ECDIS通用教學框架的構建

曹玉墀，馮紀軍

(大連海事大學 航海學院，遼寧 大連　116026)

一、引　言

電子海圖顯示與信息系統(ECDIS)被認為是繼雷達/ARPA之后在船舶導航方面又一項偉大的技術革命。據不完全統計，目前世界上安裝電子海圖的船舶在數十萬艘以上。2009年，國際海事組織(IMO)海上安全委員會MSC.282(86)號決議通過了SOLAS公約的修正案，規(guī)定從2012年起強制船舶配備ECDIS，可見ECDIS在航海上的應用前景將十分廣泛。

隨著各國官方電子航海圖(ENC)逐步完備、標準ECDIS的出現以及IMO對ECDIS的認可，ECDIS勢必取代沿用了幾百年的傳統紙海圖。因此從航海技術的發(fā)展趨勢來看，航海類學生、船員必須盡快熟悉和勝任ECDIS的性能、操作。

ECDIS是需要高級操作技能的復雜的航行系統，不僅具有大量的航行功能，而且是由很多部分組成的復雜的基于計算機的綜合信息系統，諸如硬件、軟件、詳細精確的ECDIS數據及其顯示規(guī)則、狀態(tài)指示與報警、人機交互等。因此若沒有經過系統的學習、訓練，熟悉和掌握ECDIS的性能、操作是非常困難的。

2.10年6月21日—25日，STCW公約馬尼拉修正案獲得通過。作為船員培訓的“圣經”，該修正案首次將ECDIS的培訓納入強制范圍。這從法規(guī)上明確規(guī)定了船員必須通過培訓學習掌握ECDIS的相關知識、技能。

盡管IMO、國際海道測量組織(IHO)、國際電工委員會(IEC)等相關國際組織對ECDIS的性能、技術等方面的標準做了統一規(guī)定，這對規(guī)范ECDIS的功能起到了積極的作用。但是不同品牌的ECDIS在某些功能上的操作方式卻不盡相同，這就對船員的技能水平提出了更高的要求。即便是已經接受過相關培訓的船員在使用其他品牌的ECDIS時也會感到手足無措，難以盡快熟悉其操作。因此，為了使航海類學生通過短時間的學習、訓練盡快熟悉ECDIS的基本知識、操作特性，構建合理的、具有普適性的ECDIS教學框架具有重要的指導作用和實踐意義。

二、框架構建的思路和依據

框架的構建目的是通過構建ECDIS通用教學框架，規(guī)范ECDIS的教學內容，優(yōu)化教學方法，提高教學效果，培養(yǎng)出符合國際公約標準和滿足實踐需求的航海類人才，特別是提高學生的實踐操作能力和對不同類型ECDIS的快速適應能力。

為了保證教學效果，應從理論教學和實操培訓兩方面進行。理論教學主要是指與ECDIS相關的理論性授課，主要涉及ECDIS的通用性理論、原則和功能特點，從而使學生能夠從整體上了解ECDIS的基本功能。實操培訓則具體通過一種或幾種ECDIS的實踐訓練，使學生能夠盡快熟悉ECDIS的實踐操作，并總結出相關操作的通用方式，為日后接觸新型ECDIS并能盡快熟悉奠定基礎。理論教學和實操培訓并非相互獨立的，理論教學是實操培訓的基礎，是為了更快地熟悉ECDIS的功能操作。實操培訓是對理論教學的檢驗，是為了更好地理解相關理論。

(一)理論教學框架的構建依據

1.相關國際組織的標準

IHO關于ECDIS的海圖內容和顯示方面的規(guī)定(S-52)：規(guī)定了電子海圖的內容和顯示、數據結構、改正方法和信息傳輸途徑以及屏幕上電子海圖的顏色、符號使用等。

IHO關于數字化水道測量數據的傳輸標準(S-57)：描述了用于各國航道部門之間的數字化水道測量數據的交換以及向航海人員、ECDIS的生產商發(fā)布這類數據的標準，是具有法律效力的矢量形式的電子海圖的數據傳輸標準。

