江雪 顾维国 李雪英
[摘 要] 航海模拟器具有强大的仿真环境和模拟功能，它在船舶驾驶教学中可以有效代替实际船舶进行实践操船训练，是一种重要的船员驾驶培训设备。首先对航海模拟器和模拟器的发展历程进行了简述，然后探讨分析了航海模拟器在航海教育和培训中的应用。利用航海模拟器进行教学培训，可以更好地提高船员培训质量和船员素质，为航海运输业的安全和发展提供保障。
[关 键 词] 船员;航海教育与培训;船员培训质量;航海模拟器;驾驶台资源管理
[中图分类号] U676.2 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2020）49-0178-02
一、引言
航海模拟器具有强大的仿真环境和模拟功能，它在船舶驾驶教学中可以有效代替实际船舶进行实践操船训练，是一种重要的船员驾驶培训设备，对实践培训教学有着重要影响。船舶驾驶台资源管理（BRM ）是关于船舶驾驶的一门管理学科，涉及船舶公司、航海院校、船员个体等各个不同主体，包括船舶设备、设备操作、人员管理等硬件和软件多个方面。有效地利用航海模拟器进行教学培训，可以更好地提高船员进行船舶驾驶台资源管理的能力，从而进一步提高船员培训质量和船员素质，为航海运输业的安全和发展提供保障。
本文首先对航海模拟器和模拟器的发展历程进行简述，然后重点探讨分析航海模拟器在航海教育和培训中的应用。为了《STCW78/95公约》（海员培训、发证和值班标准国际公约）履约需要，提高新时期船员的综合能力，在我国各航海院校都已建设配置了航海模拟器。但各航海院校和培训机构的情况也有所不同，水平参差不齐，本文就航海模拟器在航海教育和培训中如何发挥作用进行探讨。
二、航海模拟器的简介
航海模拟器，根据《STCW78/95公约》及挪威船级社（DNV）等相关文件的规定和解释，是一种局部模拟海洋状况、船舶运动，专门为模拟海洋船舶驾驶，从而使操作者不用进入真实的特定环境就能获得真实环境的感受和操作体验，并通过操作实践来获得和表明其能力的装置。大型船舶操纵模拟器，主要由驾驶台控制面板显示系统、雷达/ARPA 模拟系统、电子海图显示与信息系统（ECDIS）、导航仪器系统、辅助靠离泊视景系统等组成。GMDSS模拟器则是全球海上遇险与安全系统（Global Maritime
Distress and Safety System）模拟器。
上海海事大学航海模拟器实验室由两套四本船多用途航海雷达模拟器、一套四本船多功能操舵模拟器和一套目前世界上规模最大的新一代360°立体视景高仿真度研究型全功能船舶操纵模拟器系统以及三个多功能航海模拟训练室组成。在计算机技术和虚拟现实技术高度发展的今天，船舶模拟器得到了国际航运界的高度认同，并广泛运用于航海技能教学、培训和评估、系统分析、方案论证及工程设计等领域，模拟器的研制也受到了国际海事组织IMO的高度重视，并在《STCW78/95公约》中多次强调了航海模拟器的作用，国家海事局也在《中华人民共和国海船船员适任评估大纲和规范》以及有关专业和特殊培训考试和评估大纲中对强制性和非强制性模拟器训练给出了规定。
多用途航海雷达模拟器用于完成航海技术专业相应专业课必需的实验教学和《雷达观测与标绘和雷达模拟器》《自动雷达标绘仪（ARPA）》两项专业合格证培训及值班水手评估强制培训任务。多功能操舵模拟器在承担专业课“船舶结构与设备”的操舵训练、船舶操纵的航行和靠离泊操纵、综合航行训练以及船员、引航员等职业培训的训练任务外，还承担了相关科研任务，如港口通航能力评价等。新一代360°立体视景高仿真度研究型全功能船舶操纵模拟器系统主要针对海船管理级船员船长、大副及船舶引航员进行大型船舶操纵和海船驾驶台资源管理等特殊培训。多功能航海模拟训练室是桌面型的航海模拟训练系统，除可用于模拟雷达、ARPA、GPS及操舵训练外，也可利用其进行诸如电子海图、GMDSS、航海英语评估和船舶积载与系固等专业训练。
三、航海模拟器的发展历程
航海模拟器在我国起步于20世纪的80年代初期，各航海学校开始认识到航海模拟器在教学中可以起到的巨大作用，并逐步配备及制定相关训练使用方法。自1994年起的三年时间内，航海模拟器在我国得到了发展，各院校开始将航海模拟器大量使用于教学中。1994年，《STCW78/95公约》的出台在一定程度上促进了航海模拟器在教学中的使用。从1997年开始，图形技术和现实虚拟技术的快速发展促进了我国航海模拟器的研发，使我国航海模拟器技术进入腾飞阶段，且研制出各种先进的航海模拟器并大量投入到相关的教学和培训中。目前我国航海模拟器已经在大部分海事课程教学中得到了使用，如部分学校利用航海模拟器展开驾驶台资源管理、大型船舶操纵等课程的培训，甚至用来进行海事分析等论证工作。
