训练舰艇综合实习训练系统建设初探＊

史 岩，宋 元，熊正祥，孙 航

（1.海军大连舰艇学院水面舰艇作战实验中心，辽宁 大连 116018；2.海军大连舰艇学院航海系，辽宁 大连 116018）

中国作为一个海洋大国，为了维护和捍卫海洋权益，实现海洋强国的战略目标，需要培养出更多“经天纬地，驾海驭洋”的军事人才。在此过程中，除了相关军事院校的教学培养，训练舰艇的教学保障也是不可或缺的。训练舰艇是保障学员开展航海专业实习、远航实习以及相关军事用途的重要平台，也是各类学员开展岗位见习、熟悉舰船生活环境的重要依托，是军事院校开展教学保障的重要组成部分[1]。

当前，各类用于军事实习训练的舰船主要用于保障学员的航海实习、舰艇综合实习和毕业综合演练等环节，面向更多层次的训练对象和更大范围的训练应用则显得过于单薄，同时，对于训练舰艇综合实习训练系统建设的研究工作也较为缺乏。本文结合对训练舰艇主要教学训练任务的梳理，提出建设训练舰艇综合实习训练系统的架构方向，旨在为海上军事指挥人才培养架设较为先进的教学训练平台。

1 当前训练舰艇实习训练系统存在的主要问题及需求分析

公开资料显示中国已有少数列装的综合性航海训练舰[2]，但大部分主要训练舰艇均来自于老旧舰船的改造升级，即非专用训练舰艇的改造。在教学训练应用方面，训练舰艇的组成主要是依托原有舰船的通用装备系统，如航海、观通、机电、武备等方面，能够在一定程度上开展部分航海、通信、轮机、船艺等专业岗位的实习训练任务[3]。同时，还需要对原有舰船进行改造升级，使其具备符合教学训练条件的舱室、器材、设施以及容纳受训学员居住的舱室。

1.1 存在的主要问题

由于当前较多的训练舰艇是在相对陈旧舰船的基础上改造而来，这就意味着其在与军事实战化教学更为相关的航海专业实习以及面向海上作战、维权密切相关的专业训练条件相对欠缺，面向远航条件实习训练开展相对困难，具体表现在教学设施类别、装设备集成度、远海远航教学以及实战化训练这4 个方面的短板较为突出。

教学训练设施专业类别相对单一。目前，基于老旧舰船改造升级后的训练舰艇，其主要的非专用性的教学训练装设备可以划分为航海、枪炮、观通、雷达及机电等方向，基本上能够用于航海类等专业的基础性教学实习工作。但是限于原始舰船的舱室布局与装设备的安放条件，无论是装设备的台套数，还是配置的种类均无法完全满足航海专业实习及综合实习训练需要。从这个角度来说，其教学训练设施专业类别比较单一。

部分教学训练装设备集成度不高。基于老旧舰船改造升级后的训练舰艇，虽然配备了开展航海实习的教学装设备，并具有一定的专业教学训练环境，但根本问题是现有系统均不是面向教学训练设计建造的，大部分装设备配置还是采用传统独立配置方式。特别是在航行信息专用传送网络中，原有舰艇的专网是面向舰艇非教学相关，经过改造后容易对原本专网产生一定的影响，重新架设教学专用传送网络又往往容易被忽视。综上，已有的训练功能无法与海图作业等受训学员的作业台位终端实现对接，使得其训练对象也比较有限。

无法开展远航条件教学训练。非专用训练舰艇现有航海教学装设备配置主要用于满足近岸短时间的实习教学，对于更长时间的海上实习来说，其可开展的教学训练内容无法与教学要求匹配，实习训练内容与远航环境相关性不强，在一定范围的近海和远海等远航实习训练时，教学使用效率更低。即使改造后的训练舰艇能够进行深、远海的实习训练，在远航过程中由于时间漫长且海面实景相对单一，导致训练科目往往根据卫星导航定位的手段进行航海相关的作业，无法营造更多特定环节下的教学条件，很难有效提高受训学员掌握多种航海手段的能力水平。

