创新型城市轨道交通车辆VR实训系统

何汉相 熊友康

创新型城市轨道交通车辆VR实训系统

何汉相 熊友康

深圳市捷时行科技服务有限公司，广东 深圳 518000

VR技术的快速发展及广泛应用，在技能培训教学中的应用价值逐渐凸显，并能在创新型城市轨道交通车辆VR实训系统运行下，形成新型实训教学模式。主要围绕创新型城市轨道交通车辆VR实训系统的必要性、创新型城市轨道交通车辆VR实训系统应用优势等方面展开讨论，可以发现这一系统在增强师生体验感和加深师生车辆知识掌握程度上有重要作用，能有效强化职业培训效果，并促进铁路事业发展。

城市轨道交通车辆；VR实训系统；学习体验感

引言

在我国铁路事业快速发展背景下，越来越多先进技术被应用在铁路职业培训教学中，是提高师生专业技能和综合素养的关键。城市轨道交通车辆VR实训系统的应用，使实训教学手段得到创新发展。只有保证培训教学模式适用性，才能取得预期培训效果。在VR技术普遍应用下，虚拟现实实训教学这一教学模式被广泛关注，有利于帮助学生全面掌握交通车辆知识，实现实训教育的良好发展。

1 创新型城市轨道交通车辆VR实训系统的必要性

随着城市轨道交通体系的快速发展，传统培训教学模式已不能满足培训教学需求。只有提升培训质量、创新培训模式，才能为城市轨道交通发展提供优秀人才。将VR技术应用到培训教学实践中，能有效解决实训设备不足的问题。为了适应城市轨道交通发展要求，各职业院校建立了训练基地，配备需要的模型、教学设施和演练设备等，为实训教学活动的开展提供基础条件，但还存在场地不足的问题，严重制约了实训教学活动的开展。VR实训系统在实践教学中的应用，通过创建虚拟场景，使师生感受真实体验，不仅能保证实训教学的随时进行，而且还能解决场地问题。另外，随着城市轨道交通的快速发展，大量新技术应用到交通车辆运行中，对铁路职工职业素养要求较高。需要职工充分掌握新工艺，在利用VR实训系统的条件下，保证在实训教学活动中加大对学生专业能力的培养。通过模拟真实的地铁车辆使用流程等，可以强化学生学习体验感，在提高实训教学质量方面有重要作用。因此，加大对VR技术应用的研究是很有必要的，有利于做到对城市轨道交通道路实际情况的模拟，为实训教学活动的组织奠定基础。

2 创新型城市轨道交通车辆VR实训系统应用优势

2.1 在职业院校教学中体现较好的应用性

VR技术是一种用来创建虚拟世界的仿真系统，能在该技术作用下，模拟真实的地铁交通环境，进而向使用者提供听觉、视觉等多种感官体验，能利用数据手套、头盔式显示器以及数据衣服等，与仿真虚拟环境进行实时交互，以便确保使用者拥有较强体验感[1]。VR实训系统在教育实训领域中有着广泛应用。这个新型教学媒体的出现，能避免在真实场景中进行实训带来的风险。例如，在电力、地铁车辆巡检及维护等危险性高的训练中，可利用VR技术向学生提供图像、文字、动画等素材，从而为学生的提供虚拟现实环境，促使学生在虚拟场景中加深对知识的掌握。城市轨道交通车辆VR实训系统主要应用在中职和高职院校培训教育中，师生可进入虚拟场景内，对地铁车辆整体构造及操作流程等进行细致分析。由于VR技术能实现对真实情景的高度还原，因此学员可全方位、多视角地感受虚拟场景，有利于提高学生学习主动性。具体来说，VR技术应用在教育教学上可进一步开创虚拟教学这一新的领域，是高科技在教学实践中的应用体现，具有较大的应用空间。

2.2 方便师生重复使用

将VR实训系统与职业技能培训教学结合起来，能在突出虚拟现实实训系统可重复使用这一优势的基础上，保证培训教学活动的有效开展。学生对地铁车辆有关知识的掌握还比较薄弱，传统的培训方式主要是利用平面图纸以及文字等，加深学员对车辆基础知识的掌握。受条件限制，培训实践活动组织次数较少，学员不能真正通过操作车辆驾驶来加深对知识的了解。VR实训系统的应用则能有效解决这一问题。虚拟现实技术主要是在网络环境下营造出地铁车辆真实场景，这就能保证实训教学活动的随时随地组织、利用虚拟现实技术，保证学生多次进入虚拟场景中进行自主学习，即是利用VR实训系统可以多次使用的特点，提高教学实践性，有利于师生对地铁车辆各部件及结构技术的深入认识。

