法用于将数据分成不同的群集，使得每个教学功能类别分配至最近聚类中心所对应的类别形成不同分区，生成教学分区平台框架，最后将教学功能类别将多个港口工程教学方案分类导入教学分区平台框架中获得港口工程教学平台。本发明通过设计平台的整体架构对教学内容进行融合分区，确保学生逐步掌握专业技术要点，提高学生对港口工程的学习效率和质量。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台，如图2所示，具体包括以下步骤：
S202：在所述港口工程教学平台中嵌入BIM模型技术，并基于BIM模型技术对所述港口工程教学平台中每个所述港口工程教学方案对应的建筑物分阶施工过程进行三维建模；
S204：分析每个所述港口工程教学方案对应的建筑物分阶施工过程，获取多个建筑物的施工计划，并根据多个所述施工计划在大数据网络中匹配对应的施工特征，得到各施工计划对应的若干个建筑物施工特征信息；
S206：基于大数据网络获取各建筑物施工特征信息的物理工程现象，构建三维模型，将所述若干个建筑物施工特征信息导入所述三维模型中，得到多个建筑物分阶施工过程的三维模型，并通过计算机数值模拟技术将所述物理工程现象在每个所述三维模型中进行模拟计算，得到多个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型；
S208：引入基于虚拟场景技术的可视化交互系统，通过动态碰撞检测方法对所述可视化交互系统与多个所述建筑物分阶施工过程的三维仿真模型之间进行融合协调，得到港口工程的虚拟仿真教学平台。
需要说明的是，所述施工特征信息为施工某一阶段的港口施工外观特征和分布特征，所述物理工程现象包括流体力学、结构分析、热传导等，通过引入BIM建模技术和计算机数值模拟技术能够使港口工程教学更具真实性和准确性，能够更加直观的为学生展示港口工程相关建筑物的建设过程以及建设精度，获取建筑物施工过程每个阶段的施工特征，运用BIM模型技术对施工特征进行分析建模，并通过计算机数值模拟技术对建模完成的模型进行数据模拟，最终得到多个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型，而虚拟场景技术能够对三维仿真模型实现虚拟可视化，通过动态碰撞检测方法协调交互系统与模型之间的冲突，减少模型误差率和系统错误率，提高模型逼真度和稳定性，为学生提供生动和具体的学习体验。本发明能够运用BIM建模技术、虚拟场景技术以及计算机数值模拟技术对分解施工过程进行三维仿真建模，为学生打造了高度互动、贴近实际的学习环境。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，如图3所示，具体包括以下步骤：
S302：获取港口工程的教学质量要求信息，分析所述教学质量要求信息确定所述虚拟仿真教学系统的多个测试项；
S304：基于多个所述测试项对港口工程的虚拟仿真教学平台以及每个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型进行模拟测试，记录测试过程中每个所述测试项的用户体验信息反馈和数据输出，得到多个测试结果；
S306：基于大数据网络获取多个所述测试项对应的评价指标，引入层次分析法对多个所述测试结果进行评估，得到多个评估分数，并根据多个所述评估分数以及所述评价指标进行权重衡量并赋值，得到多个测试权重值；
S308：预设测试权重阈值，判断每个所述测试权重值是否大于所述测试权重阈值，若大于，则代表所述测试项的测试结果为合格，跳过此项的优化并进入下一个测试项权重判断；
S310：若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
需要说明的是，在初步得到港口工程的虚拟仿真教学平台后，平台的数据运行、虚拟仿真质量、响应速率等方面仍存在各种问题，例如加载缓慢、模型残缺、虚拟场景不逼真等，会影响学生的学习质量和兴趣，因此需对构建的平台进一步测试；首先根据教学质量要求获取多个测试项，所述测试项包括但不限于模型性能测试、教学内容预览测试、加载速度测试、虚拟测试等，然后根据多个测试项对平台功能和模型进行测试，获取测试结果，为测试结果赋予权重值，最后判断每个权重值是否大于预设的权重值，若大于，则说明该测试结果对应的功能或者模型符合教学质量要求，可选择继续优化或者无需优化直接进入下一测试项的判断，若小于，则说明该测试项对应的功能或者模型不符合要求，对该测试项进行优化直至达到要求，得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。本发明能够对建立的平台进一步测试，根据测试结果以优化界面、功能和内容，提升平台的可用性和用户满意度，保障教学质量。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的虚拟仿真教学平台中所有标记的内容信息，基于所述所有标记的内容信息提取出对应的测试结果，得到多个待优化测试结果；