面向海上作战、维权教学训练手段还不够丰富。从一定意义上来说，开展海上作战、维权训练是训练舰艇的重要内容。当前，非专用训练舰艇配备的训练装设备主要用于满足一般意义上的航海实习教学，在通信、海上作战与维权的装设备配备方面数量较少、功能单一，无法有效支撑海上作战、维权教学训练。同时在现有的船体结构布局中，加改装相关武备装备的难度较大，而利用相关的虚拟手段进行半实物仿真的可靠性还有待进一步的提高加强。

1.2 建设需求分析

训练舰艇主要应用对象为军事院校，根据相应训练任务和教学大纲，其主要是面向各专业学员开展各类海上实习任务，既要面向首次任职培训开展单舰船航行与操纵实习，也要面向舰船指挥员开展舰船作战指挥基本应用实习。迫切需要从教学训练的层级和对受训学员能力素质培养方面，进行综合实习训练系统构建的需求分析，并进一步区分近岸、远海和综合实习3 个方面的训练内容需求。

近岸航海实习：开展近海岸航行实习，主要目的是让学员了解海洋地理、港口航法和舰艇的自身属性，从而掌握航海基础知识和技能。通过近岸航海实习，培养学员严谨的航海作风，使学员具备独立制定航海计划的基本能力，熟练掌握知悉海区的技巧方法，具备依据相关资料分析气象的能力，学会利用各种方法进行舰艇定位的基本技能，为以后更加深入的专业学习和未来岗位实践打下坚实的基础。

远航实习：开展远航实习，主要是开展舰艇操纵与避碰、见习值更官、见习航海更等科目的训练，开展大洋航行方法、海洋地理、海洋水文等相关知识的学习。通过深、远海的航行经历，培养学员组织指挥能力和相关舰船知识体系的构建，使学员具备初级指挥能力和基本的航海专业知识，从而进一步加深学员的职业素养。

舰船综合实习：开展舰船综合实习，主要是结合院校各专业课程实践教学的需要[4-5]，在实际舰船上开展航海基础、舰艇操纵与避碰、舰艇动力装置、武备相关实操、海上突发事件处置等相关专业课程的舰船实践教学与训练。舰船综合实习的目的是培养受训学员的综合技能，不仅仅局限于对航海专业知识的掌握，还应包括其他舰船相关的综合性知识技能，进一步为学员的未来发展奠定更加全面的基础。

2 训练舰艇综合实习训练系统建设

综合实习训练系统的建设应当以受训学员的教学训练需求为牵引，以解决实习训练中的突出问题为导向，同时积极将新技术新理念及时、可靠地应用到系统的建设中来，从而将训练舰艇打造成综合性的教学训练平台。

2.1 充分体现以航海为核心的综合教学训练需求

训练舰艇大部分是依托服役年限相对较长的舰船进行加改装升级[6-7]。为了突出面向综合实习训练需求，进一步满足军事专业人才教学训练要求，在可控幅度范围内改变舰船技术状态的情况下，针对航海专业实习及远航实习教学训练的实际情况，结合典型军事舰船装备配置，深化拓展航海专业实习训练系统功能，提升训练设备多样化、训练科目综合化水平，积极创建远航条件下军事作战指挥教学训练手段和方法，不断扩充训练舰艇支撑教学训练专业范围，为培养高素质军事专业人才提供实战化的教学训练平台。

训练舰艇综合实习训练系统主要应围绕各种条件下航海教学需求，提升航海教学装设备保障能力，挖掘和改进现有训练系统训练功能，拓展远航条件下实习教学训练手段，培养学员舰艇操纵和航海保障技能，使其初步具备值更期间航行指挥和应急操纵处置能力。系统应力求适应军事新装备的发展，使航海相关训练更接近装备和海上实际，提高教学和训练质量。

2.2 着力解决海上实习训练的重难点问题

海上实习训练的核心是利用训练舰艇这一综合性训练平台，实现海上环境、训练舰艇以及实习训练系统的有效结合与有机融合，使得各类训练人员能够在一个可控的安全环境中进行实践教学[8-9]。

