蘇培 杜衛(wèi)芳 楊威

【摘 要】提高現(xiàn)場靈活應變能力是培養(yǎng)鐵路乘務專業(yè)高技能型乘務員的關鍵所在。本文闡述VR技術應用于高鐵乘務專業(yè)安全應急課程的實訓，可有效的解決傳統(tǒng)實訓環(huán)節(jié)的弊端，提高實訓質量，更好地適應現(xiàn)場工作，也是今后實踐教學的方向。

【關鍵詞】VR技術；實訓；乘務；職業(yè)教育

中圖分類號： F590-4；G712 文獻標識碼： 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、新設備隨時不斷的更新，這對高鐵乘務員的業(yè)務技能提出更加嚴格的要求，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，即希望教學階段加強培養(yǎng)乘務專業(yè)學生解決問題及靈活應對現(xiàn)場復雜環(huán)境的能力。傳統(tǒng)的教學模式通常是通過理論規(guī)章知識記憶結合實操來完成，實訓室作為鐵路高職院校實操環(huán)節(jié)的重要組成部分，是理論教學的補充和進一步的深化，也是培養(yǎng)學生解決實際問題能力的重要途徑。目前，國內大多數(shù)鐵路職業(yè)院校的高鐵乘務專業(yè)受現(xiàn)有實訓室條件的限制，對于企業(yè)要求的人才能力培養(yǎng)目標遠遠是不夠的。問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）傳統(tǒng)實訓室場景單一。從實際情況來看，這些實訓室僅僅是有了動車組車廂硬件設備，而不能真實的模擬乘務工作中需要面對的各種復雜環(huán)境和各種突發(fā)事件，不能真正滿足實踐教學的實際需要。因此，僅靠硬件設備對于培養(yǎng)乘務人員靈活的應變和突發(fā)事件下的應急能力是遠遠不夠的。

（2）傳統(tǒng)實訓室建設成本高、周期長。傳統(tǒng)高乘實訓室建設成本十分昂貴，據(jù)了解，模擬一列標準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現(xiàn)。且動車組車型和內部設施也在不斷更新?lián)Q代，而高職院校實訓室建設通常周期較長，往往建成的速度趕不上更新的速度，造成資源的浪費。

（3）傳統(tǒng)實訓模式的教學效果較差。首先，鐵路客運乘務專業(yè)的安全與應急課程教學通常是理論先行，但單一的課堂講授、觀看影像資料等的教學方法很難讓學生提起興趣。其次，傳統(tǒng)的實訓操作設備設施沒有豐富的場景設置，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，學生的判斷能力和處理能力得不到有效提高。最后，現(xiàn)在高職院校學生來源于95后，接觸環(huán)境相對比較單一，之前很少有機會接觸危險場景，但應急場景多是具有一定的危險性，直接操作不現(xiàn)實。

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

1 VR技術介紹

VR（Virtual Reality），即虛擬現(xiàn)實技術，它利用計算機生成模擬環(huán)境，實現(xiàn)多源信息融合，打造交互式的三維動態(tài)視景和實體行為系統(tǒng)仿真，使用戶以自然的方式與虛擬環(huán)境中的客體進行體驗和交互作用，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗的一種技術?；诹己玫膽眯б婧酮毺氐膬?yōu)勢，VR近年來越來越受到職業(yè)教育培訓業(yè)內廣泛的關注和應用。目前我國的東航航空公司已于2017年6月將VR技術應用于客艙乘務培訓（主要囊括各種機型的客艙應急設備檢查、機上設備操作、帶飛訓練指導等方面的內容）方面。國內外一些院校也開始陸續(xù)地將VR技術在教育培訓上。

將VR技術應用在高鐵乘務專業(yè)培訓上，可以虛擬出真實環(huán)境中難以模擬且富有趣味的互動學習環(huán)境，使學生通過自身與仿真環(huán)境的交互體驗來獲得知識和技能，有助于學生在學習中體會崗位要求， 理解崗位所需知識和技能，縮小與實際崗位的差距。

