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        基于VR技術(shù)的鐵路乘務(wù)應(yīng)急演練實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建研究

        2018-05-07 07:05:28蘇培杜衛(wèi)芳楊威
        科技視界 2018年5期
        關(guān)鍵詞:VR技術(shù)乘務(wù)職業(yè)教育

        蘇培 杜衛(wèi)芳 楊威

        【摘 要】提高現(xiàn)場靈活應(yīng)變能力是培養(yǎng)鐵路乘務(wù)專業(yè)高技能型乘務(wù)員的關(guān)鍵所在。本文闡述VR技術(shù)應(yīng)用于高鐵乘務(wù)專業(yè)安全應(yīng)急課程的實(shí)訓(xùn),可有效的解決傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的弊端,提高實(shí)訓(xùn)質(zhì)量,更好地適應(yīng)現(xiàn)場工作,也是今后實(shí)踐教學(xué)的方向。

        【關(guān)鍵詞】VR技術(shù);實(shí)訓(xùn);乘務(wù);職業(yè)教育

        中圖分類號: F590-4;G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 2095-2457(2018)05-0187-002

        0 背景

        近年來,我國高鐵事業(yè)持續(xù)迅猛發(fā)展,帶來鐵路旅客數(shù)量的不斷激增、旅客需求的多樣化和個性化、新設(shè)備隨時不斷的更新,這對高鐵乘務(wù)員的業(yè)務(wù)技能提出更加嚴(yán)格的要求,需要鐵路院校培養(yǎng)模式更貼近于最新的現(xiàn)場要求。根據(jù)我校近期對一些鐵路局的走訪調(diào)研以及用人單位現(xiàn)場反饋過來的意見共同提到一個問題,即希望教學(xué)階段加強(qiáng)培養(yǎng)乘務(wù)專業(yè)學(xué)生解決問題及靈活應(yīng)對現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常是通過理論規(guī)章知識記憶結(jié)合實(shí)操來完成,實(shí)訓(xùn)室作為鐵路高職院校實(shí)操環(huán)節(jié)的重要組成部分,是理論教學(xué)的補(bǔ)充和進(jìn)一步的深化,也是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的重要途徑。目前,國內(nèi)大多數(shù)鐵路職業(yè)院校的高鐵乘務(wù)專業(yè)受現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)室條件的限制,對于企業(yè)要求的人才能力培養(yǎng)目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不夠的。問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

        (1)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室場景單一。從實(shí)際情況來看,這些實(shí)訓(xùn)室僅僅是有了動車組車廂硬件設(shè)備,而不能真實(shí)的模擬乘務(wù)工作中需要面對的各種復(fù)雜環(huán)境和各種突發(fā)事件,不能真正滿足實(shí)踐教學(xué)的實(shí)際需要。因此,僅靠硬件設(shè)備對于培養(yǎng)乘務(wù)人員靈活的應(yīng)變和突發(fā)事件下的應(yīng)急能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

        (2)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成本高、周期長。傳統(tǒng)高乘實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成本十分昂貴,據(jù)了解,模擬一列標(biāo)準(zhǔn)8節(jié)動車組車廂的成本1.8 億元,而且占地面積大,現(xiàn)有的高職院校由于受到資金和國家土地政策的限制難以完全實(shí)現(xiàn)。且動車組車型和內(nèi)部設(shè)施也在不斷更新?lián)Q代,而高職院校實(shí)訓(xùn)室建設(shè)通常周期較長,往往建成的速度趕不上更新的速度,造成資源的浪費(fèi)。

        (3)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模式的教學(xué)效果較差。首先,鐵路客運(yùn)乘務(wù)專業(yè)的安全與應(yīng)急課程教學(xué)通常是理論先行,但單一的課堂講授、觀看影像資料等的教學(xué)方法很難讓學(xué)生提起興趣。其次,傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)操作設(shè)備設(shè)施沒有豐富的場景設(shè)置,且需要他人配合共同完成,受環(huán)境影響較大,不可能隨時模擬練習(xí),學(xué)生的判斷能力和處理能力得不到有效提高。最后,現(xiàn)在高職院校學(xué)生來源于95后,接觸環(huán)境相對比較單一,之前很少有機(jī)會接觸危險場景,但應(yīng)急場景多是具有一定的危險性,直接操作不現(xiàn)實(shí)。

        由此可見,傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)模式無法滿足現(xiàn)實(shí)高乘專業(yè)人才的培訓(xùn),亟需一種新的實(shí)訓(xùn)模式。

        1 VR技術(shù)介紹

        VR(Virtual Reality),即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),它利用計(jì)算機(jī)生成模擬環(huán)境,實(shí)現(xiàn)多源信息融合,打造交互式的三維動態(tài)視景和實(shí)體行為系統(tǒng)仿真,使用戶以自然的方式與虛擬環(huán)境中的客體進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用,從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)的一種技術(shù)?;诹己玫膽?yīng)用效益和獨(dú)特的優(yōu)勢,VR近年來越來越受到職業(yè)教育培訓(xùn)業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。目前我國的東航航空公司已于2017年6月將VR技術(shù)應(yīng)用于客艙乘務(wù)培訓(xùn)(主要囊括各種機(jī)型的客艙應(yīng)急設(shè)備檢查、機(jī)上設(shè)備操作、帶飛訓(xùn)練指導(dǎo)等方面的內(nèi)容)方面。國內(nèi)外一些院校也開始陸續(xù)地將VR技術(shù)在教育培訓(xùn)上。

