徐飛翔 盧佳音 林葉錦 石澤宇 趙思博

1(大連海事大學(xué) 遼寧 大連 116026)

2(大連海智科技有限公司 遼寧 大連 116026)

0 引 言

《STCW公約馬尼拉修正案履約指南》做出了公約附則條款的強制性標(biāo)準(zhǔn),從機艙輪機員與管理工作方面,對工作計劃、人員協(xié)調(diào)、時間、順序安排上有了嚴(yán)格要求,并要求通過輪機部門多人協(xié)作實操,完成有效的機艙資源管理[1]。然而,用傳統(tǒng)的輪機模擬器培訓(xùn)時,具有訓(xùn)練模式單一,訓(xùn)練受到時間、區(qū)域限制,訓(xùn)練者缺乏情景意識和不能以團隊協(xié)作方式訓(xùn)練等問題。

文獻[2]開發(fā)了基于幀同步網(wǎng)絡(luò)模型的多人協(xié)作輪機虛擬實驗室,可進行多人異地協(xié)同操作,主要基于MIMIC屏和控制箱完成系統(tǒng)的訓(xùn)練操作,系統(tǒng)缺乏三維動態(tài)模擬效果。文獻[3]依據(jù)船舶舵機原理建立了舵機數(shù)學(xué)邏輯模型,并將其融入到三維仿真系統(tǒng)中,且實現(xiàn)了虛擬舵機室中舵機的交互操作,訓(xùn)練操作場景只包括舵機室。系統(tǒng)的開發(fā)主要為了拓寬虛擬現(xiàn)實技術(shù)在不同船型的不同艙室中的應(yīng)用。文獻[4]為滿足機艙資源管理評估的特殊需求,提出了基于駕機聯(lián)動的任務(wù)型協(xié)作訓(xùn)練模式和基于遺傳算法優(yōu)化的機艙協(xié)作智能評估方法。建立不同需求下的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),采用熵權(quán)法和歷史評估數(shù)據(jù)調(diào)整指標(biāo)的權(quán)重,經(jīng)多重模糊綜合評判得出結(jié)果。最后讓高級輪機員在局域網(wǎng)環(huán)境下,使用該系統(tǒng)進行訓(xùn)練效果驗證。文獻[5]針對傳統(tǒng)機艙訓(xùn)練評估方法不能反映團隊內(nèi)部協(xié)作性問題,結(jié)合了基于層次分析法的模糊綜合評價方法和Dice、Tversky集合相似度系數(shù),對團隊任務(wù)完成度和協(xié)作能力進行評估,這種協(xié)作式評估方法可以體現(xiàn)團隊協(xié)作性存在的細(xì)節(jié)問題。文獻[6]開發(fā)了基于互聯(lián)網(wǎng)的三維虛擬實驗室,實現(xiàn)了第一人稱視角漫游及基本的模擬操作。系統(tǒng)中僅有主機虛擬模型,不利于訓(xùn)練者的機艙情景意識的形成和實踐技能的提升。文獻[7]通過德爾菲法得到評判的最初云滴,利用逆向云發(fā)生器生成原始評價權(quán)重云,然后構(gòu)建評價云矩陣,并進一步計算各評價因子的云權(quán)重。最后通過三個相關(guān)示例驗證了云模型理論引入模糊綜合評價方法中的有效性。

機艙輪機管理工作中實踐技能和團隊合作是重要部分。輪機操作和突發(fā)事件的處理體現(xiàn)了高級輪機員的反應(yīng)能力,但這種能力并不是與生俱來的,而更多的是通過后天學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的結(jié)果。機艙操作任務(wù)具有種類多元、步驟復(fù)雜、模式分化的特點,航海類學(xué)生使用傳統(tǒng)培訓(xùn)方式接受任務(wù)實操訓(xùn)練受到時間、空間和教學(xué)成本的限制[8],而在協(xié)作虛擬環(huán)境中進行模擬操作,可有效培養(yǎng)航海類學(xué)生機艙情景意識和團隊合作意識,提升學(xué)生對突發(fā)緊急事件的應(yīng)對處理能力。為此本文開發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)云的船舶機艙多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)云為輪機全任務(wù)多角色協(xié)作培訓(xùn)提出了一條新途徑。在云訓(xùn)練模式下,每個用戶經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)庫上傳虛擬交互數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫中數(shù)理模型進行數(shù)據(jù)計算和圖形處理任務(wù)后,將運算后的結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶,即完成多人協(xié)作虛擬操作任務(wù)。最后系統(tǒng)采用基于熵權(quán)法的模糊綜合評估方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評估考核,并顯示評估指標(biāo)和對應(yīng)的實際數(shù)據(jù)值。