引入哈希算法对每个所述待优化测试结果与预设测试结果之间的哈希值进行计算，得到多个哈希值，判断每个所述哈希值是否大于预设哈希值；
若大于，则获取学生的目标内容效果，同时根据大于预设哈希值的测试结果分析对应标记的内容信息，得到实际内容效果，计算所述目标内容效果与标记的内容信息之间的误差，得到效果误差，基于所述效果误差对内容进行检查优化，生成内容优化方案；
若小于，则根据所述学生的目标内容效果对小于预设哈希值的内容信息进行功能分析，得到待优化功能项，计算哈希值与预设哈希值之间的差值，得到哈希偏差值，通过功能开发软件并基于所述哈希偏差值对所述待优化功能项进行功能开发和优化，生成功能优化方案；
基于所述内容优化方案和所述功能优化方案对港口工程的虚拟仿真教学平台进行调优，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
需要说明的是，若测试权重值小于测试权重阈值，则说明该测试项对应的功能或者模型不符合要求，应对该测试项进行优化在对不符合要求的功能、内容和模型等以提高港口工程平台的教学质量；获取多个待优化测试结果，通过哈希算法计算多个待优化测试结果的哈希值并与预设哈希值进行比较，从而更加直观的每个待优化测试结果的优劣程度，根据此优劣程度判断和制定内容或者功能上的优化方案，若哈希值大于预设哈希值，则根据目标内容所需的教学效果与实际的内容教学效果计算出误差，基于此误差调整优化教学内容；若大于预设哈希值，则计算哈希值与预设哈希值之间的差值，根据偏差值开发优化平台功能。本发明能够根据测试评估结果对平台教学内容以及功能进行调整优化并生成方案，从而提高平台教学稳定性，保障教学质量。
此外，所述一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，还包括如下步骤：
获取港口工程学生的多个历史成绩信息，根据多个所述历史成绩信息分析建筑物分阶施工过程学习的薄弱点并标记，得到若干个关键学习节点；
基于大数据网络以及教师自行设计获取各个所述关键学习节点对应的若干个问答题目，通过模糊关联算法，对若干个所述问答题目在每个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型中所对应的施工阶段节点进行计算，得到多个模糊隶属度；
引入最大隶属度法将多个所述模糊隶属度导入预设的模糊关联规则中进行解模糊，生成多个分阶施工过程的交互问答模型；
获取学校的合作企业名单，并根据内容优化方案对所述学校合作企业名单进行分析，提取出所需对应的多个港口工程实际教学案例；
将所述多个所述港口工程实际教学案例与每个所述关键学习节点进行关联，得到教学案例推送方案，并嵌入对应的所述分阶施工过程的交互问答模型，生成交互问答界面。
需要说明的是，学生通过传统港口工程教学方式往往存在许多学习薄弱点，若没有注重和针对这些学习薄弱点进行加强学习，则会导致学生出现更多的薄弱点，导致偏科现象的出现，大幅度降低了学校港口工程的教学质量和效率。本发明通过在每个建筑物分阶施工模型中设置相应的问答环节和界面，对学生在平台进行施工过程学习时还能够对对应薄弱点进行答题，巩固学习薄弱知识点，深化对专业技术的理解，同时融入实际案例进行相关推送，让学生学习的内容更贴近实际项目，有助于培养学生的实际应用能力。
本发明第二方面提供了一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学系统，所述一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学系统包括存储器41与处理器42，所述存储器41中储存一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法程序，所述一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法程序被所述处理器42执行时，如图4所示，实现以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例；
构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台；
在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台；
获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的教学质量要求信息，分析所述教学质量要求信息确定所述虚拟仿真教学系统的多个测试项；
