ECDIS模拟器教学培训：要求、问题与对策

(大连海事大学 航海学院，辽宁 大连 116026)

一、引言

实践性强是航海技术专业的突出特点。作为实践技能培训的有效手段，实验实践教学在航海教育中具有举足轻重的地位。各类航海模拟器的应用不断丰富着实验实践教学的形式，有助于进一步提升教学效果和质量。作为继雷达之后航海技术领域又一革新性助航设备，电子海图显示与信息系统(ECDIS)已逐渐成为驾驶台的信息核心。基于此，SOLAS公约要求有关船舶强制配备ECDIS设备，STCW公约马尼拉修正案也要求针对船员进行ECDIS的强制培训，从而确保船员的适任能力，以充分发挥ECDIS的强大功能。如何基于ECDIS模拟器开展有效的教学培训，从而既满足公约要求又符合航海实际的需求，值得深入研究和实践。本文主要从ECDIS强制安装要求、示范课程对ECDIS培训要求、ECDIS培训实施过程以及ECDIS培训存在的问题与对策等四个方面，讨论如何提高ECDIS培训效果，满足船员ECDIS使用操作适任的培训目标等相关问题。

二、相关公约对ECDIS强制安装的要求

相关国际公约明确规定了ECDIS强制安装的要求，其中针对船舶的安装，2009年6月5日在国际海事组织海上安全委员会第86次会议上，通过了第282号关于SOLAS公约修正案的决议[1]。该决议附件包括了对Ⅱ-1、Ⅴ和Ⅵ章以及附录对证书的修订内容，自2011年1月1日生效，规定了关于ECDIS安装要求。

针对船舶配备的要求，国际海上人命安全公约(SOLAS 公约2004)关于海图的配备要求主要在第五章，其中有关电子海图系统的内容规定包括：

a.第18条 航行系统和设备以及航行数据记录仪的认可、检验和性能标准；

b.第19条 船载航行系统和设备的配备要求；

c.第27条 海图和航海出版物。

针对船员的适任，要求500总吨或以上船舶负责航行值班的高级船员需能够使用ECDIS保持航行安全，并满足相应的最低适任标准；500总吨或以上船舶的船长和大副需能够通过使用协助指挥决策的ECDIS和关联导航系统，以保持航行安全，并满足相应的最低适任标准。

可见，国际公约对于ECDIS的强制安装，包括船舶的安装、船舶的配备以及船员的适任要求都有严格的限制，需要满足相关条款的要求才能合理安装并正确使用ECDIS设备。

三、示范课程对ECDIS培训课程的要求

STCW公约通过之后，IMO组织编写了示范培训课程，旨在有效实施该公约以及在全球取得信息和指导的统一传播方面帮助各成员国，提升培训提供方的技能和能力。示范课的实施，有助于培训教员改善现有课程的标准和质量，并提升了各国对STCW公约的履约能力[2-3]。

示范课程对ECDIS培训课程的内容要求整体是37个知识点、40学时的课程概要，其中包括5个模块，分别是ECDIS的基础知识介绍、合理利用ECDIS值班、ECDIS航线设计与航行监控、ECDIS目标、海图和系统的认知以及ECDIS责任和评定。[4]

ECDIS模拟器是一种既能提高驾驶学员的训练水平又能降低实船设备使用费用的行之有效的培训工具，具有安全、经济，不受气候、场地的限制，培训周期短、训练效果好等一系列优点。通过ECDIS模拟器实验教学，可以合理完成上述示范课程培训内容的要求，能够让学员正确操作ECDIS系统，使用ECDIS系统的航行导航功能，选择和评估所有相关信息，并在设备故障时采取适当措施，说明显示数据的潜在误差和解读常见误差，解释ECDIS系统不能作为唯一可靠的助航手段的原因。