1 系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)

綜合運用虛擬仿真技術(shù),以VLCC油輪為虛擬對象構(gòu)建高逼真度的虛擬機艙場景,多名訓(xùn)練者可同時在共享協(xié)作虛擬場景中進行輪機任務(wù)協(xié)作訓(xùn)練,在故障、安全事件模擬情景中提升故障診斷和應(yīng)變處理能力,這對于解決在機艙中由于人為誤操作引起的安全事故,突發(fā)緊急重大事故不可重現(xiàn)、不可逆,拓展輪機理論知識深度與廣度,提高機艙高危事件教學(xué)效果,鍛煉航海類學(xué)生實操和應(yīng)急能力等意義重大[3]?；诰W(wǎng)絡(luò)云的船舶機艙多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng)的框架如圖1所示。

圖1 船舶機艙多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng)框架設(shè)計

(1) 數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層用于存放和管理仿真系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù),并完成數(shù)據(jù)的運行處理,是系統(tǒng)的靈魂部分。主要包括三維模型數(shù)據(jù)庫、場景動態(tài)優(yōu)化、程序腳本、數(shù)學(xué)邏輯模型、知識庫、評估任務(wù)庫、評估情景庫。

(2) 運行層。運行層主要包括場景動態(tài)渲染、第一人稱視角漫游、訓(xùn)練過程記錄、多角色協(xié)作訓(xùn)練、智能評估考核、顯示考核指標(biāo)。系統(tǒng)運行時,訓(xùn)練者通過程序接口從數(shù)據(jù)層中讀取和往數(shù)據(jù)層中寫入訓(xùn)練過程記錄數(shù)據(jù)、多角色協(xié)作訓(xùn)練數(shù)據(jù)、智能評估數(shù)據(jù)和考核指標(biāo)數(shù)據(jù),這部分?jǐn)?shù)據(jù)的讀取和寫入功能由運行層完成。

(3) 虛擬仿真層。虛擬仿真層主要包括機艙火災(zāi)、機艙漏水、聲光模擬、CO2滅火系統(tǒng)、水霧噴淋、設(shè)備故障。虛擬仿真層為訓(xùn)練者提供了多種高擬真度的機艙重大故障現(xiàn)象情境,訓(xùn)練者可以在虛擬環(huán)境中進行學(xué)習(xí)、實操練習(xí)和綜合測試。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 三維視景設(shè)計與實現(xiàn)

三維視景設(shè)計信息流程如圖2所示。首先創(chuàng)建高精度的模型,渲染烘焙所需貼圖,用于讓模型呈現(xiàn)更貼近實物的細(xì)節(jié)。制作火災(zāi)、細(xì)水霧噴淋、漏水等特效模擬機艙突發(fā)緊急情景。分析輪機設(shè)備工作原理,利用Maya制作其工作動畫。編寫腳本實現(xiàn)虛擬交互體的動作或顯示功能。虛擬場景效果如圖3所示。

圖3 虛擬場景效果

(1) 場景搭建與視景優(yōu)化。本文用3ds MAX創(chuàng)建機艙結(jié)構(gòu)、設(shè)備高精度模型,采用紋理映射、UV展開貼圖、環(huán)境光遮蔽(AO)等方式渲染烘焙輸出材質(zhì)貼圖,用于提高模型表面細(xì)節(jié)和增強光影效果,從而增強沉浸感。使用細(xì)節(jié)層次控制技術(shù)(LOD),根據(jù)虛擬人物與模型距離和人物視角信息決定使用不同精度細(xì)節(jié)模型[9]。采用Drawcall優(yōu)化算法,同類對象附貼同一種材質(zhì),通過批處理技術(shù)減少所渲染物體的材質(zhì)種類。通過視景優(yōu)化提升系統(tǒng)運行的流暢度。