基于多个所述测试项对港口工程的虚拟仿真教学平台以及每个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型进行模拟测试，记录测试过程中每个所述测试项的用户体验信息反馈和数据输出，得到多个测试结果；
基于大数据网络获取多个所述测试项对应的评价指标，引入层次分析法对多个所述测试结果进行评估，得到多个评估分数，并根据多个所述评估分数以及所述评价指标进行权重衡量并赋值，得到多个测试权重值；
预设测试权重阈值，判断每个所述测试权重值是否大于所述测试权重阈值，若大于，则代表所述测试项的测试结果为合格，跳过此项的优化并进入下一个测试项权重判断；
若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例；
构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台；
在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台；
获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台；
其中，获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的教学质量要求信息，分析所述教学质量要求信息确定虚拟仿真教学系统的多个测试项；
基于多个所述测试项对港口工程的虚拟仿真教学平台以及每个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型进行模拟测试，记录测试过程中每个所述测试项的用户体验信息反馈和数据输出，得到多个测试结果；
基于大数据网络获取多个所述测试项对应的评价指标，引入层次分析法对多个所述测试结果进行评估，得到多个评估分数，并根据多个所述评估分数以及所述评价指标进行权重衡量并赋值，得到多个测试权重值；
预设测试权重阈值，判断每个所述测试权重值是否大于所述测试权重阈值，若大于，则代表所述测试项的测试结果为合格，跳过合格测试项的优化并进入下一个测试项权重判断；
若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
2.根据权利要求1所述的一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，其特征在于，所述获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例，具体包括以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，并对所述教学大纲信息进行解读，得到港口工程的具体教学方向；
以典型水工建筑物为背景，基于所述港口工程的具体教学方向在大数据网络中检索典型水工建筑物的施工过程，得到若干个建筑物的分阶施工过程，并定义每个所述建筑物分阶施工过程为子模块；
获取各子模块对应的施工规范信息以及注意事项信息，同时获取学校教师团队制定的教学内容文件信息，对所述施工规范信息、注意事项信息和教学内容文件进行预处理，得到预处理后的若干个教学信息；
基于权衡算法将所述若干个教学信息嵌入对应的所述子模块中，得到多个权重值，并通过加权平均法将每个所述教学信息乘以对应的权重值，生成多个加权数据，将多个所述加权数据相加融合，得到多个港口工程教学案例。
3.根据权利要求1所述的一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，其特征在于，所述构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台，具体包括以下步骤：
基于微服务架构技术建立平台框架，在所述平台框架内设置多个服务单元，得到港口工程的初始教学平台框架；
根据所述港口工程的教学大纲信息以及多个所述港口工程教学方案设置若干个教学功能类别，引入K均值聚类算法将所述初始教学平台框架进行类别划分，预设K个聚类中心，将每个所述教学功能类别分配至最近聚类中心所对应的类别并更新每个聚类中心位置，得到多个聚类中心的实时位置；
通过多个所述聚类中心的实时位置迭代所述教学功能类别的分配，获取迭代次数，判断所述迭代次数是否达到预设迭代次数，若达到，则停止更新迭代并确定每个聚类中心的当前位置，得到教学分区平台框架；
基于所述若干个教学功能类别将多个所述港口工程教学案例分类导入所述教学分区平台框架中，得到港口工程教学平台。
4.根据权利要求1所述的一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，其特征在于，所述在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
