王甫江 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京東車輛段

隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，各種新技術(shù)、現(xiàn)代化裝備不斷推出，對(duì)鐵路職工的專業(yè)技能和業(yè)務(wù)素質(zhì)提出了更高更嚴(yán)格的要求?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)培訓(xùn)教學(xué)手段已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前鐵路快速發(fā)展的需要，只有提出更新更適用的培訓(xùn)教學(xué)模式，才能高質(zhì)量地完成鐵路職工的培訓(xùn)工作。近年來，VR技術(shù)的廣泛應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)教學(xué)作為一種新的培訓(xùn)教學(xué)模式，被越來越多的人所關(guān)注。在鐵路職工培訓(xùn)中引入VR技術(shù)，將是實(shí)現(xiàn)鐵路職工培訓(xùn)教育的新突破。

1 創(chuàng)新鐵路職工培訓(xùn)模式的必要性

傳統(tǒng)的培訓(xùn)教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前鐵路快速發(fā)展的需要。只有創(chuàng)新職工培訓(xùn)模式，提升培訓(xùn)教育質(zhì)量，才能適應(yīng)形式發(fā)展的需求。

1.1 實(shí)訓(xùn)設(shè)備、設(shè)施不足

近年來，隨著鐵路改革的發(fā)展，各段已經(jīng)建立了職工技能演練基地，并配置了相應(yīng)的電教設(shè)備、實(shí)物、模型、演練設(shè)施等，為技能培訓(xùn)工作奠定了一定基礎(chǔ)。但存在場(chǎng)地不足，設(shè)備、設(shè)施不全等問題，嚴(yán)重制約了職工實(shí)作技能培訓(xùn)的組織開展，已經(jīng)無法適應(yīng)運(yùn)輸生產(chǎn)對(duì)職工培訓(xùn)提出的新要求。

1.2 工學(xué)矛盾突出

隨著鐵路的飛速發(fā)展，新技術(shù)、新工裝不斷更新發(fā)展，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求不斷提高。職工及時(shí)掌握新工藝、新設(shè)備的迫切性與安全生產(chǎn)任務(wù)繁重的現(xiàn)實(shí)相矛盾，不可能長(zhǎng)時(shí)間抽調(diào)生產(chǎn)一線職工參加培訓(xùn)學(xué)習(xí)，對(duì)現(xiàn)有培訓(xùn)模式提出了新要求。

1.3 傳統(tǒng)的培訓(xùn)模式效率低下

近年來，大學(xué)畢業(yè)生成為鐵路企業(yè)新員工的主要來源，新職工的注入提升了職工隊(duì)伍文化素質(zhì)，但也同時(shí)存在理論知識(shí)薄弱、實(shí)作技能水平低以及處置經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)實(shí)問題。因此，為盡快使新職人員熟練掌握崗位技能成為職教培訓(xùn)重點(diǎn)。但傳統(tǒng)的職工培訓(xùn)一般采用“課堂理論教學(xué)”+“基地實(shí)作示范”模式，培訓(xùn)時(shí)往往以“教師為主導(dǎo)”的教育形式，不能使職工自己動(dòng)手操作，這勢(shì)必會(huì)造成培訓(xùn)效率的低下，使職工失去對(duì)培訓(xùn)的興趣。并且“師帶徒”這種“家庭小作坊式”培訓(xùn)模式注定難以適應(yīng)我國(guó)鐵路的迅猛發(fā)展。

2 借助VR技術(shù)創(chuàng)新職工培訓(xùn)模式

2.1 VR技術(shù)概念

VR是虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）的英文簡(jiǎn)稱，VR技術(shù)實(shí)際上是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，向使用者提供視覺、聽覺、觸覺等多種感官刺激，通過頭盔式顯示器、手勢(shì)（數(shù)據(jù)手套）、體勢(shì)（數(shù)據(jù)衣服）和自然語(yǔ)言等方式與這一環(huán)境（以及其中的虛擬物體、人物）進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，帶來一種身臨其境的沉浸感受。

2.2 VR技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的教學(xué)媒體從出不窮，繼多媒體之后，教育技術(shù)領(lǐng)域又出現(xiàn)了一個(gè)新型教學(xué)媒體，這就是虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)。VR技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、電力、以及危險(xiǎn)性高的培訓(xùn)與演練領(lǐng)域。VR技術(shù)可以為學(xué)員提供多種非語(yǔ)言素材，文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫有機(jī)地結(jié)合在虛擬環(huán)境中，全方位、多視角地呈現(xiàn)在學(xué)員面前。大大提高了學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，加深了學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的了解和掌握。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)上的應(yīng)用，開創(chuàng)了"虛擬教學(xué)"的嶄新領(lǐng)域，它是教育高科技的展示和體現(xiàn)，也是教育手段現(xiàn)代化、信息化的標(biāo)志之一，有著極其廣闊的應(yīng)用前景。

