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淺談計算機仿真技術(shù)在21世紀(jì)航海教育中的發(fā)展與應(yīng)用
論文關(guān)鍵詞：計算機 仿真技術(shù) 航海模擬器 教學(xué)培訓(xùn)
論文摘要：簡要介紹了計算機仿真技術(shù)在航海教育中的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀，并就這種技術(shù)在21世紀(jì)航海教育中的發(fā)展與應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。同時，還就如何促進(jìn)計算機仿真技術(shù)在我國航海院校教學(xué)培訓(xùn)工作中的全面應(yīng)用，以適應(yīng)21世紀(jì)國內(nèi)外海運事業(yè)發(fā)展的需求提出了幾點設(shè)想。
0前言
近年來，隨著計算機技術(shù)、信息工程與自動化等技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機仿真技術(shù)也得到了快速發(fā)展自20世紀(jì)7O年代前后開始起步并用于航海教育的計算機仿真教學(xué)培訓(xùn)設(shè)備一一航海模擬器，無論在種類、功能及技術(shù)性能方面目前都處于一個嶄頹的階段。鑒于現(xiàn)代船舶已裝備了先進(jìn)的導(dǎo)航和自動化控制設(shè)備，為了滿足現(xiàn)代航海事業(yè)對船舶駕駛?cè)藛T在知識和技能學(xué)習(xí)訓(xùn)練方面的需要，計算機仿真技術(shù)已在各國航海院校的教學(xué)培訓(xùn)中廣泛應(yīng)用。國際海事組織(IMO)在1995年新修訂的1978年國際海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)公約(STCW)中多次強調(diào)了計算機仿真技術(shù)在航海教育中的作用，并就其在航海專業(yè)教學(xué)培訓(xùn)中的具體應(yīng)用作出了明確規(guī)定，以便船舶駕駛?cè)藛T通過參加這些新型的專業(yè)知識和技能的學(xué)習(xí)訓(xùn)練真正掌握現(xiàn)代航海技術(shù)．勝任日后的專業(yè)工作。可以肯定的是，隨著現(xiàn)代高新科技的發(fā)展和為了滿足世界航運業(yè)的新需求．計算機仿真技術(shù)在21世紀(jì)的航海教育工作中將有更大的發(fā)展前景，并將發(fā)揮更大的作用
l計算機仿真技術(shù)在現(xiàn)有航海教育中的應(yīng)用。
1．1雷達(dá)模擬器
計算機仿真技術(shù)在航海教育中的應(yīng)用可以追溯到20世紀(jì)70年代前后的早期雷達(dá)模擬器的研制與應(yīng)用。鑒于當(dāng)時這種技術(shù)的局限性和航海教育培訓(xùn)的需要．這類建立在計算機仿真技術(shù)基礎(chǔ)上的雷達(dá)模擬器只能通過小型計算機系統(tǒng)產(chǎn)生限定數(shù)量的雷達(dá)物標(biāo)與岸線信號，用在雷達(dá)真機上進(jìn)行物標(biāo)的觀測與識別、導(dǎo)航與定位、危險物標(biāo)的判斷與避讓的模擬訓(xùn)練。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，隨著計算機仿真技術(shù)的發(fā)展和為了滿足當(dāng)時海上安全航行訓(xùn)練的需要．以雷達(dá)模擬器為基礎(chǔ)的“雷達(dá)／自動雷達(dá)標(biāo)繪儀(ARPA)模擬器”和“雷達(dá)導(dǎo)航模擬器”得到了大規(guī)模的發(fā)展。這類模擬器除了可用于船舶駕駛員及航海專業(yè)學(xué)生舉辦的“雷達(dá)觀測與標(biāo)繪”及“ARPA操作”專項實操訓(xùn)練外．還可用于各種導(dǎo)航設(shè)備儀器的模擬操作訓(xùn)練，以正確測定船舶的位置和保證船舶航行的安全。目前它已成為世界各國航海院校擁有數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的模擬器。
