电子海图显示与信息系统理实教学方案讲述

电子海图显示与信息系统（ECDIS）理实一体化教学设计方案（航海系：冯爱国）一、课程、课题、主讲教师课程名称：电子海图显示与信息系统（ECDIS）课题名称：航线设计与航次计划编制主讲教师：冯爱国；张红兵；张有为（本课程采用三段式教学法，配套交互式教学课件、NS-4000电子海图模拟器）二、教学目的1.本课程为引入的IMO示范课程之一, IMO设置ECDIS示范课程的目的是帮助培训机构针对ECDIS讲授、演练、指导实践的有关培训内容提供课程执行标准，并对课程教学具体运作作了指导性的介绍。

2. ECDIS培训目的：通过培训能使学员正确应用ECDIS设备增强航行安全,详细地说,通过正确使用ECDIS 相关的信息,掌握ECDIS设备局限性的有关知识以及了解ECDIS数据库(ENC) 使用方法. 具体培训目标：◆获得并理解基本的ECDIS控制原理方面的知识及含义, 电子海图种类，ECDIS的数据结构、相关标准、数据的多维表达方法；其他非标准产品的区分准则等理论知识。

◆获得正确使用ECDIS设备的能力, 正确使用ECDIS提供的航线设计、导航监控、信息融合等功能,有效选择ECDIS提供的相关信息并作出正确评价,学会对ECDIS系统报警时作出正确的反应。

◆应能清楚认识到ECDIS信息显示中存在的潜在问题,阐述上的错误,以及过分信赖ECDIS造成的风险。

三、实践教学的理论铺垫1.有关ECDIS的定义与解释2.电子海图的主要类型及详细说明（光栅型海图及未能达标的矢量型海图产品仅可称为电子海图系统ECS；数据结构符合IHO S-57，数据显示达到IHO S-52，硬件设施<除传感器接口>达到IEC61174；产品功能达到IMO认可的ECDIS执行标准的矢量型电子海图产品可称为ECDIS）[1][2]3.ECDIS 性能要求4.符合符合IHO S-57、IHO S-52标准的ECDIS 后台数据库（ENC ）的数据结构、属性、形成交互编辑形成矢量海图底图电子海图制作：加入各要素的属性/直接从数据库调入属性生成S57格式的ENC/ER底图扫描矢量化/数字化电子海图发布矢量电子海图制作过程海图数据库实测资料通告其他资料检验入库绘图格式转换纸海图纸海图国家ECDB （ENC 、ER ）ECDIS 生产厂商地区性ENCDB （ENC 、ER ）其他地区性ENCDB国家ECDB （ENC 、ER ）ENC 、ER国际移动卫星组织CES/NCS ECDISENC+ER →SENC →显示INTERNET 、电话等ENC 代理机构（ENC 、ER 光盘）发布机构RENC 数据提供者（HO ）用户5.ECDIS 运作的风险问题（为配套教学，本课程设计了有关内容的交互式课件，详见课件内容）四、教学重点与难点 1.教学重点：1.1理论教学方面：不同产品的区分涉及的相关执行标准正式认可的ECDIS 产品所需达到的性能要求 海图数据可靠性判断及保障 传感器状态识别、可靠性保障 航线设计所需考虑的因素 1.2实践教学方面：航线设计、航路点设计与安全有关的航线参数的设置与调整与船舶操纵特性有关的航线参数的设置与调整航线检查与正确理解、航线调整 航次计划的配置传感器配置、初始船位的辨别航线及计划调用、航线监视（对监视过程中的ECDIS 智能的初步理解）2.教学难点：2.1理论教学方面：相关术语及解释涉及计算机与信息技术、传感器及接口技术相关内容的描述 2.2实践教学方面：航线检查结果的正确理解及正确处理 航次计划参数设置传感器误差或错误对航海的风险五、教学的主要形式本课程采用三段式教学法[3],第一段，以交互式多媒体课件为载体的理论教学及自助学习；第二段，以采用仿真手段为特点的部分电子海图主流产品的操作演示及正确解释；第三段，基于NS4000电子海图模拟软件（DEMO 版）的实践训练。

六、教学的主要设备理论部分内容的教学，需要多媒体投影设备及书写式教学设备.一套ECDIS产品（模拟器）并配有相应的模拟船位，航向，航速，水深传感器并必须具备与真实场景高度一致的数据交换功能，本船应能在图上模拟运动，并配有ECDIS的简易仿真驾驶台或装置为适应大多数实践训练，设备应能达到近于实时航行值班的效果，为此，必要的情况下安装匹配视景。

