軍用列車快速裝載VR訓練方案設計

劉 中,劉國清,王白王

(1.陸軍軍事交通學院 聯合投送系，天津 300161； 2.陸軍軍事交通學院 研究生管理大隊，天津 300161)

軍用列車快速裝載VR訓練方案設計

劉 中1,劉國清1,王白王2

(1.陸軍軍事交通學院 聯合投送系，天津 300161； 2.陸軍軍事交通學院 研究生管理大隊，天津 300161)

為提高鐵路軍事運輸訓練效能，克服實際訓練受各種影響因素制約的難題，在討論軍用列車快速裝載虛擬現實(VR)訓練的必要性基礎上，針對訓練內容，設計軍用列車快速裝載VR訓練的關鍵技術方案，提供貼近實戰的虛擬化訓練新模式。

軍用列車；快速裝載；VR訓練

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

根據原總參謀部、總后勤部下發的《軍隊鐵路輸送規定》要求，進入一級戰備的被運部隊和進入二級戰備的應急機動作戰部隊，以及協助維護社會秩序或者參加搶險救災已經完成行動準備的部隊，在主要樞紐站實施應急輸送裝載時，從接到行動命令開始，第一個列車梯隊5小時30分鐘內能夠出動并完成裝載的，應當在6小時內發出首列軍用列車[1]。為不斷提升我軍遠程作戰機動力和現代后勤保障力，提高我軍鐵路軍事運輸裝載效能，確保我軍鐵路應急輸送“6小時發出首列”，必須加強被運部隊鐵路輸送裝載訓練，熟練掌握各型捆綁加固器材的使用方法和程序，熟悉理解本部(分)隊裝備鐵路輸送時正確的裝載標準和要求。

1 軍用列車梯隊快速裝載運用VR訓練的必要性

6小時發出首列，涉及單位多、工作環節多。各項工作既有獨立開展時間，又有平行作業時間(如圖1所示)。只有嚴格把握各個環節的最長時間，才能有效控制總的時間，確保6小時發出首列的目標完成。

目前我軍需經鐵路輸送的裝備種類型號繁多、裝載標準各一，已列裝或待列裝的制式捆綁加固器材也是類型眾多、用法各異。部隊攜行不同裝備使用不同的捆綁加固器材，實兵實裝實運前都需要進行裝載組織訓練，需要一定數量的鐵路平車進行輪式或履帶式裝備的引導定位訓練、裝載加固訓練、超限等級評判等。而隨著新裝備、新制式加固器材不斷配發(列裝)部隊，我軍很多部隊的裝載訓練便顯得明顯滯后或動作不熟。投資建一個多鐵路平車的裝卸載訓練場又存在場地、資金、利用率、露天損耗維護等一系列實際問題。向鐵路部門提報計劃申請訓練用車或車站，又涉及占用鐵路車輛或線路(股道)的溝通協調問題、安全管理問題。由于較多部隊缺乏自建的鐵路軍事運輸裝卸載訓練場，平時又疏于提報訓練用鐵路車輛及裝卸載站(臺)的計劃，造成較多部隊鐵路裝卸載訓練頻次較少、時數不夠、行動生疏，少練甚至不練的現象在各軍種部隊中客觀存在。一旦遇到成建制緊急拉動，往往因為裝備捆綁加固時間長、捆綁加固不合格導致部隊在6小時內很難發出首列。

圖1 某演訓活動中6小時發出首列的時間要素分析

簡捷、有效、低成本的虛擬現實技術(virtual reality，VR)模擬仿真訓練正好能針對當前“痛點”，克服現實“難點”。VR是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統。它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的交互式三維(3D)動態視景和實體行為的系統仿真，是一門富有挑戰性的交叉技術、前沿學科和研究領域。

鐵路裝卸載VR模擬仿真訓練器材的研制，可經濟、高效地解決被運部隊裝卸載訓練條件不足的矛盾。VR訓練能虛擬我軍鐵路裝卸載現場場景和各型制式捆綁加固器材的實際(1∶1)外形，并通過傳感手套等相關設備(如圖2所示)讓被訓人員在教員或示教片(錄像片)的指導下練習正確的捆綁加固動作和方法，可在實驗室或室內訓練場疊加本部隊特殊裝備(超長、超大、超限裝備)模擬體驗各型捆綁加固器材的使用方法，熟悉該裝備的“裝載標準”。 各軍種部隊在實施鐵路輸送前，需進行一定時數的VR模擬仿真訓練，熟練掌握3D頭盔及傳感手套的穿戴和使用，熟悉裝載加固流程和技術，有效縮短部隊鐵路輸送裝載定位和捆綁加固時間。

圖2 VR眼鏡與傳感手套

2 軍用列車梯隊快速裝載VR訓練主要內容

被運裝備裝載加固是指使用制式器材和捆綁加固材料將輪式或履帶式裝備固定在鐵路平車上，防止裝備在鐵路輸送過程中發生位移和竄動的安全措施。部隊在組織加固捆綁訓練時，應根據《軍事訓練與考核大綱》，依據《軍隊鐵路輸送規定》，對照《鐵路軍事運輸裝載標準》，嚴格按照該列車梯隊的《鐵路輸送計劃和裝載方案》，遵循裝載定位、加固捆綁和聯合檢查的順序進行。

