內河船舶輪機模擬器特點及實操評估模式

摘 要：輪機模擬器已廣泛應用于海船船員培訓和實操考試評估，而內河船輪機模擬器的開發應用及其實操教學模式研究起步較晚。文章針對內河船舶的特點，分析了內河船輪機模擬器應具備的特點，并對內河船輪機實操教學和評估模式進行了探討。

關鍵詞：內河船舶 輪機模擬器 船員 實際操作評估

隨著新技術在船舶上的應用越來越廣泛與深入，對船員的培訓與值班標準的要求也越來越高。2010年6月，國際海事組織（IMO）在菲律賓馬尼拉召開了締約國外交大會，對STCW公約95修正案進行了全面回顧與修正，并通過了STCW公約馬尼拉修正案。此次修訂充分反映了航運界對船員適任能力的新需求，將對我國的船員培訓及船員適任考試、評估和發證產生較大的影響。STCW 公約馬尼拉修正案與95修正案相比，在教學與培訓方式上，最明顯的變化是準予使用遠程教學（Distance Learning）和電子教學（E-learning），并且更加強調模擬器的使用。STCW公約采用相當大的篇幅描述了使用模擬器進行訓練和考核的有關規則，建議可采用 “認可的模擬器培訓”進行評估，模擬器的使用已成為船員實操評估的必要手段之一。

我國內河船輪機模擬器的建設與實操教學現狀

航海類院校及海員培訓機構利用輪機模擬器進行實操訓練和評估已有較長的歷史，通過輪機模擬器的使用，學員能了解船舶機艙動力系統的基礎知識和操作要點，掌握船舶主要動力裝置如主機、柴油發電機、電站、鍋爐及各種輔助設備的使用、日常維護保養及故障分析的基本要領和注意事項。輪機模擬器以理論授課及現場實操教學相結合的方式進行，使學員更加理解整個船舶動力系統，同時培養學員的動手操作能力。

當前海船輪機模擬器技術已經非常成熟，已廣泛應用于船員培訓和實操考試評估。相對海船輪機模擬器而言，內河船輪機模擬器的開發應用及其實操教學模式研究起步較晚。2009年泰州市地方海事局與大連海事大學合作開發了“泰州市地方海事局內河船輪機模擬器”，該輪機模擬器為國內地方海事系統的第一套輪機模擬器，填補了內河船輪機模擬器的空白。該模擬器總體方案設計合理，系統功能齊全，運行平穩，各項技術指標滿足“內河船舶船員實際操作大綱”的要求。為泰州地區內河船員的培訓、評估考試規范化提供了更為堅實的基礎。圖1為泰州市地方海事局“內河船輪機模擬器”的現場布置圖。

圖1 內河船輪機模擬器現場布置圖

盡管內河船輪機模擬器的建設技術已經非常成熟，但其應具有的功能及其實操教學模式還有待于進一步研究，特別是內河船員適任種類和船員職務繁多，《適任證書》分為一類、二類、三類，各類別又設置了相應的職務，如輪機員職務又分為輪機長、大管輪及輪機員等。因此如何充分挖掘內河船輪機模擬器硬軟件的強大功能，對各種船型、各種輪機員職務逐步采用模擬器代替實船進行實操訓練及考試評估，是一個值得探討的問題。

內河船輪機模擬器應具備的特點分析

考慮到內河船的特點，兼顧先進性、前瞻性的要求，內河船輪機模擬器應具有如下特點：以一類《適任證書》船員（適用在船舶總噸1000總噸以上或者主推進動力裝置功率500千瓦以上的內河船舶上任職的船員）工作船作為母型船。涵蓋二、三類及以下等級船舶的操作評估和考試大綱要求。

主動力裝置為雙主機雙螺旋槳推進裝置，主柴油機應為內河船廣泛采用的四沖程柴油機。主推進裝置在正常航行條件下，可由駕駛臺或集控室遙控。主機在正常航行工況下可燃用一定粘度的燃料油，機動航行時燃用輕柴油。應設有主柴油發電機組、應急柴油發電機組、燃油輔鍋爐。

考慮到內河水域防污染的要求，如長江、京杭運河等內河流域的污染問題越來越被重視，國家將會出臺一系列的法規，因此應當加入油污水處理系統、油水分離器、生活污水處理裝置等防污染設備的訓練內容。