2.3 將VR技術(shù)引入鐵路職工教育培訓(xùn)領(lǐng)域

隨著VR技術(shù)的廣泛應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)教學(xué)作為一種新的培訓(xùn)教學(xué)模式，被越來越多的人們所認(rèn)可。在鐵路職工培訓(xùn)中引入VR技術(shù)，將是實(shí)現(xiàn)鐵路職工培訓(xùn)教育的新突破。我段經(jīng)過一年多的努力，成功開發(fā)了鐵路貨車檢修運(yùn)用VR模擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，目前已進(jìn)入運(yùn)用階段。

3 基于VR技術(shù)的鐵路貨車模擬仿真培訓(xùn)典型實(shí)踐

3.1 應(yīng)用VR技術(shù) 助力新職人員培訓(xùn)

我段近5年分配的183名新職人員中，擁有本科及以上學(xué)歷79人、高職學(xué)歷104人，有130人為非鐵路專業(yè)或與鐵道車輛專業(yè)不相關(guān)，他們掌握車輛基礎(chǔ)知識(shí)有限，短時(shí)間內(nèi)無法熟練運(yùn)用相關(guān)作業(yè)技能，不能適應(yīng)鐵路發(fā)展的新要求。因此，強(qiáng)化新職人員培訓(xùn)也逐步成為職工培訓(xùn)的重中之重。

3.1.1 運(yùn)用車輛構(gòu)造模塊，助力新職人員對(duì)車輛各部配件的感性認(rèn)知

新職工對(duì)鐵路貨車基礎(chǔ)知識(shí)的掌握相對(duì)薄弱，需要我們幫助其盡快掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，為崗位技能培訓(xùn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的職工培訓(xùn)方式都是通過平面圖紙及文字介紹讓職工去理解與記憶。

通過VR技術(shù)，車輛的各個(gè)部件能夠立體完整地呈現(xiàn)在職工面前，展示鐵路主型貨車車輛各部件三維實(shí)景、配件名稱、檢修要求，增強(qiáng)職工對(duì)車輛結(jié)構(gòu)新技術(shù)、新配件的認(rèn)知，掌握檢修工藝要求。每個(gè)分解后的車輛配件均可通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊，查閱配件名稱及運(yùn)用、檢修技術(shù)要求，有利于在職職工隨時(shí)學(xué)習(xí)掌握車輛配件檢修限度要求。具備三維旋轉(zhuǎn)和推拉放大的功能，通過鼠標(biāo)和滾輪的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維車輛配件進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)和全景放大，職工還可以看到部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)，從內(nèi)部去了解部件的工作原理。這樣不僅能使職工快速地掌握車輛基礎(chǔ)知識(shí)，也能開拓職工的見識(shí)，提高職工的學(xué)習(xí)興趣。

目前該模塊主要有以下幾個(gè)方面的功能：（C70、P70H、GQ70、C80四種車型）車輛總成結(jié)構(gòu)爆炸、車體結(jié)構(gòu)爆炸、車鉤緩沖裝置爆炸、轉(zhuǎn)向架爆炸、空氣制動(dòng)爆炸、基礎(chǔ)制動(dòng)爆炸等功能。

3.1.2 運(yùn)用教學(xué)演練模塊，助力新職人員實(shí)作技能培訓(xùn)與演練

在鐵路職業(yè)培訓(xùn)中，有各類實(shí)作技能類培訓(xùn)，每種實(shí)作技能都有規(guī)定的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，職工必須按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行工作，否則會(huì)給鐵路運(yùn)營(yíng)帶來嚴(yán)重的安全隱患。

通過運(yùn)用VR技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)鐵路貨車檢車作業(yè)環(huán)境進(jìn)行全面仿真，創(chuàng)建與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景類似的環(huán)境。學(xué)員戴上VR眼鏡，眼前就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)虛擬三維場(chǎng)景，隨著自己頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)場(chǎng)景也不斷變化，周圍會(huì)出現(xiàn)仿真的花草、大地、路基、鐵軌以及需要培訓(xùn)與演練用的鐵路貨車，感覺到自己就在真實(shí)的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。讓職工沉浸于"身臨其境"的感受，大大提高了新職人員的學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)自覺進(jìn)行實(shí)作技能培訓(xùn)。學(xué)員在演練過程中，只需要通過手柄、音箱等設(shè)備，就可以了解掌握貨車的基本構(gòu)造及檢車作業(yè)流程、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。在該模塊中可以在故障庫(kù)中隨機(jī)抽取5個(gè)故障，進(jìn)行實(shí)作演練?？梢酝ㄟ^手柄控制場(chǎng)景移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和放大，標(biāo)定車輛出現(xiàn)故障的位置和類型。同時(shí)，可以查閱現(xiàn)實(shí)檢車過程中發(fā)現(xiàn)的各種故障圖片，加深實(shí)作演練人員對(duì)故障的辨別與認(rèn)識(shí)。

