VR技術(shù)在軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

文/曹竣凱

隨著當(dāng)下我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬技術(shù)也在現(xiàn)實(shí)生活中得到了廣泛的推廣，其中VR技術(shù)在軌道交通培訓(xùn)與練習(xí)中更是發(fā)揮著十分重要的作用，該虛擬系統(tǒng)技術(shù)的充分利用和實(shí)踐，不僅可以促進(jìn)軌道交通培訓(xùn)取得良好的成效，而且還可以促進(jìn)我國(guó)該行業(yè)的不斷發(fā)展與完善。因此，在軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中，不斷利用VR技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)不僅是當(dāng)下的培訓(xùn)發(fā)展方向之一，也是促進(jìn)其不斷完善的主要途徑之一。

引言：

在新時(shí)代新的發(fā)展背景下，以及互聯(lián)網(wǎng)人工智能的推廣，VR虛擬技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中也得到了廣泛的推廣和使用，其中該技術(shù)在軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中不僅可以填補(bǔ)各種培訓(xùn)模式的空白，而且還能夠促進(jìn)學(xué)員的各種技能提升。基于此，本文將結(jié)合VR技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分析與論述，并提出相關(guān)的策略分析，以供參考和借鑒。

1.VR技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在當(dāng)下我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展變化中，VR技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用到各行各業(yè)的發(fā)展中，其實(shí)VR技術(shù)主要是借助了各種多媒體信息技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)處理軟件和人工智能等形成的一種虛擬化的技術(shù)，利用VR技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)信息的相互交互，而且還可以實(shí)現(xiàn)三維的真實(shí)場(chǎng)景模仿，從而可以使得各種圖像以及情景的變化處于一種動(dòng)態(tài)的仿真情景中。除此之外，利用VR技術(shù)還可以使得其與真實(shí)的時(shí)間相互對(duì)應(yīng)，從而使得體驗(yàn)者能夠處于一種較為真實(shí)的狀態(tài)環(huán)境中，這不僅加強(qiáng)了體驗(yàn)者的感官體驗(yàn)，而且還增強(qiáng)了其實(shí)踐感受。但是，傳統(tǒng)的軌道交通培訓(xùn)模式不僅不利于激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，而且由于各種場(chǎng)景的受限，學(xué)員不能夠切實(shí)地體會(huì)到各種情景的變化，所以這對(duì)于他們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累起到了極大的阻礙作用，這不僅不利于當(dāng)下我國(guó)社會(huì)對(duì)軌道交通行業(yè)人才的需求，而且也不利于科學(xué)化，專業(yè)化人才的培養(yǎng)。所以在軌道交通培訓(xùn)練習(xí)中，VR技術(shù)的充分利用和實(shí)踐則起到了良好的奠基作用，它可以幫助學(xué)員切實(shí)地體會(huì)到真實(shí)場(chǎng)景的變化，從而對(duì)于學(xué)員們技能的提高有著極大的促進(jìn)作用。

2.軌道交通環(huán)境下VR培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在新時(shí)代新的社會(huì)發(fā)展背景下，VR技術(shù)已經(jīng)廣泛地運(yùn)用到了我國(guó)的軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中，并且取得了良好的實(shí)踐成果?，F(xiàn)從以下兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行具體的闡述和分析：首先，VR技術(shù)借助了各種科學(xué)信息技術(shù)，同時(shí)借助了各種計(jì)算機(jī)軟件搭建的一種虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的變化。這種技術(shù)的運(yùn)用可以使體驗(yàn)者切實(shí)地感受到真實(shí)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化，增加體驗(yàn)者的各種感官體驗(yàn)。三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的創(chuàng)建以及各種信息的交互還可以使得體驗(yàn)者進(jìn)一步感受到在VR技術(shù)中的現(xiàn)實(shí)變化，因此，將VR技術(shù)充分利用到軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中，可以幫助學(xué)員不斷在實(shí)踐過(guò)程中積累各種技能，這不僅有助于他們專業(yè)化技能的提高，而且還可以增加他們學(xué)習(xí)過(guò)程中的趣味性，提高學(xué)員的積極性和參與性。相比于創(chuàng)建真實(shí)的軌道交通教學(xué)與培訓(xùn)環(huán)境，搭建三維場(chǎng)景成本低廉，對(duì)場(chǎng)地要求較低，且能夠適應(yīng)更多人同步規(guī)?；?xùn)練，是一種性價(jià)比更高的方式。其次，高質(zhì)量的三維動(dòng)態(tài)建模還可以使得學(xué)員在高度沉浸的VR場(chǎng)景中進(jìn)行模擬訓(xùn)練和培訓(xùn)，這樣可以較好地還原真實(shí)體驗(yàn)，從而幫助他們培訓(xùn)技能的提高。最后，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軌道交通場(chǎng)景化預(yù)案演練中發(fā)揮著極其重要的作用，借助VR技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)車站火災(zāi)等危險(xiǎn)場(chǎng)景的創(chuàng)建，這種實(shí)際場(chǎng)景的創(chuàng)建，不僅可以使得學(xué)員能夠切實(shí)地體會(huì)到真實(shí)場(chǎng)景的變化，而且還減少了各種危險(xiǎn)因素的發(fā)生，允許學(xué)員在無(wú)損的環(huán)境下最大化還原真實(shí)體驗(yàn)，且可以無(wú)限次重現(xiàn)演練場(chǎng)景，進(jìn)行針對(duì)性的流程演練。充分借助VR技術(shù)的實(shí)踐，可以大幅改善院校、城軌企業(yè)等育訓(xùn)機(jī)構(gòu)在場(chǎng)地和設(shè)備設(shè)施方面的欠缺，降低建設(shè)成本，整體促進(jìn)我國(guó)軌道交通培訓(xùn)的不斷完善與發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)一種現(xiàn)代化的培訓(xùn)模式?？偟膩?lái)說(shuō)，在我國(guó)軌道交通培訓(xùn)的過(guò)程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)充分利用VR現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐化的培訓(xùn)。一方面，該技術(shù)的充分實(shí)踐可以促進(jìn)學(xué)員的技能不斷提升，另一方面，VR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的培訓(xùn)模式，這在一定程度上可以有效地消除傳統(tǒng)培訓(xùn)模式的各種不利影響因素。

