電子海圖顯示與信息系統(tǒng)理實(shí)教學(xué)方案

1、電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（ECDIS）理實(shí)一體化教學(xué)設(shè)計(jì)方案 （航海系：馮愛(ài)國(guó)）一、課程、課題、主講教師課程名稱：電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（ECDIS）課題名稱：航線設(shè)計(jì)與航次計(jì)劃編制主講教師：馮愛(ài)國(guó)；張紅兵；張有為（本課程采用三段式教學(xué)法，配套交互式教學(xué)課件、NS-4000電子海圖模擬器）二、教學(xué)目的1.本課程為引入的IMO示范課程之一, IMO設(shè)置ECDIS示范課程的目的是幫助培訓(xùn)機(jī)構(gòu)針對(duì)ECDIS講授、演練、指導(dǎo)實(shí)踐的有關(guān)培訓(xùn)內(nèi)容提供課程執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)課程教學(xué)具體運(yùn)作作了指導(dǎo)性的介紹。2. ECDIS培訓(xùn)目的：通過(guò)培訓(xùn)能使學(xué)員正確應(yīng)用ECDIS設(shè)備增強(qiáng)航行安全,詳細(xì)地說(shuō),通過(guò)正確使用ECDI

2、S相關(guān)的信息,掌握ECDIS設(shè)備局限性的有關(guān)知識(shí)以及了解ECDIS數(shù)據(jù)庫(kù)(ENC) 使用方法. 具體培訓(xùn)目標(biāo)： u 獲得并理解基本的ECDIS控制原理方面的知識(shí)及含義, 電子海圖種類， ECDIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)的多維表達(dá)方法；其他非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的區(qū)分準(zhǔn)則等理論知識(shí)。u 獲得正確使用ECDIS設(shè)備的能力, 正確使用ECDIS提供的航線設(shè)計(jì)、導(dǎo)航監(jiān)控、信息融合等功能,有效選擇ECDIS提供的相關(guān)信息并作出正確評(píng)價(jià),學(xué)會(huì)對(duì)ECDIS系統(tǒng)報(bào)警時(shí)作出正確的反應(yīng)。u 應(yīng)能清楚認(rèn)識(shí)到ECDIS信息顯示中存在的潛在問(wèn)題,闡述上的錯(cuò)誤,以及過(guò)分信賴ECDIS造成的風(fēng)險(xiǎn)。三、實(shí)踐教學(xué)的理論鋪墊1.有關(guān)EC

3、DIS的定義與解釋2.電子海圖的主要類型及詳細(xì)說(shuō)明（光柵型海圖及未能達(dá)標(biāo)的矢量型海圖產(chǎn)品僅可稱為電子海圖系統(tǒng)ECS；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符合IHO S-57，數(shù)據(jù)顯示達(dá)到IHO S-52，硬件設(shè)施達(dá)到IEC61174；產(chǎn)品功能達(dá)到IMO認(rèn)可的ECDIS執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的矢量型電子海圖產(chǎn)品可稱為ECDIS）123.ECDIS性能要求4.符合符合IHO S-57、IHO S-52標(biāo)準(zhǔn)的ECDIS后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)（ENC）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、屬性、形成及更新流程的基本理論5.ECDIS運(yùn)作的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題 （為配套教學(xué)，本課程設(shè)計(jì)了有關(guān)內(nèi)容的交互式課件，詳見(jiàn)課件內(nèi)容）四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：1.1理論教學(xué)方面：不同產(chǎn)品的區(qū)分 涉及

4、的相關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 正式認(rèn)可的ECDIS產(chǎn)品所需達(dá)到的性能要求 海圖數(shù)據(jù)可靠性判斷及保障 傳感器狀態(tài)識(shí)別、可靠性保障 航線設(shè)計(jì)所需考慮的因素1.2實(shí)踐教學(xué)方面：航線設(shè)計(jì)、航路點(diǎn)設(shè)計(jì) 與安全有關(guān)的航線參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整 與船舶操縱特性有關(guān)的航線參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整航線檢查與正確理解、航線調(diào)整航次計(jì)劃的配置傳感器配置、初始船位的辨別航線及計(jì)劃調(diào)用、航線監(jiān)視（對(duì)監(jiān)視過(guò)程中的ECDIS智能的初步理解）2.教學(xué)難點(diǎn)：2.1理論教學(xué)方面：相關(guān)術(shù)語(yǔ)及解釋 涉及計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、傳感器及接口技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的描述2.2實(shí)踐教學(xué)方面：航線檢查結(jié)果的正確理解及正確處理 航次計(jì)劃參數(shù)設(shè)置 傳感器誤差或錯(cuò)誤對(duì)航海的風(fēng)險(xiǎn)五、教學(xué)的主

