军用列车快速装载VR训练方案设计

刘 中,刘国清,王白王

(1.陆军军事交通学院 联合投送系，天津 300161； 2.陆军军事交通学院 研究生管理大队，天津 300161)

军用列车快速装载VR训练方案设计

刘 中1,刘国清1,王白王2

(1.陆军军事交通学院 联合投送系，天津 300161； 2.陆军军事交通学院 研究生管理大队，天津 300161)

为提高铁路军事运输训练效能，克服实际训练受各种影响因素制约的难题，在讨论军用列车快速装载虚拟现实(VR)训练的必要性基础上，针对训练内容，设计军用列车快速装载VR训练的关键技术方案，提供贴近实战的虚拟化训练新模式。

军用列车；快速装载；VR训练

Abstract: To improve efficiency of military railway transportation training and to overcome restraining factors in actual training, the paper firstly discusses the necessity of rapid loading virtual reality (VR) training on military train. Then, it designs key technical program for rapid loading VR training on military train, and provides a new model of virtual training which is close to actual combat.

Keywords: military train; rapid loading; VR training

根据原总参谋部、总后勤部下发的《军队铁路输送规定》要求，进入一级战备的被运部队和进入二级战备的应急机动作战部队，以及协助维护社会秩序或者参加抢险救灾已经完成行动准备的部队，在主要枢纽站实施应急输送装载时，从接到行动命令开始，第一个列车梯队5小时30分钟内能够出动并完成装载的，应当在6小时内发出首列军用列车[1]。为不断提升我军远程作战机动力和现代后勤保障力，提高我军铁路军事运输装载效能，确保我军铁路应急输送“6小时发出首列”，必须加强被运部队铁路输送装载训练，熟练掌握各型捆绑加固器材的使用方法和程序，熟悉理解本部(分)队装备铁路输送时正确的装载标准和要求。

1 军用列车梯队快速装载运用VR训练的必要性

6小时发出首列，涉及单位多、工作环节多。各项工作既有独立开展时间，又有平行作业时间(如图1所示)。只有严格把握各个环节的最长时间，才能有效控制总的时间，确保6小时发出首列的目标完成。

目前我军需经铁路输送的装备种类型号繁多、装载标准各一，已列装或待列装的制式捆绑加固器材也是类型众多、用法各异。部队携行不同装备使用不同的捆绑加固器材，实兵实装实运前都需要进行装载组织训练，需要一定数量的铁路平车进行轮式或履带式装备的引导定位训练、装载加固训练、超限等级评判等。而随着新装备、新制式加固器材不断配发(列装)部队，我军很多部队的装载训练便显得明显滞后或动作不熟。投资建一个多铁路平车的装卸载训练场又存在场地、资金、利用率、露天损耗维护等一系列实际问题。向铁路部门提报计划申请训练用车或车站，又涉及占用铁路车辆或线路(股道)的沟通协调问题、安全管理问题。由于较多部队缺乏自建的铁路军事运输装卸载训练场，平时又疏于提报训练用铁路车辆及装卸载站(台)的计划，造成较多部队铁路装卸载训练频次较少、时数不够、行动生疏，少练甚至不练的现象在各军种部队中客观存在。一旦遇到成建制紧急拉动，往往因为装备捆绑加固时间长、捆绑加固不合格导致部队在6小时内很难发出首列。

图1 某演训活动中6小时发出首列的时间要素分析

简捷、有效、低成本的虚拟现实技术(virtual reality，VR)模拟仿真训练正好能针对当前“痛点”，克服现实“难点”。VR是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式三维(3D)动态视景和实体行为的系统仿真，是一门富有挑战性的交叉技术、前沿学科和研究领域。

铁路装卸载VR模拟仿真训练器材的研制，可经济、高效地解决被运部队装卸载训练条件不足的矛盾。VR训练能虚拟我军铁路装卸载现场场景和各型制式捆绑加固器材的实际(1∶1)外形，并通过传感手套等相关设备(如图2所示)让被训人员在教员或示教片(录像片)的指导下练习正确的捆绑加固动作和方法，可在实验室或室内训练场叠加本部队特殊装备(超长、超大、超限装备)模拟体验各型捆绑加固器材的使用方法，熟悉该装备的“装载标准”。 各军种部队在实施铁路输送前，需进行一定时数的VR模拟仿真训练，熟练掌握3D头盔及传感手套的穿戴和使用，熟悉装载加固流程和技术，有效缩短部队铁路输送装载定位和捆绑加固时间。

图2 VR眼镜与传感手套

2 军用列车梯队快速装载VR训练主要内容

被运装备装载加固是指使用制式器材和捆绑加固材料将轮式或履带式装备固定在铁路平车上，防止装备在铁路输送过程中发生位移和窜动的安全措施。部队在组织加固捆绑训练时，应根据《军事训练与考核大纲》，依据《军队铁路输送规定》，对照《铁路军事运输装载标准》，严格按照该列车梯队的《铁路输送计划和装载方案》，遵循装载定位、加固捆绑和联合检查的顺序进行。

