海警船艇狭水道航行模拟训练评价系统

转 30°. 匀速航行 5 m in后左转 30°,航行 2 m in后四 指标的权重. 点击保存按钮 ,保存好各参数 ,点击开
停车. 流向 045°,流速 3 kn,风向 160°,风速 2 kn,能 始评价按钮 ,找到刚刚完成的模拟航行文件 ,点击确
2 评价指标权重的确定
利用模糊层次分析法 ( FAHP)来确定各指标权
重. 记 Ω = { 1, 2, …, n } ,设矩阵 F = ( fij ) n ×n , 若有 0≤f≤1 ( i, j∈Ω) , 则称 F 是模糊矩阵. 又设模糊矩
阵 R = ( rij ) n ×n满足 rij + rji = 1 ( i, j∈Ω) ,则称 R 是模
目前 ,在实际考核训练中 ,如不考虑评价教员个 人能力差距因素 ,由于其他各种原因 ,同一个训练项 目中各学员的成绩会有较大差异 ;有时 ,即使同一条 船上不同学员的操作情况基本相同 ,其成绩差异也 会很大. 可见 ,仅靠评价教员随机评分并不能真正做 到公平 、合理.
1. 2 评价体系不标准
模拟器操作过程复杂 ,对训练人员的考核和评 价缺乏灵活性. [ 2 ]多数模拟器训练成绩均由教员对 训练过程的主观臆断确定 ,很难公正 、客观地对训练 过程和效果作出合理 、科学的评判. 由于条件限制 , 教员往往只是根据所观察到的学员操作训练的表面 情况来确定考核成绩 ,学员也不能根据所得成绩来 查找不足.
n
∑ w i
=
j=1
rij
+
n 2
-
n ( n - 1)
1 ,
i = 1, 2, …, n.
3 船艇航行评价模型
为方便叙述 , 对评价船艇航行的各指标进行标 记 , 见图 1. 以狭水道单行道的中央线作为计划航 线 , AC为计划航向 , T 为航行的时间 , EP 为船艇实 际位置与计划航线的垂直偏差值 , 可由船艇 (点 )到 计划航线的距离计算得到 , EPmax为航迹偏差的最大 值 ,可以由航迹偏差 EP 不断进行距离比较得到最 大值 , EC 为船艇实际航向与计划航向的偏差值 , ECmax为航向偏差的最大值 , ECavr为航向偏差的平均 值 , COB 为航道边界余量.
w
μ
nn
( x)ζ ×100
(6)
i =6
式中 :ζ是操船难度系数 ,对海警船艇通常取 1. 2;评
价模型中的参数 fus- a 和 fus- b分别是评价指标的 下限和上限值. 各评价指标模型符合偏小型函数曲
线变化.
4 船艇航行评价程序实现
4. 1 海警船艇模拟航行评价流程
海警船艇模拟航行评价设计流程见图 2. 图中 数据源是学员在船艇模拟器上进行狭水道模拟训练 后得到的数据文件 ,通过评价系统中评价模型处理 得到航行评价成绩.
16
上 海 海 事 大 学 学 报
第 29卷
100, EP < fus- a
fus- b - EP
2
×100,
sEP = fus- b - fus- a
(4)
fus- a ≤ EP ≤ fus- b
0, EP > fus- b 模拟时间得分
100, t < fus- a
杨玉峰 1, 2 , 方泉根 1
(1. 上海海事大学 商船学院 ,上海 200135; 2. 公安海警高等专科学校 船艇指挥系 ,浙江 宁波 315801)
摘 要 :为使航海专业兵或学员根据设计的方案内容在航海模拟器上进行航行训练 ,根据《海警舰 艇考核训练大纲 》要求 ,采用 VC ++ 6. 0为平台 ,构建海警船艇操作评价系统. 该评价系统在提取数 据源 ,根据模拟船艇的航行环境 、操作 、操船人员的操纵参数等信息的基础上 ,依据建立的评价模 型 ,实现船艇模拟航行评价 ,最后得出航行评价成绩. 结果显示 ,该评价系统具有一定的实用价值. 关键词 : 航海模拟器 ; 层次分析法 ; 评价模型 ; 评价指标 ; 航行评价 中图分类号 : U666. 158; U676. 2 文献标志码 : A
图 1 船艇狭水道航行的评价指标
航向偏差积分值的分数
100, EC < fus- a
fus- b - EC ×100,
sEC = fus- b - fus- a
(1)
fus- a ≤ EC ≤ fus- b
源自文库
0, EC > fus- b
航迹偏差最大值的分数
100, EPmax < fus- a
fus- b - E Pmax 2 ×100,
sEPmax = fus- b - fu s- a
(2)
fus- a ≤ EPmax ≤ fus- b
0, EPmax > fus- b
航迹偏差平均值的分数 [ 8 ] :
100, EPavr ≤ fus- a
1 - 1 sin
π
·
2 2 fus- b - fus- a
fus- b - t ×100,
st = fus- b - fus- a
(5)
fus- a ≤ t ≤ fus- b
0, t > fus- b
考虑环境条件作用下的船艇航行得分
sn = w1 sEC + w2 sEPmax + w3 sEPavr + w4 sEP +
n
∑ w5 st +
1. 3 评价模型难确定
模拟器的操作评价系统综合考虑环境 、船艇和 船员 3类不同的要素 ,包括各种动 、静态数据 ,确定 性和不确定性信息 ,定量的数学计算和定性的逻辑 推理等. [ 3 ]该系统涉及航海学 、计算机科学和信息 工程学等多个学科 ,需要信息采集和信息预处理等 多个模型 ,是 1个复杂的问题求解系统. [ 4 ]
第 29卷 第 3期 2008年 9月
上 海 海 事 大 学 学 报 Journal of Shanghai M aritime University
Vol. 29 No. 3 Sep t. 2008
文章编号 : 1672 - 9498 (2008) 0320014205
海警船艇狭水道航行模拟训练评价系统
图 2 船艇模拟航行评价流程
4. 2 程序评价参数及指标值计算
4. 2. 1 方案设计 以大连湾作为模拟训练海区 ,预先设定 4个点 ,
其中有 2个转向点 ,形成狭水道的一条边 ,同理画出 另一条边 ,写在数据文件中 ,在初始化模拟练习时读 入内存. 程序运行后 ,船艇就在设计的狭水道内进行 航行模拟训练. 从航行开始 ,四车进一 , 2 m in 后右
n
∑ 糊互补判断矩阵按 行求 和 , 记 ai = rij, i = 1, j=1
2,
…,
n
,并施以如下数学变换 :
aij
=
2
ai (n
-
aj 1
)
+ 0.