七、安全措施人身安全：注意不要随意插拔相关线缆。

防止触电设备安全：硬件：注意不要随意插拔相关线缆、拆装设备软件：注意知识产权保护，禁止随意拷贝相关软件文件、产品截图、或任何带有产品标识的电子文档、图标、图片。

不得在系统上使用任何可移动电子存储介质。

八、对学生（员）的要求在校高年级学生（修完航海学、航海仪器、船舶操纵与避碰、航海气象与海洋学等相关课程具备船舶导航与定位的相关知识与能力）；具备相应资历的值班驾驶员；其它具有航行职责的人员如引航员。

上述人员应当具备传统海图操作的经，应当能实施相应的标准化航海仪器设备操作,还应当有相关的风险意识。

还应当具备较高的专业英语阅读能力，相关的计算机方面的知识及正确操作计算机操作能力。

十、对教学效果的评估（详见附录）理论部分（布置课后推荐查阅的文献、布置课后完成的相关思考题）实践部分（完成基于任务设置的相关题卡内容）参考文献：[1]许开宇.符合国际标准的电子海图显示和信息系统(ECDIS)[J].船舶工程。

1999(5):51-54.[2]邵哲平,孙腾达,潘家财,纪贤标.基于ECDIS和AIS的船舶综合信息系统的开发[J].中国航海.2007(2):30-33.[3]谷溪.三段式教学法在航海教育中的应用[J].高等职业教育.2006(2):20-23.附件：任务：航线设计Task（3）: Voyage to be planned and executedYour vessel is at anchor in the anchorage area of …Aussenelbe Reede“. Your destination is the port of Hamburg（53^32’40N,9^58’04E）.1) P erform detailed passage planning from the anchorage to pilot station “Brunsbüttel 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 voyage starts lifting anchor.Start situation•Time April 18, 1997, at 20:00•Position ϕ= 54°02.6’N, λ= 008°09.3’EBearings Buoy “Aussenelbe Reede 1” : 306°Buoy “Aussenelbe Reede 2” : 236°•Course Vessel in direction of current and wind•Speed at anchorOwn ship data•Name MV “Shanghai Express”•Type Container vessel•Length 294 m•Breadth 32.2 m•Draught 11.9 m•Load 50% ( ½ )•Max speed 24 kts.•Air draught 54.0 mMore data are given in the pilot card.Environmental data•Wind 10 kts. NW•Current 1 kt to SE•Visibility good•Tide constantPilot CardShip’s ParticularsSteering ParticularsEngine data附件：电子海图显示与信息系统》课程理论1.阐述电子海图的种类，对矢量型电子海图产品，谈谈ECS与ECDIS有何不同，船舶配置上的要求有何区别。

2.简述如何保证电子海图的数据实时可靠，驾驶员在使用系统时应注意哪些问题。

3.简述如何保证本船船位的表达实时可靠，驾驶员在使用系统时可利用哪些手段。

4.简述对计划航线的核查结果如何理解和处理。

5.任选一题（1）简述电子海图显示与信息系统的数据（库）形成过程，作为官方的ENC必须符合的标准是什么，ECDIS的国际标准是哪些。

( 2 )若海图参考点SW（λ=120-00-00E，Φ=30-00-00N）（X0=0，Y0=0），图幅宽为25cm,图幅高为20cm,经度跨度为2-30-00，即最大经度λ=122-30-00E，设基准纬度（近似平均纬度为30度），求该图最大纬度为？并以近似公式表达图内（λ，Φ）与平面坐标（X，Y）的对应关系。

实践考核题卡：题卡1：1.利用NS4000系统，在MAP界面上指出有无官方ENC的不同区域，变换比例尺，通过调节说说两种区域的不同之处。

2.设置本船GPS船位（54-02-600N，008-09-300），选择练习时的计划航线，核查该航线，核查后对WPT4-WPT5段的XTD缩小为原来的一半。

3.出发时间为现在，0-1号转向点航速3节，计划10小时到达终点，配置航行计划。

4.调用航线及计划进行监控，显示每段计划航向、航程及推荐航速。

题卡2：1.利用NS4000系统，找出DE321002号海图，检查其最近发布日期与最后更新日期。

2.设置本船GPS船位（54-02-600N，008-09-300），选择练习时的计划航线，接续最后的转向点，再画出2-3个转向点。

3.出发时间为现在，0-1号转向点航速3节，计划10小时到达终点，配置航行计划。

4.调用航线及计划进行监控，buoy reeder1船测方位为290度，buoy reeder2船测方位为310度，进行人工定位。

题卡3：1.利用NS4000系统，找出DE321002号海图，检查其最近发布日期与最后更新日期。

2.设置本船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海里处。

3.选择练习时的计划航线，出发时间为现在，0-1号转向点航速3节，计划10小时到达终点，配置航行计划。

4.调用航线及计划进行监控，设置GPS、DR船位偏差报警值为0.15海里，buoy reeder1船测方位为290度，buoy reeder2船测方位为310度，进行人工定位。