IHO關于數據保護方案(S-63)：描述了IHO推薦的電子海圖信息保護標準及與其相適應的安全構造和操作程序，提出了相應系統的規(guī)格。

IEC制定的ECDIS硬件設備的性能和測試標準(IEC 61174)：描述了符合IMO標準的ECDIS的性能、測試工作方法和要求的測試結果。ECDIS符合該標準便得到了類型認證，從而合法地成為船用設備[1]。

IMO ECDIS性能標準(PS)：IMO在1995年11月第19屆大會上，以A.817(19)號決議正式批準該標準，此后經過多次修訂。標準給出了ECDIS的定義，規(guī)定了信息的顯示、海圖改正、航線設計、航路監(jiān)視、航行記錄等性能要求。該標準內容主要包括適用范圍，ECDIS 的定義，海圖信息的提供與更新，系統電子導航海圖(SENC)信息的顯示，比例尺，其他航行信息的顯示，顯示模式和鄰近區(qū)域的生成，顏色和符號，顯示要求，航線設計，航路監(jiān)控和航行記錄，計算和精度，性能測試，故障報警和指示，備用裝置，與其他設備的連接，電源及附錄等[2]。

2.STCW公約馬尼拉修正案

2.10年6月21日—25日通過的STCW公約馬尼拉修正案，規(guī)則A部分要求ECDIS的應用應作為配備ECDIS船舶船長和甲板部高級船員的強制適任要求。鑒于ECDIS技術更新發(fā)展較快的特點，在規(guī)則A部分并未具體規(guī)定ECDIS的培訓和評估內容，而是在B部分給出了建議性的指導。航海院校在教學中仍應最大限度地考慮B部分的有關指導和解釋材料，可以作為強制性標準。

規(guī)則B部分對ECDIS培訓項目的目標、培訓方式、培訓內容等方面給出了指導性建議。具體培訓內容包括：ECDIS主要類型和顯示性能、過度依賴ECDIS的風險、探測信息的錯誤顯示、影響系統性能和精確性的因素、顯示的設定和保持、電子海圖的操作使用、航線設計、航線監(jiān)控、報警處理、手動校正船位和運動參數、船舶日志的記錄、海圖更新、連接雷達/ARPA時ECDIS的操作使用、連接AIS時ECDIS的操作使用、操作性警告及其益處和局限、系統操作性測試等16項內容[3]。

3.IMO示范課程

2.00年，IMO制定了關于ECDIS的示范課程——ECDIS的操作使用。示范課程對ECDIS的培訓目的、方式、內容等方面給出了指導性意見。

示范課程將培訓的內容劃分為17個功能單元：法規(guī)及標準、電子海圖的類型(如矢量電子海圖、光柵電子海圖)、ECDIS數據、ECDIS信息的顯示、傳感器；基本導航功能和設置、航線設計、航線監(jiān)控、更新和改正、其他導航信息的顯示和功能、顯示數據的誤差、信息的誤釋、指示器的狀態(tài)和警報、航程記錄、整體性監(jiān)視、備用布置、過分依賴ECDIS的危險。[4]

總之，上述國際標準分別從配置、設計等方面規(guī)定了ECDIS的特點、功能標準。由于這些功能特點是所有ECDIS必備的，所以對于總結ECDIS的通用特點具有重要的價值，也為構建ECDIS通用教學框架提供了重要的法律依據。IMO的示范課程和馬尼拉公約修正案對ECDIS的培訓目的、培訓方式、培訓內容等方面都做了簡單規(guī)定，這為ECDIS的理論教學框架的構建提供了重要參考和依據。

(二)實操培訓框架的構建依據

1.航海實踐需求

ECDIS的最終目的是為了服務航海實踐，因此只有操作方式最符合航海實踐習慣、功能最能滿足航海實踐需求的ECDIS才是最好的，才能廣受航海人員的歡迎。所以ECDIS的教學目標和內容也一定要緊密聯系航海實踐，全面考慮航海者的使用習慣和需求。

一般而言，在ECDIS的強大功能和特點中，航海人員最常用的功能操作主要有：基本導航功能和設置、顯示模式和背景的轉換、海圖漫游、比例尺的縮放、海圖信息的選擇性顯示和查詢、航線設計、航線監(jiān)控、海圖更新和改正、傳感器信息(如AIS、雷達等)的顯示、航程記錄、報警和指示等。

