訓練艦艇綜合實習訓練系統建設初探＊

史 巖，宋 元，熊正祥，孫 航

（1.海軍大連艦艇學院水面艦艇作戰實驗中心，遼寧 大連 116018；2.海軍大連艦艇學院航海系，遼寧 大連 116018）

中國作為一個海洋大國，為了維護和捍衛海洋權益，實現海洋強國的戰略目標，需要培養出更多“經天緯地，駕海馭洋”的軍事人才。在此過程中，除了相關軍事院校的教學培養，訓練艦艇的教學保障也是不可或缺的。訓練艦艇是保障學員開展航海專業實習、遠航實習以及相關軍事用途的重要平臺，也是各類學員開展崗位見習、熟悉艦船生活環境的重要依托，是軍事院校開展教學保障的重要組成部分[1]。

當前，各類用于軍事實習訓練的艦船主要用于保障學員的航海實習、艦艇綜合實習和畢業綜合演練等環節，面向更多層次的訓練對象和更大范圍的訓練應用則顯得過于單薄，同時，對于訓練艦艇綜合實習訓練系統建設的研究工作也較為缺乏。本文結合對訓練艦艇主要教學訓練任務的梳理，提出建設訓練艦艇綜合實習訓練系統的架構方向，旨在為海上軍事指揮人才培養架設較為先進的教學訓練平臺。

1 當前訓練艦艇實習訓練系統存在的主要問題及需求分析

公開資料顯示中國已有少數列裝的綜合性航海訓練艦[2]，但大部分主要訓練艦艇均來自于老舊艦船的改造升級，即非專用訓練艦艇的改造。在教學訓練應用方面，訓練艦艇的組成主要是依托原有艦船的通用裝備系統，如航海、觀通、機電、武備等方面，能夠在一定程度上開展部分航海、通信、輪機、船藝等專業崗位的實習訓練任務[3]。同時，還需要對原有艦船進行改造升級，使其具備符合教學訓練條件的艙室、器材、設施以及容納受訓學員居住的艙室。

1.1 存在的主要問題

由于當前較多的訓練艦艇是在相對陳舊艦船的基礎上改造而來，這就意味著其在與軍事實戰化教學更為相關的航海專業實習以及面向海上作戰、維權密切相關的專業訓練條件相對欠缺，面向遠航條件實習訓練開展相對困難，具體表現在教學設施類別、裝設備集成度、遠海遠航教學以及實戰化訓練這4 個方面的短板較為突出。

教學訓練設施專業類別相對單一。目前，基于老舊艦船改造升級后的訓練艦艇，其主要的非專用性的教學訓練裝設備可以劃分為航海、槍炮、觀通、雷達及機電等方向，基本上能夠用于航海類等專業的基礎性教學實習工作。但是限于原始艦船的艙室布局與裝設備的安放條件，無論是裝設備的臺套數，還是配置的種類均無法完全滿足航海專業實習及綜合實習訓練需要。從這個角度來說，其教學訓練設施專業類別比較單一。

部分教學訓練裝設備集成度不高。基于老舊艦船改造升級后的訓練艦艇，雖然配備了開展航海實習的教學裝設備，并具有一定的專業教學訓練環境，但根本問題是現有系統均不是面向教學訓練設計建造的，大部分裝設備配置還是采用傳統獨立配置方式。特別是在航行信息專用傳送網絡中，原有艦艇的專網是面向艦艇非教學相關，經過改造后容易對原本專網產生一定的影響，重新架設教學專用傳送網絡又往往容易被忽視。綜上，已有的訓練功能無法與海圖作業等受訓學員的作業臺位終端實現對接，使得其訓練對象也比較有限。

無法開展遠航條件教學訓練。非專用訓練艦艇現有航海教學裝設備配置主要用于滿足近岸短時間的實習教學，對于更長時間的海上實習來說，其可開展的教學訓練內容無法與教學要求匹配，實習訓練內容與遠航環境相關性不強，在一定范圍的近海和遠海等遠航實習訓練時，教學使用效率更低。即使改造后的訓練艦艇能夠進行深、遠海的實習訓練，在遠航過程中由于時間漫長且海面實景相對單一，導致訓練科目往往根據衛星導航定位的手段進行航海相關的作業，無法營造更多特定環節下的教學條件，很難有效提高受訓學員掌握多種航海手段的能力水平。