        將VR技術(shù)應(yīng)用在高鐵乘務(wù)專業(yè)培訓(xùn)上,可以虛擬出真實(shí)環(huán)境中難以模擬且富有趣味的互動學(xué)習(xí)環(huán)境,使學(xué)生通過自身與仿真環(huán)境的交互體驗(yàn)來獲得知識和技能,有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)中體會崗位要求, 理解崗位所需知識和技能,縮小與實(shí)際崗位的差距。

        同時利用VR技術(shù)可以使訓(xùn)練成本得到大幅度降低,有效地減少后期維護(hù)成本,也規(guī)避真實(shí)操作中所帶來的危險。比如高鐵車廂的火災(zāi)爆炸;產(chǎn)婦在列車上分娩;旅客攜帶有害物品上車等等,VR技術(shù)可以對上述工作場景進(jìn)行模擬和仿真并發(fā)揮作用實(shí)現(xiàn)各種試驗(yàn)。通過VR技術(shù)在高乘專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的應(yīng)用給學(xué)生提供在工作崗位上關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓學(xué)生如同身臨其境,及時、沒有限制地實(shí)現(xiàn)“無縫對接”,更好地實(shí)現(xiàn)情景化教學(xué)。

        2 VR技術(shù)高乘應(yīng)急演練實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2.1 系統(tǒng)簡介

        VR技術(shù)高乘應(yīng)急演練實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一個集學(xué)習(xí)、考試、演練為一體的綜合性系統(tǒng),把培訓(xùn)與演練相結(jié)合,既對高乘專業(yè)學(xué)生進(jìn)行前期安全知識技能培訓(xùn),又可以依據(jù)預(yù)案需求確定演練流程,利用VR虛擬場景進(jìn)行仿真演練,為高乘專業(yè)的學(xué)生提供一種沉浸式、交互式教學(xué)體驗(yàn)環(huán)境,以增加教學(xué)過程中身臨其境的真實(shí)感,提高教學(xué)質(zhì)量。同時配合高乘應(yīng)急實(shí)訓(xùn)室建設(shè),包括多媒體教室、VR硬件設(shè)備、實(shí)訓(xùn)區(qū)、數(shù)據(jù)中心等其他分區(qū)。

        2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

        本系統(tǒng)面向的用戶主要是鐵路高職院校乘務(wù)專業(yè)的學(xué)生,功能是進(jìn)行教學(xué)和崗前培訓(xùn)使用。為了達(dá)到實(shí)際訓(xùn)練及應(yīng)用的要求,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時需要遵循以下幾個原則:

        (1)系統(tǒng)的完善性。本系統(tǒng)需要注重用戶的感受,確保必要的沉浸感,而且還具備用戶要求的基本功能,如場景內(nèi)漫游、定點(diǎn)視角切換、數(shù)據(jù)庫信息提取等。每個學(xué)習(xí)者都可以近距離觀看高鐵車廂的各個部件,并可以自由選取常用的高鐵車廂類型。

        (2)系統(tǒng)的交互性。通過外設(shè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對虛擬高鐵車廂的日常巡視場景和突發(fā)事件場景進(jìn)行觀察和控制,讓操作者體驗(yàn)到真實(shí)感等,實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互。

        (3)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。操作者在實(shí)際的使用過程中,系統(tǒng)的交互響應(yīng)速度、場景的切換等需流暢自如,實(shí)際的場景中事故一旦發(fā)生不可能重來。因此只有在這樣不出現(xiàn)卡機(jī)和被隨意打斷的情況下,才能讓模擬演練者體驗(yàn)到身臨其境,專注的參與演練之中。

        (4)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。在系統(tǒng)平臺上為今后納入其他課程或系統(tǒng)預(yù)留接口,如在應(yīng)急課程基礎(chǔ)上,逐步納入高速鐵路乘務(wù)實(shí)務(wù)、鐵路客運(yùn)設(shè)施設(shè)備、高鐵沿線旅游地理、鐵路客運(yùn)組織等課程的實(shí)訓(xùn)。

        2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

        本系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)包括自主學(xué)習(xí)模塊、實(shí)戰(zhàn)演練模塊、考評模塊和后臺管理模塊。

        (1)自主學(xué)習(xí)模塊

        在本系統(tǒng)虛擬場景內(nèi),學(xué)習(xí)者可以自主學(xué)習(xí)安全作業(yè)規(guī)章和觀看相應(yīng)的應(yīng)急視頻演示。提供學(xué)生真實(shí)的乘務(wù)工作環(huán)境,包括各種車廂型號的特點(diǎn)、提醒安全應(yīng)急設(shè)備的擺放位置等。根據(jù)配有解說的應(yīng)急視頻演示,了解掌握乘務(wù)員工作流程中的安全注意事項(xiàng)、以及各種類型應(yīng)急場景的預(yù)案流程演示,同時在此過程中穿插一系列安全乘務(wù)工作中的安全注意事項(xiàng)可供擴(kuò)展。

