1、水路交通虚拟仿真实验教学中心一、 中心基本情况水路交通虚拟仿真实验教学中心是由交通学院，能动学院、航运学院、物流学院共同参与建设的国家级实验教学示范中心。设主任 1 人，教学指导委员会主任 1 人，副主任 3 人，负责实验教学中心的日常管理、实验室建设、实验教学的组织工作。所涉及的学科包括：船舶与海洋工程；港口航道与海岸工程；交通运输；交通工程；道路桥梁与渡河工程，学科代码为：081901；081103；081801；081802；081006T。所涉及的专业包括船舶与海洋工程、船舶与海洋结构物设计制造、轮机工程、航海科学与技术、能源动力、交通工程、交通运输、物流工程、物流管理、海事管理等，其
2、中船舶与海洋工程、海事管理、航海技术、物流工程等专业被列入国家“卓越工程师”教育培养计划专业。每年为国家输送水上交通运输类人才 1500 多人。在水路运输方面，有 1 个国家一级重点学科（船舶与海洋工程）、1 个省部级重点学科（交通运输工程）、2 个一级学科博士点（交通运输工程；船舶与海洋工程）、3 个国家级特色专业（轮机工程；船舶与海洋结构物设计制造;交通运输工程）、2 个国家级实验实训教学示范中心（船舶运输实验实训教学中心、水陆交通实验实训教学中心）、2 个教育部工程研究中心（水路公路交通安全控制与装备、港口物流技术与装备）、2 个交通部行业重点实验室（船舶动力工程交通运输部重点实验室、港
3、口装卸技术交通运输部重点实验室）、1 个教育重点实验室（高性能舰船技术教育部重点实验室）、1 个湖北省重点实验室（内河航运技术湖北省重点实验室）、1 个交通部行业研发中心（长江航运行业技术研发中心武汉理工大分中心）、1 个专业研究中心（长江海事研究中心）。此外，还有 1 个国家级教学团队（轮机工程）、1 个交通运输行业优秀科技创新团队、4 个国家千人计划专家团队。水路运输一直以来都是一个高投入、高风险的行业，受行业发展特点的影响，水路运输类人才的培养作为重型工业的典型代表，往往依赖于高价值、大型复杂、高消耗的设备设施，从而成为困扰人才培养单位开展实验教学的难题。为提高人才培养质量，缩短人才培养
4、周期，降低人才培养成本，武汉理工大学经过多年的探索和实践，根据水路运输人才培养的特点和行业发展对人才培养的需求，依托学校两个国家级实验实训教学中心（水陆交通实验实训教学中心、船舶运输实验实训教学中心），建设了水路运输虚拟仿真实验教学中心。该中心的建设紧密围绕水路运输不同专业人才培养目标，打造了涵盖水路运输过程的船舶制造、船舶驾驶、港口物流等重要环节的跨学科实验教学基地，具体包括船舶建造虚拟仿真、船舶驾驶虚拟仿真、港口物流虚拟仿真三个教学平台。水路交通虚拟仿真实验教学中心船舶建造虚拟仿真平台船舶驾驶虚拟仿真平台港口物流虚拟仿真平台运载工具建造（船舶设计与建造）运载工具运用（船舶驾驶、轮机管理）货
5、物装卸与调运（物流工程与管理）二、 实验及实践教学实验课程数 面向专业数 实验学生人数/年 实验人时数/年教学简况127 13 1513 275366水路运输虚拟仿真实验教学中心自成立以来，先后投入 2800 多万元建设经费，建设了比较完善的硬件和软件平台。中心服务于全校 13 个本科专业，开设了 50 个虚拟仿真实验项目，12 门实验课程，共完成实验实训 300 多学时，受训学生 5000 余人次。虚拟仿真教学中心不仅在本科教学中发挥了重要作用，而且在服务社会、校企合作人才培养方面也起到了重要作用，先后为船舶制造企业、港口管理部门、海事管理部门、航运企业培养和训练专门人才 6000 余人次。
6、中心自主开发了包括轮机模拟器、GMDSS 模拟器、雷达与 ARPA 模拟器等模拟系统，目前已广泛应用到国内相关高等学校、培训机构、水路运输企业的人才培养实验实训教学中，形成了良好的辐射能力。中心主要依托两个国家级实验中心（水陆交通实验实训教学中心和船舶运输实验实训教学中心）而建。实验教学指导委员会由所服务专业的学院即交通学院、能源与动力学院、物流学院、航运学院专家及教授组成，该委员会将对实验教学中心的重大方向性问题，如实验体系建设和改革、实验教学内容与方法改革等提出指导性意见。通过各专业的教学需求，开设相应的虚拟仿真实验课，该教学实验中心主要根据船舶建造、使用和靠港装卸分三个实验平台，分别为船
