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中心建设必要性

航海教育具有国际性和公约法规性。1999年,为履行国际海事组织《STCW78/95公约》和《船员教育与培训质量体系》有关规定,适应国家《海船船员适任考试、评估和发证规则》有关专业培训和适任评估要求,着眼于造就未来机驾合一型高素质船员需要,提升海上专业学生课外创新与实践能力,培育学生综合应变、协作能力和团队精神,全面满足国际航运市场对高素质航海类专门人才提出的新要求,学校整合相关教学资源,组建了“海上专业虚拟仿真实验教学中心”。该中心组建的必要性主要在于以下几个方面:

1. 航海教育培训相关公约法规的要求

航海教育具有国际性和公约法规性。为提高船员教育培训质量,规范船员培训、发证过程,国际海事组织(IMO)制定了《关于海员培训、发证及值班标准国际公约(STCW)》,该公约于2010年修订为《STCW78/10公约》,公约中明确了船员培训中的模拟器使用要求。为履行《STCW78/10公约》,交通运输部出台了《中华人民共和国船员培训管理规则》(交通运输部令2009年第10号和交通运输部令2013年第15) ,其中明确了船员教育培训的模拟器(包括航海模拟器、轮机模拟器)配置标准;中国海事局在20111229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(海船员〔2011923号)”文件,该文件明确要求了所有航海院校必须配置船舶操纵模拟器、ECDIS模拟器和轮机模拟器等,进一步强调了船舶操纵模拟器、ECDIS模拟器、轮机模拟器等航海模拟器在驾驶台资源管理、电子海图、雷达操作与应用、机舱资源管理等学生训练科目中的使用。中国海事局出台的海船船员适任考试大纲和评估规范中也明确了航海模拟器、轮机模拟器考试大纲和评估规范。

2.虚实结合的航海类专业实践教学模式的需要

海上专业传统的实践教学模式采用实物设备进行教学,但实物设备训练存在投资大、使用成本高、无法进行故障模拟和应急操作训练等缺点,学生实践训练规模受限制、训练效果受影响。随着虚拟现实技术、仿真技术的快速发展,开发功能先进的航海模拟器、轮机模拟器成为可能。为使海上专业实践训练更为经济、安全、高效,提出循序渐进的、“虚实结合”的海上专业实践教学模式,该实践教学模式分实验室实物设备训练、模拟器操作训练、船舶航行训练三个阶段。模拟器的模拟操作训练与实物设备操作训练相互结合、互为补充,为安全、经济、高效地培养与国际接轨的应用型高级航海技术人才创造了良好的实验基地,为“虚实结合”的海上专业实践教学模式建立创造了良好条件,可以缩短学生从学校到船舶胜任岗位工作的磨合期以及高级航海技术人才的成长周期。因此,模拟器操作训练已成为海上专业培养方案和教学计划中实践教学的重要组成部分。

3.提高船员培训质量、降低培训成本的需要

船舶及其动力装置属于大型、高能耗设备,采用实物设备进行实践教学消耗大、危险性高、污染严重(排放和噪音污染)。而且,实际训练过程中需要实现主机或设备故障、全船失电、舵机失灵、机舱进水、机舱火灾、恶劣海况、搁浅、碰撞、海盗袭击、溢油等应急工况的操作与处理,这在实物设备或船舶正常航行中无法实现。实物轮机模拟器用于航海教育和培训,可以模拟机舱真实环境及动力设备系统及操作界面,与实物船舶自动化机舱及实际船舶机舱相比,可以开展动力设备应急操作训练及故障模拟训练,培养学员应急操作能力和故障分析处理能力,而且可以避免实物设备训练而需要的大量能源消耗、维护保养费用以及动力设备运行产生的废气、废水和噪音污染。船舶操纵模拟器、ECDIS模拟器、雷达模拟器同样提供了岸上真实实验平台或者实船无法开展的实验项目,是综合的虚拟实训资源,可以有效地解决真实实验教学中成本高、资源(能源)消耗大、危险性高等问题。

可以说,现代航海教育已离不开模拟器,它是海上专业教学中不可或缺的真实实验平台无法开展或高危险的实验教学资源,也是综合的半实物虚拟实训资源,可以解决实物设备训练投资大、使用成本高、无法进行故障模拟和应急操作训练等缺点,增加学生实践训练规模,提高学生训练效果。

中心多年来不断跟踪研究航运发展对人才培养的新需求,不断更新教育理念,创新虚拟仿真教学模式,自主研发虚拟仿真教学设备。近年来,成功自主研发了船舶操纵模拟器、ECDIS模拟器、雷达模拟器、GMDSS模拟器、轮机模拟器、船舶中高压电站模拟器,船舶电站虚拟操作平台、轮机虚拟现实技术平台等。中心的建设与发展为海上专业实践教学、高素质航海技术人才培养发挥了重要作用。