航海儀器操作智能評估系統的設計與實現

沙小進

摘 要：隨著經濟全球化的不斷發展，航運技術也不斷進步。航海儀器的使用范圍不斷擴大，而對于整個航海儀器的評估還主要是依賴評估員，但在具體的評估過程中存在著一些靠主觀標準來評估以及在評估標準上不統一的現象，而由于這些因素的造成的影響，在最終的評估效果上也沒能達到理想的狀態，因此，為了能夠較好地解決上述問題，研發設計人員開發了一款航海儀器職能評估系統，在經過一段時間的測試以及實際應用過程后，這套設備已經基本達到了學員的日常訓練以及對其評估考試的使用要求。

關鍵詞：航海儀器 智能 評估系統 設計與實現

航海儀器智能評估系統在研究及開發的過程中，需要根據現實中的仿真設備來將訓練模式以及對其的評估效果進行有機結合，而只有這樣才能夠較好的實現設計應用上的最大程度的發揮，才能夠更好的將訓練模式與評估模式更好的運用到實際操作中來。而我國所研制的航海設備職能評估系統在一定條件下已經跨域基本的仿真階段，而在評估系統的基礎上研發出了儀器畫面更加協調的航海儀器智能操作系統，這種設備在具體的操作上比傳統設備更為簡單，并且在評估結果上更加科學和準確，而其所謂的職能就是將傳統的手工操作被智能操作所代替，從而達到其職能操作的效果。

1.航海設備智能評估系統的基本結構形式

1.1航海設備智能評估系統的C/S結構及其具體工作形式

航海設備智能評估系統根據現階段經濟技術水平和實際應用需求，采用現在比較成熟的基于局域網形式的C/S結構形式。系統的設計如圖1所示。

1.1.1在通常情況下，C/S結構就是客戶機和服務器兩層結構組成

它在運用的過程中可以充分利用兩端的環境優勢，將任務進行合理分配到考務終端和考試終端上，從而能夠較好的降低系統的通信費用。

1.1.2.航海儀器只能評估系統由三個子系統進行開發和管理

（1）航海設備智能評估系統的仿真子系統

仿真子系統是對設備操作狀態的進一步完善。仿真子系統設備的完成需要在仿真的基礎上對測評所涉及到的相關功能進行完善，如果自身條件及設備允許的情況下，可以將相應的操作步奏進行記錄，還可以自動生成結果，而這些數據在后續的系統實驗當中可以為評估子系統提供參考，從而實現仿真子系統的最大效果發揮。

（2）航海設備智能評估系統的評估子系統

評估子系統能夠對考生新信息和操作過程進行準確評估。評估子系統可以對考生的操作信息進行讀取或者加工，評估子系統設立的目的在于對考生操作信息進行讀取，然后根據考生相應的輸出信息進行相應數據的整理和加工，還可以對后臺的一些數據進行標準模型的評估。從評估子系統的實際運用中可以看出，這個系統在一定條件下不僅能夠較好的讀取考生的操作信息，還可以將操作數據自動進行標準化評估，評估子系統的設立在一定條件下還可以對相應的評估結果產生影響，針對這樣的問題，需要對此采取多種措施來加以解決和完善，只有對相應問題的解決才能充分對評估系統進行研究。

（3）航海設備智能評估的試題評估系統

試題評估系統的作用主要是對整個試題庫以及成績庫進行有效的管理和維護，主要內容還包括對新的評估試題的有效增加，還有就是對試題進行編輯或者刪除等環節，試題評估系統還能夠隨機組成試卷對考試指令進行下達，是整個智能評估系統的運行總后臺，也是整個系統的關鍵組成部分。

1.2航海儀器智能設備的信息流向

航海儀器智能設備的信息的流向也是有一定的規律和要求的。主要流程是Send Data（）所發送的函數被Simulator進行的重載，而其中一個版本沒有在信速機中進行參數名字的設定，另外一個則在信速機上設定了名字，而為在信速機上設定名字的版本相對來說比較簡單。在一定環節上，通信初始化函數已經建立了一個相對完整的全關切的UDP套接字，所以在具體的操作上只需要將WINSOCK控件下的Send Data（）函數的數據進行發送即可，而在信速機上設定名字的版本在使用上，首先需要使用信息協處理函數進行內嵌WINSOK控件下的遠程IP地址的重新設定，從而在一個新的狀態下建立一個新的UDP，然后就是將這個新的UDP和通信進行連接。

