摘要：这篇文章我们主要论述虚拟现实技术的概念、特征，根据铁路教育培训经验，深入研究虚拟现实技术对设备虚拟维修产生的影响，并结合其在铁路中的应用情况，来考察该技术的实用性。
关键词：虚拟现实技术；教育培训；设备虚拟维修
前言
在当前高铁时代的快速发展下，高素质职工队伍建设愈加紧迫，我们一定要重视对操作技能人才的教育培训，尤其是一线职工的技能水平和处理紧急情况的能力培养。虚拟现实技术能够形象的虚拟出现实所无法呈现的环境，能让职工真正感受到实践过程，通过在计算机与网络共同形成的虚拟现实环境中锻炼自身技能。
1.虚拟现实技术的主要概念
1.1虚拟现实的定义
虚拟现实，主要是借助计算机与网络技术，建立一种有着近乎于真实的视、听、触、力等全面感知的立体模拟环境。体验者能够通过感知这一虚拟环境，进行观察、检测环境及事物的某些变化，还能产生一定的交互作用，确保体验者在现实世界中感知到的与虚拟环境中感知到的相似。
1.2虚拟现实的特征及影响
虚拟现实技术，主要就是VR，该技术是达到某种程度上，计算机技术与思维艺术衍生出的产物，它的问世为人们全面的了解世界提供了新的途径。VR的特征就在于：用户能够将自然方式与虚拟环境相结合，产生交互作用，不再是传统意义上人们只能依靠亲身实践，或者间接接触环境的情况，该方式极大的拓展了自身的认知领域和学识。这些年，计算机技术的更新换代，人们愈加重视其重要性，因此VR技术在各界都有了广泛应用，并且发展前景仕途良好。
2.虚拟现实技术对教育培训产生的影响
VR在教育培训中的推广使用，不仅是VR的发展趋势，也是为了满足教育培训发展的必要条件。在计算机技术的更新换代下，教育培训发展形势将出现质的飞跃，由于虚拟教育培训环境有着现实环境难以超越的的优势。教育培训积极应用虚拟现实技术，打造出的创景教育，既为教育培训带来了先进的教育模式，也为远程教育甚至全人类教育理念造成了革命性冲击。
设备维修中的应。VR技术对于机械专业的维修养护有重要作用，因铁路涉及要素多，要应用到很多机械设备，因此虚拟维修仿真系统是当前铁路建设要重点考虑的，为了利用计算机仿真与虚拟现实技术，直观的表达出设备的维修流程，进一步提高设备在使用周期内各环节关于维修的决策性，一般有维修观察、验证测试、过程核查等；虚拟维修还能利用仿真模拟，统计维修时间、维修工种的安排、设备的选择等；在对设备维修前，进行仿真模拟分析，可免受设备在空间时间上的制约，从而直观呈现出设备的拆装、故障维修等过程，掌握生产设施的数据资料、状态参数、检验设备性能。在虚拟环境下进行设备维修，有以下几点优势：
（1）抽象理论有形化
通过多媒体智能技术，将铁路相关的各种理论知识，以三维图来呈现，结合互动式动画、声音直观的模拟出虚拟现实场景，根据现场采集的视频使得操作流程更加顺畅有序。如，在设备维修过程中，积极应用三维仿真技术，就能更清晰的表达出设备外观、内部构造及原理演示等，使得培训过程中最让职工难以理解的环节变得更清晰易懂，并且职工还能对设备进行旋转、平移等操作，能够全方位的观察模型，免去了文字的枯燥性，增强了学习的趣味性。
利用几何空间映射法、特征可视化等技术措施，在处理研究的基础上，把几何图元绘制出科学的图形形式，通过动态、静态各形式来展示，并且要依靠人类的视觉分析，把数据绘制出便于人类理解掌握的形式，获得隐性数据信息。
（2）多种专用设施维修技能实战化
设备维修的3D虚拟仿真技术，可以全方位的展示设备各种形体特征，还能随意调节视距，便于清晰的了解各个细节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆既能综合性的展示设备外形、内在，还能表达出工作原理、设备构造、设备安装原理、操作说明书，可多次操作设备内部结构的拆卸及组装，从而避免现实生活中行车出现其他问题。