3.VR技術(shù)在軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用策略分析與探討

3.1 設(shè)計(jì)適應(yīng)專業(yè)需求和崗位需求的三維工作場(chǎng)景。在我國(guó)軌道交通培訓(xùn)的過(guò)程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)充分重視不同軌道交通專業(yè)的不同場(chǎng)景變化。這樣才可以有利于學(xué)員在不同的場(chǎng)景體驗(yàn)中，切實(shí)提高自己的專業(yè)化技能。而傳統(tǒng)的各種教學(xué)模式，不僅不利于創(chuàng)建不同的模擬環(huán)境，枯燥的教學(xué)模式也不利于提高學(xué)生的投入程度和積極性，而將VR技術(shù)充分利用到培訓(xùn)系統(tǒng)中，不僅可以改變這一現(xiàn)實(shí)狀況，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的模擬化創(chuàng)建。例如，根據(jù)城市軌道交通專業(yè)的不同，相關(guān)負(fù)責(zé)人員可以充分利用VR技術(shù)，借助各種計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)虛擬化場(chǎng)景的創(chuàng)建。這樣不僅可以滿足不同軌道交通專業(yè)的不同場(chǎng)景構(gòu)建，而且還可以使得學(xué)員能夠切實(shí)感受到真實(shí)場(chǎng)景中的各種情景變化，從而可以幫助他們不斷地積累實(shí)戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)，在虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建過(guò)程中不斷提高其專業(yè)化技能。而且，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除了能夠模擬現(xiàn)實(shí)中的各種場(chǎng)景變化，而且還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)員的實(shí)時(shí)考核，例如：相關(guān)負(fù)責(zé)人員可以針對(duì)一些專業(yè)化技能或者是重點(diǎn)知識(shí)對(duì)學(xué)員進(jìn)行定時(shí)的考核，從而可以將各種考核結(jié)果進(jìn)行保存，這不僅有利于教師各種結(jié)果的記錄與上傳，而且還能夠幫助學(xué)員切實(shí)提高自身的專業(yè)化水平。

3.2 采用最新3D引擎建設(shè)高質(zhì)量模型。在軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中軌道的建模不僅是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而且軌道的建模還關(guān)乎到了其他的環(huán)節(jié)是否能夠順利開展，因此，在軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)充分利用VR技術(shù)進(jìn)行軌道的建模。其中相關(guān)注意事項(xiàng)應(yīng)當(dāng)包括以下幾個(gè)方面：首先，在借助VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行軌道建模之前，應(yīng)當(dāng)充分考察現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中軌道的變化，以及所處的地理位置和周圍的環(huán)境。這種考察對(duì)于技術(shù)建模能夠起到一種良好的奠基性作用。其次，在充分利用VR技術(shù)以及各種軟件技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建軌道模型的時(shí)候，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)充分考慮到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中軌道的長(zhǎng)度，寬度以及各種彎曲程度，從而實(shí)現(xiàn)等比例的放大，這樣可以使得學(xué)員能夠切實(shí)地感受到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的軌道變化，使得他們的感官體驗(yàn)得到切實(shí)提高，從而可以在這種VR虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，不斷提高學(xué)員的專業(yè)化技能，從而可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化軌道交通培訓(xùn)模式的不斷發(fā)展和完善。最后，在對(duì)學(xué)員進(jìn)行模擬實(shí)踐的過(guò)程中，教授人員應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，使得學(xué)員的各種感官體驗(yàn)?zāi)軌虻玫角袑?shí)加強(qiáng)，利用各種計(jì)算機(jī)軟件以及信息交互功能，模仿現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的各種三維動(dòng)態(tài)變化，不斷加強(qiáng)學(xué)員的視覺(jué)體驗(yàn)和感官體驗(yàn)，這樣可以幫助學(xué)員在體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不斷促進(jìn)自身的專業(yè)技能的提高。