(2) 機艙緊急情景及故障情景的實現(xiàn)。機艙緊急情景被開發(fā)出來。借助Unity3D自帶粒子系統(tǒng),進行機艙漏水、火災(zāi)、細(xì)水霧噴淋效果的動態(tài)模擬。火災(zāi)位置在發(fā)電柴油機、主機、分油機、焚燒爐、輔鍋爐等設(shè)備處,火災(zāi)場景包括了起火、火勢蔓延、轟然、持續(xù)燃燒及逐漸熄滅等階段,通過故障設(shè)置后,機艙中模擬發(fā)生火災(zāi)[10]。同時動態(tài)模擬了細(xì)水霧噴淋場景,細(xì)水霧噴淋過程包括噴頭噴水、噴頭水霧化、霧化水吸熱及冷卻滅火[11]。在細(xì)水霧噴淋持續(xù)滅火作用下,火勢逐漸減小直到火熄滅。通過漏水故障設(shè)置,機艙固定位置出現(xiàn)室內(nèi)漏水現(xiàn)象,且水位逐漸升高。在虛擬場景中模擬緊急情景是理論知識的深入拓展,以這種形式代替展示實船中不可模仿的場景,幫助沒有實船經(jīng)驗的航海類學(xué)生“零距離”學(xué)習(xí)機艙火災(zāi)、漏水、細(xì)水霧噴淋滅火,提升學(xué)生緊急事故的情景意識和對突發(fā)安全事件應(yīng)急處理能力。

(3) UI交互界面設(shè)計。虛擬機艙是一個整體的虛擬場景,又以分布式場景進行布局。本文利用UGUI圖形用戶界面系統(tǒng)設(shè)計了系統(tǒng)的主菜單,如圖4所示。系統(tǒng)運行后,通過選擇不同的分場景,系統(tǒng)加載選擇的場景模型,人物視角切換到指定場景中,實現(xiàn)不同艙室場景之間的快速切換。

圖4 系統(tǒng)主菜單界面

機艙操作流程復(fù)雜,交互對象數(shù)量龐大且外形相似,對航海類學(xué)生或經(jīng)驗不足的培訓(xùn)人員來說,訓(xùn)練時不好區(qū)分要操作的交互對象,為此本文利用UGUI圖形技術(shù)設(shè)計了HUD系統(tǒng)以提供良好輔助操縱體驗。根據(jù)機艙設(shè)備詳細(xì)技術(shù)數(shù)據(jù),HUD中配置相應(yīng)的信息,滿足培訓(xùn)人員的學(xué)習(xí)和使用需求。HUD系統(tǒng)的框架如圖5所示,包括數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、人機交互模塊。經(jīng)數(shù)理模型計算后返回的數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)處理模塊,當(dāng)數(shù)據(jù)處理計算后,被分發(fā)到顯示模塊。顯示模塊是一個UI矩形界面,用于顯示HUD、設(shè)備技術(shù)參數(shù)及交互對象信息。人機交互模塊可以提供不同視角的UI界面,當(dāng)沒有被激活時,UI界面處于隱藏狀態(tài)。當(dāng)交互點被檢測到交互后,顯示交互點詳細(xì)數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)參數(shù)。HUD顯示器效果如圖6所示。

圖6 HUD顯示器效果圖

(4) 動畫設(shè)計。針對機艙設(shè)備的繁瑣復(fù)雜動作過程,難以使用常規(guī)仿真技術(shù)實現(xiàn),可以通過三維動畫的方式直觀地展示出來。首先使用Maya軟件創(chuàng)建設(shè)備模型,分析設(shè)備運動原理后,制作動畫的關(guān)鍵幀,指定對象在特定時間內(nèi)的屬性值[12],從而完成設(shè)備連續(xù)動作動畫的制作。然后通過程序腳本控制動畫,模擬設(shè)備在不同工況下的工作過程。采用三維動畫方式展示工作過程的設(shè)備主要有船舶主機、發(fā)電機、速閉閥、液壓泵等。動畫模擬方式可以展示工作過程和細(xì)節(jié),把枯燥的理論知識生動地展示出來,能夠有效地輔助航海類學(xué)生對設(shè)備工作原理和不同工況下設(shè)備狀態(tài)特點的深入理解,使學(xué)生牢牢地掌握輪機原理知識。