2.各種ECDIS產品的操作

目前，全球已有多家ECDIS生產商，比較著名的有英國的船商公司，雷卡臺卡公司，凱文—休斯公司，PC-Maritime公司，英國航道測量局，挪威的C-Map公司，德國阿特拉斯公司、雷神公司，美國的斯伯利公司、美國國家海洋和大氣管理局，日本的JRC公司、古野公司等多家公司。盡管各公司都參照相關國際公約和標準要求設計、研發(fā)ECDIS，但是在具體的操作界面和操作方式上還是存在一些差異，這對船員快速適應不同類型的ECDIS造成一定的難度。

電子海圖的研制單位和生產廠商多如牛毛，考慮到教學規(guī)模和經濟成本，任何一家教學培訓機構都不可能購買所有類型的ECDIS多套用于教學、訓練。一般采用購買比較成熟和典型的ECDIS產品的方式，這樣就不可避免地出現實際工作中配置的ECDIS與教學所用ECDIS并不相同，甚至差距很大的情況，從而導致教學效果大打折扣。

因此，為了能夠通過講解有限類型的ECDIS而達到比較理想的教學效果，應該結合航海實踐對各種ECDIS的功能進行橫向比較、歸納，以此總結出通用的操作方式，并通過有代表性的ECDIS的實操訓練進行加強，從而加深學生對ECDIS理論的理解，提高學生的實操能力。

三、框架的主要內容

1.理論教學框架的內容

通過對國際公約、標準、IMO示范課程的對比總結，歸納出ECDIS理論教學中應包含的主要項目：法規(guī)與標準、ECDIS的基本知識、ECDIS數據、顯示模式及信息、基本導航功能和設置、傳感器、航線設計、航路監(jiān)視、航行記錄、海圖作業(yè)、海圖更新和改正、故障報警和操作性警告、信息的誤釋、過分依賴ECDIS的風險、系統測試及后備裝置等。每項主要內容參見表1。

表1　ECDIS通用教學框架主要內容

2.實操培訓框架的內容

根據ECDIS各項功能操作在航海實踐中的重要性和使用頻率，將ECDIS的功能操作分為基本操作、常用操作、重要操作三個層次，具體標準參見表2。三個層次功能操作包含的主要內容參見表1中理論教學對應項目。

表2　ECDIS實操分類權重表

通過對不同ECDIS操作方式的比較，總結出ECDIS各功能操作的通用方法，使得實操培訓更具廣泛性。比如海圖顯示的放大和縮小主要有以下方法：(1)菜單操作；(2)工具欄點擊相應按鈕；(3)快捷鍵操作；(4)彈出式菜單操作；(5)拉框放大，也稱無極比例尺放大，可以將鼠標拖曳區(qū)域充滿整個海圖顯示區(qū)；(6)一鍵快速返回默認比例尺；(7)鼠標左右鍵或滾輪縮放。

通過這樣的總結，學生會對相關操作有一個非常全面的認識，這樣即使遇見不熟悉的ECDIS也能快速適應。通過實操培訓框架的建立，力爭使接受學習培訓的學生能夠在工作中不查看說明書便可以順利完成基本操作，簡單參考說明書便可以實現常用操作和重要操作。

四、結　語

建立ECDIS通用教學框架，可以更加有效地開展ECDIS教學培訓活動，培養(yǎng)出符合STCW公約馬尼拉修正案要求的學生。依據ECDIS通用教學框架，學生可以在盡量短的時間內對ECDIS有一個全面的認知，通過盡可能少的ECDIS產品的實操訓練掌握ECDIS的通用操作，為日后工作中盡快熟悉不同類型的ECDIS奠定良好基礎。

參考文獻：

[1] 郭禹.航海學[M].大連：大連海事大學出版社，2009.

[2] IMO MSC.232(82). Performance Standards for Electronic Chart Display and Information Systems(ECDIS)[EB/OL].(2006-12-05).http://www.mardep.gov.hk/en/msnote/pdf/msin0725anx.pdf.

[3] 中華人民共和國海事局.1978年海員培訓、發(fā)證和值班標準國際公約馬尼拉修正案[M].大連:大連海事大學出版社,2010.

[4] IMO.IMO Model Course 1.27 The Operational Use of Electronic Chart Display and Information System (ECDIS) [M]. London：IMO, 2000.