联网型桌面航海模拟器在船员教育培训评估中的应用

江 山，邓 华

(1．江苏海事局船员处;2．江苏海事职业技术学院，南京 211170)

随着STCW 公约马尼拉修正案的全面实施，为了履约的需要及适应新航海时代对船员素质能力的要求，国家海事局颁布了《STCW 公约马尼拉修正案过渡期规定实施办法》，对船员培训评估进行了一系列的改革创新。最近几年，航海模拟器在我国各个航海院校的船员教育培训评估过程中，逐渐成为一种必要的教学设备。［1］但由于学生多、维护成本高等因素限制，很多院校并不能保证学生拥有足够的培训时间，影响其训练评估效果和人才培养质量，而联网型桌面航海模拟器能有效解决上述问题。联网型桌面航海模拟器可依据国家海事局适任考试发证规则要求，利用任务驱动模式开发较实用的培训课程和评估标准，进一步提高船员的创新能力、应变能力、管理能力、适应能力、语言交流能力和新技术新信息应用能力。

一、联网型桌面航海模拟器

针对航海院校船员培训人数多、设备少以及大型航海模拟器使用成本高的特点，使用桌面航海模拟器将是一个较好的选择，其系统能容纳更多的学员进行训练，并能进行系统化的、相互协作或对抗训练。［2］

联网型桌面航海模拟器一般由一个教练员工作站(Instructor Station)、一台船舶数学模型解算和海区数据库文件服务器和若干个学员工作站(Student Workstation)组成。教练员工作站是由一台计算机以及基于Windows 操作系统的一套教练员应用软件组成。这套应用软件可提供训练海区、船舶模型选择、练习方案制作，并且能实时监控学员在学生工作站的操作，投影学生工作站的显示内容。同时控制各本船和目标船的行动，并具有对各本船的操作情况予以保存、回放的功能。学员工作站由两台计算机和三台显示器组成，其中一台计算机连接两个显示器，分别显示本船操纵控制台软面板:船桥仪表和三维视景。船桥仪表包括雷达/ARPA、GPS、船载AIS、测深仪、计程仪、车、舵和GMDSS 虚拟通讯仪器。另一台计算机为电子海图信息显示系统(ECDIS)。整个终端系统配有舵轮、鼠标和键盘，并通过千兆以太网相互连接，其最大的特点是可容纳26 个桌面航海模拟器终端，能有效解决大型操纵模拟器训练终端少、使用成本高的问题。

二、联网型桌面航海模拟器在船员教育培训中的应用

1．联网型桌面航海模拟器在“避碰与操纵”课程中的应用

为了提高学员(泛指申考所有等级职务船员)对船舶操纵基本理论的理解，参照新的“船舶操纵和避碰”考试大纲，结合课程标准，经过课程改革实践，可将船舶操纵教学过程中的船舶操纵性能、螺旋桨致偏效应、舵效影响因素、外界因素对操船的影响、浅水效应船间效应、狭水道弯曲水道这6 个知识点采用联网型桌面航海模拟器进行教学。船舶避碰强调对规则的理解和实际应用。对号灯号型的识别、声响灯光的识别、碰撞局面的识别，利用规则采取合理的避让行动、分道通航制和狭水道航法的应用，都能在桌面航海模拟器中进行模拟训练，从而达到学员理解规则、使用规则的目的。实践证明，使用桌面航海模拟器进行避碰课程实践教学，学员明显在对船舶操纵的理解，特别是课程中的几个典型实验的作用，有了更深层次的理解。

2．联网型桌面航海模拟器在“航海学”课程中的应用

利用桌面型模拟器提供的海上虚拟现实环境和船舶驾驶台资源设备开展航海学教学，把抽象的课堂教学变为虚拟现实中海上航行条件下的仿真教学，使学生的感性认识与理性认识有机结合，从单一的抽象认识变为抽象认识与形象认识相结合，提升航海学课程的教学效果。在联网型桌面系统中能进行诸如海图识图、沿海航标识别、航海仪器使用、海图资料的准备、陆标定位等一系列的训练。该系统中较为真实的三维实景环境，让学员可以主动带着任务进行有目的的学习。［4］

3．联网型桌面航海模拟器在ECDIS 课程中的应用

船员教育培训中刚刚纳入强制培训评估项目的电子海图(ECDIS)，可按照提出任务、分析任务、解决任务并创新应用的基本步骤进行电子海图课程的开发。［3］在设计ECDIS 课程时，首先根据课程标准将整个培训的最终任务确定，依据航次命令利用桌面航海模拟器将本船从起始点安全航行至目的地。接着分析整个任务的各个子问题，让ECDIS课程从一个培训学员使用仪器设备的过程，转变为在任务的驱动下循序渐进的学习过程，使得学员在虚拟航行中能掌握使用ECDIS 进行导航的技巧。最后利用模拟器教练站可人为设置添加故障的特点，训练学员在航行中控制风险的能力，警示航行过程中存在过分依赖导航设备的危险性，让学员能在较短时间内掌握这种新的船舶导航设备的使用。

以上列举的联网型桌面航海模拟器在三门课程中的应用，只是其适用范围的一部分。以船员教育培训为主的各个航海院校，所培训的专业知识技能都具有实践性较强、需要船员综合应用的特点。因此联网型桌面模拟器可作为一种通用型的实训设备来使用，为多种船员培训课程如GMDSS、航海英语中实践教学环节、评估培训课程中的航线设计、雷达操作与应用、航海英语听力与会话等提供教育培训平台。

三、联网型桌面航海模拟器在船员评估中的应用

研究新颁布的海船船员适任考试和发证规则实施办法，对船长、驾驶员、值班水手和高级值班水手适任考试评估项目进行分析，共有8 项评估项目的子项目可使用联网型桌面模拟器进行评估，分别是航线设计、电子海图显示与信息系统、雷达操作与应用、船舶操纵、避碰与驾驶台资源管理、航海仪器的使用、水手值班。例如挪威Kongsberg 公司开发的联网型模拟器本身带有较为完善的GMDSS 模块，其系统中的本船是动态的，特别是岸站和RCC强大的智能化功能，可以更好地完成整个GMDSS评估。

在航线设计评估中，可以利用桌面模拟器所带的ECIDS 子模块进行大圆航线设计。由于在此领域我国已有航海院校自主开发了桌面模拟器系统，依据海事局考试大纲要求可以开发自动航线设计评估系统。其次围绕联网型桌面模拟器本身所具有的雷达功能、航海导航设备(雷达/ARPA、GPS、船载AIS、测深仪、计程仪)和三维实景，可应用于上述评估项目。

四、结 语

通过最近几年将联网型桌面航海模拟器应用于教学培训，实践证明利用此种通用型较强的航海教学仪器设备，能有效提高教学培训评估效率。学员对自己即将从事的职业有了更深的认识，为其即将走上航海职业岗位提供了难得的实践机会。它与大型航海模拟器作用互补，必将是未来一段时间航海教育培训评估中的重要教学仪器设备。而基于联网型桌面航海模拟器的课程开发，还需要教师和船员考试评估机关的不断摸索和创新才能使其发挥更大的作用。

［1］雷 涛，王 辉．航海模拟器评估准备与实施［J］．航海教育研究，2003(3)．

［2］吴金地．船舶操纵模拟器训练特点及应用［J］．中国水运，2006(9)．

［3］窦长娥，刘付程．GIS 专业任务驱动型实验教学体系的设计［J］．地理空间信息，2011(4)．

［4］何传恒，刘加钊．基于桌面型航海模拟器的“电子海图”教学模式［J］．航海教育研究，2010(3)．