面向海上作戰、維權教學訓練手段還不夠豐富。從一定意義上來說，開展海上作戰、維權訓練是訓練艦艇的重要內容。當前，非專用訓練艦艇配備的訓練裝設備主要用于滿足一般意義上的航海實習教學，在通信、海上作戰與維權的裝設備配備方面數量較少、功能單一，無法有效支撐海上作戰、維權教學訓練。同時在現有的船體結構布局中，加改裝相關武備裝備的難度較大，而利用相關的虛擬手段進行半實物仿真的可靠性還有待進一步的提高加強。

1.2 建設需求分析

訓練艦艇主要應用對象為軍事院校，根據相應訓練任務和教學大綱，其主要是面向各專業學員開展各類海上實習任務，既要面向首次任職培訓開展單艦船航行與操縱實習，也要面向艦船指揮員開展艦船作戰指揮基本應用實習。迫切需要從教學訓練的層級和對受訓學員能力素質培養方面，進行綜合實習訓練系統構建的需求分析，并進一步區分近岸、遠海和綜合實習3 個方面的訓練內容需求。

近岸航海實習：開展近海岸航行實習，主要目的是讓學員了解海洋地理、港口航法和艦艇的自身屬性，從而掌握航海基礎知識和技能。通過近岸航海實習，培養學員嚴謹的航海作風，使學員具備獨立制定航海計劃的基本能力，熟練掌握知悉海區的技巧方法，具備依據相關資料分析氣象的能力，學會利用各種方法進行艦艇定位的基本技能，為以后更加深入的專業學習和未來崗位實踐打下堅實的基礎。

遠航實習：開展遠航實習，主要是開展艦艇操縱與避碰、見習值更官、見習航海更等科目的訓練，開展大洋航行方法、海洋地理、海洋水文等相關知識的學習。通過深、遠海的航行經歷，培養學員組織指揮能力和相關艦船知識體系的構建，使學員具備初級指揮能力和基本的航海專業知識，從而進一步加深學員的職業素養。

艦船綜合實習：開展艦船綜合實習，主要是結合院校各專業課程實踐教學的需要[4-5]，在實際艦船上開展航海基礎、艦艇操縱與避碰、艦艇動力裝置、武備相關實操、海上突發事件處置等相關專業課程的艦船實踐教學與訓練。艦船綜合實習的目的是培養受訓學員的綜合技能，不僅僅局限于對航海專業知識的掌握，還應包括其他艦船相關的綜合性知識技能，進一步為學員的未來發展奠定更加全面的基礎。

2 訓練艦艇綜合實習訓練系統建設

綜合實習訓練系統的建設應當以受訓學員的教學訓練需求為牽引，以解決實習訓練中的突出問題為導向，同時積極將新技術新理念及時、可靠地應用到系統的建設中來，從而將訓練艦艇打造成綜合性的教學訓練平臺。

2.1 充分體現以航海為核心的綜合教學訓練需求

訓練艦艇大部分是依托服役年限相對較長的艦船進行加改裝升級[6-7]。為了突出面向綜合實習訓練需求，進一步滿足軍事專業人才教學訓練要求，在可控幅度范圍內改變艦船技術狀態的情況下，針對航海專業實習及遠航實習教學訓練的實際情況，結合典型軍事艦船裝備配置，深化拓展航海專業實習訓練系統功能，提升訓練設備多樣化、訓練科目綜合化水平，積極創建遠航條件下軍事作戰指揮教學訓練手段和方法，不斷擴充訓練艦艇支撐教學訓練專業范圍，為培養高素質軍事專業人才提供實戰化的教學訓練平臺。

訓練艦艇綜合實習訓練系統主要應圍繞各種條件下航海教學需求，提升航海教學裝設備保障能力，挖掘和改進現有訓練系統訓練功能，拓展遠航條件下實習教學訓練手段，培養學員艦艇操縱和航海保障技能，使其初步具備值更期間航行指揮和應急操縱處置能力。系統應力求適應軍事新裝備的發展，使航海相關訓練更接近裝備和海上實際，提高教學和訓練質量。

2.2 著力解決海上實習訓練的重難點問題

海上實習訓練的核心是利用訓練艦艇這一綜合性訓練平臺，實現海上環境、訓練艦艇以及實習訓練系統的有效結合與有機融合，使得各類訓練人員能夠在一個可控的安全環境中進行實踐教學[8-9]。