1．2船舶操縱模擬器
雷達(dá)模擬器和雷達(dá)與導(dǎo)航模擬器都只能通過產(chǎn)生雷達(dá)／ARPA裝置和船用導(dǎo)航儀器的模擬信號，用于使用雷達(dá)航行和各種不同類型導(dǎo)航儀器進(jìn)行定位等方面的訓(xùn)練。由于這些部分功能(PartTask)模擬器無法提供任何供參考的海上視景信號，因此在實際使用中帶有很大的局限性。自20世紀(jì)7O年代后期起。國外一些航海院校開始裝備通過計算機控制投影光點顯示夜景或直接由計算機成像顯示晝／夜視景功能的船舶操縱模擬器。這種模擬器可以直觀地模擬和顯示船舶在海上或港內(nèi)航行及操縱情境的視景．便于受訓(xùn)人員接受真實感強、訓(xùn)練項目多的船舶航行、避碰、定位及靠離泊位操縱等方面的訓(xùn)練。為了綜合開發(fā)各種模擬功能，現(xiàn)有的船舶操縱模擬器都已將雷達(dá)、ARPA及導(dǎo)航模擬器的功能與自有的功能集為一體，成為綜合(I-{ybrid)航海模擬器或全功能(FullMission)模擬器。這些先進(jìn)的航海模擬器可用于要求更多更高的綜合型的航行訓(xùn)練。但是，這類模擬器自20世紀(jì)80年代成為產(chǎn)品推向市場后，因其價格高昂．難以在世界上推廣應(yīng)用。進(jìn)入90年代后，隨著PC機及圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展和完善．國內(nèi)外研制的以多臺PC機組成局域阿為基礎(chǔ)的船舶操縱模擬器開始投入使用。由于這種設(shè)計大大降低了成本，又能保證各種模擬效果，所以受到了航海院校的普遍歡迎。目前國內(nèi)外已有不少航海院校裝備了這類模擬器。
1．3其他航海模擬器
為全面滿足航海教學(xué)培訓(xùn)的新需求，計算機仿真技術(shù)在航海教育的其他領(lǐng)域內(nèi)也得到廣泛應(yīng)用。例如輪機模擬器的闊世解決了輪機員在船舶主機操作與管理方面的訓(xùn)練，以便他們能全面正確地掌握相關(guān)的實際操作程序與方法；液貨操作模擬器(槽管模擬器)投入使用后．由于它能真實模擬液體貨物裝卸作業(yè)中的實際情況，負(fù)責(zé)這些工作的人員在接受油輪裝卸與原油洗艙等方面的模擬訓(xùn)練后．他們就能正確掌握液貨裝卸與洗艙安全操作等方面的操作規(guī)程與技能；還有一些航海院校根據(jù)船舶交通管制(VTS)培訓(xùn)課程的需要．研制配備的VTS模擬器可供VTS的指揮和管理人員參加實際操作的訓(xùn)練．以確保和提高培訓(xùn)質(zhì)量；又如國內(nèi)外許多航海院校在20世紀(jì)90年代裝備的用于全球海上遇險安全系統(tǒng)(GMDSS)系統(tǒng)模擬訓(xùn)練的GMDSS模擬器，在開展全球性的強化船員正確使用和操作該系統(tǒng)的訓(xùn)練工作中發(fā)揮了巨大的作用。
另外．雖然上述這些部分、綜合或全功能模擬器大都具有真實感強和模擬功能多的特點．但是它們的計算機系統(tǒng)及仿真設(shè)備機構(gòu)較為復(fù)雜、成本較貴、維修費用大且不太方便．還受到專用計算機等方面的限制，因此它們的使用和推廣受到辦學(xué)經(jīng)費和技術(shù)人員水平的制約與影響。近年來．由于PC機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展．國內(nèi)外航海院校和科研單位又研制了以Pc機為基礎(chǔ)的桌面(Desktop)航海模擬器，或直接使用PC機展開計算機輔助教學(xué)(CAI)工作。由于這些模擬輔助教學(xué)培訓(xùn)裝置具有成本低、用途廣、操作使用與維修保養(yǎng)方便的優(yōu)點，因此它們的出現(xiàn)受到了世界航海教育界的歡迎和重視．并已得到推廣使用。
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