5,
则矩阵 A = ( aij ) n ×n为模糊一致矩阵. 对其采用归一
化 求 得 排 序 向 量 W = ( w1 , w2 , …, wn ) , 其 中 ,
4. 2. 2 方案实施 根据方案设计内容 ,教员在大连湾海区找到设
计航线的位置 ,把航行环境条件输入模拟器的训练 对话框 ,航海专业兵开始模拟航行训练. 训练完成 后 ,打开海警船艇模型航行评价训练软件 ,进入如图 3所示的对话框. 对各评价参数赋值 ,计算各指标 值. 在选择评价指标的同时 ,系统已自动计算出相应
糊互补矩 阵. [ 5 ] 若 模糊 矩 阵 R = ( rij ) n ×n满 足 rij = rik - rjk + 0. 5 ( i, j, k ∈Ω) , 则 称 R 是 模 糊 一 致 矩
阵. [6, 7 ]为使构成的判断矩阵 R = ( rij ) n ×n是模糊互 补矩阵 ,本文采用 0. 1 ～0. 9 的 9 标度赋值. 若对模
sEP avr =
E Pavr
-
f u s-
a + fus2
b
fus- a < EPavr ≤ fus- b
0, EPavr > fus- b
×100,
(3)
航迹偏差积分值的分数
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
收稿日期 : 2008203231 修回日期 : 2008205214 作者简介 : 杨玉峰 (1977—) ,男 ,山东成武人 ,讲师 ,硕士研究生 ,研究方向为交通信息工程及控制 , ( E2mail) yyf41212@ sohu. com;
方泉根 (1950—) ,男 ,江苏无锡人 ,教授 ,研究方向为航海技术与安全工程 , ( E2mail) qgfang@mmc. shm tu. edu. cn
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 3期
杨玉峰 ,等 :海警船艇狭水道航行模拟训练评价系统
15
1 现有模拟器评价的局限性
1. 1 评价主观性强
A ssessmen t of nav iga tion sim ula tion for mar ine police sh ip in narrow sea2route
YANG Yufeng1, 2 , FAN G Quangen1
(1. M erchant M arine College, Shanghai M aritime Univ. , Shanghai 200135, China; 2. Ship Commanding Department, Public Security M arine Police Academy, N ingbo Zhejiang 315801, China)
0 引 言
海警船艇部队的工作性质决定需要经常进行狭 水道航行训练. 为最大限度地减小海上训练风险 ,节 省训练成本 ,船艇指挥专业学员 、海警船艇部队航海 专业兵 、航通长及船艇长都要利用海警船艇模拟器 进行有针对性的航行模拟训练 ,提高操作技能 ,缩短
各个岗位的任职时间. [1] 目前 , 国外只有挪威的 “Kongsbe rg”航海 模拟 器 具有 简 单的 自 动 评 估 考 核 系统 ;国内对航海模拟器自动评价功能的研制较少 , 教员考核海警官兵的航行训练时主要采取人工评价 的方法. 本文根据《海警舰艇考核训练大纲 》要求 , 建立正确 、客观的评价模型 ,设计航行评价功能模 块 ,对航行训练情况自动评价 ,得出航行成绩.
Abstract: In order to p rovide a system that navigation speciality soldiers or students can operate the ship in the m anoeuvring simulator under the p roject, according to the m arine police ship s training checking outline a marine police ship operating and assessing system is constructed based on VC ++ 6. 0. The as2 sess of navigation simulating exercises is as follow s: an assessing model is constructed on basis of the in2 formation of navigation environm ent, operating and operators first, then it automatically calculates naviga2 tion achievement. It show s the system has certain p ractical value. Key words: navigation simulator; AHP; assessm ent model; assessm ent index; navigation assessm ent