基于G2EE的虛擬訓練系統在裝備教學中應用研究

武雪榮 張同法

為了使新機機務人員盡快掌握各型高技術武器的保障方法，使四代飛機盡快形成戰斗力，必須對機務人員進行大量的訓練。如果對機務人員進行實裝訓練，首先機載電子設備和各型武器裝備的通電壽命有限，其次機載設備拆裝維護不可避免的加速了裝備的磨損，最后由于多數機載設備的限制，難以完成多人同時帶教。因此用實裝訓練不僅訓練效率較低，而且會大大增加訓練成本。真實裝備很難滿足地勤人員訓練的要求，我們研制出基于G2EE的虛擬訓練系統。

一、裝備教學訓練存在的問題

1.維護訓練的保障和組織困難

利用實裝進行培訓受多種條件的制約，在開展訓練科目的時間和種類都不能得到保證。這就造成部隊能完成復雜維護任務的骨干人員少，另一方面只具備初級維護能力的人員卻苦苦等待受訓機會。利用實裝培訓就大大延長了培訓周期，制約了人員成長的速度，限制了機務人員維護保障能力的提高。

2.對實裝損傷大，難以保持裝備性能

利用實裝進行機載設備拆裝不可避免的加速了裝備的磨損，尤其是電纜插頭、緊固件、動力系統等。部分受訓人員由于技能生疏造成的錯誤操作也會損傷實裝，這樣反復的拆裝將難以保證座椅性能的穩定和可靠。如果這些培訓造成的實裝損傷沒有及時發現，還可能危及飛行人員的生命安全。

3.訓練效率較低，訓練成本高

基層部隊的訓練模式多采用骨干手把手帶教的方式進行，但部隊技術骨干的數量有限，其主要任務是保障正常的飛行訓練，有限的精力難以同時兼顧一線保障和人員帶教兩種任務。此外，由于這種訓練模式嚴重依賴經驗性，對維修訓練標準掌握的存在主觀因素，訓練效果也很難保證。

由于上述因素制約，部隊迫切需要一種安全、高效、成本較低的訓練模式。

二、虛擬訓練的優點

1.組織協調方便，針對性強

虛擬訓練系統只需要計算機和教室即可開展培訓，不受天氣影響，不需要協調各種實裝，即使部隊正在進行本場訓練、野外駐訓和演習，依然可以利用虛擬訓練系統針對不同機型的維護人員開展各種科目的訓練，還可針對部隊在特定時間發生的問題開展有針對性的訓練。

2.培訓效率高，縮短了人員的成長周期

虛擬訓練系統可通過動畫、聲音和字幕對維護流程、維護標準進行演示和介紹，可利用多媒體教室的計算機同時對多人進行培訓。同時，虛擬訓練系統可完成所有機載設備拆裝和檢測設備使用的虛擬訓練，受訓人員可在虛擬訓練系統中反復練習，熟練掌握維護流程和標準后，只需要在實裝上進行一、兩次操作即可獨立完成任務。

3.培訓效果好

虛擬訓練系統具備實裝所不具備的任意移動、高亮、縮放、透視、解剖和自動組裝等獨特功能，有利于受訓人員更深入、更透徹的理解維護操作規程，且虛擬訓練系統對受訓人員按照統一標準進行評判，客觀公正。

4.安全性高，訓練成本低

由于不使用實裝，即使操作錯誤，也不會損傷實裝，更不會使受訓人員受到人身傷害。虛擬訓練系統本質上是一種計算機軟件，其安裝數量沒有限制，尤其適合大量人員的反復培訓，訓練成本很低。同時，虛擬訓練系統的移植性好，可在臺式、計算機和平板計算機上使用，可嵌入到IETM（交互式電子手冊），用于外場維修。

因此，虛擬訓練系統對縮短機務保障人才培養周期，降低訓練風險和成本有著重要的經濟和軍事意義。

三、某型虛擬訓練系統的應用

某虛擬訓練系統以三維模型為基礎，基于G2EE第五代網站制作技術開發制作而成。采用G2EE技術的集動畫、練習、測試于一體的虛擬仿真訓練系統在對地勤人員訓練上就體現出了其強大的優勢。裝備認知和實踐訓練歷來是裝備教學的兩大重點，我們可以將裝備教學過程分為熟悉和掌握維修知識和技能、實踐練習和維修能力確認，即可以用學習一練習一考核來簡單描述裝備教學過程。據此，某型虛擬訓練系統設置了這三大模塊：原理簡述、構造學習、部件拆裝，原理簡述和構造學習屬于認知模塊，部件拆裝屬于實踐訓練模塊，即理論學習一講解演示一引導式訓練一自主訓練一考核。

某型虛擬訓練系統可以滿足不同教學對象的需要，具有很強的人機交互性;可以對座椅零部件進行任意分離，并對分離的部件進行任意角度的旋轉，方便學員對部件進行不同角度觀察認知;選擇透視功能，可以看到零部件的內部構造，更方便學員對裝備的認知學習;通過裝配功能，可以把這些拆下的部件一一復位，讓學員更容易明白它們之間的裝配關系。某型座椅虛擬訓練系統結合裝備日常維護訓練，提供15個常拆裝部件演示、練習和測試。該系統真正實現了三維交互式學習和虛擬訓練，學員根據維護任務可以進行拆裝學習。自主學習后，學員可以進行虛擬拆裝訓練。

根據空軍部隊的經驗表明，院校畢業的干部要獨立完成彈射救生座椅吊裝、換彈和定檢等全部維護任務，通常需要12～16個月的帶教周期。某師某團在使用了2虛擬訓練系統后，帶教周期縮短為4～5個月。可見，虛擬訓練系統可大大提高培訓效率，有效縮短維護人員的成長周期。

四、G2EE軟件制作的虛擬訓練系統存在的缺點

存在缺點：一是拆下零件隨意擺放，無法排序。而本軟件雖然可以進行拆裝模擬仿真訓練，但是僅僅限于拆裝順序和方法，零件無法排序。二是創建任務中添加簡答問題時，其答案太死板，必須吻合100%才算正確。中文一個正確答案可以有很多種文字表達方式，既是知道正確答案，一般情況下也無法回答出100%文字吻合率的答案。三是需要用其它方式首先建立完整的模型并記錄全部路徑。

五、結束語

基于G2EE的虛擬訓練系統為院校、部隊、訓練基地提供了可靠、逼真的虛擬訓練手段，解決了利用實裝訓練協調組織困難、訓練風險大和評估不嚴謹的問題，具有訓練成本低、無風險、訓練成績客觀公正的優點，可有效提高地勤人員的維護技能，降低違規操作的概率，大大縮短地勤人員的成長周期，具有良好的推廣應用前景和軍事效益。