基于模拟器的内河船舶船员实际操作考试模块设计

    李全超

    

    摘要：本文根据运用船舶操纵模拟器进行内河船舶船员实际操作考试现状，借鉴模块课程的设计理念对如何进行内河船舶船员实操考试模块设计进行探讨。

    关键词：内河船舶船员；实际操作考试；模块；设计

    中图分类号：U675.9 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）03-0056-02

    1研究背景

    由于传统的实船考试方式存在着承考船舶调用难、组织管理难、社会成本高、考试周期长和安全隐患大等问题，造成了内河船员实操考试难以全面有效地开展。随着现代计算机技术和仿真技术的高速发展，船舶操纵模拟器技术日趋成熟，社会上各大航海院校广泛采用船舶操纵模拟器进行海船训练和考试。2011年，交通部重新修订了《中华人民共和国内河船舶船员考试发证规则》，明确提出了可以采用船舶模拟器根据各水系的实际情况进行实际操作考试，使得应用船舶操纵模拟器进行内河船舶船员实操考试得以迅速发展。

    由于目前在内河上刚刚开始运用模拟器进行内河船舶船员实际操作考试，这种考试与用海船船舶操纵模拟器进行实操考试有较大的区别，因此缺乏系统的经验积累。截止目前，没有一个成熟的理论或规范能够用于实操考试场景、考试项目等的设计，导致各地的实操考试存在较大差异，使得考试的公平性受到质疑。因此，如何科学运用内河船舶操纵模拟器进行内河船舶船员实操考试，保证考试的公平、公正和高效，是目前亟待研究的问题。

    用模拟器进行内河船长实操考试不同于实船现场考试，它是在模拟的视景、模拟的水流和交通流环境下进行的模拟操作考试。不仅要制定合理的实操考试方案和考试流程，还要充分利用船舶操纵模拟器的功能特点、航段特征、船舶交通流、气象条件、实操考试要求等。将这些要素进行有机的组合，设计出符合考试需要的模拟操作环境和实操考试要求组合（以下简称为考试模块组），然后依据考试时不同人员所需内容的区别，制作出供考生、评估员、教练员和考官用的实操考试模块。这是保证运用模拟器进行内河船员实际操作考试公平性和有效性的关键。

    2模块设计的思路

    内河船舶船员实操考试模块设计主要借鉴模块课程的设计理念，将整个实操考试模块的组件按类别进行分拆，每个组件都依存于实操考试模块且是其不可或缺的一部分，同时，每个组件又具有相对独立性。根据权重分析法对每组件的构成部件进行权重排序，拆下权重比例大的构成部件，分析其构成零件，并配备不同型号。最后将这些不同型号的零件组合为部件，再将部件有机组合为组件，并最终形成完整的实操考试模块组。

    3實操考试模块组的构成组件分析

    实操考试模块组的构成组件是指构成实操考试模块中较大的部分，每个部分相对独立，同时又相互依存，主要有以下几块组件：

    3.1考试项目

    设计内河船舶船员实操考试模块组，首先要清楚设计该模块要实现那些考试内容，因此实操考试内容是模块的一个构成组件。依据《中华人民共和国内河船舶船员实际操作考试办法》和其附件《内河船舶船员实操考试大纲》、《内河船舶船员实操考试规范》的规定，内河船舶船员实操考试项目包括：助航设备及通讯设备的操作、船舶操纵、应急应变、典型案例分析和避碰规则及有关规定的运用。

    3.2本船和目标船

    本船是由考生自己进行操纵，主要是用于实现考生船舶操纵和应急应变项目的模拟船舶，是实操考试模块中很重要的一个构成要素。同时由于真实的内河通航环境是船舶密度较大，经常会遇到追越、交叉等局面以及应急的状况，因此为模拟一个接近真实的船舶通航环境，需设置一些和本船进行对抗的船舶，即目标船。用于考查考生遇到碰撞危险或应急局面的反应能力。因此将本船和目标船作为实操考试模块的构成组件。

    3.3环境设置与控制

    为尽可能与外界的气象、水文等条件一致，给考生一种身临其境的感觉，需要对天气、能见度、水流的速度和方向、风速和风向等气象水文条件进行设置。同时，实操考试要通过考试水域、码头、航道等来给本船和目标船提供一种航行操纵环境，因此，也需对船舶的航行环境进行设置。在考试过程中，还需要对应急情况、目标船进行控制，因此环境设置与控制也是实操考试模块的一种构成组件。

    3.4模块时长

    内河船舶船员实操考试的组织方案中规定了每天的考生人数，对每名考生的实操时间应有一定的控制。内河船舶船员实操考试项目比较多，如果模块实操时间设置太短，不利于充分评估考生的实操技能，如果模块实操时间设置太长，会造成模拟器资源浪费。同时为规范实操考试，确保实操考试的公平、公正，在各本船同时操作的每名考生的实操时间应基本一致，因此，模块时长是实操考试模块的另一组件。

