浅谈计算机仿真技术在21世纪航海教育中的发展与应用

浅谈计算机仿真技术在21世纪航海教育中的发展与应用

　　论文关键词：计算机　仿真技术　航海模拟器　教学培训

　　论文摘要：简要介绍了计算机仿真技术在航海教育中的应用与发展现状，并就这种技术在21世纪航海教育中的发展与应用前景进行了展望。同时，还就如何促进计算机仿真技术在我国航海院校教学培训工作中的全面应用，以适应21世纪国内外海运事业发展的需求提出了几点设想。

　　0前言

　　近年来，随着计算机技术、信息工程与自动化等技术的迅猛发展，计算机仿真技术也得到了快速发展自20世纪7O年代前后开始起步并用于航海教育的计算机仿真教学培训设备一一航海模拟器，无论在种类、功能及技术性能方面目前都处于一个崭颓的阶段。鉴于现代船舶已装备了先进的导航和自动化控制设备，为了满足现代航海事业对船舶驾驶人员在知识和技能学习训练方面的需要，计算机仿真技术已在各国航海院校的教学培训中广泛应用。国际海事组织(IMO)在1995年新修订的1978年国际海员培训、发证和值班标准公约(STCW)中多次强调了计算机仿真技术在航海教育中的作用，并就其在航海专业教学培训中的具体应用作出了明确规定，以便船舶驾驶人员通过参加这些新型的专业知识和技能的学习训练真正掌握现代航海技术．胜任日后的专业工作。可以肯定的是，随着现代高新科技的发展和为了满足世界航运业的新需求．计算机仿真技术在21世纪的航海教育工作中将有更大的发展前景，并将发挥更大的作用

　　l计算机仿真技术在现有航海教育中的应用。

　　1．1雷达模拟器

　　计算机仿真技术在航海教育中的应用可以追溯到20世纪70年代前后的早期雷达模拟器的研制与应用。鉴于当时这种技术的局限性和航海教育培训的需要．这类建立在计算机仿真技术基础上的雷达模拟器只能通过小型计算机系统产生限定数量的雷达物标与岸线信号，用在雷达真机上进行物标的观测与识别、导航与定位、危险物标的判断与避让的模拟训练。进入20世纪80年代后，随着计算机仿真技术的发展和为了满足当时海上安全航行训练的需要．以雷达模拟器为基础的“雷达／自动雷达标绘仪(ARPA)模拟器”和“雷达导航模拟器”得到了大规模的发展。这类模拟器除了可用于船舶驾驶员及航海专业学生举办的“雷达观测与标绘”及“ARPA操作”专项实操训练外．还可用于各种导航设备仪器的模拟操作训练，以正确测定船舶的位置和保证船舶航行的安全。目前它已成为世界各国航海院校拥有数量最多、应用最广的模拟器。

　　1．2船舶操纵模拟器

　　雷达模拟器和雷达与导航模拟器都只能通过产生雷达／ARPA装置和船用导航仪器的模拟信号，用于使用雷达航行和各种不同类型导航仪器进行定位等方面的训练。由于这些部分功能(PartTask)模拟器无法提供任何供参考的海上视景信号，因此在实际使用中带有很大的局限性。自20世纪7O年代后期起。国外一些航海院校开始装备通过计算机控制投影光点显示夜景或直接由计算机成像显示昼／夜视景功能的船舶操纵模拟器。这种模拟器可以直观地模拟和显示船舶在海上或港内航行及操纵情境的视景．便于受训人员接受真实感强、训练项目多的船舶航行、避碰、定位及靠离泊位操纵等方面的训练。为了综合开发各种模拟功能，现有的船舶操纵模拟器都已将雷达、ARPA及导航模拟器的功能与自有的功能集为一体，成为综合(I-{ybrid)航海模拟器或全功能(FullMission)模拟器。这些先进的航海模拟器可用于要求更多更高的综合型的航行训练。但是，这类模拟器自20世纪80年代成为产品推向市场后，因其价格高昂．难以在世界上推广应用。进入90年代后，随着PC机及图像处理技术的飞速发展和完善．国内外研制的以多台PC机组成局域阿为基础的船舶操纵模拟器开始投入使用。由于这种设计大大降低了成本，又能保证各种模拟效果，所以受到了航海院校的普遍欢迎。目前国内外已有不少航海院校装备了这类模拟器。

　　1．3其他航海模拟器

　　为全面满足航海教学培训的新需求，计算机仿真技术在航海教育的其他领域内也得到广泛应用。例如轮机模拟器的阔世解决了轮机员在船舶主机操作与管理方面的训练，以便他们能全面正确地掌握相关的实际操作程序与方法；液货操作模拟器(槽管模拟器)投入使用后．由于它能真实模拟液体货物装卸作业中的实际情况，负责这些工作的人员在接受油轮装卸与原油洗舱等方面的模拟训练后．他们就能正确掌握液货装卸与洗舱安全操作等方面的操作规程与技能；还有一些航海院校根据船舶交通管制(VTS)培训课程的需要．研制配备的VTS模拟器可供VTS的指挥和管理人员参加实际操作的训练．以确保和提高培训质量；又如国内外许多航海院校在20世纪90年代装备的用于全球海上遇险安全系统(GMDSS)系统模拟训练的GMDSS模拟器，在开展全球性的强化船员正确使用和操作该系统的训练工作中发挥了巨大的作用。

　　另外．虽然上述这些部分、综合或全功能模拟器大都具有真实感强和模拟功能多的特点．但是它们的计算机系统及仿真设备机构较为复杂、成本较贵、维修费用大且不太方便．还受到专用计算机等方面的限制，因此它们的使用和推广受到办学经费和技术人员水平的制约与影响。近年来．由于PC机及网络技术的飞速发展．国内外航海院校和科研单位又研制了以Pc机为基础的桌面(Desktop)航海模拟器，或直接使用PC机展开计算机辅助教学(CAI)工作。由于这些模拟辅助教学培训装置具有成本低、用途广、操作使用与维修保养方便的优点，因此它们的出现受到了世界航海教育界的欢迎和重视．并已得到推广使用。

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