在所述港口工程教学平台中嵌入BIM模型技术，并基于BIM模型技术对所述港口工程教学平台中每个所述港口工程教学方案对应的建筑物分阶施工过程进行三维建模；
分析每个所述港口工程教学方案对应的建筑物分阶施工过程，获取多个建筑物的施工计划，并根据多个所述施工计划在大数据网络中匹配对应的施工特征，得到各施工计划对应的若干个建筑物施工特征信息；
基于大数据网络获取各建筑物施工特征信息的物理工程现象，构建三维模型，将所述若干个建筑物施工特征信息导入所述三维模型中，得到多个建筑物分阶施工过程的三维模型，并通过计算机数值模拟技术将所述物理工程现象在每个所述三维模型中进行模拟计算，得到多个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型；
引入基于虚拟场景技术的可视化交互系统，通过动态碰撞检测方法对所述可视化交互系统与多个所述建筑物分阶施工过程的三维仿真模型之间进行融合协调，得到港口工程的虚拟仿真教学平台。
5.根据权利要求1所述的一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法，其特征在于，所述若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的虚拟仿真教学平台中所有标记的内容信息，基于所述所有标记的内容信息提取出对应的测试结果，得到多个待优化测试结果；
引入哈希算法对每个所述待优化测试结果与预设测试结果之间的哈希值进行计算，得到多个哈希值，判断每个所述哈希值是否大于预设哈希值；
若大于，则获取学生的目标内容效果，同时根据大于预设哈希值的测试结果分析对应标记的内容信息，得到实际内容效果，计算所述目标内容效果与标记的内容信息之间的误差，得到效果误差，基于所述效果误差对内容进行检查优化，生成内容优化方案；
若小于，则根据所述学生的目标内容效果对小于预设哈希值的内容信息进行功能分析，得到待优化功能项，计算哈希值与预设哈希值之间的差值，得到哈希偏差值，通过功能开发软件并基于所述哈希偏差值对所述待优化功能项进行功能开发和优化，生成功能优化方案；
基于所述内容优化方案和所述功能优化方案对港口工程的虚拟仿真教学平台进行调优，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
6.一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学系统，其特征在于，所述一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法程序，所述一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：
获取学校对港口工程的教学大纲信息，解读分析所述教学大纲信息制定教学方案，得到多个港口工程教学案例；
构建港口工程的初始教学平台框架，并根据多个所述港口工程教学案例在所述初始教学平台框架进行类型分区，得到港口工程教学平台；
在所述港口工程教学平台中引入BIM模型技术、计算机数值模拟技术以及虚拟场景技术构建三维仿真模型，得到港口工程的虚拟仿真教学平台；
获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台；
其中，获取港口工程的教学质量要求信息，基于所述教学质量要求信息对所述港口工程的虚拟仿真教学平台进行模拟测试并评估，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台，具体包括以下步骤：
获取港口工程的教学质量要求信息，分析所述教学质量要求信息确定虚拟仿真教学系统的多个测试项；
基于多个所述测试项对港口工程的虚拟仿真教学平台以及每个建筑物分阶施工过程的三维仿真模型进行模拟测试，记录测试过程中每个所述测试项的用户体验信息反馈和数据输出，得到多个测试结果；
基于大数据网络获取多个所述测试项对应的评价指标，引入层次分析法对多个所述测试结果进行评估，得到多个评估分数，并根据多个所述评估分数以及所述评价指标进行权重衡量并赋值，得到多个测试权重值；
预设测试权重阈值，判断每个所述测试权重值是否大于所述测试权重阈值，若大于，则代表所述测试项的测试结果为合格，跳过此项的优化并进入下一个测试项权重判断；
若小于，则在所述港口工程的虚拟仿真教学平台中对小于测试权重阈值的测试项所对应的内容进行标记，并对标记内容或功能进行拓展优化，最终得到港口工程的智能建造虚拟仿真教学平台。
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