上海海事大学航海模拟器实验室教学面积达2000平方米，可同时满足四个学生自然班的实验教学和海事局评估考试需要。航海模拟器实验室自1989年以来，自行研制、开发和建设了各种类型航海模拟器，不仅填补了我国大型船舶操纵模拟器的空白，同时系统的主要技术性能也达到了国际同类设备的先进水平。到目前为止，该室已为国内外航海院校、部队、企事业单位提供了60多套不同类型的航海模拟器系统，为我国航海模拟器领域的教学与训练起到了较大的促进作用。
四、航海模拟器的培训效果及作用分析
（一）模拟器的教学培训效果已得到广泛认可
自20世纪80年代初，我国航海模拟器经过数十年的研究与发展，已取得了长足进步和丰硕成果。目前已被广泛应用于航海教育培训、港航工程评估及通航安全论证等领域。对于航海技术专业学生而言，在校期间实船的参观学习和实践训练机会非常有限，且船舶配备的设备在型号、功能等方面有较大的局限性。因此，短暂的实船培训并不能满足航海类专业人才培养的需要。通过构建虚拟仪器设备和航海情景，学员可以脱离传统的纯课本理论教学，能直观感受航海仪器设备，在虚拟场景中有身临其境的海上体验，并通过模拟操作达到近似实船训练的效果，实现了“做中学、学中做”，是一种将理论与实践良好融合的学习模式。基于在教育培训中的良好效果，航海模拟器由初期应用于IMO强制性培训评估项目逐步扩展到一些具有前瞻性和针对性的职业培训当中，如引航员业务培训及VTS管理培训等。
同样，航运公司及船舶管理公司在高级船员储备培养和能力提升过程中，航海模拟器也发挥了不可替代的作用。如某航运公司要求管理级船员在每次任职服务前需要进行为期一周的模拟器训练，主要开展进出港操船、恶劣天候及繁忙水域航行、典型案例分析等训练内容。
可见，不论是航海院校、培训机构还是航运公司在航海教育或海员培训过程中航海模拟器已成为一种安全、经济、有效的重要教学手段，可切实培养实操能力和增加实践经验。
（二）模拟器在培训与评估中的重要作用
IMO于2010年6月在菲律宾首都马尼拉召开了国际海事组织STCW公约缔约国外交大会讨论并通过了“STCW公约马尼拉修正案”，再一次修改并增加了模拟器在航海教育培训中的标准和规则。例如电子海图显示与信息系统（ECDIS）与驾驶台资源管理（BRM）定为强制性培训与评估项目放入规则A部分，并明确规定可采用“经认可的航海模拟器”进行课程培训和评估。
中国海事局在2011年12月29日下发了《关于做好STCW公约马尼拉修正案履约准备工作有关事项的通知》，明确要求所有航海院校在2013年7月1日前必须配置船舶操纵模拟器和ECDIS模拟器，进一步强调了航海模拟器在船舶驾驶台资源管理（BRM）、GMDSS、ECDIS等课程教学训练、培训评估中的重要作用。
中国交通运输部于2017年3月7日发布了《海船船员培训大纲（2016年版）》，其中实践技能与要求环节中也明确提出部分实践性训练项目可以在实验室（航海模拟器）中开展。因此，模拟器训练已经成为驾驶台和机舱培训的有机组成部分。利用船舶操纵模拟器进行培训与评估，可以有效地提高船员的实际工作能力，从而更好地保证船舶航行的安全性。
五、结语
大型远洋船舶像一座浮动的水上城市，机电设备繁多，管路系统非常复杂。远洋航行条件恶劣多变，实船训练难以开展，且费用昂贵。依托虚拟现实、人机交互等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，实现“航海教育不出海、船舶操纵不上船”，是航海类专业实验教学的必然要求和发展趋势。航海模拟器可以模拟海洋状况、船舶运动，可以使操作者体验到海洋船舶驾驶的感受，并通过操作实践提高工作能力。各种先进的航海模拟器已经投入到相关的教学和培训中，因此，航海模拟器将会在船舶驾驶台资源管理（BRM）、GMDSS、ECDIS等课程教学训练、船员培训评估中发挥越来越大的作用。
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◎编辑 司 楠
