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有关模拟仿真的机场现场指挥实践教学研究

  1引言
  随着我国经济和民航业的飞速发展,机场所承担的运营任务越发繁重,提升机场运行指挥员的职业要求和能力素质,对促进机场管理乃至整个民航业的发展起着非常重要的作用。
  目前大部分机场运行指挥员由机场自行带教培养,培训手段与技术的缺乏是机场运行控制人才培养亟待突破的瓶颈。中国民航大学作为民航领域高校的排头兵,交通运输专业机场现场方向一直是其人才培养结构的重要组成部分。长久以来对机场方向学生的培养,也完全依靠书本学习,培养体系均为理论,内容繁杂,且各科目难以组合练习,降低了培养效果。而培养体系中的各部分内容结合处的盲点更给运行安全带来了潜在隐患,因此,亟待开发更为创新的教学平台,使用更为进步的教学手段。
  2基于模拟仿真的机场现场指挥实践教学
  虚拟现实技术是一种融合了交互式3D计算机图形学与实时模拟,专业化计算与人机交互技术,可以高度逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、触觉等行为,其两个主要特征是“沉浸感”和“交互性”。基于虚拟现实技术的飞行模拟器与飞行训练装置已经在航空飞行训练领域得到广泛应用,但无论国内还是国外,虚拟现实技术应用于机场运行方面少有报道。
  建立一套适用于交通运输专业机场现场指挥方向的实践课程体系,以虚拟现实技术为基础,基于仿真训练系统,以完善的实践课程体系,彻底解决机场运行相关专业依赖书本的理论学习,使该方向学生在校期间理论知识直接得到实践应用,使学生理论学习后进行实践操作,加深对机场现场运行协调、指挥、机位分配、现场监管和应急救援等基本知识的理解,掌握机场现场运行指挥员的基本技能。
  实践教学开发在实施过程中分为四个阶段,即岗位能力分析阶段,也是系统需求分析阶段;模拟训练系统开发阶段;实践项目设计阶段和评价反馈阶段。第一阶段,岗位能力分析阶段是确定整个实践教学体系的基础,是教学体系研究工作的重中之重。岗位能力分析必须明确机场指挥员须具备的基础理论知识和实践操作能力,明确实践教学须完成的训练目的、达到的训练效果。此工作不仅直接决定了实践课程的效果和意义,同时也是模拟训练系统开发前重要的系统分析工作。在模拟机开发过程中,完成实践教学项目的设计,是不断完善模拟机,并反复确认实践目标的过程。评价反馈阶段不仅仅是对模拟机的评价,也是对整个实践教学效果的反馈阶段、完善阶段。四个阶段具体研究细节如下:
  (1)岗位能力分析阶段(系统需求分析阶段)
  对天津机场、首都机场、广州白云机场等典型机场进行了调研,与机场现场指挥单位进行深入合作,采用会议研讨、不记名问卷等方式,严格依据现场工作的特点,分析总结出机场指挥员必须具备的基础理论知识和实践操作能力。其中,基础理论知识若在交通运输专业机场方向的现今培养体系中可以完成,实践教学改革环节暂时不予考虑;若某些基础理论知识在现今培养体系中有疏漏,在本实践环节完成补充。再整合除理论之外的技能要求,系统归纳出实践教学环节中必须完成的训练目的,必须达到的训练效果。
  (2)模拟训练系统开发阶段
  根据上一阶段分析出的岗位能力和要求,确定模拟训练系统的需求。系统根据课程需求设计构架,进行开发,涉及到的机场现场每个操作岗位都配有所需的功能模块。系统根据专业课涉及的实验样本库,该样本库涵盖实验所需的机场运行管理信息(航班信息、地面服务信息、值机柜台信息、非正常航班信息、机场突发事件信息、停机位、保障车辆等资源分布信息等),系统的搭建采用VisualStudio2008(.Net3.5C#语言),机场3维场景采用3DSMax、Unity3D3.4,其中3DSMax主要用于创建3D模型,Unity3D用于搭建三维场景。
  (3)实践项目设计阶段
  根据天津机场、首都机场、广州白云机场的航班运行情况,使用真实航班计划、机位属性、运行模式为蓝本,在模拟训练系统的基础上,进行实践项目的设计。用层次化的实验项目,来保证实践课程的预期效果,从而完成第一阶段提炼出的岗位需求。
  (4)评价反馈阶段
  机场现场模拟机和实践教学改革成果已于2012-2013第一学期,对中国民航大学09级本科生(空管学院机场方向)进行教学尝试,以上三个阶段所完成的机场方向实践教学成果已应用于教学阶段。根据学生受众和任课教师的综合反馈,对实践教学已开始改进完善。同时,将此实践教学课程推广于机场单位的人员培养,在实际岗位中得到的反馈是实践教学改进的重要依据。当然,教学改革的改进过程不会结束,必然会随着实际岗位而不断发展,不断进化和完善。
  3结束语
  随着民航业的飞速发展,机场所承担的运营任务越发繁重,提升机场运行指挥员的能力水平对机场管理起着非常重要的作用。目前,培训手段与技术的限制是机场人才培养面临的重要瓶颈,建立一套适用于交通运输专业机场现场指挥方向的实践课程体系,以虚拟现实技术为基础,基于模拟仿真训练系统,可以彻底解决长期被动依赖书本的理论学习,使理论知识直接得到实践应用,加深学生对机场现场运行协调、指挥、机位分配、现场监管和应急救援等基本知识的理解,掌握机场现场运行指挥员的基本技能。