一、实验必要性
(1)涉及行业广,承担责任大
在社会经济活动中,铁路扮演着不可或缺的重要角色。以内陆货物(物资)运输为例,铁路承担着桥梁构件、大型机械、航天和军事装备等大型战略物资的运输重担,具有不可替代的重大作用。

铁路在大型货物 (战略物资) 运输中承担重要角色
(2)安全要求严、调整成本高
阔大货物装载安全性要求很高,确定合理的装载方式难度较大,目前采用的方式一般为有经验的职工根据手工测算制定装载方案,工作强度大、安全风险高、学习掌握周期长。由于无法事前仿真验证方案,事后调整方案的成本消耗较高。

阔大货物加固复杂度高、事故后果严重
(3)仿真设备缺,操作机会少
阔大货物装载方案制定的知识点是专业学生和行业从业人员学习的重点和难点,学习时只能依靠平面图片和想象,很难有直观的感受。目前行业内对于该知识点的传授主要基于理论教学、实验室实体模型教学和岗位跟班实践,尚无直观、可操作、泛在的教学实验设备(软件)。以上现状影响着相关技术人员的培养。

传统教学方式操作机会少
二、实验实用性
(1)实验平台开发和运维成本低
本实验平台采用Unity 3D技术将各类物联网设备和场景、阔大货物、车辆、货场和线路等核心要素的三维动图直观的展示在学生面前,实验人员可将软件下载至个人电脑全天候联网使用,面向校内外同行共享,运行维护成本居于较低水平。

各种低运维成本的实验场景
(2)实验安全性高
利用计算机开展虚拟仿真实验教学,学生只要在计算机前就可进行学习、方案设计和仿真操作,不用与阔大货物近距离接触,实现零风险实验。

零风险的虚拟仿真实验
(3)实验直观性和可获得性强
实验平台对作业背景、线路、车辆、货物和装卸设备进行了1:1比例的3D仿真建模,以角色沉浸的方式实现对相关设备的直观展示和对实验原理、设计、操作的高度虚拟仿真。实验人员可利用联网计算机全天候开展实验,实验时长和实验强度有保障。

对场景、设备的高度仿真

对技术原理的直观揭示
(4)实验综合性和创新性强
平台要求学生和受训人员综合运用铁路货运、车辆结构、物联网、物理、立体几何等交叉知识、技术进行认知、操作、设计等仿真实验,有利于培养学生解决复杂工程问题的综合能力。通过开放设计实验可培养学生创新思维、挑战意识和工匠精神。

开放式的超限检测方案创新设计实验