三維仿真技術(shù)在鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

蔡燕男

（吉林動畫學(xué)院，吉林130012）

三維仿真技術(shù)在鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

蔡燕男

（吉林動畫學(xué)院，吉林130012）

我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和城市化進程的不斷推進，城市發(fā)展過程中對于基礎(chǔ)設(shè)施的需求在不斷增加，鐵路作為我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在我國社會發(fā)展的過程中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前鐵路系統(tǒng)在進行培訓(xùn)的過程中主要采用的是三維仿真技術(shù)，在運用這種技術(shù)進行培訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)的過程中有著自身獨特的優(yōu)勢，能夠提升培訓(xùn)的整體效率。但是，在進行培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)過程中仍然存在著一定的不足，因此，本文對三維仿真技術(shù)在鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進行研究，為系統(tǒng)運行效率的提升提供借鑒和幫助。

三維仿真技術(shù)；鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)；應(yīng)用

隨著我國鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，鐵路系統(tǒng)的工作人員在不斷增加，在工作的過程中由于鐵路設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備的維修時間短、無法在現(xiàn)場進行實際演練，在工作的過程中無法很好地發(fā)揮自身作用。因此，在員工入職和發(fā)展的過程中需要對他們進行大量的培訓(xùn)工作，只有這樣才能夠更好地讓員工明確自身的工作任務(wù)和適應(yīng)自身的工作環(huán)境。

1三維仿真技術(shù)

1.1概述

三維仿真技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一個重要組成部分，能夠在計算機系統(tǒng)中創(chuàng)造出虛擬世界。這種技術(shù)主要是通過三維計算技術(shù)和圖形處理，根據(jù)現(xiàn)實世界設(shè)計出相應(yīng)的三維數(shù)字模型，這樣才能夠在計算機中形成十分逼真的虛擬環(huán)境，能夠讓計算機用戶體會到身臨其境的感覺，實現(xiàn)高效率的人機交互。目前，三維仿真技術(shù)已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域發(fā)展的熱點，隨著相應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是仿真技術(shù)和三維Wed技術(shù)的發(fā)展，三維虛擬仿真世界能夠變得更加真實和生動。

1.2三維仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍

目前，三維仿真技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟，在發(fā)展的過程中，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在多個領(lǐng)域當(dāng)中。目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個方面：環(huán)境資源模型的設(shè)計、地形模擬設(shè)計、CAD輔助設(shè)計、影視特效與特技設(shè)計、廣告設(shè)計等多個領(lǐng)域。該技術(shù)在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用能夠發(fā)揮十分重要的作用，在一定程度上促進了這些行業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展。

1.3三維仿真技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

三維仿真技術(shù)在應(yīng)用的過程中有著自身的發(fā)展優(yōu)勢，在運用過程中能夠提升數(shù)據(jù)、圖像、影像的可視化程度，能夠以多種多樣的方式進行靈活的表現(xiàn)，具有較強的現(xiàn)實感和真實感。從本文的研究情況來看，三維仿真技術(shù)在鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)中也有著很好的應(yīng)用。培訓(xùn)人員能夠通過三維仿真技術(shù)更好地掌握和了解所培訓(xùn)的知識，能夠在一定程度上促進培訓(xùn)工作的開展。

2三維仿真技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計

2.1學(xué)習(xí)模式的系統(tǒng)設(shè)計

在運用三維仿真技術(shù)進行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計的過程中，首先要對培訓(xùn)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式進行設(shè)計。在進行學(xué)習(xí)模式設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)主要以培訓(xùn)所需要的音頻、視頻、文字等作為設(shè)計的主要內(nèi)容，要通過這些信息的展現(xiàn)對鐵路的發(fā)展進行全方位的講解。同時，要通過該技術(shù)讓員工了解到設(shè)備內(nèi)部的詳細結(jié)構(gòu)，并能夠讓員工對各個部分進行全方位的觀察與了解。通過這樣的設(shè)計，能夠讓學(xué)員進行更好地學(xué)習(xí)，提升培訓(xùn)的質(zhì)量。

2.2練習(xí)模式的系統(tǒng)設(shè)計

在運用三維仿真技術(shù)進行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計的過程中，不僅要進行學(xué)習(xí)模式的設(shè)計，還要進行練習(xí)模式的設(shè)計。這樣能夠更好地讓員工掌握所學(xué)內(nèi)容，提升知識的熟練程度。在進行練習(xí)模式設(shè)計的過程中，要為培訓(xùn)人員提供虛擬的操作體驗，實現(xiàn)真正的人機交互。練習(xí)模式的設(shè)計能夠提高職工的實踐能力和動手能力，能夠?qū)T工的錯誤進行及時地糾正，幫助學(xué)員更好地掌握高效作業(yè)的方法。

2.3考試模式的系統(tǒng)設(shè)計

在運用三維仿真技術(shù)進行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計的過程中需要設(shè)計相應(yīng)的考試模式，需要通過這種模式的設(shè)計對員工的培訓(xùn)效果進行考核，對于員工培訓(xùn)中出現(xiàn)的問題要盡力糾正和處理，同時達到篩選合格員工的目的。通過這樣的方式能夠?qū)T工進行定期的考核，提升員工的工作積極性和熟練程度，讓員工更好地開展工作，提升員工的工作積極性，更好地提升鐵路系統(tǒng)員工工作的整體質(zhì)量。