3.3 完善接口，確保系統(tǒng)彈性和可擴(kuò)展性。視景仿真不僅是一種高難度的技術(shù)模式，而且這種技術(shù)的生成和變化還充分利用了VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及各種計(jì)算機(jī)信息交互功能。因此，為了促進(jìn)軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)的不斷完善與發(fā)展，切實(shí)提高學(xué)員的專業(yè)化技能，提高相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)不斷利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)視景仿真的生成與變化。視景仿真的生成與變化不僅借助了計(jì)算機(jī)技術(shù)，而且還結(jié)合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，所以在進(jìn)行該技術(shù)的生成過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)充分重視各種圖像數(shù)據(jù)以及圖像信息，確保各種生成條件的完善。除此之外，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的各種三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景變化實(shí)際上是以二維的圖像生成的。所以在實(shí)現(xiàn)視景仿真的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)充分重視二維圖像坐標(biāo)的定位和轉(zhuǎn)化，充分借助投影技術(shù)或者是透視技術(shù)，將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化。從而幫助實(shí)現(xiàn)視景仿真的生成?？偟膩?lái)說(shuō)，充分借助VR技術(shù)，可以促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的三維動(dòng)態(tài)變化，使得學(xué)員的感官體驗(yàn)得到切實(shí)加深，在這種動(dòng)態(tài)化的變化過(guò)程中，學(xué)員不僅能夠體驗(yàn)到場(chǎng)景的真實(shí)性，而且還能夠在這個(gè)過(guò)程中不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)和交互，促進(jìn)其專業(yè)化技能的不斷發(fā)展，從而可以促進(jìn)我國(guó)軌道交通培訓(xùn)的現(xiàn)代化發(fā)展和完善。

3.4 在VR環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多角色協(xié)同演練。虛擬化的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中不僅要給體驗(yàn)者以視覺(jué)上的感受，而且應(yīng)當(dāng)在此基礎(chǔ)上，給予體驗(yàn)者其他感官上的各種體驗(yàn)。這樣才能夠使得體驗(yàn)者在虛擬場(chǎng)景的變化中切實(shí)感受到如現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的三維動(dòng)態(tài)變化，從而可以實(shí)現(xiàn)一種沉浸式體驗(yàn)的目的。因此，在軌道交通培訓(xùn)的過(guò)程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)充分借助VR技術(shù)，幫助多通道功能的實(shí)現(xiàn)。通俗來(lái)講，VR技術(shù)下的軌道交通培訓(xùn)多通道功能實(shí)際上就是借助各種計(jì)算機(jī)軟件的處理以及現(xiàn)代化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的三維效果，分別在感覺(jué)，直覺(jué)，觸覺(jué)等方面給予學(xué)員更多的實(shí)際體驗(yàn)。因此除了要加強(qiáng)體驗(yàn)者的視覺(jué)感受以外，還需要在感覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)，嗅覺(jué)以及觸覺(jué)等方面給予體驗(yàn)者更加切實(shí)的感受。例如：在聽(tīng)覺(jué)方面，可以借助VR技術(shù)，將各種聲音源融合到其中，使得體驗(yàn)者在體驗(yàn)虛擬場(chǎng)景的過(guò)程中，能夠聽(tīng)到各種聲音的變化。除此之外，相關(guān)負(fù)責(zé)人員也應(yīng)當(dāng)充分借助VR技術(shù)以及各種物理?xiàng)l件實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)方面的不斷加強(qiáng)。例如，采用VR技術(shù)結(jié)合物理約束條件，可以幫助體驗(yàn)者能夠切實(shí)地感受到力的相互作用，從而實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)方面的不斷加強(qiáng)?？偟膩?lái)說(shuō)，為了更好地促進(jìn)我國(guó)軌道交通培訓(xùn)的不斷發(fā)展和完善，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)充分借助VR技術(shù)，幫助多通道功能的得以實(shí)現(xiàn)，使得體驗(yàn)者能夠切實(shí)地感受到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的三維動(dòng)態(tài)變化，促進(jìn)其專業(yè)化技能的不斷提高，從而可以為我國(guó)的軌道交通行業(yè)培養(yǎng)出專業(yè)化的技能型人才。