輪機模擬器文字全部采用中文。模擬器軟件中要體現一類 、二類 、三類船員訓練內容的區別。具備各種故障設置功能，使學員能熟悉主要設備的常見故障現象和排除故障方法及程序，故障現象、故障原因和排除方法符合船舶輪機真實情況，具有可信度。具備多種系統功能訓練演示程序，能形象地進行各種工況下輪機系統操作訓練，配置在線幫助，便于熟練地掌握操作方法。具有系統完整性自檢、自診斷和報警功能。具有與評估項目及考試大綱的要求相適應的自動評估系統。

基于“虛實結合”的輪機實操教學和評估模式的探討

根據《中華人民共和國海船船員適任考試、評估和發證規則》（簡稱“04規則”）以及《海船船員評估大綱和規范（輪機部分）》（2010年版）的相關規定，實操教學與培訓是輪機專業船員取得適任證書前最重要的培訓內容。

當前，利用實際船舶或實際設備對內河船舶輪機員進行訓練，以及學員與評估員面對面的主觀式的評估方式存在著諸多的缺陷：符合實操評估考試要求的船舶或設備調集困難；外聘評估人員困難；存在較大的安全風險；實船進行實操考試的公平性受到質疑等。如何讓主管機關要求的實操評估項目真正做到科學、客觀、公平的考核與評估是所有培訓機構共同面對的問題之一。隨著計算機仿真技術和虛擬現實的發展，特別是模擬器的應用，使內河船舶輪機員實操評估考試方式產生了變革，為采用模擬器和三維虛擬輪機設備代替實船進行實操評估考試提供了技術條件。

虛擬仿真技術為解決傳統輪機實操評估考試困難提供了有效的方法，并帶來了輪機教學領域中方法和觀念上的變革?；谔摂M仿真技術的輪機實操評估考試的主要特點是：學員可以在三維環境中對輪機設備進行查看、熟悉設備結構、學習設備工作原理、操作步驟、模擬拆裝設備。由于采用虛擬設備代替實際設備，可以反復訓練，節約了教學成本，這也是實物訓練時做不到的。

采用內河船舶輪機全任務模擬器、虛擬輪機操作和仿真系統等進行輪機員實際操作考試將能較好地做到節約成本、保障安全，并確保評估與考試過程的客觀與公正。

要培養輪機員的實踐動手能力，達到輪機實操教學的目的，應仔細推敲每個實踐環節的實踐內容、目的、時間長短、該實踐環節需要的基礎知識和專業知識，適合現場訓練還是用模擬器代替等。如學員長時間利用實船、實際設備進行訓練，實踐效果很好。但也存在學員人數的增加帶來實訓設備臺套數的不足，實訓設備的單一、陳舊影響船員實操培訓的質量，以及安全和效率等方面的問題。另外，要真正做到科學、客觀的評估，應建立輪機虛擬考試系統或自動評估系統，使船員在模擬器或虛擬的設備上進行操作，最終給出成績。

作者經過多年的探索實踐，對內河船輪機實操訓練項目應采取的訓練和評估方式進行了歸納。具體內容見表1（僅以輪機長為例）。

要想實現表1中列出的實際操作訓練教學模式及考試方式，提高船員的業務能力，應建立適合于各船舶等級船員考試的培訓基地，該基地應包含： 船舶輪機模擬器；輪機綜合訓練實驗室（包括輪機系統各個重要設備的原理認識和拆裝訓練）；虛擬操作平臺：包括主機及各個輔助系統的拆裝，以及整個機艙的三維虛擬現實環境建設，使船員能夠更加清晰的認知船舶機艙；輪機模擬器的自動評估系統及虛擬輪機操作與評估系統，船員在虛擬的設備上進行操作，最終給出成績。從而減少人為因素影響，使評估考試更加客觀。

結束語

新型輪機工程實操教學模式的推廣應用，不僅顯著地提高了學員適任實操訓練與評估的效率、節約了教育資源、促進節能減排，而且有效地降低了輪機實訓設備維護和更新的成本，能顯著地提高學員實操培訓質量。因此我們呼吁國家海事局要盡快考慮制定內河船舶船員輪機實操、考試模擬器評估標準，推進內河船員工作考試規范化、標準化和科學化。