(5) 人機交互技術(shù)。虛擬機艙交互點數(shù)量龐大,為方便管理和節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)資源和成本。首先對模型功能需求進行分析,把相同屬性、相同功能的模型劃分為一類。再為不同模型行為功能設(shè)計各自的行為模型,并用C#語言編寫腳本生成通用組件行為模型,實現(xiàn)模型行為的控制。根據(jù)實體模型屬性選擇對應(yīng)的組件行為模型,并配置不同參數(shù)。當(dāng)虛擬角色通過鼠標(biāo)、鍵盤等輸入設(shè)備交互操作調(diào)用請求函數(shù)后,實體模型配置的組件行為模塊會接收來自數(shù)理模型的變量數(shù)據(jù),通過調(diào)用行為模型中執(zhí)行函數(shù)來控制實體模型的相關(guān)動作[13]。

2.2 虛擬人技術(shù)

虛擬人物功能的實現(xiàn)包括虛擬人物模型的搭建和行為動作的實現(xiàn)。其主要分為角色模型的建立、人體骨架的搭建、蒙皮綁定、貼圖渲染、動畫制作和動作控制幾個主要部分。選用3ds MAX軟件建立場景中虛擬角色模型。創(chuàng)建虛擬角色網(wǎng)絡(luò)模型和骨骼模型,并將蒙皮和骨骼綁定,完成人物模型構(gòu)建后[12],通過控制骨骼關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)和移動實現(xiàn)虛擬人動作動畫顯示。本文采用反動力學(xué)技術(shù)對人物關(guān)節(jié)進行仿真,以提高對虛擬人物的更高精度的模擬操作。連接著的骨骼關(guān)節(jié)間夾角為θ,末端骨骼節(jié)點位置為X,關(guān)系式如下：

θ=f-1(X)

(1)

當(dāng)操作虛擬人物時,在反向動力學(xué)技術(shù)作用下,通過IK求解器實現(xiàn)模擬控制虛擬人物的行為動作,然后IK求解器通過改變IK控制柄位置的旋轉(zhuǎn)和平移來實現(xiàn)IK鏈中對應(yīng)骨骼關(guān)節(jié)的移動和旋轉(zhuǎn),其中IK控制柄是指骨骼起始關(guān)節(jié)點和末關(guān)節(jié)點的向量。

圖7為人物動作過程的IK控制柄求解流程,圖7(a)為初始動作時骨骼狀態(tài),當(dāng)子骨骼BC發(fā)生旋轉(zhuǎn),控制柄向量變?yōu)锳D,圖7(b)為動作更新后的骨骼狀態(tài),β表示控制柄向量AC轉(zhuǎn)動的角度,求解如下：

(a) (b) (c)圖7 IK控制柄求解流程

cosβ=AC·AD/(|AC|×|AD|)

(2)

當(dāng)AB父骨骼最后朝反方向旋轉(zhuǎn)β角度后,子骨骼跟隨著一起動作,AC向量和AD向量重合,圖7(c)為更新后的骨骼狀態(tài)?；诜聪騽恿W(xué),部分虛擬人動作效果如圖8所示。

圖8 虛擬人動作

3 通信結(jié)構(gòu)設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)云多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng)通信架構(gòu)如圖9所示,系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、知識庫服務(wù)器、情景庫服務(wù)器等為中心,以太網(wǎng)作為關(guān)聯(lián)橋梁,通過數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)多用戶聯(lián)動。仿真系統(tǒng)中包含有知識庫、評估情景庫和評估任務(wù)庫。針對評估任務(wù)內(nèi)容,評估任務(wù)庫中提前內(nèi)嵌狀態(tài)參數(shù)文件。當(dāng)訓(xùn)練者選擇訓(xùn)練或評估任務(wù)后,系統(tǒng)自動加載預(yù)嵌入的相關(guān)系統(tǒng)參數(shù),訓(xùn)練者在此基礎(chǔ)上完成訓(xùn)練或考核任務(wù)即可。訓(xùn)練或者評估具有單一或多人協(xié)作兩種模式,多人協(xié)作模式模仿遠(yuǎn)洋船舶四名輪機員協(xié)作完成實際操作的方式?；谝蕴W(wǎng)的數(shù)據(jù)傳遞方式進行多人協(xié)作評估時,PC1、PC2、PC3和PC4四名學(xué)員實際操作數(shù)據(jù)均通過以太網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器,經(jīng)過服務(wù)器運算后的數(shù)據(jù)反饋給四位學(xué)員仿真系統(tǒng)中,使四名學(xué)員虛擬場景中各操作狀態(tài)保持一致,共同完成評估任務(wù)。

