СЕКЦИЯ
Искусственный интеллект и технологии на основе данных в образовании

Голубева О.П.

Санкт-Петербургский техникум железнодорожного транспорта –

структурное подразделение ФГОУ ВО «Петербургский государственный университет

путей сообщения Императора Александра I»

г. Санкт-Петербург

Предпосылки к подготовке специалиста среднего звена по специальности «Техническая эксплуатация подвижного состава» с применением средств искусственного интеллекта

В статье рассмотрены инновационные подходы к подготовке специалистов среднего звена на примере специальности «Техническая эксплуатация подвижного состава» и профессии осмотрщика вагона. В условиях стремительного развития современных технологий, таких как проект «Цифровое вагонное депо», а также внедрение в процессы осмотра вагонов биоморфных роботов и робособак, возникает необходимость актуализации образовательных программ. Особое внимание уделяется дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности», которая становится ключевой для формирования цифровых и общепрофессиональных компетенций будущих специалистов. Рассматриваются новые навыки, необходимые выпускникам данной специальности. Обоснована важность интеграции современных технологий в учебный процесс для обеспечения качественной подготовки специалистов среднего звена.

Golubeva O.P.

Railway Technical college

St. Petersburg, Russia

Prerequisites for the training of a mid-level specialist in the specialty «Technical operation of rolling stock» using artificial intelligence

The article discusses innovative approaches to the training of mid-level specialists using the example of the specialty «Technical operation of rolling stock» and the profession of a wagon inspector. In the context of the rapid development of modern technologies, such as the Digital Wagon Depot project, as well as the introduction of biomorphic robots and robos into the processes of wagon inspection, there is a need to update educational programs. Special attention is paid to the discipline «Information Technology in professional activity», which is becoming key for the formation of digital and general professional competencies of future specialists. New skills necessary for graduates of this specialty are being considered. The importance of integrating modern technologies into the educational process to ensure high-quality training of mid-level specialists is substantiated.
Современные информационные технологии стремительно меняют облик многих профессий, включая специальности железнодорожного транспорта. Цифровая железная дорога и технологии будущего перевозочного процесса требуют от педагогов среднего образования новых подходов для обучения следующего поколения работников, а также формирования и развития их профессиональных и общепрофессиональных цифровых компетенций [1]. Одним из ярких примеров является специальность «Техническая эксплуатация подвижного состава» и профессия осмотрщика вагона. Внедрение проекта «Цифровое вагонное депо» и использование биоморфных роботов и робособак (рисунок 1.), как помощников осмотрщиков требуют пересмотра подходов к подготовке специалистов среднего звена. В частности, это касается дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности».

Рисунок 1. Осмотр грузового вагона с пролазкой по позициям робопсом

Традиционная подготовка осмотрщиков вагонов часто сосредоточена на практических навыках, таких как визуальный контроль и диагностика технического состояния подвижного состава. Однако с внедрением цифровых технологий и автоматизированных систем возникает необходимость в новых знаниях и компетенциях, связанных с информационными технологиями.
Повышение эффективности многих видов профессиональной деятельности требует совершенствования информационной деятельности, сокращения времени, трудозатрат, экономии сил и средств на ее выполнение. Этому способствуют сформированные умения действовать рационально с информацией, требуемой для решения задач, используя технические и умственные средства информационной деятельности [2].
В рамках национальной программы «Цифровая экономика Российской федерации», цель которой ускоренное внедрение цифровых технологий в экономику и социальную сферу, создание условий для высокотехнологичного бизнеса, повышение конкурентоспособности страны на глобальном рынке, укрепление национальной безопасности, а также повышение качества жизни людей, был запущен проект «Цифровое вагонное депо» [3]. Проект направлен на автоматизацию процессов управления состоянием вагонов с использованием современных технологий, таких как:
  • Интернет-вещей (IoT);
  • Аналитика данных;
  • Электронный документооборот.
Сейчас на железную дорогу вышли образцы и прототипы, которые при помощи технологии машинного зрения должны учиться автоматически определять состояние узлов вагонов [4]. Перед группой разработчиков стоят серьезные вызовы:
  • исследование характеристик управления типами походки робособаки,
  • исследование возможностей стабилизации корпуса по отношению к опорной поверхности с нагрузкой;
  • разработка программного обеспечения для управления поведением робособаки;
  • тестирование датчиков и сенсоров походки, реакции на звук, реакции на препятствие, реакция на твердость опорной поверхности;
  • разработка алгоритмов и программного обеспечения для манипулятора с разными захватывающими механизмами и приспособлениями;
  • проведение испытаний и тестирование работы узлов;
  • тестирование программного обеспечения роботов, а также датчиков (сенсоров) различного назначения [5].
Новые вызовы требуют от будущих специалистов умения работать с программным обеспечением, анализировать данные и принимать обоснованные решения на основе полученной информации, что ставит необходимость для них приобретать новые компетенции, что в свою очередь ставит перед преподавателями среднего звена следующие задачи:
  • исследование группового управления;
  • разработка учебно-методических материалов;
  • разработка нового подхода к для организации учебного и образовательного процесса.
Применение биоморфных роботов и робособак в качестве помощников осмотрщиков открывает новые горизонты для повышения эффективности и безопасности работы. Эти устройства способны выполнять задачи по осмотру вагонов в труднодоступных местах, а также осуществлять мониторинг территории. Для успешного освоения таких технологий будущим осмотрщикам необходимо обладать определенными знаниями и навыками.