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

2 VR技術高乘應急演練實訓系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)簡介

VR技術高乘應急演練實訓系統(tǒng)是一個集學習、考試、演練為一體的綜合性系統(tǒng)，把培訓與演練相結合，既對高乘專業(yè)學生進行前期安全知識技能培訓，又可以依據(jù)預案需求確定演練流程，利用VR虛擬場景進行仿真演練，為高乘專業(yè)的學生提供一種沉浸式、交互式教學體驗環(huán)境，以增加教學過程中身臨其境的真實感，提高教學質量。同時配合高乘應急實訓室建設，包括多媒體教室、VR硬件設備、實訓區(qū)、數(shù)據(jù)中心等其他分區(qū)。

2.2 系統(tǒng)設計原則

本系統(tǒng)面向的用戶主要是鐵路高職院校乘務專業(yè)的學生，功能是進行教學和崗前培訓使用。為了達到實際訓練及應用的要求，本系統(tǒng)設計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，如場景內漫游、定點視角切換、數(shù)據(jù)庫信息提取等。每個學習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。通過外設設備實現(xiàn)對虛擬高鐵車廂的日常巡視場景和突發(fā)事件場景進行觀察和控制，讓操作者體驗到真實感等，實現(xiàn)良好的人機交互。

（3）系統(tǒng)的穩(wěn)定性。操作者在實際的使用過程中，系統(tǒng)的交互響應速度、場景的切換等需流暢自如，實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)卡機和被隨意打斷的情況下，才能讓模擬演練者體驗到身臨其境，專注的參與演練之中。

（4）系統(tǒng)的可擴展性。在系統(tǒng)平臺上為今后納入其他課程或系統(tǒng)預留接口，如在應急課程基礎上，逐步納入高速鐵路乘務實務、鐵路客運設施設備、高鐵沿線旅游地理、鐵路客運組織等課程的實訓。

2.3 系統(tǒng)功能設計

本系統(tǒng)功能設計包括自主學習模塊、實戰(zhàn)演練模塊、考評模塊和后臺管理模塊。

（1）自主學習模塊

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

（2）實戰(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、列車行車事故、旅客在列車上發(fā)生疾病、列車發(fā)生晚點延誤、列車設備故障、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)調演練兩種模式進行實戰(zhàn)練習，不同場景下完成角色所賦予的任務，同時鍛煉乘務組在實際工作中多人協(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)章考核用于檢驗學生的安全知識、客運規(guī)章和應急流程的掌握程度，同時應用于模擬演練或技能大賽可實時評分，可設置不同權限和要求，進行逐項打分并匯總。

演練考核分為預案演練考核和突發(fā)事件演練考核。預案演練考核是根據(jù)預案演練的結果，對比已有預案，并產(chǎn)生考核結果，比如按照VR軟件還原的車廂內場景作開車前檢查，核對滅火器、救生設備、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練過程中或結束后，可由參加演練評審專家進行實時或事后點評，提供點評和記錄工具。

（4）后臺管理模塊：

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

2.4 系統(tǒng)結構

根據(jù)應急演練實訓系統(tǒng)的功能需求，基于VR技術高乘應急演練實訓系統(tǒng)采用分層體系結構。整個系統(tǒng)自下而上有數(shù)據(jù)層、功能層、應用層三部分。

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時數(shù)據(jù)，并留有擴展數(shù)據(jù)接口。

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

應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手柄實現(xiàn)人機交互，從而實現(xiàn)學習、演練、考核的目的。

3 總結

高科技和職業(yè)教育培訓結合已經(jīng)是教育發(fā)展的趨勢，而VR虛擬現(xiàn)實技術的出現(xiàn)恰恰為高職院校的教學改革送來了一縷春風。高鐵作為中國“一帶一路”發(fā)展的品牌產(chǎn)品，服務人才的培養(yǎng)質量更是應該走在領域的前列。但現(xiàn)階段配套設備的跟進也是職業(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】

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