2.3 高度还原城市轨道交通车辆

目前应用在实训教学中的VR实训系统，能做到对城市轨道交通车辆的高度还原，与实际轨道车辆进行1∶1建模。利用VR技术，轨道车辆内各个部件可完整立体地展示在学员面前，全面呈现轨道地铁车辆各组成部件的三维实景、运维要求以及配件名称等，在虚拟环境中，加强学生对轨道车辆构造新技术以及新部件的认识，并能保证学生对检修技术的充分掌握[2]。例如，学生可通过鼠标点击各个车辆部件，进一步查阅部件名称及使用流程要求等。VR实训系统的应用不受时间、地点限制，可保证学生自主学习过程的顺利进行。利用VR实训系统的推拉放大和三维旋转等功能，能实现对车辆部件的放大和旋转，有助于学生掌握部件运作原理，是VR技术在轨道车辆实训教学中应用价值的体现。

2.4 增强学生学习体验感

利用VR实训系统，还有助于增强学生学习体验感。通过使用虚拟现实技术对轨道车辆作业环境进行仿真，建立起和现实场景较类似的环境，学生可在戴上VR眼镜后，置身于虚拟三维环境中。随着头部转动场景将随之变化，周围将出现仿真的铁轨和演练使用的地铁车辆等，学生将最大限度产生操作体验感，能提高学生学习兴趣，使学生自觉参与到技能培训中。学生在训练过程中，可利用音箱、手柄等设备，掌握地铁车辆基础构造和作业流程等，如在训练学生故障检修能力时，可随机抽取3个故障进行实训演练。学生通过操作手柄使故障放大，并在对比故障图片后，做到对故障问题的有效辨识。

2.5 加深师生对轨道车辆知识的掌握

除了上述应用优势外，将VR实训系统应用到实训教学中，还可以加深师生对轨道车辆知识的掌握。轨道车辆基础知识的学习对学生来讲有一定难度，有关车辆配件检修和运作原理等知识的学习，需要在实际场景中进行，以便保证实训教学质量。在虚拟环境中，师生能在强烈的感官体验下加深对知识的印象，并且能在知识内容直观展现出来的情况下，提高学生知识运用能力，是加强实训教学效果的有效途径。另外，VR实训系统能在学生操作工程中为其提供查询知识的链接，从而达到实践与理论的结合，并实现学生实践能力的提升。

3 结论

综上所述，将VR技术应用在职业院校教学中，能为教学培训手段创新发展提供先进思路。在这一技术作用下，能做到对城市轨道交通车辆操作特点及内部构造的仿真模拟，使师生产生真实的感官体验。通过利用VR实训系统，可解决实训场地不足和技能培训限制等问题，进一步提高学生职业技能素质。本文主要对城市轨道交通车辆VR实训系统的应用进行了分析，具有一定的研究意义。

[1]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（2）：122-123.

[2]李振宇. 基于Agent的城市道路交通虚拟仿真系统设计与教学应用[J]. 电脑知识与技术，2016，12（3）：253-256.

Innovative Urban Rail Transit Vehicle VR Training System

He Hanxiang Xiong Youkang

Shenzhen Moving Forward Technology Service Co., Ltd., Guangdong Shenzhen 518000

The rapid development and wide application of VR technology has gradually become more and more important in the training of skills training. It can form a new training mode under the operation of the innovative urban rail transit vehicle VR training system. It mainly discusses the necessity of innovative urban rail transit vehicle VR training system and the application advantages of innovative urban rail transit vehicle VR training system. It can be found that this system enhances the experience of teachers and students and deepens the knowledge of teachers and students. To a certain extent, it can effectively strengthen the effect of vocational training and promote the development of the railway industry.

urban rail transit vehicle; VR training system; learning experience

U270；TP391.9

A

何汉相（1977—），男，汉族，广西钦州人，博士研究生学历，职称为高级工程师，研究方向为激光技术及VR技术等。