同時為了滿足面向全過程海上實習訓練的要求，訓練系統應當將提高全航程、全航時航海教學裝設備的使用效率放在首位。綜合實習訓練系統應積極構建專用教學訓練網絡平臺，將航行態勢信息進行采集和存儲，同時需要考慮到不具備相應實習訓練的條件時，將模擬的裝備信息進行相應的可控顯示，從而實現將訓練艦艇自身航海業務系統與綜合實習訓練教學設備高度的集成，并與各個面向學員應用的綜合訓練臺位實現有效對接，使得訓練艦艇航行態勢能夠與學員共享，實現艦艇真實/模擬信息的可視化，如圖1 所示。實時地將艦艇位置、航向、航速、水深、風流壓、海浪、AIS 和航行警告等信息推送至各個綜合訓練臺位后，學員可在各自臺位開展綜合海圖作業、戰斗航海作業、艦艇慣性要素測定等技能訓練。

此外，面對多方位培養學員能力的要求，應實現保障值更期間航行指揮和應急操縱處置能力。綜合實習訓練系統實現監控管理的存儲功能，實現場景再現教學[10-12]，并能全天候模擬自然環境及各類船舶間的會遇和避碰，進行各種號燈號型及聲光信號的仿真識別和顯示。側重解決海上航行訓練無法有效開展復雜避碰訓練的重難點問題，學員可體驗真實會遇局面和航行態勢，培養航行指揮綜合素質和臨機應變能力。

2.3 突出新技術新理念應用提高綜合實習訓練效果

基于前述關于訓練艦艇綜合實習訓練系統建設的需求和定位分析，該系統應具備多功能、高集成、綜合性、網絡化的特點。積極采用先進的計算機軟模擬技術、ⅤR（虛擬現實）/AR（增強現實）/MR（混合現實）技術、網絡技術、視景生成技術、目標環境生成技術和訓練效果評估模型，可滿足多種航行條件下、多種航行水域學員長航時、遠航程的實習保障工作。

要實現上述目標，核心是應用新技術實現訓練艦艇綜合航行態勢實時分發與顯示，從而實現航海導航信息采集與存儲，綜合航海態勢建立、顯示與共享以及綜合航海作業信息獲取等功能。通過實時采集GPS/DGPS、計程儀、測深儀、電羅經、氣象儀、姿態儀、AIS（船舶自動識別系統）、雷達等通導設備的信息，綜合處理后匯集至應用服務器，經協議轉換和處理后實現數據的在線存儲。對艦船導航設備數據進行采集、解析、存儲、處理之后，實現艦船導航設備數據的動態顯示，用以實時監控訓練艦艇的航行狀況，系統組成如圖2 所示。與此同時，系統要提供標準的TCP（傳輸控制協議）或UDP（用戶數據包協議）數據服務，可為艦船航行指揮與操縱模擬訓練提供數據基礎與服務。

圖2 訓練艦艇相關態勢分發與顯示系統組成示意圖

艦船航行指揮與操縱模擬訓練應用中可全天候模擬各種天氣、各種能見度、各種水域及各類船舶間的會遇和避碰的場景，進行各種號燈號型及聲光信號的仿真識別和顯示，符合《中華人民共和國海船船員培訓大綱》中有關船舶避碰培訓的要求[13-14]。從而使得航行操縱和指揮模擬訓練與航行實際環境緊密結合、有機統一，構建一個基于虛擬環境和真實數據有效結合的綜合實習訓練條件，可讓受訓學員全程參與到艦船整個航行過程中。

此外，在對指揮與操縱模擬訓練中可以采用語音識別、聲紋認證等技術[15-16]來對相關動作、流程口令的下達進行模擬替代，訓練艦艇長等指令操縱員對艦艇模擬航行的全局把握，有效減少相關配合人員的數量。

3 結束語

基于現有訓練艦艇實習訓練系統存在問題的初步分析以及面向軍事院校各專業開展海上教學訓練需求的分析，提出建設訓練艦艇綜合實習訓練系統的初步構想，并針對幾個關鍵問題進行了相關闡釋。在系統架構設計、關鍵技術分析方面還結合訓練艦艇實際技術狀態進行了針對性的配套建設，從而讓學員更貼近于航行實際環境，全程參與到艦船的整個航行過程中去，加深對艦船海上航行指揮操縱的理解。