2.航海儀器智能評估系統的試題評估及模型形式

（1）試題評估及具體參數的設定

題目設置對于整個智能評估系統的有效性和客觀性具有重要影響。在航海儀器智能評估系統響應評估參數的選擇上，智能評估系統普遍性為其基本原則，當前，我國一些航海院校通過咨詢或者設置相應的問卷調查的形式，對航海設備智能評估系統的具體參數進行設定。

（2）對模型的評估

對模型的評估系統通常采用莊家法或者是隸屬度函數相結合的方法來進行，在具體的實施中通過運用評估模型對相應的航海設備進行評估和考核，從深層次的角度來考量的話，主要是通過相應的經驗來對題型以及使用過程進行更深層次的細化或者優化，并且在評估模型的基礎上提取相應的評估參數，然后根據具體的使用情況、評估參數以及權重設定等內容，從而形成一個具有完整性的評估模型機制。比如：如果在實際應用中要增加其通過率的話就可以增加其門限值的寬度，而如果要降低通過率的話就適當減小門限值的寬度。從而達到合理運用門限值來調整難易程度的目的。

3.航海儀器智能評估系統的具體實現以及結果的分析

3.1航海儀器智能評估系統的仿真設備的具體實現

從客戶端框架內來看，仿真設備主要分為試題顯示區和設備顯示區兩部分，而其中分別集成智能評估設備仿真子系統以及設備評估子系統，設備仿真子系統比較好的完成了現在遠洋船舶上使用比較廣的儀器設備的仿真。而設備評估子系統則實現了試題的顯示以及考生操作狀況的具體評估等功能。仿真設備是在MFC的基礎上所設計的對話框程序，主要利用VisualC+2008并在Window7的系統中得到完成的，其在具體操作中，在對話框的具體位置添加操作按鈕、群組按鈕以及編輯框等控制系統，然后是將那些經過PS處理過的真實設備額圖片粘貼到對話框中來進行制作，而設備圖片的具體描繪采用雙向緩存的方式來進行，從而在具體操作中產生圖片閃爍的現象，而圖像和圖形的描繪狀況及顯示都在OnPaint（）的函數中來制作。并通過調用GDI來繪制函數的點、線矩形以及多邊形等形狀。endprint

在具體的按鍵操作中，利用Windows的信息機制對不同的消息函數進行處理，而對于那些設備具體的使用手冊的顯示，通過Adobe的控件的編程技術來實現使用手冊的顯示。設備評估子系統主要通過ADO技術將試題數據庫發送到考務數據端上，并且將評估的結果顯示出來，在最后結合后天評估模型的管理，從而得出最終的評估成績。

評估客戶端在啟動以后，其首先是處在聯系的狀態，而屏幕上所顯示的是相應設備的練習手冊，學校可以根據練習手冊來實現對設備的認識和簡單操作。如圖2所示。

3.2航海儀器智能評估系統服務器終端的具體實現

航海儀器智能評估系統的客戶端以及其仿真設備的具體實現對于海洋事業的發展以及航行安全起到重要的推動作用，也是航行工作順利展開的重要保障。航海儀器的很多成果也被用在國防領域和科學研究當中，對于整個國民經濟建設也起到重要影響，隨著我國電子科學技術的不斷完善和發展，航海儀器智能評估系統的運用越來越廣泛，也在一定程度上改變了傳統的航海儀器的一些問題。服務器端的主要功能就是實現試題的有效顯示、編輯、導入和導出和添加或者刪除等以及對試題的隨機分配、發布考試指令等。

服務器端在MFC的基礎上設計研發，同樣利用相關技術來完成對后臺數據庫的訪問，并將試題數據庫中的試題顯示在list控制軟件中，顯示器窗口右邊的按鈕對應相應的試題數據類型，通過對這些按鈕的切換可以實現不同試題類型在屏幕中的顯示，窗口下面的控制按鈕可以根據具體需要對試題數據庫進行相應的操作，并通過指針的指示，將菜單里的試題進行更新。智能評估系統的客戶端在啟動以后，可以對其采用訓練的模式，在訓練模式使用的過程中，整個試題區域就會相應的顯示該環節的使用手冊，學生可以根據使用手冊來加強對設備的熟練操作。

