海警航海实习仿真训练评估

摘 要：为有效提高海警航海实习的效果，基于舰艇综合仿真训练系统开展航海实习仿真训练，对训练效果进行评估。建立航海实习仿真训练评估指标体系，运用专家估测法确定各个评估指标权重，结合单项指标组合的隶属度分别完成二级指标到一级指标的模糊综合评判。经过定量计算到定性评估的转换，对培训学员的航海实习技能给出了一个较为准确的评判。

关键词：航海实习;仿真训练;评估指标

海警在执行维权执法任务时常常面临恶劣的航行环境，其航海技能水平的高低是完成任务的基础。在航海人才的培养中，海警相关专业的学员仅仅掌握理论知识远远不够，需要长时间的在舰艇上进行出海实习，在实践中掌握专业技能。由于客观条件限制，长时间的出海航行不切实际，学员在校期间往往只有一个月的舰艇认知实习，一个月的课程实习以及一个月的毕业实习，实习时间短任务重的现实矛盾比较突出。如何在短期内掌握过硬的专业技能，采用航海模拟训练的方法能够有效缓解这一现实问题。这样在实装舰艇实习前开展模拟训练，能够有效缩短学员对各个岗位的认知时间。把航海技能培训转移到实验室进行，既节约了大量的训练经费，又克服了天气等一系列客观条件所造成的困难，即可以开展单一航海技能训练，又能开展综合性实习项目，提高了训练效果。在航海模拟器评估方面，文献[1]研究了航海模拟器中船舶航行风险的实时评估，其中只有碰撞危险的评价系统的船舶搁浅危险的评价系统。文献[2]研究了ARPA模拟器的评估系统，但没有研究船舶操纵的评估系统。文献 [3]研究了航海模拟器的训练成绩自动评估系统，并对船舶紧急状态及避碰进行评估分析。为客观评估训练过程，依托舰艇综合仿真系统开展评估研究具有较强的实际意义。

1 建设航海实习仿真训练平台

为顺利开展海警航海实习仿真训练，依据海警舰艇训练大纲及船员培训的相关法规、评估大纲，利用先进的半实物船舶模拟器，结合计算仿真、模型渲染、视景顯示、逻辑交互、运行模型等技术，建设舰艇综合仿真训练系统[4-5]。1号舰艇模拟器、操纵性能等以1600总吨海警船为原型进行设计，如图1所示;2、3号舰艇以600总吨海警船为原型进行设计与定制，如图2所示;视景数据库中包含多个舰船模型与港口。舰艇综合仿真训练系统还包括360°环幕、180°环幕、180°液晶、桌面系统、导调、战术训练系统、GMDSS、视景模型数据库、服务器、工业计算机、显示器、网络交换机及相关辅材等硬件设备，舰艇综合仿真软件平台，电子海图、雷达、锚缆、声号控制等。此仿真训练平台的建成，既能开展航海实习，又能开展海警战术训练、综合演练等，为海警维权执法人才的培养提供了有力支撑。

2建立航海实习仿真评估指标体系

由于海警舰艇综合仿真训练系统平台属于半实物仿真，在航海实习中还不能完全代替实装舰艇开展各个项目的实习。在实际操作中，需要结合实习项目的要求选择了5类典型的科目作为一级评价指标，并且磁罗经自差校正还要结合磁罗经自差校正模拟系统来完成。每个一级指标下确定了4个二级指标，共20个二级指标，组成海警航海实习仿真训练评估指标体系，如图3所示。

在设计每一个二级评估指标时，根据考核要求制定出详细的评估标准。比如GPS定位指标的评估标准：定位时间在30秒以内，误差在1链以内为100分，时间每延长5秒扣5分，误差每增大0.5链扣10分。同理，根据其他评估指标考核要求分别制定相应的评分标准。

3 航海实习仿真训练评估

一般在开展评估中分为四个步骤：首先建立因素集及各因素权重，其次建立评价集，再次开展单因素模糊评判，最后进行模糊综合评判。

航海实习仿真训练的因素集见图3所示，共有20个评估指标。各个指标的权重的确定采用专家估测法，最后计算的一级指标因素权重为    Wi=（1.2，0.25，0.2，0.15，0.2），（i=1，2，3，4，5）。

二级指标因素权重为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 单因素模糊综合评判

根据每名学员在各项实习技能考核的成绩，结合二级因素Ui的单因素模糊矩阵Ri及权重Wij，使用模糊变换Ei= Wij·Ri，得到Ui的二级模糊综合评判矩阵，同理经过模糊变换Yi= Wi·Ei得到一级模糊综合评判集，即得到了单个学员的模糊综合评判成绩。以随机抽取的5名学员的考核成绩，进行模糊综合分析。

3.1.1二级指标模糊评价计算

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

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

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

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

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

因此二级指标各因素组成矩阵E=（E1，E2，E3，E4，E5），该矩阵成为一级因素指标的隶属度Ry=E，E的取值如图9所示。

3.1.2一级指标模糊评价计算

经过二级指标计算得到一级指标隶属度，结合一级指标因素权重模糊计算，得出5名学员在此次实习考核的综合成绩。

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

经过一致检验，结论满足要求。

3.2评估结果

将评估集分为四种状态{优秀（85-100），良好（70-85），及格（60-70），不及格（0-60）}，5名学员的综合评估结果分别为优秀、良好、良好、及格、良好。其中第1名评判结果为优秀，第2，3，5名评判结果为良好，第4名的评判结果为及格。

利用上述评估方法对2个区队81名学员的训练成绩进行模糊综合评判，评判结果为9名学员优秀，43名学员良好，26名学员及格，3名学员不及格。

4 结论

基于海警舰艇综合仿真系统平台开展航海实习仿真训练评估。经过专家评测确定一级评估指标及二级评估指标权重，结合二级指标隶属度得出一级指标隶属度，最后得出学员的综合评估结果。为科学评估海警相关专业学员的训练效果具有参考价值。

参考文献：

[1]彭国均.大型船舶操纵模拟器船舶航行危险性实时评价的研究[D].大连： 大连海事大学， 2002.

[2]郑彭军.航海模拟器客观评分系统的设计[J].中国航海，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]杨玉峰，冯明奎.海警舰船综合仿真实训教学探索[J].实验技术与管理，2018，35（12）：135-138.

[5]冯明奎，杨玉峰，童雪娟.航海技术特色专业质量建设的思考[J].航海教育研究，2015，32（03）：44-47.

基金项目：武警部队教学成果培育项目海警舰艇指挥仿真系统建设及运用;海警学院中心团队项目海警舰艇机动与战术指挥仿真系统（2018ZXTDB21）;科研基金项目海警舰艇编队维权方案风险评估（2019JSLY06）