    4构成实操考试模块部件及零件分析

    在构成实操考试模块的四大组件中，影响要素众多，因此在分析每一组件的构成部件时，不可能全部罗列出来，主要采用权重分析法来进行取舍，将权重系数小的部件搁置，拆下权重系数大的部件进行分析。

    4.1考试项目分析

    考试项目严格按照国家规定的考试项目进行设计。内河船舶船员实操考试项目包括助航设备及通讯设备的操作、船舶操纵、应急应变、海事案例分析和避碰规则及有关规定的运用。这五类项目由考试大纲规定，其权重为1，是必考的内容。因此，每个模块中应包含这五大部分的内容。但是每一项包含的内容非常丰富，无法全部考到，因此需对每一项内容进行分析，合理有机地进行组合。如应急应变这个项目中，包含突遇能见度不良航行操作、大风浪中船舶操纵、船舶失控应急、船舶碰撞应急、船舶火灾的应急、船舶触礁/搁浅的应急、船舶走锚应急、人员落水应急、油污染应急，在实际考试时，不太可能所有内容全部考到，因此依据权重分析法将这些内容进行权重分析排序（可依据事故统计、专家意见等），并结合模拟器特点（如船舶搁浅还不能很好模拟）将这些内容进行有机组合，构成应急应变这个项目。

    4.2本船和目标船分析

    本船和目标船的构成部件主要有船型、船舶参数、开始的船位、速度和航向，在这些构成部件中，船型是在模拟器船型建设时设置好，可由考生依据自己从事的船型来选择，船舶参数是依据内河某种类型船舶通用参数进行设置，一般不做更改。开始的船位、速度和航向则可依据实际情况合理地进行不同的设置。

    4.3环境设置与控制分析

    环境设置和控制主要包括初始环境设置和航行环境控制，在初始环境设置时，包含有天气、风、流、浪、潮汐等气象水文要素，通过权重分析排序，主要分析风和水流，在设置时，可依据实际情况对风流的方向和大小进行不同的组合。在考试水域设置时，可选择有代表性的水域，对弯、窄、浅险槽、桥区、坝区等进行不同地组合。

    4.4模块时长分析

    模块时长模块的操作时长包括单个项目的操作时间、项目之间的过渡时间、模拟器调试准备时间及预留应急时间，和实操环境、实操项目的数目及难度等多种因素有关。因此模块时长应在项目、环境等因素全部确定后，经过反复的试验和验证，才能确定合理的时间。

    5模块制作

    将所有不同型号的零件进行有机组合，形成实操考试模块组。注意该组合不是简单的组合，而是要考虑模拟器的特点，各零件、部件之间紧密依存的关系以及相互之间的协调关系等，进行科学、合理的搭配。在上述实例模块组完成组装后，结合航道特征、设计的船舶会遇局面、水域环境等可以在模拟器上设计出模拟的实操考试场景（图1）

    在实际应用時，由于涉及到不同的应用对象（考生、教练员、考官和评估员），需要根据不同对象的需求将模块组中的相关部分提炼出来，制成针对各个应用对象的实操考试模块。其中考生需要知道自己进行实操时的初始设置、实操项目和考试时间等。教练员需要知道模块的运行和控制过程。考官需要了解设置的场景和应急的项目。评估员需要知道详细的评估内容和模块运行的整个过程。将上述四种对象的需求从实操考试模块组中提取出来，制成各自的考试模块。具体的考生用实操考试模块1501-1如下：

    1501-1考生用实操考试模块

    本船尺度：4000吨级散货船旋回初径：约2-3倍船长

    船舶参数：船长81.8米，船宽13.8米，吃水4.4米，载重吨3600吨

    通航环境：风力3级、风向；东北风。能见度一般、中枯水位。

    实操水域：南京

    初始船位：32 3.76N 118 41.79E（梅子洲144号红浮）

    评估时间：40-60分钟

    评估方式：1、2、3、4、5、6实操；7口述

    实操项目：（1）梅子洲144号红浮下行；

    （2）下行过南京长江大桥；

    （3）上元门锚地水域掉头作业；

    （4）上元门码头靠、离泊作业；

    （5）应急处置；

    （6）通讯、助航设备使用；

    （7）案例分析。

    依此思路，将教练员、考官和评估员实操考试模块罗列出来，完成一个模块组的制作。

    当各个实操考试模块组制作完后，将相应的模块组进行封存，在考生考试前，由考生随机抽选（如考生抽选到1502题卡），再由教练员将封存的各个模块（1502-1，1502-2，1502-3，1502-4）发给相应的人员，并在模拟器上运行设置好的模块组（1502），开始进行考试。考试结束后，由考官结合评估员评估出的考生成绩和自己对考生的观察、提问等最终确定考生成绩。