计算机仿真船员培训新模式创建

1、精品文档计算机仿真船员培训新模式创立1 创立计算机仿真的船员培训新模式的迫切性 2021 年修 订的?中华人民共和国内河船舶船员适任考试、评估和 发证 规那么?、 2021 年修订的 STCW78/10 公约马尼拉修正案以 及 与之相配套的国内法规都要求有关航海培训机构通过运 用 科学标准、公平公正、高效便民的技能培训模式，使船员 在 实践上真正到达适任要求，从而确保船舶航行的平安。与 旧 法规相比， STCW 公约马尼拉修正案等最新国内外法规对驾 驶人员的动手能力与实践技能提出了更高的要求。以船舶操 纵学科为例，对于以下工程：船速与载重量等内部因素对操 纵性能的影响、风流等外部因素对操纵性能

2、的影响、进港时 的减速过程、船舶交通管理区域的船舶操纵、大风浪中的船 舶操纵、碰撞与搁浅等应急操纵、锚泊作业以及靠离码头操 纵等，驾驶人员必须从“仿真培训或实践培训中获取海事 主管机关认可的实践能力。 12021 年 6 月，中国海事效劳 中 心受交通运输部的委托在洛阳召开船员考核模式改革专 家 研讨会。与会者一致认为，现行的船员考核模式对于切实 提 高船员理论水平与实践技能的要求存在较大距离，必须立 即 实施改革。于是该中心决定：从 2021 年起，逐步推广基 于 计算机仿真的多媒体考核方式。由于船员在上岗前必须首 先 参加海事主管机关组织的船员适任考试，为了适应将来新 的 考核模式，航海教

3、育机构必须着手对船员开展计算机仿真航海实践培训。 2 实船、模拟器与计算机仿真船员培训 的比 较 2.1 实船培训存在的缺陷实船培训是培养船员专 业技能的 最正确方式，它还能培养船员在紧急情况下的应急处 置能力和 心理素质。 但问题是： 实船培训面临着平安风险大、 租船难、本钱高和效率低等问题；消耗能源并排放污染，不 符合 节能减排的时代要求。 2.2 模拟器培训存在的缺陷 虽然模拟 器能够仿真各种典型通航环境和船舶，从而能确保 培训的质 量。但问题是：硬件配备需要投入巨额资金；模拟 器建设涉 及知识产权与专利问题，软件与模型各自封闭；模 拟器培训所能容纳的船员数量有限，培训效率低。2.3 计

4、算机仿真培训的优势提高船员技能的最正确方法是：让船员处于与船员实际工作环境相似的环境之下，并设置类似实际工作可能碰到的问题，培养船员解决问题的能力。基于计算机仿真船员培训模式恰能提供水上实践的真实操作环境，能让船员获得与实际情况几乎一致的身临其境的感受，从而有利于培训的逼真性、针对性；其次，伴随着航海科技的快速开展，驾驶人员对船舶发出的指令都将通过电脑操作来实现，而不再是传统的手工操作方式， 因此它代表着航海技术的开展方向和需求。3 计算机多媒体航海场景的创立 创立思路采用虚拟现实技术开 动画场景、三维动画场景、音 表现媒体，运用这些媒体制作3.1 计算机多媒体航海场景的 发多媒体航海场景：增

5、设二维 频、视频、号灯与号型动画等 丰富多彩的实践性知识单元，包括“操控船舶的训练单元。计算机提供虚拟船舶、电子水道图、航行环境等实景演示，船员通过键盘鼠标操作场景中的有关对象，从而实现人机双向交互。也可运用计算机通过互联网或局域网参加远程培训。 3 以计算机网络系统为支撑，创立具有全功能仿真的二维及三维立体可视化软件系统界面。船员通过键盘与鼠标操作便可获得以音频、视频、动画等多媒体形式呈现的航海场景，尤其可获得与实船操控功能几乎相同的仿真操作机会，实现真正意义上计算机仿真船员培训模式。 3.2 平面与立体动画实践场景的设计平面动画实践场景设计：例如由计算机动画表现出船舶在电子海图上有四种走法