В связи с вышеизложенным, преподавателям следует адаптировать учебные планы и методы обучения в соответствии с новыми требованиями. Основными направлениями изменений в подготовке по специальности «Техническая эксплуатация подвижного состава» могут стать:
  1. Интеграция информационных технологий. Дисциплина «Информационные технологии в профессиональной деятельности» должна акцентировать внимание на использовании современных программных средств, систем мониторинга и анализа данных. Студентов следует обучить работе с программами для обработки информации о состоянии вагонов и основам использования цифровых инструментов диагностики. Важными для успешной работы с робособаками безусловно станут знания по использованию специализированных программ для управления процессами (например, CAD, ERP-системы), таблицами и аналитическими инструментами для обработки данных, в том числе средствами искусственного интеллекта.
  2. Практическое применение знаний. Важно формировать и развивать у студентов практические умения и навыки работы с биоморфными роботами и робособаками. Здесь следует достичь операционного уровня умения работы с оборудованием, и тактического уровня умения настраивания и эксплуатации машины и устройства. Дополнительно требуется обучение управлению этими устройствами. Необходимо понимание, что модели и формы разрабатываемых систем могут меняться быстрее, чем будет появляться возможность полноценного практического обучения, поэтому имеет значение обучение основам фундаментально положенных в основной принцип действия таких систем, для возможности быстрой адаптации к быстроменяющимся технологиям.
  3. Развитие критического мышления. Студенты должны развивать навыки анализа и принятия решений на основе данных. Это поможет им не только выявлять неисправности, но и предсказывать возможные проблемы до их возникновения.
  4. Мультимодальное обучение. Использование различных форм обучения (лекции, семинары, практические занятия) позволит более эффективно усваивать материал. Включение симуляторов и виртуальных лабораторий поможет студентам получить практический опыт работы с новыми технологиями.
  5. Кросс-дисциплинарный подход. Обучение, охватывающее не только технические аспекты, но и основы управления проектами, экономики и безопасности труда, имеет значительное преимущество перед классическим, такой подход помогает будущим специалистам более полно понимать контекст своей работы, развивает в них способность адаптироваться к изменениям в технологиях технологических процессах на железной дороге.
Образовательный процесс, направленный на овладение навыками оператора, особенно в контексте современного производства и технологий, может варьироваться в зависимости от конкретной области работы. Навыки будущего осмотрщика вагонов являются критически важными для обеспечения эффективной работы на производстве или в любой другой области, где требуется управление оборудованием или процессами. Развитие этих навыков помогает операторам не только выполнять свои обязанности, но и повышать общую продуктивность и безопасность на рабочем месте.
Обучение новым навыкам в современном мире невозможно без интеграции инновационных технологий и понимания работы с искусственным интеллектом. Изменения подходов к подготовке специалистов среднего звена в области «Технической эксплуатации подвижного состава» и профессии осмотрщика вагона является необходимым шагом в условиях стремительного развития технологий. Внедрение проекта «Цифровое вагонное депо» и использование биоморфных роботов и робособак требуют от будущих специалистов новых знаний и навыков, что делает актуальным пересмотр учебных планов и методов обучения. Преподавателям следует сосредоточиться на интеграции новых информационных технологий в образовательный процесс, обеспечивая тем самым подготовку высококвалифицированных специалистов, способных эффективно работать в условиях цифровизации железнодорожного транспорта.
Современные информационные технологии и искусственный интеллект играют ключевую роль в обучении новым навыкам. Они не только делают процесс обучения более доступным и эффективным, но и открывают новые возможности для профессионального роста и развития. Важно быть готовым адаптироваться к изменениям и активно использовать эти технологии для повышения своей квалификации.

Литература:
1. Голубева О. П. Виртуальная реальность как дидактическое средство развития профессиональных компетенций / О. П. Голубева, И. Н. Шутов // Техник транспорта: образование и практика. - 2021. - Т. 2, № 1. - С. 61-70. DOI: 10.46684/26871033.2021.1.61-70 EDN: OGDCWG
2. Носкова Т. Н. Совершенствование информационно-интеллектуальной деятельности в цифровом образовательном пространстве / Т. Н. Носкова // Проблемы современного образования. – 2024. – № 1. – С. 205-218. – DOI 10.31862/2218-8711-2024-1-205-218. – EDN YMBRUN.
3. «Цифровая экономика РФ». — Текст : электронный // Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации : [сайт]. — URL: https://digital.gov.ru/ru/activity/directions/858/ (дата обращения: 04.02.2025).
4. Зубов А. Робособака – друг человека [Текст] / Александр Зубов // Гудок. — 21.01.2025. — № 6 (28021) : [сайт]. — URL: https://gudok.ru/newspaper/?ID=1693367 (дата обращения: 02.02.2025). – режим доступа
5.Леонтьев Н.А. Робототехника – новое современное направление в учебном процессе ИМСИТа [Текст] / Н.А. Леонтьев // Вестник ИМСИТа. — 2024. — № 3 (99). — С. 26-28.
ВОПРОСЫ И КОММЕНТАРИИ
Made on
Tilda