2.1裝載訓練

鐵路車輛檢查驗收合格后，部隊應根據梯隊裝載計劃和卸載頭向，按照裝載序列組織實施。指揮員通常站在距被引導車輛一至兩輛平車的位置，可采取定人定車全程指揮法或定人定點分段交替指揮法，引導車輛沿平車縱向中心線行駛。駕駛員應密切觀察指揮動作，沉著駕駛，低擋慢行，及時調整裝載位置，并隨時做好停車準備。

2.2定位訓練

組織裝備定位分兩種情形：一輛平車裝載一臺裝備時，其重心投影應盡量在鐵路平車縱橫中心線交叉點；一輛平車裝載兩臺以上裝備時，其重心投影應盡量在鐵路平車縱向中心線上，橫向位移與平車縱向中心線偏差不得超過100 mm。順裝在一輛平車上的裝備間距不得小于100 mm，跨裝時與前車間距不得小于350 mm。裝備裝載定位后，手制動一律置于制動位，裝備頭向與列車運行方向一致時，手動擋裝備掛倒擋，反之掛1擋；自動擋裝備一律掛P擋。

2.3加固訓練

加固時主要使用的器材有輪擋及配套的釘具。其中輪擋根據材質不同，分為木制三角擋、鐵塑三角擋和鋼質折疊輪擋；釘具分為單帽鐵釘、雙帽鐵釘和扒釘。跨裝時需用擋木。

2.4捆綁訓練

捆綁時主要使用的器材有鍍鋅鐵絲與絞棒、鋼絲繩與配套附件、制式緊固器等。如使用鍍鋅鐵絲與絞棒捆綁，使用84型車炮緊固器捆綁，使用鋼絲繩捆綁，使用棘輪式鋼絲繩緊固器捆綁，使用杠桿式鏈條緊固器捆綁，使用圓環鏈拉緊器捆綁等。

2.5聯合檢查

加固捆綁完畢后，部隊應會同鐵路、現場軍代表組織聯合檢查，確認裝備加固捆綁符合標準，狀態良好。對易于脫落、竄動、旋轉的附掛裝置或者苫布、偽裝網等，也應重點檢查，超限裝備還應標畫檢查線、標注超限等級。檢查完畢后，部隊負責人應在《鐵路軍事運輸安全責任書》上簽字確認。

3 軍用列車梯隊快速裝載VR訓練方案設計

軍用列車梯隊裝載VR訓練系統通過數據手套及VR眼鏡相互配合，受訓人員能“身臨其境”地進行各型裝備在鐵路平車上裝載時的虛擬引導、定位、加固、捆綁、聯合檢查等一系列交互式操作，能夠按照各型制式捆綁加固器材使用操作規程找準系固點或系固栓，調整加固器拉伸時的松緊度，同時影像記錄虛擬捆綁加固操作的全過程，以備作業回放與講(考)評。

3.1技術體系結構

技術體系如圖3所示。

圖3 VR訓練技術體系結構

體系由下向上共分4層。第一層為基礎設施層，包括數據手套、服務器、終端計算機、網絡設備、VR眼鏡等,為系統提供硬件支撐保障[2]。第二層為數據資源層，為整個系統提供數據資源支持，由多個數據資源庫組成。第三層為服務支撐層，由基于HLA標準構建的軍事虛擬仿真平臺(VMS)作為基礎，以服務形式為整個系統運行提供底層支撐環境，為業務功能層提供平臺服務支撐。第四層為應用系統層，是系統的業務功能層，與用戶進行應用交互，滿足用戶的應用功能需求，主要模塊包括訓練規劃、模擬訓練、導調控制、方案評定及綜合管控等5個部分[3]。

3.2系統功能結構

系統功能如圖4所示。

圖4 鐵路裝卸載模擬訓練器系統功能結構

4 結 語

兵貴神速的要素是快速機動，迅即到達的關鍵是快速出動，“6小時發出首列”的制約因素之一是被運部隊及其攜行裝備的裝載加固時間。VR技術的現實場景仿真度和虛擬交互性，良好的可控性、安全性、無破壞性、費用低、不受氣候影響、不受空間和場地限制等特點，已被廣泛應用于虛擬戰場環境、軍事訓練、作戰方案的制訂與作戰效果的評估、虛擬軍事地圖、武器裝備研制等領域。研究我軍鐵路軍事運輸裝載VR模擬仿真訓練系統，對于軍用列車快速裝載、提高鐵路軍事運輸訓練效能，具有重大的現實意義。

[1] 總參謀部，總后勤部.軍隊鐵路輸送規定[A].北京：總后勤部：1999．

[2] 高穎，鐘嘯，許志國，等．基于VR 的航空發動機虛擬教學實驗系統設計[J]．系統仿真學報，2008，20(11)：2925-2930．

[3] 黃鑫．基于VR技術的虛擬教學應用研究[J]．江西教育學院學報，2008，29(3)：50-52．

(編輯：孫協勝)

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)

● 軍事運輸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．

劉 中(1964—)，男，碩士，教授，碩士研究生導師．