通過這種創(chuàng)新的培訓(xùn)方式，可以使新職人員具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，了解鐵路貨車領(lǐng)域中新技術(shù)、新裝備的技術(shù)原理及發(fā)展動(dòng)態(tài)，知曉與其相關(guān)專業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展變化情況，增強(qiáng)應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備的緊迫感意識(shí)，提升解決實(shí)際問題的能力。從而更好地勝任具體的崗位工作，更加適應(yīng)新時(shí)期鐵路企業(yè)發(fā)展的需要。

目前該模塊主要有以下幾個(gè)方面的功能：檢車作業(yè)教學(xué)（VR）、17型車鉤緩沖裝置分解、組裝作業(yè)流程教學(xué)（三維動(dòng)畫）、120控制閥主閥分解組裝作業(yè)流程教學(xué)（三維動(dòng)畫）、檢車作業(yè)演練（VR）。

3.2 運(yùn)用技能考核模塊，助力考核形式的創(chuàng)新升級(jí)

考核不僅是檢驗(yàn)培訓(xùn)效果的一個(gè)手段。同時(shí)，也能提高職工的工作能力，提高職工在工作執(zhí)行中主動(dòng)性和有效性。由于鐵路的不斷改革發(fā)展，站段的合并，鐵路職工布局比較分散，導(dǎo)致了職工實(shí)作培訓(xùn)考核存在地域上的局限性。以往對(duì)職工日常技能培訓(xùn)和崗位技能達(dá)標(biāo)培訓(xùn)效果的檢驗(yàn)，通常采用的做法是利用業(yè)余時(shí)間以班組為單位集中進(jìn)行實(shí)作考核。分別由兩名監(jiān)考人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)實(shí)作考試人員的作業(yè)表現(xiàn)進(jìn)行打分，并填寫實(shí)作記錄單。這樣耗費(fèi)了大量的時(shí)間、人力和物力，且不容易組織。因此，改變現(xiàn)有的考核形式，才能提高工作效率，以適應(yīng)鐵路的快速發(fā)展。

借助VR技術(shù)，我們創(chuàng)建了一個(gè)檢車作業(yè)流程化、標(biāo)準(zhǔn)化的考核系統(tǒng)，把傳統(tǒng)的實(shí)作考核融入到培訓(xùn)系統(tǒng)中來，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行考核。這樣的考核形式打破了時(shí)間和空間的限制，能做到培訓(xùn)、考核一起進(jìn)行。而且，不再需要監(jiān)考人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)考，保存實(shí)作記錄單等，大大提高了工作效率，節(jié)約了培訓(xùn)成本。

目前運(yùn)用技能考核模塊具備網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實(shí)作技能考試功能。段、車間各級(jí)管理人員可以在后臺(tái)設(shè)置技能考核的內(nèi)容，在故障庫(kù)中選擇故障的類型和位置。職工通過VR系統(tǒng)參與實(shí)作技能考核，并且可以通過手柄標(biāo)注發(fā)現(xiàn)的故障類型和位置，考核結(jié)束后，平臺(tái)能夠進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分并保存記錄，可以真實(shí)檢驗(yàn)職工對(duì)實(shí)作技能學(xué)習(xí)的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)VR技術(shù)這一現(xiàn)代化教學(xué)培訓(xùn)手段的嘗試，拓展了職工技能學(xué)習(xí)培訓(xùn)和崗位作業(yè)指導(dǎo)書學(xué)習(xí)的渠道；有利于克服實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地不足，對(duì)職工技能培訓(xùn)的制約因素；系統(tǒng)運(yùn)用于培訓(xùn)、考核，可有效促進(jìn)職工技能素質(zhì)的提高。

三思方舉步，百折不回頭。我段將積極探索“VR+職工培訓(xùn)”的培訓(xùn)體系，努力創(chuàng)新培訓(xùn)手段和培訓(xùn)模式，為打造一支專業(yè)水平高，技術(shù)能力強(qiáng)的高素質(zhì)鐵路職工隊(duì)伍服務(wù)。