VR 技术在车务站段职教工作中的应用探讨
鲍现凯
（中国铁路上海局集团有限公司淮南西站，安徽 淮南 232001）
【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
近些年来，铁路事业发展迅猛，新设备、新技术不断涌现，一线岗位新老职工更替频繁，给车站职工教育工作带来很大压力。 虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术作为一种集人机交互、传感、人工智能等领域的新兴综合集成技术，目前被广泛地应用于各个行业。 但是在铁路企业，VR 技术的应用并不普遍。 前几年有人提出过在铁路运输企业培训作业中引入VR 技术 [1]， 但是并未对引用VR 技术如何适应具体培训工作进行深入探讨。 南京车辆段尝试将VR 技术在职教工作中进行实践应用[2]，但是存在适用性差、涉及内容不全面等缺点。所以，对VR 技术引入到车务站段职教工作进行较为全面的探讨，具有重要的现实意义。
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。
自十八大召开以来，关于农村居民财产权的文件相继发布，《中共中央关于全面深化若干重大问题的决定》赋予农民拥有、使用、获取、转让和承包经营权以及承包土地担保权的权利；建立农村产权转让交易市场，促进农村产权转让交易的公开、公平、规范运作。
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。
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。
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]，如图1。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 VR 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
图1 虚拟现实技术的基本结构
巩俐对角色具有敬畏之心，她曾说：“我不能放弃任何镜头，哪怕半秒钟都不能松懈。”拍摄《艺伎回忆录》时，有一个场景需要她双手扔扇子，导演罗伯·马歇尔跟她说：“没几个人能将这个动作做到极致，你能练习到差不多就行。”但在巩俐心里，根本就没有“差不多”这个概念。从那次谈话之后，在5个月的拍戏期间，巩俐每天坚持练习2000下，直到现在她都能把那套动作做得行云流水。章子怡在《演员的诞生》中，也曾提到和巩俐拍摄《艺伎回忆录》时的情景，说她和巩俐在电影里所有扇巴掌的镜头都是真的，有时候彼此打七八下，回家卸完妆一看，脸上全是巴掌印。
3.2 VR 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。
这是因为该建筑物附近处于地铁施工后期，这期间会因为深基坑和建筑物本身荷载的影响而出现明显的沉降，所以沉降速率明显加快。2013年4月15日后趋于平稳，监测点沉降速率明显减慢并趋于平缓。在整个监测过程中，最大沉降量为3.8 mm，对应监测点为JH-6。从沉降曲线图还可以看出该建筑物的沉降量与监测时间整体上呈明显的线性关系。
图2 VR 系统应用框架
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.
［3］周艳.传统学习模式与"互联网+"环境下职业培训混合式学习模式比较研究[J].软件，2019（1）：202-205.
［4］蔡成喜，张欣.用VR 技术提升培训[J].企业管理，2017(12)：90-92.
［5］李舒明.虚拟现实VR 技术在实训教学中的创新应用[J].海峡科技与产业，2018，230(08)：8 9-91.
Discussion on the Application of VR Technology in the Employee Education of Train Stations
BAO Xian-kai
（China Railway Shanghai Bureau Group Co.,Ltd.Huainan West Railway Station,Huainan Anhui 232001,China）
【Abstract】 This paper briefly analyzed the shortcomings in the current employee work of the train station.And it compared traditional training methods with VR technology training.From the comparison results，VR technology training has great advantages in terms of cost，autonomy and security.According to the working characteristics of the train station，this paper expounded the preliminary design of the application of VR technology and the assumption of the application system framework.It provided a way of thinking for better use of VR technology to assist employee education in the train station.it could Solve the shortcomings that appear in the current employee work in the train station
【Key words】 Train Station;Employee Education;Virtual Reality Technology
中图分类号： F532;F272.92
文献标识码： A
文章编号： 2095-2457（2019）20-0236-002
DOI： 10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.110
作者简介： 鲍现凯（1991.02—），男，汉族，安徽淮南人，中国铁路上海局集团有限公司淮南西站，硕士研究生，助理工程师（资格）。
标签：车务站段论文; 职工教育论文; 虚拟现实技术论文; 中国铁路上海局集团有限公司淮南西站论文;