2.1装载训练

铁路车辆检查验收合格后，部队应根据梯队装载计划和卸载头向，按照装载序列组织实施。指挥员通常站在距被引导车辆一至两辆平车的位置，可采取定人定车全程指挥法或定人定点分段交替指挥法，引导车辆沿平车纵向中心线行驶。驾驶员应密切观察指挥动作，沉着驾驶，低挡慢行，及时调整装载位置，并随时做好停车准备。

2.2定位训练

组织装备定位分两种情形：一辆平车装载一台装备时，其重心投影应尽量在铁路平车纵横中心线交叉点；一辆平车装载两台以上装备时，其重心投影应尽量在铁路平车纵向中心线上，横向位移与平车纵向中心线偏差不得超过100 mm。顺装在一辆平车上的装备间距不得小于100 mm，跨装时与前车间距不得小于350 mm。装备装载定位后，手制动一律置于制动位，装备头向与列车运行方向一致时，手动挡装备挂倒挡，反之挂1挡；自动挡装备一律挂P挡。

2.3加固训练

加固时主要使用的器材有轮挡及配套的钉具。其中轮挡根据材质不同，分为木制三角挡、铁塑三角挡和钢质折叠轮挡；钉具分为单帽铁钉、双帽铁钉和扒钉。跨装时需用挡木。

2.4捆绑训练

捆绑时主要使用的器材有镀锌铁丝与绞棒、钢丝绳与配套附件、制式紧固器等。如使用镀锌铁丝与绞棒捆绑，使用84型车炮紧固器捆绑，使用钢丝绳捆绑，使用棘轮式钢丝绳紧固器捆绑，使用杠杆式链条紧固器捆绑，使用圆环链拉紧器捆绑等。

2.5联合检查

加固捆绑完毕后，部队应会同铁路、现场军代表组织联合检查，确认装备加固捆绑符合标准，状态良好。对易于脱落、窜动、旋转的附挂装置或者苫布、伪装网等，也应重点检查，超限装备还应标画检查线、标注超限等级。检查完毕后，部队负责人应在《铁路军事运输安全责任书》上签字确认。

3 军用列车梯队快速装载VR训练方案设计

军用列车梯队装载VR训练系统通过数据手套及VR眼镜相互配合，受训人员能“身临其境”地进行各型装备在铁路平车上装载时的虚拟引导、定位、加固、捆绑、联合检查等一系列交互式操作，能够按照各型制式捆绑加固器材使用操作规程找准系固点或系固栓，调整加固器拉伸时的松紧度，同时影像记录虚拟捆绑加固操作的全过程，以备作业回放与讲(考)评。

3.1技术体系结构

技术体系如图3所示。

图3 VR训练技术体系结构

体系由下向上共分4层。第一层为基础设施层，包括数据手套、服务器、终端计算机、网络设备、VR眼镜等,为系统提供硬件支撑保障[2]。第二层为数据资源层，为整个系统提供数据资源支持，由多个数据资源库组成。第三层为服务支撑层，由基于HLA标准构建的军事虚拟仿真平台(VMS)作为基础，以服务形式为整个系统运行提供底层支撑环境，为业务功能层提供平台服务支撑。第四层为应用系统层，是系统的业务功能层，与用户进行应用交互，满足用户的应用功能需求，主要模块包括训练规划、模拟训练、导调控制、方案评定及综合管控等5个部分[3]。

3.2系统功能结构

系统功能如图4所示。

图4 铁路装卸载模拟训练器系统功能结构

4 结 语

兵贵神速的要素是快速机动，迅即到达的关键是快速出动，“6小时发出首列”的制约因素之一是被运部队及其携行装备的装载加固时间。VR技术的现实场景仿真度和虚拟交互性，良好的可控性、安全性、无破坏性、费用低、不受气候影响、不受空间和场地限制等特点，已被广泛应用于虚拟战场环境、军事训练、作战方案的制订与作战效果的评估、虚拟军事地图、武器装备研制等领域。研究我军铁路军事运输装载VR模拟仿真训练系统，对于军用列车快速装载、提高铁路军事运输训练效能，具有重大的现实意义。

[1] 总参谋部，总后勤部.军队铁路输送规定[A].北京：总后勤部：1999．

[2] 高颖，钟啸，许志国，等．基于VR 的航空发动机虚拟教学实验系统设计[J]．系统仿真学报，2008，20(11)：2925-2930．

[3] 黄鑫．基于VR技术的虚拟教学应用研究[J]．江西教育学院学报，2008，29(3)：50-52．

(编辑：孙协胜)

ProgramDesignforRapidLoadingVRTrainingonMilitaryTrain

LIU Zhong1, LIU Guoqing1, WANG Baiwang2
(1.Joint Projection Department, Army Military Transportation University, Tianjin 300161, China; 2.Postgraduate Training Brigade, Army Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

● 军事运输MilitaryTransportation

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2017.09.004

E234

A

1674-2192(2017)09- 0014- 04

2017-04-09；

2017-05-23．

刘 中(1964—)，男，硕士，教授，硕士研究生导师．