5、要形式本課程采用三段式教學(xué)法3,第一段，以交互式多媒體課件為載體的理論教學(xué)及自助學(xué)習(xí)；第二段，以采用仿真手段為特點(diǎn)的部分電子海圖主流產(chǎn)品的操作演示及正確解釋；第三段，基于NS4000電子海圖模擬軟件（DEMO版）的實(shí)踐訓(xùn)練。六、教學(xué)的主要設(shè)備理論部分內(nèi)容的教學(xué)，需要多媒體投影設(shè)備及書(shū)寫式教學(xué)設(shè)備. 一套ECDIS產(chǎn)品（模擬器）并配有相應(yīng)的模擬船位，航向，航速，水深傳感器并必須具備與真實(shí)場(chǎng)景高度一致的數(shù)據(jù)交換功能，本船應(yīng)能在圖上模擬運(yùn)動(dòng)，并配有ECDIS的簡(jiǎn)易仿真駕駛臺(tái)或裝置為適應(yīng)大多數(shù)實(shí)踐訓(xùn)練，設(shè)備應(yīng)能達(dá)到近于實(shí)時(shí)航行值班的效果，為此，必要的情況下安裝匹配視景。七、安全措施人身安全：注意不要隨

6、意插拔相關(guān)線纜。防止觸電設(shè)備安全：硬件：注意不要隨意插拔相關(guān)線纜、拆裝設(shè)備軟件：注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，禁止隨意拷貝相關(guān)軟件文件、產(chǎn)品截圖、或任何帶有產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的電子文檔、圖標(biāo)、圖片。不得在系統(tǒng)上使用任何可移動(dòng)電子存儲(chǔ)介質(zhì)。八、對(duì)學(xué)生（員）的要求在校高年級(jí)學(xué)生（修完航海學(xué)、航海儀器、船舶操縱與避碰、航海氣象與海洋學(xué)等相關(guān)課程具備船舶導(dǎo)航與定位的相關(guān)知識(shí)與能力）；具備相應(yīng)資歷的值班駕駛員；其它具有航行職責(zé)的人員如引航員。上述人員應(yīng)當(dāng)具備傳統(tǒng)海圖操作的經(jīng)，應(yīng)當(dāng)能實(shí)施相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化航海儀器設(shè)備操作,還應(yīng)當(dāng)有相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。還應(yīng)當(dāng)具備較高的專業(yè)英語(yǔ)閱讀能力，相關(guān)的計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)及正確操作計(jì)算機(jī)操作能力。九、教

7、學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織和時(shí)間分配（實(shí)踐教學(xué)任務(wù)參考附件）1理論教學(xué)方面：不同產(chǎn)品的區(qū)分 涉及的相關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 正式認(rèn)可的ECDIS產(chǎn)品所需達(dá)到的性能要求 海圖數(shù)據(jù)可靠性判斷及保障 傳感器狀態(tài)識(shí)別、可靠性保障 航線設(shè)計(jì)所需考慮的因素20分鐘2實(shí)踐教學(xué)方面：航線設(shè)計(jì)、航路點(diǎn)設(shè)計(jì) 與安全及船舶操縱特性有關(guān)的航線參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整 航線檢查與正確理解、航線調(diào)整航次計(jì)劃的配置傳感器配置、初始船位的辨別航線及計(jì)劃調(diào)用、航線監(jiān)視（對(duì)監(jiān)視過(guò)程中的ECDIS智能的初步理解）25分鐘3實(shí)踐指導(dǎo)、分組訓(xùn)練與討論30分鐘4對(duì)教學(xué)效果評(píng)估15分十、對(duì)教學(xué)效果的評(píng)估（詳見(jiàn)附錄） 理論部分 （布置課后推薦查閱的文獻(xiàn)、布置課后完成的相

8、關(guān)思考題） 實(shí)踐部分 （完成基于任務(wù)設(shè)置的相關(guān)題卡內(nèi)容）參考文獻(xiàn)：1許開(kāi)宇.符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的電子海圖顯示和信息系統(tǒng)(ECDIS)J.船舶工程。1999(5):51-54.2邵哲平,孫騰達(dá),潘家財(cái),紀(jì)賢標(biāo).基于ECDIS和AIS的船舶綜合信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)J.中國(guó)航海.2007(2):30-33.3谷溪.三段式教學(xué)法在航海教育中的應(yīng)用J.高等職業(yè)教育.2006(2):20-23.附件：任務(wù)：航線設(shè)計(jì)Task（3）: Voyage to be planned and executedYour vessel is at anchor in the anchorage area of Aussenelbe

9、Reede“. Your destination is the port of Hamburg（533240N,95804E）. 1)Perform detailed passage planning from the anchorage to pilot station “Brunsbttel Elbe Pilot” (Kiel Canal entrance). Create, check and store a route using ECDIS.2) Afterwards, the planned voyage has to be executed and monitored. The

10、voyage starts lifting anchor.Start situation TimeApril 18, 1997, at 20:00 Positionj = 5402.6N, l = 00809.3EBearingsBuoy “Aussenelbe Reede 1” : 306 Buoy “Aussenelbe Reede 2” : 236 CourseVessel in direction of current and wind Speedat anchorOwn ship data NameMV “Shanghai Express” TypeContainer vessel

