海警航海實習仿真訓練評估

摘 要：為有效提高海警航海實習的效果，基于艦艇綜合仿真訓練系統開展航海實習仿真訓練，對訓練效果進行評估。建立航海實習仿真訓練評估指標體系，運用專家估測法確定各個評估指標權重，結合單項指標組合的隸屬度分別完成二級指標到一級指標的模糊綜合評判。經過定量計算到定性評估的轉換，對培訓學員的航海實習技能給出了一個較為準確的評判。

關鍵詞：航海實習;仿真訓練;評估指標

海警在執行維權執法任務時常常面臨惡劣的航行環境，其航海技能水平的高低是完成任務的基礎。在航海人才的培養中，海警相關專業的學員僅僅掌握理論知識遠遠不夠，需要長時間的在艦艇上進行出海實習，在實踐中掌握專業技能。由于客觀條件限制，長時間的出海航行不切實際，學員在校期間往往只有一個月的艦艇認知實習，一個月的課程實習以及一個月的畢業實習，實習時間短任務重的現實矛盾比較突出。如何在短期內掌握過硬的專業技能，采用航海模擬訓練的方法能夠有效緩解這一現實問題。這樣在實裝艦艇實習前開展模擬訓練，能夠有效縮短學員對各個崗位的認知時間。把航海技能培訓轉移到實驗室進行，既節約了大量的訓練經費，又克服了天氣等一系列客觀條件所造成的困難，即可以開展單一航海技能訓練，又能開展綜合性實習項目，提高了訓練效果。在航海模擬器評估方面，文獻[1]研究了航海模擬器中船舶航行風險的實時評估，其中只有碰撞危險的評價系統的船舶擱淺危險的評價系統。文獻[2]研究了ARPA模擬器的評估系統，但沒有研究船舶操縱的評估系統。文獻 [3]研究了航海模擬器的訓練成績自動評估系統，并對船舶緊急狀態及避碰進行評估分析。為客觀評估訓練過程，依托艦艇綜合仿真系統開展評估研究具有較強的實際意義。

1 建設航海實習仿真訓練平臺

為順利開展海警航海實習仿真訓練，依據海警艦艇訓練大綱及船員培訓的相關法規、評估大綱，利用先進的半實物船舶模擬器，結合計算仿真、模型渲染、視景顯示、邏輯交互、運行模型等技術，建設艦艇綜合仿真訓練系統[4-5]。1號艦艇模擬器、操縱性能等以1600總噸海警船為原型進行設計，如圖1所示;2、3號艦艇以600總噸海警船為原型進行設計與定制，如圖2所示;視景數據庫中包含多個艦船模型與港口。艦艇綜合仿真訓練系統還包括360°環幕、180°環幕、180°液晶、桌面系統、導調、戰術訓練系統、GMDSS、視景模型數據庫、服務器、工業計算機、顯示器、網絡交換機及相關輔材等硬件設備，艦艇綜合仿真軟件平臺，電子海圖、雷達、錨纜、聲號控制等。此仿真訓練平臺的建成，既能開展航海實習，又能開展海警戰術訓練、綜合演練等，為海警維權執法人才的培養提供了有力支撐。

2建立航海實習仿真評估指標體系

由于海警艦艇綜合仿真訓練系統平臺屬于半實物仿真，在航海實習中還不能完全代替實裝艦艇開展各個項目的實習。在實際操作中，需要結合實習項目的要求選擇了5類典型的科目作為一級評價指標，并且磁羅經自差校正還要結合磁羅經自差校正模擬系統來完成。每個一級指標下確定了4個二級指標，共20個二級指標，組成海警航海實習仿真訓練評估指標體系，如圖3所示。

在設計每一個二級評估指標時，根據考核要求制定出詳細的評估標準。比如GPS定位指標的評估標準：定位時間在30秒以內，誤差在1鏈以內為100分，時間每延長5秒扣5分，誤差每增大0.5鏈扣10分。同理，根據其他評估指標考核要求分別制定相應的評分標準。

