基于移动互联网的机车故障处理模拟仿真（VR）系统

陈芳

摘要：随着虚拟现实技术不断发展，其在教育培训中崭露头角。本系统将移动互联网+VR技术相结合，模拟仿真HXD1D型机车的主要故障情况，进行在线职业培训，培训内容可以通过手机传播和展示，打破传统时空和安全限制，是一种全新的培训模式。

关键词：移动互联网;在线职业培训;虚拟仿真（VR）系统

一、概述

我国在轨道交通行业的投入日益增大，新技术、新设备、新技规的应用层出不穷，新老员工的传统培训方式缺陷也逐渐凸显，VR技术在教育培训中具有三维立体、实时交互和记录可追朔的特点，可以弥补培训手段的不足，该系统采用移动互联网技术和VR相结合，利用移动互联网的便捷性，将受训人员的碎片时间进行规划管理，减少了培训周期，提高了学习效率，利用后台监控功能，能及时掌握人员受训情况和学习进度，为新老员工的上岗就位提供辅助决策依据。

随着轨道交通普及，火车、地铁出行也已经成为人们出行的首选交通工具，交通的安全也是重中之重，本系统利用移动互联网+VR技术模拟仿真HXD1D型机车的主要故障情况，依靠交互形式让受训人员掌握故障的处置方式，通过不断的学习累积和考核过关，使得受训人员在真实故障出现时具备相关知识和业务处置能力。

二、技术原理

VR技术也就是虚拟现实技术，主要利用三维建模和专业引擎构建一个虚拟场景，再现真实世界的视景漫游、设备操作和模拟考核等流程。移动互联网就是将移动通信和互联网二者结合起来，成为一体，通过模型优化和引擎改造，将VR制作的内容融合到手机应用APP中，依托云渲染技术对仿真应用系统进行实时渲染，用户通过手机上的应用获得交互。

三、系统设计要求

1.真实的三维效果，模拟HXD1D司机室、机械间场景，模拟外部接触网、铁轨、山丘等外部环境。

2.数个故障交互处置流程，司机室和机械间所以硬件设备和显示屏具有交互点。

3.客户端和服务器端架构，客户端能读取服务器资料，自动存储考试交互点动作、时间要素等信息;服务器端具备人员管理、考试设置等功能。

4.手机号和微信号登录绑定功能，生成授权码功能。

5.实现培训流程、时间卡控、在线考核等功能，培训、考试情况自动统计，管理员可以查询和输出报表，考试结果可以实时显示。

四、系统功能示例

故障一：通过分相绝缘器后，主断路器合不上的处理

故障提示：主断路器合不上，主断路器标识仍显示“断开、无缓解”状态。

（1）培训模式：

机车在运行状态，两侧有山丘、树木、植被、防护栏、接触网交替，白天、日中，受电弓升起，接触网分别在视野上方和右上方，轨道分别在前方和右方，左侧每隔半分钟有信号机交替，自动过分相时;断电标1、2，合电标依次在左侧出现，间隔10秒。

越过合电标后，出现主断路器合不上的故障。

步骤1.通过选择“”标志点击主手柄，观察主手柄挡位是否在“0”的位置上。如果在“0”的位置上，则通过检测，无提示，进行第2步;如果在其他挡位上，则提示用户选择“☞”标志，将挡位重新拨到“0”，否则不出现第2步提示。

步骤2.通过“”标志点击微机屏，观察主断状态显示，（什么是正确的？），根据提示，选择“☞”标志将主断路器的扳键开关先置“分”位再到“0”位。如果用户没有从分到0，则无法进入第3步提示。

步骤3.通过“”标志点击微机屏，微机屏显示允许合主断图标，但是此时无法手动合主断。通过选择“☞”标志选择按压微机显示屏故障历史记录按键，再通过选择“☞”标志选择当前故障处理按键。

根据故障处理提示通过选择“☞”标志，进入车内机械间低压柜上部选择自动过分相空气自动开关，将该空气自动开关扳至“OFF”位（关位），切除自动过分相装置。微機显示屏显示自动过分相切除。

步骤4.根据提示，通过选择“☞”标志选择微机界面，点击复位按钮。司机通过选择“☞”标志，将主断由“0”位扳至“合”位，微机屏显示主断路器闭合标志，该故障处理完成。

（2）考核模式

操作没有任何提示，只有故障现象描述，用户可以自由执行培训模式的步骤1-步骤4，如果部分步骤顺序错误的话而不影响最终结果，则尽量少扣分或者不扣分;如果步骤顺序错误会导致严重问题出现，则整体扣分或者多扣分。用户的每一个交互动作都进行记录，走动或者停留不记录，用户可以使用1个提示机会，该提示可以应用到以上4个步骤的任意一步。考核的时间采用5分钟，使用倒计时方式。如果到时未交卷则系统强制自动提交，最终分数以执行完的步骤计算。

五、小结

在轨道交通行业，一般是采用模拟器+三维视景进行仿真实训，但是模拟器的设备采购成本高，占用空间资源大，维护更新周期长，而且受位置和时间的限制，学生和从业人员无法及时有效的实时应用。

本项目采用“移动互联网+虚拟仿真”模式开展职业在线教育，主要体现为两方面：首先，虚拟仿真作为一种具有沉浸性、交互性和想象性的技术手段，通过改变传统的单向输出的知识传递形式，逐步建立双向交互的知识生长体系，成为最受欢迎的新型知识载体。本项目利用虚拟仿真开展的在线教育，通过给予观察者无与伦比的真实感受，充分挖掘人们的创造思维能力，使学习者在虚拟世界中将自己的专业技能和构想相结合付诸实现，扩展他们的思维空间，培养他们对专业知识的兴趣;其次，本项目创新地利用移动互联网将虚拟仿真的教育内容通过手机进行展示和传播，突破传统的时空限制、安全限制和成本限制，使得老师、学生和从业人员可以通过移动网络，随时随地的参与、体验和互动，真正的实现了专业知识准确、普遍地传播，为职业教育和岗位培训的覆盖面扩大提供了应用基础。

参考文献：

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[2]苏培，杜卫芳，杨威.基于VR技术的铁路乘务应急演练实训系统的构建研究 [J].科技视界，2018，（5）：187-188.

[3]顾兆旭，代玉岩.基于 VR 技术的旅游情景模拟实训室的建设与应用：以辽宁轻工职业学院为例[J].无线互联网科技，2017，（23）：132-133.