同时为了满足面向全过程海上实习训练的要求，训练系统应当将提高全航程、全航时航海教学装设备的使用效率放在首位。综合实习训练系统应积极构建专用教学训练网络平台，将航行态势信息进行采集和存储，同时需要考虑到不具备相应实习训练的条件时，将模拟的装备信息进行相应的可控显示，从而实现将训练舰艇自身航海业务系统与综合实习训练教学设备高度的集成，并与各个面向学员应用的综合训练台位实现有效对接，使得训练舰艇航行态势能够与学员共享，实现舰艇真实/模拟信息的可视化，如图1 所示。实时地将舰艇位置、航向、航速、水深、风流压、海浪、AIS 和航行警告等信息推送至各个综合训练台位后，学员可在各自台位开展综合海图作业、战斗航海作业、舰艇惯性要素测定等技能训练。

此外，面对多方位培养学员能力的要求，应实现保障值更期间航行指挥和应急操纵处置能力。综合实习训练系统实现监控管理的存储功能，实现场景再现教学[10-12]，并能全天候模拟自然环境及各类船舶间的会遇和避碰，进行各种号灯号型及声光信号的仿真识别和显示。侧重解决海上航行训练无法有效开展复杂避碰训练的重难点问题，学员可体验真实会遇局面和航行态势，培养航行指挥综合素质和临机应变能力。

2.3 突出新技术新理念应用提高综合实习训练效果

基于前述关于训练舰艇综合实习训练系统建设的需求和定位分析，该系统应具备多功能、高集成、综合性、网络化的特点。积极采用先进的计算机软模拟技术、ⅤR（虚拟现实）/AR（增强现实）/MR（混合现实）技术、网络技术、视景生成技术、目标环境生成技术和训练效果评估模型，可满足多种航行条件下、多种航行水域学员长航时、远航程的实习保障工作。

要实现上述目标，核心是应用新技术实现训练舰艇综合航行态势实时分发与显示，从而实现航海导航信息采集与存储，综合航海态势建立、显示与共享以及综合航海作业信息获取等功能。通过实时采集GPS/DGPS、计程仪、测深仪、电罗经、气象仪、姿态仪、AIS（船舶自动识别系统）、雷达等通导设备的信息，综合处理后汇集至应用服务器，经协议转换和处理后实现数据的在线存储。对舰船导航设备数据进行采集、解析、存储、处理之后，实现舰船导航设备数据的动态显示，用以实时监控训练舰艇的航行状况，系统组成如图2 所示。与此同时，系统要提供标准的TCP（传输控制协议）或UDP（用户数据包协议）数据服务，可为舰船航行指挥与操纵模拟训练提供数据基础与服务。

图2 训练舰艇相关态势分发与显示系统组成示意图

舰船航行指挥与操纵模拟训练应用中可全天候模拟各种天气、各种能见度、各种水域及各类船舶间的会遇和避碰的场景，进行各种号灯号型及声光信号的仿真识别和显示，符合《中华人民共和国海船船员培训大纲》中有关船舶避碰培训的要求[13-14]。从而使得航行操纵和指挥模拟训练与航行实际环境紧密结合、有机统一，构建一个基于虚拟环境和真实数据有效结合的综合实习训练条件，可让受训学员全程参与到舰船整个航行过程中。

此外，在对指挥与操纵模拟训练中可以采用语音识别、声纹认证等技术[15-16]来对相关动作、流程口令的下达进行模拟替代，训练舰艇长等指令操纵员对舰艇模拟航行的全局把握，有效减少相关配合人员的数量。

3 结束语

基于现有训练舰艇实习训练系统存在问题的初步分析以及面向军事院校各专业开展海上教学训练需求的分析，提出建设训练舰艇综合实习训练系统的初步构想，并针对几个关键问题进行了相关阐释。在系统架构设计、关键技术分析方面还结合训练舰艇实际技术状态进行了针对性的配套建设，从而让学员更贴近于航行实际环境，全程参与到舰船的整个航行过程中去，加深对舰船海上航行指挥操纵的理解。