3 航海實習仿真訓練評估

一般在開展評估中分為四個步驟：首先建立因素集及各因素權重，其次建立評價集，再次開展單因素模糊評判，最后進行模糊綜合評判。

航海實習仿真訓練的因素集見圖3所示，共有20個評估指標。各個指標的權重的確定采用專家估測法，最后計算的一級指標因素權重為? ? Wi=（1.2，0.25，0.2，0.15，0.2），（i=1，2，3，4，5）。

二級指標因素權重為Wi1=（0.1，0.4，0.4，0.1），Wi2=（0.3，0.15，0.15，0.4），Wi3=（0.2，0.3，0.2，0.3），Wi4=（0.3，0.3，0.2，0.2），Wi5=（0.3，0.3，0.2，0.2）。

3.1 單因素模糊綜合評判

根據每名學員在各項實習技能考核的成績，結合二級因素Ui的單因素模糊矩陣Ri及權重Wij，使用模糊變換Ei= Wij·Ri，得到Ui的二級模糊綜合評判矩陣，同理經過模糊變換Yi= Wi·Ei得到一級模糊綜合評判集，即得到了單個學員的模糊綜合評判成績。以隨機抽取的5名學員的考核成績，進行模糊綜合分析。

3.1.1二級指標模糊評價計算

E1= Wi1·R1={90 77.5 78 67 76}，R1的取值如圖4所示。

E2= Wi2·R2={93.75 84.25 97 64.5 78.5}， R2的取值如圖5所示。

E3= Wi3·R3={89 80 80 63 77.5}，R3的取值如圖6所示。

E4= Wi4·R4={93 76.5 77.5 63.5 80}， R4的取值如圖7所示。

E5= Wi5·R5={84.5 93.5 78 64 77.5}， R5的取值如圖8所示。

因此二級指標各因素組成矩陣E=（E1，E2，E3，E4，E5），該矩陣成為一級因素指標的隸屬度Ry=E，E的取值如圖9所示。

3.1.2一級指標模糊評價計算

經過二級指標計算得到一級指標隸屬度，結合一級指標因素權重模糊計算，得出5名學員在此次實習考核的綜合成績。

Yi= Wi·Ry={90.025 82.738 83.075 64.45 77.825}

經過一致檢驗，結論滿足要求。

3.2評估結果

將評估集分為四種狀態{優秀（85-100），良好（70-85），及格（60-70），不及格（0-60）}，5名學員的綜合評估結果分別為優秀、良好、良好、及格、良好。其中第1名評判結果為優秀，第2，3，5名評判結果為良好，第4名的評判結果為及格。

利用上述評估方法對2個區隊81名學員的訓練成績進行模糊綜合評判，評判結果為9名學員優秀，43名學員良好，26名學員及格，3名學員不及格。

4 結論

基于海警艦艇綜合仿真系統平臺開展航海實習仿真訓練評估。經過專家評測確定一級評估指標及二級評估指標權重，結合二級指標隸屬度得出一級指標隸屬度，最后得出學員的綜合評估結果。為科學評估海警相關專業學員的訓練效果具有參考價值。

參考文獻：

[1]彭國均.大型船舶操縱模擬器船舶航行危險性實時評價的研究[D].大連： 大連海事大學， 2002.

[2]鄭彭軍.航海模擬器客觀評分系統的設計[J].中國航海，1997（01）：56-59.

[3]M.Baldauf，K.Benedict. Computer-based support for the evaluation of ship handling simulator exercise results.San Francisco[C]，USA：INSLC，2002.

[4]楊玉峰，馮明奎.海警艦船綜合仿真實訓教學探索[J].實驗技術與管理，2018，35（12）：135-138.

[5]馮明奎，楊玉峰，童雪娟.航海技術特色專業質量建設的思考[J].航海教育研究，2015，32（03）：44-47.

基金項目：武警部隊教學成果培育項目海警艦艇指揮仿真系統建設及運用;海警學院中心團隊項目海警艦艇機動與戰術指揮仿真系統（2018ZXTDB21）;科研基金項目海警艦艇編隊維權方案風險評估（2019JSLY06）