示范中心|航运与船舶虚拟仿真实验教学中心概况|

航运与船舶虚拟仿真实验教学中心概况

来源：校级内容管理员发稿时间：2024-10-31 17:45:00

航运与船舶虚拟仿真实验教学中心（以下简称“仿真中心”）组建于2008年，中心以重庆市航海实验教学示范中心为依托，坚持“海润无声、船行无限”的院训，以全面提高我校航海技术、轮机工程和船舶电子电气工程专业学生实践能力和创新精神为宗旨，以共享优质实验教学资源为核心，以建设信息化实验教学资源为重点，依托虚拟现实、多媒体、数据库和网络通讯等技术，并通过与武汉理工大学、润尼尔网络科技有限公司、重庆伦宇科技有限公司等深度合作，逐步建成了具有我校航海教育特色的虚拟仿真实验教学平台。

（1）建设历程

第一阶段：虚实结合起步阶段（2008 至2015 年）

仿真中心初期建设基于虚实结合仿真技术的综合船桥模拟器、轮机模拟器和船舶电站模拟器。综合船桥模拟器、轮机模拟器具有全任务操作、后台故障设定等功能。整套模拟器的硬件设备有：服务器、工控机、监控机、智能板、示教屏、集控台、电站、机旁控制箱、主机模型和驾驶台。基本满足海船船员船舶驾驶、轮机设备和电站系统的操作培训，学生实践教学的需要，但操作训练台套有限，学生参与机会较少，设备共享性能差。

第二阶段：单机版教学进阶阶段（2015 年至2019 年）

以航海教学质量评估为契机，学校加大对实验教学设备的投入，2015-2019年与武汉理工大学合作开发了单机版的综合船桥模拟器、轮机模拟器虚拟仿真实验系统和船舶压载水处理装置仿真实验系统、电子海图（ECDIS）等。改善了实训设备台套数不足，学生操作机会少等问题，全面开启了计算机辅助实验教学的新篇章，但属于简单的桌面模拟器，沉浸感不足，无法实现资源共享。

第三阶段：沉浸式互动教学阶段（2019 年至今）

根据教育部《关于 2017—2020 年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》、《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》的精神，在工程教育中，实践教学是非常重要的环节，对于涉及操作风险大，成本高、消耗大的实验项目，应充分利用虚拟仿真技术，推动和加强虚拟仿真实验教学的开展。仿真中心抓住政策机遇，先后申报了7项校级虚拟仿真实验项目开发，坚持“虚实结合，相互补充，能实不虚”的原则，充分利用Unity 3D仿真技术，走自主研发之路，将实践教学中难以开展的高危、高成本的实验建设成互动式虚拟仿真实验，借助学校虚拟仿真实验教学平台，将沉浸式互动教学应用于实践教学中，进而培养学生应用虚拟仿真技术和工具解决复杂工程的实际问题和实践能力，培养学生创新思维、工程思维和系统思维能力。

图1 航运与船舶虚拟仿真实验教学中心发展时间轴

（2）规模和条件

仿真中心现有专职人员5人，兼职教师15人，其中拥有博士学位的有11人，有工程经历的7人，教授和副教授高级职称的有10人。近年来，学院投资了约80万元用于虚拟仿真实验教学设备建设上，采购了40台高性能电脑，逐步完善了综合船桥模拟器、轮机模拟器单机版（40点位）和压载水处理装置单机版（10点位）的实践教学需求。仿真中心总面积约3865 平方米，现有综合船桥模拟器一套、电子海图模拟器一套、轮机模拟器一套、船舶电站模拟器一套、单机任务电脑40台、虚拟仿真实验软件多套，其中10 万元以上的大型设备8台套，设备总价值843.7万元。

表1 航运与船舶虚拟仿真实验教学中心现有资产情况表

序号	名称	数量	功能	价值（万元）
1	船舶操纵模拟器	1	船舶操纵、船舶靠泊、船舶抵港、利港	140
2	ECDIS模拟器	1	航线设计、航线规划	113
3	综合船桥模拟器	1	航海全任务操纵	100
4	船舶操纵虚拟仿真教学平台	1	航海操纵模拟操作	5
5	船舶航线设计虚拟仿真教学平台	1	航线设计	5
6	轮机模拟器	1套	可模拟瘫船起动、备车与完车、机动航行、正常航行、风浪天航行、浅水航行、锚泊、离靠港作业、雾中航行等工况、加装燃润料操作与处理；能实现主机或设备故障(单缸停油、抽除活塞、停增压器运转、超速超负荷运行)、全船失电、舵机失灵、机舱进水、机舱火灾、恶劣海况、搁浅、碰撞、海盗袭击、溢油等应急工况的操作与处理。	280
7	船舶电站模拟器	1套	船舶电站可实现发电机组的手动、半自动和自动准同步并车与解列、起动、调频调压调载、并车、负载转移、停机。	56
8	高性能电脑	80台	CPU为Intel Corei5-10500；内存为8G DDR4 2666M，提供两个插槽位；机械硬盘为1TB SATA3 7200RPM；独立显卡显存为2G；	80
9	轮机模拟器单机版实验软件	40套	满足国家海事局“11规则”关于机舱资源管理培训资质的核验要求。满足“海船船员适任证书考试、评估和发证规则”及相应的“轮机模拟器训练评估规范”	24
10	船舶压载水处理装置单机版软件	10套	可模拟实船压载水处理装置的组成、原理及操作。实现压载水处理装置的教学培训功能。	10
11	船舶柴油机气缸压力测量与分析仿真实验软件	1套	满足柴油机气缸压力测量与分析实验要求；能测量爆炸压力、压缩压力、负荷特性实验，气缸均匀性测量、耗油率测量。	5
12	船用柴油机燃油喷射设备拆装仿真实验软件	1套	能开展柴油机喷油器和喷油泵的拆装与装配实验，开展喷油器和喷油泵的故障检查实验。	5
13	船用离心式分油机拆装仿真实验软件	1套	能开展船舶分油机的拆卸与装配实验和船舶分油机内部结构分析实验。	1.7
14	船用离心泵虚拟拆装仿真实验软件	1套	能开展船用离心泵的拆装与装配实验；开展船用离心泵的故障分析实验；船用离心泵的内部结构分析实验。	5
15	基于GDI+的船舶电力系统虚拟仿真实验软件	1套	能开展船舶电力系统的并电操作、轴带发电机的操作、电力电网的负载转移操作。	5
合计				843.7

（3）承担的教学任务

仿真中心每年承担我校航海技术、轮机工程和船舶电子电气工程、汽车服务工程等4个专业，约480名本科生实践教学任务，年均教学工作量约3.5万人时数，开设的实验课程主要有《航海仪器》、《雷达》、《BRM》、《GMDSS（全球海上遇险和安全系统）》、《ECDIS（电子海图显示与信息系统）》、《轮机模拟器》、《船舶电站》、《轮机自动化》、《船舶柴油机》及《船舶辅机》、《船舶电气设备与系统》等11门实践课程或课内实验项目，开设实验项目数达30余项，其中沉浸式虚拟仿真实验项目7项。