四、ECDIS培训实施过程的要求

1.ECDIS培训对象

ECDIS培训的对象，按照使用目的可分为：

·学生：高等院校航海类专业学生；

·船员：配备ECDIS船舶值班人员；

·研究人员：航海相关ECDIS使用、开发、培训等的教学科研人员；

·航海相关人员：其他相关领域使用ECDIS的人员。

2.ECDIS培训方式

由于ECDIS的教育培训目的是能够安全有效地使用ECDIS从而实现促进航行安全，因此，ECDIS的使用操作培训是重中之重，其实施手段基本可归结为如下三种。

(1)通用模拟器培训

借助模拟器来产生本船、雷达目标、AIS目标的航行状态数据和航行环境数据(如本船位置、航向、航速；流向、流速、风向、风速等)。通过使用操作ECDIS的电子海图及相关航海信息的显示、报警参数和条件的设置以及其他功能操作，来模拟形成本船的航行态势以及ECDIS根据航行态势给出的航行状态显示和报警提示，实现ECDIS的使用操作培训目的。

(2)专机模拟器培训

利用某船舶实际安装的ECDIS系统，通过配备真实的传感器，如定位设备GPS、AIS设备等，构成基本真实的ECDIS设备环境，提供一种针对特定ECDIS设备机型的使用培训。

(3)实船培训

通过船舶实载ECDIS系统以及所连接的船舶导航设备构成的ECDIS真实的航行态势和工作状态，在船舶实际航行的情况下进行ECDIS的使用培训。

3.ECDIS培训现状

由于实船培训在成本、时空、人数等条件的限制，而使用航海模拟器的确比实船训练具有训练效率高、消耗费用少、训练过程安全性好等特点。同时，模拟器培训能够进行实船无法进行的危险局面训练，在提高和训练航海技术人员对各种海上环境的应变能力和各种不同类型事故的处理能力，对保证海上安全、防止人员伤亡、避免对海洋环境及财产造成危害和损失，特别是预防海难事故中由于人为因素导致的事故等方面，都能起到积极的作用。因此，目前的ECDIS培训主要采用模拟器方式。

五、ECDIS培训主要问题与对策

在ECDIS的目的、功能、使用培训等方面，有完善的规定和培训体系要求，能够满足船员ECDIS培训的需要。目前，ECDIS设备生产在数据标准和显示标准方面有明确的规定，但在满足相应标准的基础之上，各ECDIS生产厂商的界面设计、操作方式、操作风格等方面存在一定差异；同时，ECDIS使用中还存在着随时需要进行的必要操作(如航行记录处理、海图更新等)。因此，培训使用ECDIS相较实船ECDIS设备存在一定的欠缺、限制和不足[5]。

1.ECDIS培训设备局限

由于目前的ECDIS使用培训主要由培训机构提供，培训的手段方法主要采用模拟器方式，通过计算机模拟产生各种航海传感器信号实现。模拟器提供商包括两个主要方面，即主流航海设备供应商提供配套模拟系统以及部分模拟器开发者仿制特定ECDIS机型的系统。

(1)问题

无论通用培训还是专机培训都存在培训不完整的情况。前者可能缺少特色功能、特殊操作或习惯使用方法等技能的培训，后者可能存在注重个体功能而弱化了某些必要操作技能的培训。

而在模拟器通用培训情况下，以下培训问题更为突出：

·传感器体验不真实：所有的导航辅助设备都靠模拟的面板提供，利用鼠标或键盘进行操作无法真正体验或获得真实的操作和视觉效果；

·传感器配置不实际：由于是模拟设备，没有实际存在的设备物理接口、配置操作窗口等，无法提供有关传感器设备的连接、使用配置等训练。

(2)对策

培训者应完整掌握ECDIS培训要求，针对通用或专机培训，编制完整的培训预案，达到既完成通用培训内容，又能够满足特定机型的设备操作要求。而针对传感器模拟产生的培训缺陷，可采取如下应对措施：

