VR技术在车务站段职教工作的应用

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【摘要】简要分析了目前车务站段职教工作中存在的不足，并对传统培训方式和vr技术培训进行了对比，从对比结果上看，VR技术培训从成本、自主性和安全性方面都有着较大的优势。根据车务站段工作特点对VR技术的应用进行了初步设计以及对应用系统框架进行了设想，为车务站段更好地利用VR技术辅助职教工作提供一种思路，用以解决目前车务职教工作中出现的短板。

【关键词】车务站段；职工教育；虚拟现实技术

1目前车务站段职教工作中存在的不足

1.1新职人员培训

新职人员是铁路运输企业的主力军，但是由于刚入路人员能力素质参差不齐，对铁路运输行业的相关知识缺乏，在一定程度上影响了企业发展，目前，新职人员的培训工作是铁路运输企业职工培训的重要任务。新职人员入路第一步需在站段机关进行劳动安全、专业理论、实作技能等多项培训。在诸多培训中相关理论知识尚可通过传统教学方式完成，涉及到实作技能目前仍缺乏有效的培训方式。站段科室无法提供较为全面的作业用品实物展示。由于新职人员人数较多，劳动安全意识薄弱，沿线站点分散，如果通过现场观摩、操作演练方式，人身安全和培训效率又得不到保障。另一方面站段聘请的教师一般是由兼职专业技术人员担任，兼职教师日常工作繁重，无法抽出较长时间对新职人员进行培训。不同工种需聘请多位专业技术人员，进行不同时间段的课程安排，培训效率大大降低。在班组跟班培训中，受到现场工人师傅作业水平限制，新职人员也无法学习到标准的操作和作业流程。

1.2实作技能考核

为满足职工日常技能训练和考核需求各站（车间）均设置了实训室，但受到场地和资金限制，实训设备多以配备简单的接发列车用品和计算机联锁模拟系统为主，无法照顾到各工种各岗位，同时实训效果也大打折扣。在站段举行的技能比武、岗位星级评比等一系列促进职工学技练功、遵章守纪的活动中均需强调对职工实作技能进行考评。但是以目前车务站段的实际情况无法对各工种实作技能进行考核，多以“实作理论化”完成。即使部分工种进行模拟演练也是将作业过程进行简化，存在关键操作进行口头复述的情况。如在模拟非正常情况下的接发列车应急处置的演练中，只能通过口述现场状况进行想象模拟，口述处置步骤。这种形式的演练仍未脱离“实作理论化”的理念，违背了实作演练的初衷，同时还存在演练过程死板缺乏灵活性，参与人员走过场，演练效果不够深刻。

2车务站段传统培训与VR设备辅助培训的优劣对比

在传统方式培训以培训室为中心，通过教员对学习过程进行管理和引导。主要依赖于教材、教具，且内容大多局限于静态文本[3]。VR辅助设备是通过虚拟现实技术(VR)以现实世界为依据创建出虚拟场景,学员通过辅助设备可以在虚拟场景中进行学习。它是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真,使用户沉浸到该环境中。传统培训与利用VR设备辅助培训无论从形式上还是效果上都有很大的区别。从成本上看，传统培训所需要的教学材料多以纸质教材和多媒体设备为主，并辅以简易教具，成本低廉。在车务系统中由于工种较多，工种间知识通用性不强，面对不同工种培训需要大量具有较为丰富的现场经验和较高理论知识的教员，人工成本较高。VR辅助设备由于需要建模，制作周期较长，开发技术专业性强，对硬件设备要求也较高，所以前期投入成本较大。虽然VR设备前期一次性投入成本大，但是对于铁路企业，职工培训量大且持续，VR辅助设备在后期的使用维护和内容升级方面与传统培训方式相比有较大的优势。从自主性上看，传统培训受到教员教学水平和教学条件限制，教学过程中使学员感觉到枯燥乏味，影响到学员学习的自主性，教学效果大打折扣。利用VR辅助设备培训是以模拟现实环境为平台进行操作性培训，具有双向互动性和趣味性[4]。更能激发学员主动参与的热情。从安全性上看，传统方式的培训除了需要在培训室进行理论讲解外，还需要到现场进行认知和操作培训，由于铁路站场环境复杂，车辆往来频繁，带领学员尤其是新入路的大学生进出站场，稍有不慎，可能会造成人身伤害事故。同样在一些作业如车辆摘挂、防溜器具使用和撤除等具有一定的危险性，现场授课的方式不能完全保障人员的安全。而利用VR辅助设备进行培训可以从根本上规避事故隐患，可以不受场地和时间的限制，进行反复操作培训，直至学员熟练掌握。

3VR技术在车务站段职教工作中应用设计

3.1虚拟现实技术的基本结构

目前所有开发出的虚拟现实技术都具备以下五个核心部分：虚拟世界、VR系统、计算机应用软件、输入输出设备[5]。这四个基本结构构建了交互的虚拟现实世界。计算机应用软件的开发是整个VR技术的基础，不同应用场景会对应用软件进行细化和完善，比如在车务站段中需要将考核评分机制考虑进去；应用软件决定了虚拟世界具体样子，同时虚拟世界的运作也是要依靠应用软件进行分析处理；输入设备一般是用于使用者参与虚拟空间的工具，如鼠标、追踪器等；输出设备则是用来向使用者和观测者呈现实体视图，如头戴显示器、屏幕等。

3.2VR系统应用框架构想

针对车务站段工作特点以及职教工作中存在的问题，对VR技术应用进行初步设计。VR设备应包含教育培训和技能考核两大模块。教育培训模块主要分为安全教育和技能培训两个子模块。安全教育细分为电气化安全、消防安全、行车安全等多个项目，技能培训又细分为各工种操作规范和工作流程培训、各站场及工作岗位介绍展示等。技能考核模块包含了车务主要工种不具备现场操作的作业场景，如调车作业中的观速观距、接发列车中出现的非正常情况处置等，以及需要使用到消耗器材的场景，如消防练兵。VR系统中的评分机制可采用系统判定和人为主观评价相结合的方式。系统判定是指将VR设备中导入判定程序，对客观评分点进行判定；主观评价是指将VR设备中测试者参与的场景和动作通过可视设备呈现出来，由考官进行对主观项目进行打分。这样可以提高在技能考核过程中的评分效率，也能极大的保障考核成绩的公平公正。

4结束语

在车务站段推广VR技术有助于创建作业流程化、标准化的考核系统，把传统的实作考核融入到培训系统中来，在虚拟环境中进行考核，能够大大激发职工主动参与培训考评的积极性，减少车站职教工作对人员技能素养的依赖，提高培训工作的效率。目前VR设备朝着便捷化，轻型化发展，不需要单独的储存空间，有助于降低车务站段实训室建设成本，也能给日常管理工作带来极大的便捷。

【参考文献】

［1］赵恺伦.铁路运输作业培训引入虚拟现实技术的思考[J].上海铁道科技,2016（4）.

［2］王甫江.VR技术在铁路职工培训中的应用[J].上海铁道科技,2018,No.162(02):126-127.

作者：鲍现凯 单位：中国铁路上海局集团有限公司淮南西站