蔡燕男

（吉林動(dòng)畫(huà)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(dòng)畫(huà)學(xué)院，吉林130012）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市發(fā)展過(guò)程中對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的需求在不斷增加，鐵路作為我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在我國(guó)社會(huì)發(fā)展的過(guò)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(jìn)行培訓(xùn)的過(guò)程中主要采用的是三維仿真技術(shù)，在運(yùn)用這種技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠提升培訓(xùn)的整體效率。但是，在進(jìn)行培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中仍然存在著一定的不足，因此，本文對(duì)三維仿真技術(shù)在鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，為系統(tǒng)運(yùn)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(guó)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(guò)程中由于鐵路設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備的維修時(shí)間短、無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際演練，在工作的過(guò)程中無(wú)法很好地發(fā)揮自身作用。因此，在員工入職和發(fā)展的過(guò)程中需要對(duì)他們進(jìn)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(shí)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中創(chuàng)造出虛擬世界。這種技術(shù)主要是通過(guò)三維計(jì)算技術(shù)和圖形處理，根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界設(shè)計(jì)出相應(yīng)的三維數(shù)字模型，這樣才能夠在計(jì)算機(jī)中形成十分逼真的虛擬環(huán)境，能夠讓計(jì)算機(jī)用戶體會(huì)到身臨其境的感覺(jué)，實(shí)現(xiàn)高效率的人機(jī)交互。目前，三維仿真技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)，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(shí)和生動(dòng)。

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(guò)程中，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個(gè)方面：環(huán)境資源模型的設(shè)計(jì)、地形模擬設(shè)計(jì)、CAD輔助設(shè)計(jì)、影視特效與特技設(shè)計(jì)、廣告設(shè)計(jì)等多個(gè)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(jìn)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(shì)

三維仿真技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中有著自身的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)用過(guò)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(jìn)行靈活的表現(xiàn)，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)感和真實(shí)感。從本文的研究情況來(lái)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(guò)三維仿真技術(shù)更好地掌握和了解所培訓(xùn)的知識(shí)，能夠在一定程度上促進(jìn)培訓(xùn)工作的開(kāi)展。

2三維仿真技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1學(xué)習(xí)模式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在運(yùn)用三維仿真技術(shù)進(jìn)行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先要對(duì)培訓(xùn)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)的主要內(nèi)容，要通過(guò)這些信息的展現(xiàn)對(duì)鐵路的發(fā)展進(jìn)行全方位的講解。同時(shí)，要通過(guò)該技術(shù)讓員工了解到設(shè)備內(nèi)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，并能夠讓員工對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行全方位的觀察與了解。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，能夠讓學(xué)員進(jìn)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(jì)

在運(yùn)用三維仿真技術(shù)進(jìn)行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要進(jìn)行學(xué)習(xí)模式的設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行練習(xí)模式的設(shè)計(jì)。這樣能夠更好地讓員工掌握所學(xué)內(nèi)容，提升知識(shí)的熟練程度。在進(jìn)行練習(xí)模式設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要為培訓(xùn)人員提供虛擬的操作體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)交互。練習(xí)模式的設(shè)計(jì)能夠提高職工的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，能夠?qū)T工的錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)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(jì)

在運(yùn)用三維仿真技術(shù)進(jìn)行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的考試模式，需要通過(guò)這種模式的設(shè)計(jì)對(duì)員工的培訓(xùn)效果進(jìn)行考核，對(duì)于員工培訓(xùn)中出現(xiàn)的問(wèn)題要盡力糾正和處理，同時(shí)達(dá)到篩選合格員工的目的。通過(guò)這樣的方式能夠?qū)T工進(jìn)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(kāi)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(yùn)用三維仿真技術(shù)進(jìn)行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要運(yùn)用多種專(zhuān)業(yè)技術(shù)，目前，在進(jìn)行培訓(xùn)系統(tǒng)建模的過(guò)程中主要運(yùn)用的專(zhuān)業(yè)技術(shù)有3dsMax對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行三維建模，同時(shí)要運(yùn)用這種技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作。運(yùn)用這種技術(shù)進(jìn)行三維建模的過(guò)程中具有更好的性價(jià)比，同時(shí)還具有操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在這種技術(shù)的支持下能夠更好地進(jìn)行建模和動(dòng)畫(huà)制作等工作，同時(shí)在電視后期特效制作、網(wǎng)絡(luò)游戲制作、工業(yè)設(shè)計(jì)中有著廣泛的應(yīng)用。

3.2建模的原則

在運(yùn)用三維仿真技術(shù)進(jìn)行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)建模的過(guò)程中要遵循相應(yīng)的原則，在進(jìn)行建模的過(guò)程中遵循這些技巧能夠?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。在進(jìn)行建模的過(guò)程中要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行模型命名和貼圖文件處理等，同時(shí)在進(jìn)行建模的過(guò)程中要按照實(shí)體分類(lèi)對(duì)模型進(jìn)行分層次管理。按照相應(yīng)的建模原則進(jìn)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(jìn)行三維建模的過(guò)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(yùn)行效率，按照相應(yīng)的原則，在進(jìn)行建模的過(guò)程中，在原則上模型的個(gè)數(shù)和面數(shù)越少越好，這樣有利于提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在進(jìn)行建模的過(guò)程中采用簡(jiǎn)模的方法進(jìn)行建模，這樣能夠滿足虛擬世界的光滑性，同時(shí)能夠有效地改進(jìn)NURBS技術(shù)制作復(fù)雜模型。在進(jìn)行建模的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)按照需要進(jìn)行相應(yīng)的建設(shè)工作，需要在建模的過(guò)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(jìn)行鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。

3.4建模的主要步驟

在進(jìn)行建模的過(guò)程中，需要按照相應(yīng)的步驟開(kāi)展建設(shè)工作，首先，要進(jìn)行的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取工作，這樣能夠?qū)υO(shè)計(jì)的全方面圖片進(jìn)行采集，同時(shí)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(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)的分析工作，這也是模型建立中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它將決定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，避免后期進(jìn)行交互設(shè)計(jì)時(shí)的重復(fù)修改。最后，在進(jìn)行建模的過(guò)程中，要按照相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行建設(shè)和設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要對(duì)動(dòng)畫(huà)、單獨(dú)模型進(jìn)行單獨(dú)的制作工作，還要對(duì)模型進(jìn)行UV貼圖，并根據(jù)需要設(shè)置光源進(jìn)行烘焙，并制作動(dòng)畫(huà)。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(dá)到提升鐵路員工的工作積極性、主動(dòng)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(yǔ)

運(yùn)用三維仿真技術(shù)的鐵路培訓(xùn)系統(tǒng)能夠在實(shí)踐的過(guò)程中更好地發(fā)揮培訓(xùn)系統(tǒng)的作用，能夠進(jìn)一步提升培訓(xùn)系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)能夠進(jìn)一步降低培訓(xùn)的成本。在運(yùn)用該系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)的過(guò)程中能夠讓培訓(xùn)人員如身臨現(xiàn)場(chǎng)，讓其對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)原理和知識(shí)進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)與了解，能夠很好地提升培訓(xùn)人員的綜合能力與專(zhuān)業(yè)技能。在運(yùn)用三維仿真技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)的過(guò)程中運(yùn)用3dsMax、NURBS技術(shù)能夠更好地發(fā)揮系統(tǒng)的作用，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中要遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟，從而達(dá)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(yùn)營(yíng)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。