圖9 網(wǎng)絡(luò)云多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng)通信架構(gòu)

4 多人協(xié)同操作考評系統(tǒng)

4.1 多人協(xié)作訓(xùn)練評估原理

如圖10所示,基于網(wǎng)絡(luò)云的多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng)流程步驟如下：運行系統(tǒng)并初始化,然后選擇一個虛擬角色登入系統(tǒng),系統(tǒng)判斷用戶是否載入系統(tǒng),是則登入系統(tǒng),可以進行下一項工作,否則中止考評;然后選擇具體的考評任務(wù)進行虛擬操作;其他協(xié)同操作人員發(fā)出加入系統(tǒng)請求,被允許進入系統(tǒng)后,多人在同一系統(tǒng)中協(xié)同完成操作。選擇完具體考評任務(wù)后,系統(tǒng)根據(jù)考評項目內(nèi)容自動加載預(yù)制狀態(tài)參數(shù);用戶按照角色職責(zé)做與角色匹配的項目操作,在完成了考評項目后,按結(jié)束考評按鈕,用戶在虛擬場景中虛擬訓(xùn)練結(jié)果會記錄在數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)考評模型根據(jù)實操后獲得的參數(shù)數(shù)據(jù),結(jié)合操作變量與數(shù)據(jù)的匹配度、變量數(shù)值和操作步驟順序,利用熵值法估算評價指標(biāo)權(quán)重向量,再利用模糊數(shù)學(xué)的模糊矩陣合成算子,得到綜合評估得分。最后,系統(tǒng)給出考評分?jǐn)?shù)結(jié)果、考評指標(biāo)具體參數(shù)值和正常值范圍。

4.2 評價模型建立

1856年,德國物理學(xué)家道夫·克勞休斯首次提出熵的概念。熵在熱力學(xué)中表征物質(zhì)狀態(tài)的參量之一,是體系混亂程度的度量。而在信息論中,信息熵是系統(tǒng)無序程度的度量,信息是有序程度的度量,二者絕對值相等,符號相反。熵權(quán)法就是根據(jù)各項指標(biāo)的信息熵來計算各個指標(biāo)權(quán)重,熵權(quán)值代表著各指標(biāo)在競爭意義上的相對激烈程度,具有較強的客觀性[14]。本文采用基于熵權(quán)法的模糊綜合評價方法,首先根據(jù)熵權(quán)法來確定各個評價指標(biāo)權(quán)重,然后建立模糊關(guān)系評判矩陣,最后利用模糊數(shù)學(xué)的模糊矩陣合成算子,得到綜合評判集。具體可分為以下5個步驟。

1) 假設(shè)m個評價對象集V={v1,v2,…,vm},有n個評價指標(biāo)集X={x1,x2,…,xn},其中xij為第i個評價對象第j個指標(biāo)的最初數(shù)值,對其標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到評價標(biāo)準(zhǔn)矩陣Y見式(3),矩陣中元素值按式(4)計算：

(3)

(4)

2) 任一評價指標(biāo)的熵值hj按式(5)計算,其中k為調(diào)節(jié)系數(shù),與系統(tǒng)評價對象數(shù)量有關(guān),k=1/lnm。

(5)

3) 熵權(quán)法利用指標(biāo)信息熵來估算評價指標(biāo)權(quán)重,該指標(biāo)提供信息量越多,其在綜合評價中作用越強,所占權(quán)重越大。第j個指標(biāo)權(quán)重wj計算如下：

(6)

4) 將m個評價對象和n個評價指標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系通過構(gòu)建模糊關(guān)系評判矩陣表示：

(7)

5) 利用模糊數(shù)學(xué)的模糊矩陣合成算子,得到綜合評判集如下：

B=w°R

(8)