3　三維仿真設(shè)備模型的建立

3.1建模的主要技術(shù)

在運用三維仿真技術(shù)進行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計的過程中需要運用多種專業(yè)技術(shù)，目前，在進行培訓(xùn)系統(tǒng)建模的過程中主要運用的專業(yè)技術(shù)有3dsMax對相應(yīng)的設(shè)備進行三維建模，同時要運用這種技術(shù)進行動畫制作。運用這種技術(shù)進行三維建模的過程中具有更好的性價比，同時還具有操作簡單等特點。在這種技術(shù)的支持下能夠更好地進行建模和動畫制作等工作，同時在電視后期特效制作、網(wǎng)絡(luò)游戲制作、工業(yè)設(shè)計中有著廣泛的應(yīng)用。

3.2建模的原則

在運用三維仿真技術(shù)進行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)建模的過程中要遵循相應(yīng)的原則，在進行建模的過程中遵循這些技巧能夠為系統(tǒng)運行提供強有力的保障。在進行建模的過程中要按照相應(yīng)的規(guī)定進行模型命名和貼圖文件處理等，同時在進行建模的過程中要按照實體分類對模型進行分層次管理。按照相應(yīng)的建模原則進行處理，能夠更好地提升鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)的有效性和整體的培訓(xùn)效率。

3.3建模的技巧

在進行三維建模的過程中，如果遵循相應(yīng)的建模技巧，能夠更好地提升系統(tǒng)的有效性和系統(tǒng)的整體運行效率，按照相應(yīng)的原則，在進行建模的過程中，在原則上模型的個數(shù)和面數(shù)越少越好，這樣有利于提高系統(tǒng)的運行效率。在進行建模的過程中采用簡模的方法進行建模，這樣能夠滿足虛擬世界的光滑性，同時能夠有效地改進NURBS技術(shù)制作復(fù)雜模型。在進行建模的過程中還應(yīng)當(dāng)按照需要進行相應(yīng)的建設(shè)工作，需要在建模的過程中加入特效并渲染出相應(yīng)的效果圖，并制作出天空盒，這樣才能夠更好地進行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計工作。

3.4建模的主要步驟

在進行建模的過程中，需要按照相應(yīng)的步驟開展建設(shè)工作，首先，要進行的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取工作，這樣能夠?qū)υO(shè)計的全方面圖片進行采集，同時能夠更多地獲取設(shè)備的幾何參數(shù)和整體特征。其次，要進行設(shè)備結(jié)構(gòu)的分析工作，這也是模型建立中的一個重要環(huán)節(jié)，它將決定整個系統(tǒng)的運行效率，避免后期進行交互設(shè)計時的重復(fù)修改。最后，在進行建模的過程中，要按照相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)計進行建設(shè)和設(shè)計工作，在設(shè)計的過程中要對動畫、單獨模型進行單獨的制作工作，還要對模型進行UV貼圖，并根據(jù)需要設(shè)置光源進行烘焙，并制作動畫。這樣能夠很好地提升建模的整體質(zhì)量，更好地發(fā)揮鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)的作用，達到提升鐵路員工的工作積極性、主動性和工作效率的目的，提升鐵路服務(wù)的安全性和有效性。

4　結(jié)語

運用三維仿真技術(shù)的鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)能夠在實踐的過程中更好地發(fā)揮培訓(xùn)系統(tǒng)的作用，能夠進一步提升培訓(xùn)系統(tǒng)的工作效率，同時能夠進一步降低培訓(xùn)的成本。在運用該系統(tǒng)進行培訓(xùn)的過程中能夠讓培訓(xùn)人員如身臨現(xiàn)場，讓其對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)原理和知識進行全面的認識與了解，能夠很好地提升培訓(xùn)人員的綜合能力與專業(yè)技能。在運用三維仿真技術(shù)進行培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)的過程中運用3dsMax、NURBS技術(shù)能夠更好地發(fā)揮系統(tǒng)的作用，在進行設(shè)計的過程中要遵循相應(yīng)的設(shè)計步驟，從而達到提升培訓(xùn)效率的目的。

［1］韓龍.三維仿真技術(shù)在鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.鐵道運營技術(shù),2014,（04）:52-54.

［2］柴京超.三維仿真在CNG仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用［D］.城市：西南石油大學(xué),2011.

Application of 3D simulation technology in railway training system

CAI Yan-nan
(Jilin Animation Institute,Jilin 130012,China)

With the development of economy and society and the process of urbanization,the demand of infrastructure in urban development has been constantly increased.As an important infrastructure,railway plays an important role in the process of social development in China.With the development of science and technology,3D stimulation technology is mainly used in the training process of current railway system.The use of this technology in the construction of training system has its own unique advantages,which can enhance the overall efficiency of training.However,there are still some shortcomings in the design and construction of the training system.Therefore,this paper studies the application of 3D simulation technology in railway training system,and provides reference for the improvement of its operating efficiency.

3D simulation technology;Railway training system;Application

TP391

B

1674-8646（2016）19-0124-02

2016-09-14

蔡燕男(1985-)，女，碩士，助教。