        (2)實(shí)戰(zhàn)演練模塊

        通過案例庫中典型的事故場景,包括旅客的動作、語言環(huán)境與場景搭配,利用人機(jī)互動,戴上VR眼鏡,采用角色扮演法親自去參與演練。這里的主要場景包括動車組突發(fā)火災(zāi)、列車行車事故、旅客在列車上發(fā)生疾病、列車發(fā)生晚點(diǎn)延誤、列車設(shè)備故障、列車發(fā)生治安事件、列車上發(fā)生多人食物中毒等常見的事故場景。

        這里可選擇單人演練和多人協(xié)調(diào)演練兩種模式進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)練習(xí),不同場景下完成角色所賦予的任務(wù),同時鍛煉乘務(wù)組在實(shí)際工作中多人協(xié)助的能力。

        (3)考評模塊

        該系統(tǒng)考評模塊分為安全規(guī)章考核和演練考核。安全規(guī)章考核用于檢驗(yàn)學(xué)生的安全知識、客運(yùn)規(guī)章和應(yīng)急流程的掌握程度,同時應(yīng)用于模擬演練或技能大賽可實(shí)時評分,可設(shè)置不同權(quán)限和要求,進(jìn)行逐項(xiàng)打分并匯總。

        演練考核分為預(yù)案演練考核和突發(fā)事件演練考核。預(yù)案演練考核是根據(jù)預(yù)案演練的結(jié)果,對比已有預(yù)案,并產(chǎn)生考核結(jié)果,比如按照VR軟件還原的車廂內(nèi)場景作開車前檢查,核對滅火器、救生設(shè)備、急救物品等有無損壞缺漏、是否擺放在規(guī)定位置。突發(fā)事件演練考核是在訓(xùn)練過程中或結(jié)束后,可由參加演練評審專家進(jìn)行實(shí)時或事后點(diǎn)評,提供點(diǎn)評和記錄工具。

        (4)后臺管理模塊:

        分為用戶管理、訓(xùn)練控制、成績管理三大分區(qū)。可根據(jù)需要設(shè)置播放、速度、背景音樂等。突發(fā)事件訓(xùn)練模式過程中,可由系統(tǒng)操作人員進(jìn)行干預(yù)操作,比如突然加入一次旅客突發(fā)疾病,突發(fā)火災(zāi)事件等等。突發(fā)事件的訓(xùn)練是對突發(fā)事件的反應(yīng)和指揮能力??荚u結(jié)果與演練記錄均可進(jìn)行保存、分發(fā)和查詢。

        2.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        根據(jù)應(yīng)急演練實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的功能需求,基于VR技術(shù)高乘應(yīng)急演練實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用分層體系結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)自下而上有數(shù)據(jù)層、功能層、應(yīng)用層三部分。

        系統(tǒng)的最底層是數(shù)據(jù)層,數(shù)據(jù)層包含所有的數(shù)據(jù)信息,包括各類圖片、視頻、音頻等原始數(shù)據(jù)、試題庫、案例以及交互終端反饋的實(shí)時數(shù)據(jù),并留有擴(kuò)展數(shù)據(jù)接口。

        功能層通過調(diào)用下層數(shù)據(jù)經(jīng)過融合計(jì)算向上層應(yīng)用層提供多元數(shù)據(jù)資源訪問服務(wù),它是該系統(tǒng)的核心層。

        應(yīng)用層為操作者提供一個的高鐵車廂全方位的模擬環(huán)境(車廂型號可以自行選擇),通過VR手柄實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、演練、考核的目的。

        3 總結(jié)

        高科技和職業(yè)教育培訓(xùn)結(jié)合已經(jīng)是教育發(fā)展的趨勢,而VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)恰恰為高職院校的教學(xué)改革送來了一縷春風(fēng)。高鐵作為中國“一帶一路”發(fā)展的品牌產(chǎn)品,服務(wù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量更是應(yīng)該走在領(lǐng)域的前列。但現(xiàn)階段配套設(shè)備的跟進(jìn)也是職業(yè)教育界需要與產(chǎn)品制作公司共同克服的難題。相信在不久的將來通過這縷春風(fēng)打開高乘人才培養(yǎng)模式新的春天,滿足市場的需求,更是作為一張名片走向世界。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]李永剛.對高職院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的思考[J].教育與職業(yè),2008(5):66-67.

        [2]陳卓.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的空乘專業(yè)VR教學(xué)實(shí)訓(xùn)云平臺應(yīng)用研究[J].新技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐2017(07),137-138.

        [3]金濤.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)的導(dǎo)游專業(yè)互動教學(xué)平臺應(yīng)用研究[J].人才,2011(05),79-81.

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