VR技術在車務站段職教工作的應用
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【摘要】簡要分析了目前車務站段職教工作中存在的不足，并對傳統培訓方式和vr技術培訓進行了對比，從對比結果上看，VR技術培訓從成本、自主性和安全性方面都有著較大的優勢。根據車務站段工作特點對VR技術的應用進行了初步設計以及對應用系統框架進行了設想，為車務站段更好地利用VR技術輔助職教工作提供一種思路，用以解決目前車務職教工作中出現的短板。
【關鍵詞】車務站段；職工教育；虛擬現實技術
1目前車務站段職教工作中存在的不足
1.1新職人員培訓
新職人員是鐵路運輸企業的主力軍，但是由于剛入路人員能力素質參差不齊，對鐵路運輸行業的相關知識缺乏，在一定程度上影響了企業發展，目前，新職人員的培訓工作是鐵路運輸企業職工培訓的重要任務。新職人員入路第一步需在站段機關進行勞動安全、專業理論、實作技能等多項培訓。在諸多培訓中相關理論知識尚可通過傳統教學方式完成，涉及到實作技能目前仍缺乏有效的培訓方式。站段科室無法提供較為全面的作業用品實物展示。由于新職人員人數較多，勞動安全意識薄弱，沿線站點分散，如果通過現場觀摩、操作演練方式，人身安全和培訓效率又得不到保障。另一方面站段聘請的教師一般是由兼職專業技術人員擔任，兼職教師日常工作繁重，無法抽出較長時間對新職人員進行培訓。不同工種需聘請多位專業技術人員，進行不同時間段的課程安排，培訓效率大大降低。在班組跟班培訓中，受到現場工人師傅作業水平限制，新職人員也無法學習到標準的操作和作業流程。
1.2實作技能考核
為滿足職工日常技能訓練和考核需求各站（車間）均設置了實訓室，但受到場地和資金限制，實訓設備多以配備簡單的接發列車用品和計算機聯鎖模擬系統為主，無法照顧到各工種各崗位，同時實訓效果也大打折扣。在站段舉行的技能比武、崗位星級評比等一系列促進職工學技練功、遵章守紀的活動中均需強調對職工實作技能進行考評。但是以目前車務站段的實際情況無法對各工種實作技能進行考核，多以“實作理論化”完成。即使部分工種進行模擬演練也是將作業過程進行簡化，存在關鍵操作進行口頭復述的情況。如在模擬非正常情況下的接發列車應急處置的演練中，只能通過口述現場狀況進行想象模擬，口述處置步驟。這種形式的演練仍未脫離“實作理論化”的理念，違背了實作演練的初衷，同時還存在演練過程死板缺乏靈活性，參與人員走過場，演練效果不夠深刻。
2車務站段傳統培訓與VR設備輔助培訓的優劣對比
在傳統方式培訓以培訓室為中心，通過教員對學習過程進行管理和引導。主要依賴于教材、教具，且內容大多局限于靜態文本[3]。VR輔助設備是通過虛擬現實技術(VR)以現實世界為依據創建出虛擬場景,學員通過輔助設備可以在虛擬場景中進行學習。它是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真,使用戶沉浸到該環境中。傳統培訓與利用VR設備輔助培訓無論從形式上還是效果上都有很大的區別。從成本上看，傳統培訓所需要的教學材料多以紙質教材和多媒體設備為主，并輔以簡易教具，成本低廉。在車務系統中由于工種較多，工種間知識通用性不強，面對不同工種培訓需要大量具有較為豐富的現場經驗和較高理論知識的教員，人工成本較高。VR輔助設備由于需要建模，制作周期較長，開發技術專業性強，對硬件設備要求也較高，所以前期投入成本較大。雖然VR設備前期一次性投入成本大，但是對于鐵路企業，職工培訓量大且持續，VR輔助設備在后期的使用維護和內容升級方面與傳統培訓方式相比有較大的優勢。從自主性上看，傳統培訓受到教員教學水平和教學條件限制，教學過程中使學員感覺到枯燥乏味，影響到學員學習的自主性，教學效果大打折扣。利用VR輔助設備培訓是以模擬現實環境為平臺進行操作性培訓，具有雙向互動性和趣味性[4]。更能激發學員主動參與的熱情。從安全性上看，傳統方式的培訓除了需要在培訓室進行理論講解外，還需要到現場進行認知和操作培訓，由于鐵路站場環境復雜，車輛往來頻繁，帶領學員尤其是新入路的大學生進出站場，稍有不慎，可能會造成人身傷害事故。同樣在一些作業如車輛摘掛、防溜器具使用和撤除等具有一定的危險性，現場授課的方式不能完全保障人員的安全。而利用VR輔助設備進行培訓可以從根本上規避事故隱患，可以不受場地和時間的限制，進行反復操作培訓，直至學員熟練掌握。
3VR技術在車務站段職教工作中應用設計
3.1虛擬現實技術的基本結構
目前所有開發出的虛擬現實技術都具備以下五個核心部分：虛擬世界、VR系統、計算機應用軟件、輸入輸出設備[5]。這四個基本結構構建了交互的虛擬現實世界。計算機應用軟件的開發是整個VR技術的基礎，不同應用場景會對應用軟件進行細化和完善，比如在車務站段中需要將考核評分機制考慮進去；應用軟件決定了虛擬世界具體樣子，同時虛擬世界的運作也是要依靠應用軟件進行分析處理；輸入設備一般是用于使用者參與虛擬空間的工具，如鼠標、追蹤器等；輸出設備則是用來向使用者和觀測者呈現實體視圖，如頭戴顯示器、屏幕等。
3.2VR系統應用框架構想
針對車務站段工作特點以及職教工作中存在的問題，對VR技術應用進行初步設計。VR設備應包含教育培訓和技能考核兩大模塊。教育培訓模塊主要分為安全教育和技能培訓兩個子模塊。安全教育細分為電氣化安全、消防安全、行車安全等多個項目，技能培訓又細分為各工種操作規范和工作流程培訓、各站場及工作崗位介紹展示等。技能考核模塊包含了車務主要工種不具備現場操作的作業場景，如調車作業中的觀速觀距、接發列車中出現的非正常情況處置等，以及需要使用到消耗器材的場景，如消防練兵。VR系統中的評分機制可采用系統判定和人為主觀評價相結合的方式。系統判定是指將VR設備中導入判定程序，對客觀評分點進行判定；主觀評價是指將VR設備中測試者參與的場景和動作通過可視設備呈現出來，由考官進行對主觀項目進行打分。這樣可以提高在技能考核過程中的評分效率，也能極大的保障考核成績的公平公正。
4結束語
在車務站段推廣VR技術有助于創建作業流程化、標準化的考核系統，把傳統的實作考核融入到培訓系統中來，在虛擬環境中進行考核，能夠大大激發職工主動參與培訓考評的積極性，減少車站職教工作對人員技能素養的依賴，提高培訓工作的效率。目前VR設備朝著便捷化，輕型化發展，不需要單獨的儲存空間，有助于降低車務站段實訓室建設成本，也能給日常管理工作帶來極大的便捷。
【參考文獻】
［1］趙愷倫.鐵路運輸作業培訓引入虛擬現實技術的思考[J].上海鐵道科技,2016（4）.
［2］王甫江.VR技術在鐵路職工培訓中的應用[J].上海鐵道科技,2018,No.162(02):126-127.
作者：鮑現凱 單位：中國鐵路上海局集團有限公司淮南西站