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基于虚拟现实技术的铁路编组站调车作业培训系统研究

宋大同  
【摘要】:在铁路运输系统中,编组站是核心结点。编组站的作业相对较为复杂,工种繁多,涉及大量人力、物力;现场类的工种(例如调车人员)具有一定危险性,职工培训的工作不可轻视。然而目前铁路部门的培训理念、手段仍停留在多年以前的水平,不能很好的适应当前的发展形势。考虑引入VR(虚拟现实技术)以弥补传统培训手段的不足。本文研究依托实际项目:“基于VR的铁路编组站作业认知与操作实验平台”,结合本人在丰台西编组站的工作经历,在该系统平台的基础上设计适用于铁路调车人员的培训情景,使培训更加贴合现场实际,充分发挥出VR技术的优势。VR技术与铁路调车作业培训相结合,不仅不受时空限制,还能节约大量培训场地建设成本,除此之外,还能让职工身临其境般体验学习标准化作业流程以及传统培训所不具备的非正常情景演练学习,对调车人员作业培训的效果也能有很大提升。本文对该系统的研究工作如下:阐述了本研究的背景、意义以及铁路职工培训的现状,然后介绍了虚拟现实技术(VR)在培训领域中的应用并分析了基于VR的培训系统发展趋势,最后列出了本文研究的技术路线。分析了丰台西编组站调车作业安全与培训现状。首先对丰台西站的概况做了介绍,然后重点对峰尾调车组的情况进行了说明,接着对丰台西站作业安全短板进行分析。结合各个作业环节的安全隐患以及职工年龄、学历结构进行分析,然后用全局车务系统及本站安全问题统计数据分析进一步说明了调车作业是铁路车务系统工作中的安全短板。最后,对丰台西站职工培训内容、流程进行了介绍并对现有的培训方案进行了分析。对调车作业培训系统进行需求分析。首先对职工对培训方面的新需求进行了说明,然后分别对系统的功能需求、框架构想、性能需求、环境需求进行了分析。研发了基于VR的调车作业培训系统。首先,对基于情景的培训练习方案进行设计,设计的情景是以峰尾调车作业为基础,对正常作业和非正常作业情景以及相关的考核方案进行设计。然后对VR开发的关键技术进行说明,包括3DMax建模技术、VRay渲染技术、Unity3D虚拟引擎技术。最后对培训系统的界面设计进行介绍,包括管理界面、设备资源库界面、漫游与实操练习界面。


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