6、，船员凭借已有的知识储藏分析各种走船方法的利弊，点击鼠标选出正确选项；又如在某一水域的电子海图上划出四块区域，让船员根据地理地貌物标等特征识别哪一块是锚地。 4 立体动画场景设计：例如计算机演示动画一船横越另一顺航道船前方，要求船员判断两船会遇时的避让行动是否正确，并说出判断的依据是什么。有关号灯号型动画的场景设计：点击电脑上的有关提示窗口， 将显示号灯与号型图片， 要求船员据此判断是何种类型的船舶，如屏上显示一个圆柱 形的号型，应该判断出是“限于吃水的 作电脑屏幕上的 按键图标倾听“汽笛，如五声短而急、船舶。3.3 有关音频与视频实践场景的设计音频：通过操长一短一长一 短声、一长声、三短声，

7、按先后顺序作出 判断，答案分别 是“疑心与警告你的意图和行动、同意你船 追越我船、 周围 船舶请注意、 我船正在向后推进。 5 视频： 录制典型地 段视频， 主要用于对船员在主要、 重点和险要 航段上的培训， 掌握本航段的地貌、水文、气象特征。如： 播放水面开阔、 两山对峙的三峡库区，船员通过观看航段地 貌，自然推导出 “容易起雾且峡谷风大的气象特征。录制 典型的通航场景 视频，用于培养船员的航路选择和操船避让 技能。 4 智 能化船员培训效果检测体系的创立设想 现行船员 培训 效果检测体系的局限性现行体系主观性较强，不同的教 员对 同一个船员的评价结果存在着差异，甚至差异很大。因 此在 对船

8、员进行培训效果检测时，对船员的知识、技能和操 作的 掌握程度不能进行全面和综合的公正评判 6 创立的技术 路 线首先改良能模拟人类判断力的计算机软件，然后让计算 机 把船员的操作指令、次数、时间和效果与机内预先设置的 评 价标准相对照，从而自动记录和评分。创立航海智能化专 家 系统创立航海领域的知识库、创立能获取并运用该知识库 的 机构；构建符合国家海事局培训要求的、符合航行规那么要 求 的、符合船员通常做法要求的、符合船舶通航环境要求的 并 经计算机优化了的船舶操作方案的数学模型，从而得以作 出 智能化评价标准；以评价标准为依据构建数据库子系统， 即 具有模仿专家思维功能的航海智能化专家系统

9、。运用智能 化 模糊综合评价技术在航海实践中存在着大量的模糊现象， 易 定性分析而难用量化数据表达，为此应采用模糊数学集合 理 论，依据船员培训时被计算机录入的各种表现的优劣程度 来 确定评价值。即以最优表现为基准值 1 ，稍差的为 0.99 ； 各 种表现依据欠优的程度得到相应的评价值，从而建立表现 与 评价值之间的隶属度函数综合评价模型，进而展开计算， 最 后得出船员的培训成绩。智能化船员培训效果检测体系设 计：由图 2 可见：综合运用航海智能化专家系统和智能化模 糊 综合评价技术，把船员实操步骤及结果与航海智能化专家 系 统比拟，运用智能化模糊综合评价技术得出船员培训效果 的 实际评分。智能化培训评价体系典型案例剖析以考题“丹 徒 水道航路确实定为例，测评船员在江苏定线制水域的走 船 技术。深水航道宽度为 500m ，两侧界限分别用左侧标、右 侧 标标示， 在深水航道内设置了上、 下行通航分道和分隔带， 分别占航道宽度的五分之二、五分之二、五分之一。计算机 根 据船员所摆船位的适宜程度打分。如果能把船位控制在靠 黑 浮一侧 200m 宽的分道内的最适宜位置，以距黑浮 100m 处 得 总分值， 99m 处得 99 分，依次类推， 0m 处得 0 分。 5 结 论 与展望 基于计算机仿真的船员培训新模式的特点是： 建设周 期短、针对性强、易