·采用主流航海设备供应商提供的模拟系统，其系统具备完善的实船运行经验，能够最大限度符合航海实际应用；

·实船设备培训：选用船舶在用的ECDIS设备，配置必要的导航仪器，如定位、速度、方位设备和AIS设备，构成真实的ECDIS环境。

2.ECDIS海图更新方法

SOLAS公约规定，船舶要保证海图数据最新，因此，海图数据更新是ECDIS使用过程中几乎天天都要进行的工作。

(1)问题

由于海图数据尚未免费公开使用，而更新又必须遵循一定规则，因此，海图更新的培训存在如下不足：

·海图数据无法最新：培训机构难以做到跟踪海图数据并采购更新数据，进而

·更新过程不宜掌握：对海图数据更新的规则、程序难以练习，而对数据更新的历史查询、合理检验等更是无法实践。

(2)对策

要求ECDIS模拟器厂家提供能实现至少一次正确更新和一次更新错误的海图更新数据文件或更新光盘。

培训人员根据海图更新规则和程序，制作更新光盘、数据文件等。

3.ECDIS培训计划编排制订

目前，ECDIS使用培训设备普遍需要预先设计编排船舶目标及其航行趋势来创建航行环境，因此，训练水域、船舶模型的选择，各个船舶航行要素的设计等，都会影响培训效果。

(1)问题

·航行环境难模拟：ECDIS模拟器中，航行环境是教员根据培训目的编排设计的，如同时参与训练的各个本船，预先设计好航行趋势的各个目标船等。要在有限时间范围内，为各本船和各目标船编制出满足培训目标的航行环境，是一个不易做到的事情。

·航行局面不真：ECDIS模拟器中的船位、航向、航速，依靠模拟车、舵提供的信号和模拟器中定义的船模通过推算程序实现，如舵效可能过快或太慢。因此，由此获得的船舶航行态势和航行局面都与实际的船舶操纵存在很大差异。

(2)对策

教练要全面熟悉ECDIS模拟器，在有特点的水域，编制出合乎该航行区域的本船，并预设目标船的航行要素，提供有效训练的航行环境。

4.ECDIS教员

STCW公约A-Ⅰ/6中，对培训教员有如下描述：

教员、监督人员和评估人员的资格：

4 在船上或岸上对海员进行旨在用于根据公约取得发证资格的在职培训的任何人员应：

.1 对培训计划有正确认识并对所进行的特定种类的培训的具体目标有充分了解；

.2 胜任所进行的培训工作；并且

.3 如果使用模拟器进行培训：

.3.1 接受过有关使用模拟器的教学技术的适当指导，并且

.3.2 已获得对所使用的特定种类模拟器的实际操作经验。

5 负责对海员旨在用于根据公约取得发证资格的在职培训进行监督的任何人员，应对培训计划和正在进行的各种培训的具体目标有充分的了解。

(1)问题

由于ECDIS属于新型助航设备，将航海经验理论与计算机技术融合，是航海技术信息化的必然趋势和产物。ECDIS系统涵盖了若干国际标准，如性能标准MSC232(82)、数据标准S57、显示标准S52、数据保护方案S63、设备标准IEC61174等，其相关知识包含海图制作、计算机操作、显示控制、电子屏幕识别、航海知识等，因此，对承担ECDIS教学培训的教员提出了较高的要求。

目前，在培训教员方面存在的问题主要包括：

·理论水平相对不足。一般教员很难去精读显示标准，特别是显示标准中的表示库中关于海图显示的细节，对于海图数据的编码、结构等理解不够透彻，因此，相关海图显示、控制等的培训效果就可能受到限制。例如，ECDIS是如何实现对危险内容进行强调显示的(如同一个海图物标为什么可能显示为危险符号也可能显示为非危险符号)。

·计算机知识较为欠缺。多数ECDIS教员由于专业背景所限，计算机知识储备不足，对于基于计算机技术开发的ECDIS设备，难以清楚地理解和讲解某些功能的原理和实现机制。

(2)对策

请ECDIS设备开发商的技术人员详细讲解ECDIS的相关知识、设计理念、工作原理以及相关标准中的技术内容，使教员在原有航海技能基础上更好地理解掌握ECDIS原理，从而增强培训效果。

六、结语

综上所述，ECDIS培训主要利用模拟器进行，而针对目前市场上形式各异的船用ECDIS设备，任何培训机构都难以实现满足航运界的完整ECDIS培训需求。因此，只有解决好ECDIS培训中的主要问题，选择实现ECDIS培训目标应采取的适当策略，参照IMO ECDIS 培训示范课程，比照STCW公约的培训要求，利用适当的ECDIS模拟器，组织高素质的师资队伍，编制合乎海上情境的培训环境，才能使ECDIS培训达到STCW公约对船员ECDIS使用操作的适任标准和要求。