7、舶建造虚拟仿真实验平台、船舶驾驶虚拟仿真实验平台和港口物流虚拟仿真实验平台，平台的信息管理主要是由中心网站平台实现的，专门的研发团队对虚拟仿真实验教学系统进行开发和维护，保证各实验平台的顺利进行，以下是虚拟仿真实验教学中心的运行结构图。各专业教学需求中心主任及管理人员水陆交通试验实训教学中心船舶运输试验实训教学中心虚拟实验教学指导委员会武汉理工大学教务处船舶建造虚拟仿真实验平台船舶驾驶虚拟仿真实验平台港口物流虚拟仿真实验平台虚拟实验研发与维护中心网站平台学 生三、 实验教师队伍虚拟仿真实验教学中心现有职工 54 人，其中有正高职称 26 人，副高职称 20 人，中级职称 8 人，其中博士研究生
8、 39 人，硕士研究生 7 人。表 1 水路交通虚拟仿真实验教学中心教师基本情况中心人员获国家级、省级优秀教学成果奖 5 项，出版教材 24 本，获得国家级、省部级精品课程 8 项，发表教学改革论文 16 篇，科技获奖 15 项，发表科技论文 118 篇，获得专利授权 91 项，学生获奖职称 正高 副高 中级 其它 博士 硕士 学士 其它 总数平均 年龄人数 26 20 8 0 39 7 7 1比例 48% 37% 15% 0% 72% 13% 13% 2%54 45147 项，授权的软件著作权共 11 项。四、 实验教学特色与成果（一）实验教学特色与创新中心培养的学生将来所从事的行业以水路运
9、输为主线，涉及船舶建造、船舶操作、航海技术、船舶维修保障、港口物流管理等行业，具有鲜明的专业特点，因此要求学生专业基础扎实、动手能力强、管理水平高、具有国际交流能力，基于数值计算、计算机与信息技术的仿真实验有效的拓展了实验空间和时间，突破了现场实验的局限性，降低了实验消耗，不仅提高了学生综合运用知识能力和创新能力，同时也能广泛深入持续推进实验教学信息化建设，推动高等学校实验教学改革与创新。1）以水路运输为主线的需求与兴趣并重的实验能力综合培养模式由于水路运输所涉及的装备具有大型、复杂、技术更新快等特点，在其规划、设计、制造、使用及管理的全过程中需要具有很强专门知识、实践动手能力和创新能力的技术
10、人员，完全以实物来开展实验与实践训练是难以实施的，虚拟实验是很好的补充，甚至成为行业认同的实验实训主体；中心实验设置首先立足行业需求，以专业必备实验综合能力培养为基础，对接职业资格考核，培养学生综合思考问题、解决问题的能力以及职业胜任能力，同时根据行业需求等变化，利用虚拟平台灵活开放的特点，激发学生兴趣，突破时间与空间的约束，强化学科交叉，开展自主实验设计，提升学生的创新能力。 2）以网络为平台的敏捷、透明与多元的实验教学管理模式基于虚拟实验的自身特点，中心充分利用网络平台，以服务专业为重点，灵活配置、连接和调度虚拟实验设备，清晰展示实验内容、实验流程；实现实验预约、指导、评估的方便与快捷。考
11、虑到部分专业学生的职业资格考试需要得到如国家海事局等部门的监督，中心将引入第三方部门管理监督机制，推行多元管理，有效保障实验教学进程的顺利运行。3）以行业需求为牵引的培训与技术支持服务模式本中心拥有的虚拟实验系统和开发技术，不仅能用于在校学生的实验实践，也能满足兄弟院校及行业单位的需求，中心建立了一套社会服务培训机制，每年接受社会学员培训超过 6000 余人次；同时利用所掌握的研发技术，根据不同需求，提供技术服务，先后为兄弟单位研发包括轮机模拟器、轮机综合机舱、船舶轴系实验系统、船舶虚拟实习系统、IBS 模拟器、GMDSS 模拟器、RADA/ARPA 模拟器、港口运行模拟系统、油港调度仿真系统
12、等在内的虚拟实验系统，很好的服务了社会。4）以强化操作技能的实训与实验结合、仿真与真实结合的复合训练模式由于水路运输涉及专业的特殊性，如：轮机工程和航海技术，要求学生具备高的操作技能和应急处理能力，中心在国家海事局和长江海事局的指导和监督下，根据这些专业自身的特殊需求，构建了项目齐全的包括实物与仿真器的实训平台，并将部分实验项目结合其中；根据培养要求，二个平台既可独立开展实验实训，也可二者结合开展实验实训；在仿真平台上完成初期大量仿真实验和实训，实物平台完成真实实验和实训。例如：在轮机工程专业学生开展轮机操作与管理的实验实训中，学生首先利用轮机模拟器开展大量、反复的训练，在掌握必要技能后，再在