3.5 借助VR技術(shù)進(jìn)行仿真研究與實(shí)驗(yàn)。利用VR技術(shù)進(jìn)行軌道交通培訓(xùn)可以幫助實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的培訓(xùn)模式，在提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，還能較好的降低培訓(xùn)所需要的實(shí)際成本，從而進(jìn)一步地加快了軌道交通培訓(xùn)的效率。其中充分借助VR技術(shù)進(jìn)行實(shí)體模型的構(gòu)建不僅是軌道交通培訓(xùn)中的重要環(huán)節(jié)，而且這一環(huán)節(jié)也進(jìn)一步的決定了培訓(xùn)的實(shí)際效率，所以，相關(guān)教學(xué)人員應(yīng)當(dāng)充分借助VR技術(shù)不斷進(jìn)行實(shí)體模型的構(gòu)建，現(xiàn)結(jié)合以下幾點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)論述和分析：首先，綜合分析當(dāng)下的狀況，我們可以得知在軌道交通培訓(xùn)的過(guò)程中，我們大多都選擇利用代碼輸入的形式進(jìn)行模型的初步搭建，而且當(dāng)下很多軟件公司的各種模型工具的開發(fā)都處于不斷發(fā)展完善的過(guò)程中，這也進(jìn)一步便利了VR技術(shù)下的實(shí)體模型搭建。除此之外，相關(guān)負(fù)責(zé)人員在進(jìn)行實(shí)體模型的構(gòu)建過(guò)程中應(yīng)當(dāng)綜合考慮多方面的情況，例如：提前了解實(shí)體模型開發(fā)工具的各種不同型號(hào)以及開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)和各種實(shí)際功能體現(xiàn)，另外，相關(guān)人員還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行資料的收集和整理，這樣可以有效地確保在模型構(gòu)建的過(guò)程中我們能夠全面化地掌握各種資料信息。最后，我們可以充分發(fā)揮數(shù)碼相機(jī)的價(jià)值，利用數(shù)碼相機(jī)給實(shí)體圖形進(jìn)行拍照，這樣可以初步確定各種不同圖案的紋理特征，進(jìn)行圖形的初步定位，需要注意的一點(diǎn)是在這個(gè)過(guò)程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)圖紙問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致化的處理，例如，確定圖紙的位置以及尺寸大小，這樣才能有效地避免由于圖紙問(wèn)題所造成的圖案不能夠進(jìn)行有效的定位?？偟膩?lái)說(shuō)，在借助VR技術(shù)進(jìn)行實(shí)體模型的搭建過(guò)程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)注意各種細(xì)節(jié)問(wèn)題。最后為了使模型的構(gòu)建更加立體化，更加逼真化，我們還可以對(duì)模型進(jìn)行霧化效果的處理，使得VR技術(shù)下的模型構(gòu)建更加有利于學(xué)員的培訓(xùn)以及各種經(jīng)驗(yàn)的積累。

結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)以上所有的分析和論述，可以得知虛擬技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，而且將VR虛擬技術(shù)充分運(yùn)用在軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)中，不僅可以促進(jìn)該行業(yè)的不斷發(fā)展和完善，而且還能夠培養(yǎng)出專業(yè)化的技術(shù)人才，從而不斷滿足當(dāng)下我國(guó)社會(huì)對(duì)該行業(yè)技術(shù)人才的要求，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)我國(guó)軌道交通培訓(xùn)系統(tǒng)的科學(xué)性，客觀性和趣味性。

引用出處

[1]何漢相,熊友康.創(chuàng)新型城市軌道交通車輛VR實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)[J].移動(dòng)信息,2018(7):2.

[2]鞏芳.淺談VR虛擬仿真系統(tǒng)在軌道交通類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2019(33):2.

[3]張金斌.VR技術(shù)在軌道交通工程安全教育中的應(yīng)用[J].山東交通科技,2017(2):5.

[4]韓麗東.VR技術(shù)在軌道交通專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].湖北開放職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2021,34(2):2.

[5]朱云峰,張峰,韓樹河.基于VR的交通運(yùn)輸行業(yè)安全培訓(xùn)系統(tǒng)研究[J].無(wú)線互聯(lián)科技,2020,(16):58-60.

[6]王天松.信息化技術(shù)在軌道交通企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用[J].科技資訊,2019,(12):86-87.