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淺談計算機(jī)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(jī) 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(jī)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(jī)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(jī)技術(shù)、信息工程與自動化等技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)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(jī)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(jī)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(qiáng)調(diào)了計算機(jī)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�？梢钥隙ǖ氖牵S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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)控制投影光點顯示夜景或直接由計算機(jī)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(qiáng)、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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)模擬器的闊世解決了輪機(jī)員在船舶主機(jī)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(qiáng)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(qiáng)和模擬功能多的特點．但是它們的計算機(jī)系統(tǒng)及仿真設(shè)備機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)為基礎(chǔ)的桌面(Desktop)航海模擬器，或直接使用PC機(jī)展開計算機(jī)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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