3.3航海儀器智能評估系統通信的具體實現

航海儀器智能評估系統在具體的實現過程中也存在一些問題，例如在客戶端和后臺運行存在著一定的信息交互問題，首先在評估開始前是向客戶端發送評估開始的指令，在評估結束后，客戶端會將考生的基本信息以及最終的評估結果傳回到服務器當中，而它們之間的信息傳輸主要是運用MFC中的異步非阻塞類的CAsyncSocket，而這里所說的異步就是在接收方還未發出回應的情況下，發出方就已經將數據發送給了接收方，并連續的將數據發送給接收方。而非阻塞是指在對某種操作進行調用的時候，無論該操作是否成功都會立即返回，而不會等待該操作的回復。而具體步奏如下：

（1）利用調用構造函數創建客戶端，然后設置定時器，并在定時器的相應函數中通過對函數Connect（）的調用從而連接服務器端口。（2）創建服務器端口，利用函數Bind（）對本地IP地址和斷后進行綁定，并在定時器的相應函數中通過調用函數Connect（）實現服務器端口的連接。（3）通過調用Send（）等功能來實現數據傳輸及相關的處理工作。（4）最后就是關閉銷毀套接字對象。

3.4航海儀器智能評估系統數據監控的實現

對數據進行有效監控對整個系統的正常運行具有十分重要的作用。對儀器進行適時的監控，主要對影響那些擴頻信號的精度以及航海定位度的重要參數進行有效監控，并且在其設置的具體參數中，如果信號的參數超出了設備所設置的參數就會及時進行警告或者提醒，比如：報警聲音或者顯示的提示等。在具體要求上要求數據監控軟件能夠對各個設備的正常工作進行正確判斷，與此同時，其中會產生許多的重要數據，比如說：時鐘存在同步誤差等，而這些數據在以后的具體實驗中具有重要的分析價值，可以對儀器設備的不斷改進以及今后監控數據的進一步完善提供有價值的數據支持。在航海設備只能評估系統工作的過程中，需要將監控數據全部保存下來，從而方便今后數據分析和查詢，而在連續發射設備的過程中，還需要對各個設備的狀態進行適時的記錄。

3.5對儀器評估結果進行解析

航海儀器評估系統進行開發以后，對其性能進行了一系列的測試。例如在某高校一系列的測試，其中共有29位大學生參加了這次測試，根據我國的《海船船員適任評估規則》的具體要求，而四種設備（GPS、AIS、Sounder、Log）的評估分分別是30分、25分、10分和15分，最后進行評估綜合的有效得分是70分，因此評估分在總分中的比重達到了70%，而各個設備的單向評估分占總分的比重也達到了總分的70%，因此，本次航海設備的評估認為受測試的大學生較大部分通過了本次的評估。從本次測試中可以看出，其中有27名大學生生在評估中順利通過，而另外兩名大學生沒能順利通過本次評估，而對這31名大學生進行概率密度的分析，其分析結果也顯示器符合正態的分布規律，然后將航海設備智能評估系統的評估結果和評估員的評估結果進行各方面的比較，結果如圖3。從圖中可以看出智能評估系統的評估結果和打分員的打分結果在總體上存在一致性，對比中可以發現其分差最大僅為4分，可見智能評估系統在評估結果上也比較讓人滿意。

4.結語

航海儀器智能評估系統在具體的使用過程中能夠對人工評估中所存在的問題進行有效的解決，在一定程度上擺脫對人工評估的過度依賴，也較好的提高了對評估工作的效率，讓整個航海儀器智能評估系統中也配備了用于學生練習的試題數據，從而能夠較好的解決和幫助航海院校的GPS以及AIS等設備不足和設備落后等問題。在存在較好應用價值的同時，其也存在著一些問題需要解決和改進，但是隨著現代科學技術的發展，航海儀器智能評估系統隨著社會的發展需要一定會得到不斷的創新和完善，并推動整個航海教學訓練和實踐的發展。

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