11、Length294 m Breadth32.2 m Draught11.9 m Load50% ( ) Max speed24 kts. Air draught54.0 mMore data are given in the pilot card.Environmental data Wind10 kts. NW Current1 kt to SE Visibilitygood Tideconstant Pilot CardShip nameShanghai ExpressDisplacement72.280 t (3/4); 60.000 t (1/2)Draught forward11.9

12、m (39ft 1in)Draught aft.11.9m(39ft 1in)Ships ParticularsLength overall294 mBreadth 32 mAnchor chain Port 11 shacklesAnchor chain Starbord11 shackles1 shackle = 15 fathoms = 27.40 mSteering ParticularsMaximum angle35.0 degHard-over to hard-over32 sec Engine dataEngine orderRpmPitchSpeed (kts.)Full ah

13、ead9310024.0Half ahead7010018.0Slow ahead4610012.0Dead slow ahead23100 6.0Dead slow astern-20100Slow astern-40100Half astern-60100Full astern-80100Minimum Rpm20 (= 5.2 kts)Astern power 78%附件：電子海圖顯示與信息系統(tǒng)課程理論1. 闡述電子海圖的種類，對(duì)矢量型電子海圖產(chǎn)品，談?wù)凟CS與ECDIS有何不同，船舶配置上的要求有何區(qū)別。2. 簡(jiǎn)述如何保證電子海圖的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠，駕駛員在使用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題。3.

14、簡(jiǎn)述如何保證本船船位的表達(dá)實(shí)時(shí)可靠，駕駛員在使用系統(tǒng)時(shí)可利用哪些手段。4. 簡(jiǎn)述對(duì)計(jì)劃航線的核查結(jié)果如何理解和處理。5. 任選一題（1）簡(jiǎn)述電子海圖顯示與信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（庫(kù)）形成過(guò)程，作為官方的ENC必須符合的標(biāo)準(zhǔn)是什么，ECDIS的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是哪些。 ( 2 )若海圖參考點(diǎn)SW（=120-00-00E，=30-00-00N）（X0=0，Y0=0），圖幅寬為25cm,圖幅高為20cm,經(jīng)度跨度為2-30-00，即最大經(jīng)度=122-30-00E，設(shè)基準(zhǔn)緯度（近似平均緯度為30度），求 該圖最大緯度為？并以近似公式表達(dá)圖內(nèi)（，）與平面坐標(biāo)（X，Y）的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)踐考核題卡：題卡1：1. 利用NS40

15、00系統(tǒng)，在MAP界面上指出有無(wú)官方ENC的不同區(qū)域，變換比例尺，通過(guò)調(diào)節(jié)說(shuō)說(shuō)兩種區(qū)域的不同之處。2. 設(shè)置本船GPS船位（54-02-600N，008-09-300），選擇練習(xí)時(shí)的計(jì)劃航線，核查該航線，核查后對(duì)WPT4-WPT5段的XTD縮小為原來(lái)的一半。3. 出發(fā)時(shí)間為現(xiàn)在，0-1號(hào)轉(zhuǎn)向點(diǎn)航速3節(jié)，計(jì)劃10小時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，配置航行計(jì)劃。4. 調(diào)用航線及計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)控，顯示每段計(jì)劃航向、航程及推薦航速。題卡2：1. 利用NS4000系統(tǒng)，找出DE321002號(hào)海圖，檢查其最近發(fā)布日期與最后更新日期。2. 設(shè)置本船GPS船位（54-02-600N，008-09-300），選擇練習(xí)時(shí)的計(jì)劃航線，接續(xù)

16、最后的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，再畫(huà)出2-3個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)。3. 出發(fā)時(shí)間為現(xiàn)在，0-1號(hào)轉(zhuǎn)向點(diǎn)航速3節(jié)，計(jì)劃10小時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，配置航行計(jì)劃。4. 調(diào)用航線及計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)控，buoy reeder1船測(cè)方位為290度，buoy reeder2船測(cè)方位為310度，進(jìn)行人工定位。題卡3：1. 利用NS4000系統(tǒng)，找出DE321002號(hào)海圖，檢查其最近發(fā)布日期與最后更新日期。2. 設(shè)置本船GPS船位（54-02-600N，008-09-300），第二船位源DR船位在GPS船位040度，0.1海里處。3. 選擇練習(xí)時(shí)的計(jì)劃航線，出發(fā)時(shí)間為現(xiàn)在，0-1號(hào)轉(zhuǎn)向點(diǎn)航速3節(jié)，計(jì)劃10小時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，配置航行計(jì)劃。4. 調(diào)用航線及計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)置GPS、DR船位偏差報(bào)警值為0.15海里，buoy reeder1船測(cè)方位為290度，buoy reeder2船測(cè)方位為310度，進(jìn)行人工定位。題卡4：1. 利用NS4000系統(tǒng)，找出DE321002號(hào)海圖，檢查其最近發(fā)布日期與最后更新日期，在（054-01-800N