5 實驗結(jié)果

5.1 評估結(jié)果

選取40名航海類學(xué)生,隨機分成10個由4人組成的團隊。每個團隊分別協(xié)同操作考評,為了方便數(shù)據(jù)分析,本文讓10個團隊完成相同的任務(wù)。船舶運營過程中,離港備車是常規(guī)協(xié)作且最基本的評估情景之一。其中發(fā)電機并車操作是很重要的一個子環(huán)節(jié),為后續(xù)的備車操作提供重要基礎(chǔ)。本文選擇發(fā)電機的手動并車操作任務(wù),每個團隊協(xié)同完成任務(wù)后,獲得了相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù),組成了評估指標(biāo)集,評估指標(biāo)集包括完成任務(wù)時間、頻率差值、電壓差值、相位差、電壓、頻率和同步表狀態(tài)7個指標(biāo),用評估指標(biāo)集X表示：

X={x1,x2,…,x7}

(9)

10個團隊完成發(fā)電機手動同步并車考評任務(wù)后,各個評估指標(biāo)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 評估指標(biāo)數(shù)據(jù)

5.2 評估結(jié)果分析

本系統(tǒng)基于熵權(quán)法的模糊評估對團隊操作結(jié)果進行評估打分。首先基于熵權(quán)法估算發(fā)電機手動同步并車評價指標(biāo)權(quán)重,結(jié)果如表2所示。結(jié)合評價指標(biāo)權(quán)重,系統(tǒng)通過模糊綜合評價,得到最終的分?jǐn)?shù)。此外請5位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍?0個團隊操作結(jié)果進行人工評估打分。系統(tǒng)自動評估和專家人工評估的分?jǐn)?shù)如表3所示。

表2 評估指標(biāo)權(quán)重

表3 系統(tǒng)自動評估和專家人工評估的分?jǐn)?shù)

本文基于熵權(quán)法的模糊綜合評估和專家評估方法得到的結(jié)果對比如圖11所示,系統(tǒng)給出評估結(jié)果樣例如圖12所示。本文系統(tǒng)評估結(jié)果和專家的結(jié)果誤差很小,兩種結(jié)果最大誤差為4.28百分點,最小誤差為0.08百分點,系統(tǒng)評估結(jié)果達到了和專家評估一樣的精度,同時也得到專家們的一致認(rèn)可。調(diào)查訪問參加考評的學(xué)生表示經(jīng)過訓(xùn)練考評后,他們的協(xié)作實操能力和團隊合作意識有了大幅提升,對他們以后工作有很大的幫助。

圖11 兩種方法的評估結(jié)果對比

圖12 本系統(tǒng)評估結(jié)果

熵權(quán)法計算權(quán)重的過程中,權(quán)重分配時克服了人為賦值引起的主觀誤差,極大程度降低了人為干預(yù)的影響,保證了評價結(jié)果的客觀、合理。現(xiàn)階段該方法只能在確定權(quán)重的過程中使用,適用范圍有限。

6 結(jié) 語

本文開發(fā)的基于網(wǎng)絡(luò)云的多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng),為訓(xùn)練者提供了一個貼近實船的虛擬共享三維環(huán)境。只要有網(wǎng)絡(luò),就可以實現(xiàn)在這個共享的三維環(huán)境中,多人可同時在線遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程訓(xùn)練和遠(yuǎn)程考評操作。此外利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),系統(tǒng)中融入了機艙火災(zāi)、機艙漏水等緊急情景,輔助沒有實船經(jīng)驗的學(xué)生深刻理解實船無法演示的故障現(xiàn)象,提升學(xué)生的緊急情景應(yīng)對能力。最后可以通過模糊綜合評估方法對學(xué)員的學(xué)習(xí)效果進行客觀評估,同時請5位專家對這評估結(jié)果進行了對比,表明本系統(tǒng)評估方法與專家評估方法計算出的結(jié)果高度一致,也得到了專家的一致認(rèn)可?；诰W(wǎng)絡(luò)云的多人協(xié)作訓(xùn)練評估系統(tǒng)旨在提供一個“訓(xùn)練-評估”的多人在線協(xié)同學(xué)習(xí)、考評平臺,改變了傳統(tǒng)船員考試模式,提高了航海類教學(xué)質(zhì)量,也增強了航海類學(xué)生的協(xié)作能力和團隊的合作意識。