13、轮机综合实训机舱中完成实物实验实训；如此不仅提升了操作训练的深度和难度，缩短了学习时间，节约了实验实训能源消耗费用等，又有效的提高了学生的动手能力、综合分析能力和解决问题的能力，培养了他们的创新精神。（二）实验教学成果中心自建立以来，贯彻“学以致用，校企协同”的思想，注重加强与企事业单位的协同合作，得到了水路运输企业、事业单位的积极响应和协助。武汉理工大学作为交通行业懂事会成员，与中外运长航集团、中国远洋运输集团公司、中国海运集团公司、长江航务管理局、长江海事管理局、上海海事局等水路运输企事业单位有密切的联系和合作，并且与上述单位签有长期战略合作协议。中心与上述企事业单位建立了密切的合作关系，
14、主要通过以下途径实现校企协同：一方面，邀请企事业单位参与中心虚拟仿真平台设备设施的建设，为学校教师和学生提供实训、实践的基地。比如，中外运长航集团与学校共同建设和营运 2 条 5 万吨级实习船，为虚拟仿真中心船舶驾驶、轮机管理平台的建设和营运提供技术、经费的支持，也为中心教师的实操训练提供平台。中国远洋运输集团公司在武汉理工大学设立了中远技术研发中心，积极参与到中心轮机模拟器、船舶驾驶模拟器、IBS 模拟等设备的研发中。每年都为学校教师和学生提供大量的实习和实训岗位。长江海事局在武汉理工大学设立了长江海事研究中心，积极参与到虚拟仿真中心 VTS 模拟器的建设工作，为教师、学生提供 VTS 真设
15、备和实际运行状况的实习实训平台，大大提高了中心 VTS 模拟器的开发和利用能力。另一方面，学校充分利用校企合作平台，为企业提供包括员工培训、企业培训平台建设、技术咨询、技术开发等在的各种服务，与企业形成良好的互动。比如，通过校企合作形式，中心每年为相关航运企业培训职务晋升的船员 3000 余人次，为航务管理、海事管理、港口管理等事业单位培训职工 5000 余人次，为船舶设计制造企业、港口营运等单位培养技术人才 2000 余人次。学校为长江海事局、江苏海事局、浙江港航管理局等单位建设了大型船舶操纵模拟器、船舶电站模拟器、轮机模拟器、港口调度管理模拟仿真系统等。中心通过多种形式的校企合作，使得校企
16、双方对科研、生产过程中不断产生的新知识、新工艺、新装备等及时添加和补充到虚拟实验中心的资源库中，使虚拟实验中心的实验内容不断扩充、丰富，使校企双方的受益人员都能知晓本行业最新的技术动态。此外，通过将虚拟实验中心的各企业和各虚拟平台联网，构成水路运输整个产业链的虚拟实验大平台，使不同的专业的受益者都能了解知晓本专业上、下游专业的技术发展，拓宽视野，开阔思路，提高创新能力。水路交通虚拟仿真实验教学中心已建的实验资源一览表序号资源名称 实验项目 合作企业 特点与创新备注1 船厂虚拟仿真实习系统船厂布置规划实验船体型线放样实验外板展开实验船体总装实验船体焊接实验船舶下水实验武昌造船厂沪东造船厂外高桥造
17、船厂北京日昂科技有限公司具有模型的自主开发模块通过剖图可观察设备内部结构已建2船体分段建造虚拟仿真系统船体钢料加工实验船体结构预装焊实验船舶精度控制实验武昌造船厂青山造船厂可自行安排装配流程自动对结果进行评价已建3 船舶操纵模拟器团队配合与船舶安全航行实验熟悉航道的水文及物标景观实验船舶操纵性研究实验实现船舶引航和船舶操纵实验自主研发虚拟环境模拟各种海况和港口环境对学员操作结果进行评判可开发新模型已建4 VTS 模拟器实现驾驶台资源管理实验（BRM）模拟海上搜救训练（SAR）模拟实验港口航道水工建筑设计开发及引航实验海事分析实验自主研发记录学员操作记录并给与评判已建5 轮机模拟器自动电站的使用管理和监控调节冷却水系统的管理与水温的调节燃油系统管理和粘度的自动调节滑油系统管理和自清滤器的使用副锅炉操作及故障排除瘫船起动正常备车、起动主机离港推进装置的运行管理机舱集中监视与报警系统的使用分组延伸报警监视系统使用发电机应急操作发电机故障分析及排除油水分离器的操作管理及排放机舱进水应急处理自主研发通过虚实结合对轮机系统进行模拟操作已建