通过空间插值及曲面拟合而成的地质结构曲线图，进而形成科学的数字仿真模型，采取可视化算法，对数字仿真模型分析研究，绘制出清晰的三维地质结构图。
（3）设备内部结构剖面化
因铁路设备涉及很多结构要素，相关人员难以靠肉眼认知其设备内部构造，特别是运行阶段、运行效果及状态难以实时掌握。通过虚拟仿真技术，能够将设备内部构造更加清晰的展示出来。虚拟仿真技术将内部构造、运行状态，利用互动式动画直观的展示出来，将内部以剖面化的形式表达出来，避免了传统的教学无法向学员表达机械设备的运行构造、原理等问题。为学员创造系统的观察、操作及维修的培训环境，从而提高培训效率。利用设备内部的剖面化分析，推动维修过程的实施，能够节约很多维修培训成本，并切实提高维修效率，提高人们技能操作水平。
（4）隐性部件可视化
可视化的一般作用就是透视不可见的理论知识，把抽象知识生动的展示出来。由于虚拟现实技术的更新进步，铁路工程建设规模不断扩大，掌握了更全面丰富的数据，为了解设备内部构造，获取更广泛的素材资料。但是，这些大量的零部件展示，人们的肉眼观察有限，隐性部件的可视化能够形象的表达出事物特征，在大量数据资料中了解隐形特点。可视化技术包括很多科目种类，如计算机图形学、多媒体技术和数据库资源等，一般思想就是根据图形表达数据信息。
因设备内部构造涉及很多要素，一些零部件小而多，难以在剖面图中清晰展示。通过虚拟现实仿真技术，能够形成单元三维素材。拖动鼠标，待鼠标置于设备外壳时，设备外部呈现透明化，并且，内部构造直观明了。进一步点击部分隐性元素，能够进行放大缩小等操作，还能全方位的了解设备的运行效果及原理，也能提高相关人员的知识阅历，利用单元三维素材清晰地观察到难以展示的小部件，从而实现可视化要求。
（5）工艺流程系统化
工艺流程通常就是以文字或三维结构图为载体，对有关专业知识进行表达，如：转向架轴箱弹簧检修，一般涉及到工艺环节、技术、环保操作原则、设备、轴箱弹簧检修工艺危害等。利用工艺流程专业化的表达出VR，确保相关人员在培训过程中，既能全面掌握轴箱弹簧检修步骤，还能明确这些设备的操作要领及注意事项。
以上这些应用过程，只是虚拟现实技术在铁路方面的部分应用。实际上，虚拟现实技术就是根据现实事物的发展规律，去完成现实过程中难以完成的试验模拟，能够得出最佳的方案，减少成本输出，还能避免很多麻烦。根据虚拟现实技术对铁路运输展开的仿真培训，可让决策更加可靠，数据更真实合理，为铁路运输后期发展提供必要条件。
对虚拟现实技术的应用，是铁路部门勘察试验的重要条件，因此要对铁路信息采取二维及三维的可视化分析，如钻孔平面图、柱状图、三维剖切图及3D效果等，确保不了解设备内部情况的人们对设备内部零部件特点有个清晰的认识，增强对复杂构造的了解和辨认，为勘测工作、试验项目提供必要的验证依据。
3.总结
为了维持高铁运营的更加稳定可靠，虚拟现实技术充分发挥了作用，对设备的维修、动车检测效果、加强安全控制、安全教育指导、职工操作水平等都有着有着极大地促进作用。
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[4]刘浩然，李静.虚拟现实技术在室内设计教学中的应用研究[J].课程教育研究，2012（35）：69-70.
论文作者:冯欲晓
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/29
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