航海仪器操作智能评估系统的设计与实现

沙小进

摘 要：随着经济全球化的不断发展，航运技术也不断进步。航海仪器的使用范围不断扩大，而对于整个航海仪器的评估还主要是依赖评估员，但在具体的评估过程中存在着一些靠主观标准来评估以及在评估标准上不统一的现象，而由于这些因素的造成的影响，在最终的评估效果上也没能达到理想的状态，因此，为了能够较好地解决上述问题，研发设计人员开发了一款航海仪器职能评估系统，在经过一段时间的测试以及实际应用过程后，这套设备已经基本达到了学员的日常训练以及对其评估考试的使用要求。

关键词：航海仪器 智能 评估系统 设计与实现

航海仪器智能评估系统在研究及开发的过程中，需要根据现实中的仿真设备来将训练模式以及对其的评估效果进行有机结合，而只有这样才能够较好的实现设计应用上的最大程度的发挥，才能够更好的将训练模式与评估模式更好的运用到实际操作中来。而我国所研制的航海设备职能评估系统在一定条件下已经跨域基本的仿真阶段，而在评估系统的基础上研发出了仪器画面更加协调的航海仪器智能操作系统，这种设备在具体的操作上比传统设备更为简单，并且在评估结果上更加科学和准确，而其所谓的职能就是将传统的手工操作被智能操作所代替，从而达到其职能操作的效果。

1.航海设备智能评估系统的基本结构形式

1.1航海设备智能评估系统的C/S结构及其具体工作形式

航海设备智能评估系统根据现阶段经济技术水平和实际应用需求，采用现在比较成熟的基于局域网形式的C/S结构形式。系统的设计如图1所示。

1.1.1在通常情况下，C/S结构就是客户机和服务器两层结构组成

它在运用的过程中可以充分利用两端的环境优势，将任务进行合理分配到考务终端和考试终端上，从而能够较好的降低系统的通信费用。

1.1.2.航海仪器只能评估系统由三个子系统进行开发和管理

（1）航海设备智能评估系统的仿真子系统

仿真子系统是对设备操作状态的进一步完善。仿真子系统设备的完成需要在仿真的基础上对测评所涉及到的相关功能进行完善，如果自身条件及设备允许的情况下，可以将相应的操作步奏进行记录，还可以自动生成结果，而这些数据在后续的系统实验当中可以为评估子系统提供参考，从而实现仿真子系统的最大效果发挥。

（2）航海设备智能评估系统的评估子系统

评估子系统能够对考生新信息和操作过程进行准确评估。评估子系统可以对考生的操作信息进行读取或者加工，评估子系统设立的目的在于对考生操作信息进行读取，然后根据考生相应的输出信息进行相应数据的整理和加工，还可以对后台的一些数据进行标准模型的评估。从评估子系统的实际运用中可以看出，这个系统在一定条件下不仅能够较好的读取考生的操作信息，还可以将操作数据自动进行标准化评估，评估子系统的设立在一定条件下还可以对相应的评估结果产生影响，针对这样的问题，需要对此采取多种措施来加以解决和完善，只有对相应问题的解决才能充分对评估系统进行研究。

（3）航海设备智能评估的试题评估系统

试题评估系统的作用主要是对整个试题库以及成绩库进行有效的管理和维护，主要内容还包括对新的评估试题的有效增加，还有就是对试题进行编辑或者删除等环节，试题评估系统还能够随机组成试卷对考试指令进行下达，是整个智能评估系统的运行总后台，也是整个系统的关键组成部分。

1.2航海仪器智能设备的信息流向

航海仪器智能设备的信息的流向也是有一定的规律和要求的。主要流程是Send Data（）所发送的函数被Simulator进行的重载，而其中一个版本没有在信速机中进行参数名字的设定，另外一个则在信速机上设定了名字，而为在信速机上设定名字的版本相对来说比较简单。在一定环节上，通信初始化函数已经建立了一个相对完整的全关切的UDP套接字，所以在具体的操作上只需要将WINSOCK控件下的Send Data（）函数的数据进行发送即可，而在信速机上设定名字的版本在使用上，首先需要使用信息协处理函数进行内嵌WINSOK控件下的远程IP地址的重新设定，从而在一个新的状态下建立一个新的UDP，然后就是将这个新的UDP和通信进行连接。

2.航海仪器智能评估系统的试题评估及模型形式

（1）试题评估及具体参数的设定

题目设置对于整个智能评估系统的有效性和客观性具有重要影响。在航海仪器智能评估系统响应评估参数的选择上，智能评估系统普遍性为其基本原则，当前，我国一些航海院校通过咨询或者设置相应的问卷调查的形式，对航海设备智能评估系统的具体参数进行设定。

（2）对模型的评估

对模型的评估系统通常采用庄家法或者是隶属度函数相结合的方法来进行，在具体的实施中通过运用评估模型对相应的航海设备进行评估和考核，从深层次的角度来考量的话，主要是通过相应的经验来对题型以及使用过程进行更深层次的细化或者优化，并且在评估模型的基础上提取相应的评估参数，然后根据具体的使用情况、评估参数以及权重设定等内容，从而形成一个具有完整性的评估模型机制。比如：如果在实际应用中要增加其通过率的话就可以增加其门限值的宽度，而如果要降低通过率的话就适当减小门限值的宽度。从而达到合理运用门限值来调整难易程度的目的。

3.航海仪器智能评估系统的具体实现以及结果的分析

3.1航海仪器智能评估系统的仿真设备的具体实现

从客户端框架内来看，仿真设备主要分为试题显示区和设备显示区两部分，而其中分别集成智能评估设备仿真子系统以及设备评估子系统，设备仿真子系统比较好的完成了现在远洋船舶上使用比较广的仪器设备的仿真。而设备评估子系统则实现了试题的显示以及考生操作状况的具体评估等功能。仿真设备是在MFC的基础上所设计的对话框程序，主要利用VisualC+2008并在Window7的系统中得到完成的，其在具体操作中，在对话框的具体位置添加操作按钮、群组按钮以及编辑框等控制系统，然后是将那些经过PS处理过的真实设备额图片粘贴到对话框中来进行制作，而设备图片的具体描绘采用双向缓存的方式来进行，从而在具体操作中产生图片闪烁的现象，而图像和图形的描绘状况及显示都在OnPaint（）的函数中来制作。并通过调用GDI来绘制函数的点、线矩形以及多边形等形状。endprint

在具体的按键操作中，利用Windows的信息机制对不同的消息函数进行处理，而对于那些设备具体的使用手册的显示，通过Adobe的控件的编程技术来实现使用手册的显示。设备评估子系统主要通过ADO技术将试题数据库发送到考务数据端上，并且将评估的结果显示出来，在最后结合后天评估模型的管理，从而得出最终的评估成绩。

评估客户端在启动以后，其首先是处在联系的状态，而屏幕上所显示的是相应设备的练习手册，学校可以根据练习手册来实现对设备的认识和简单操作。如图2所示。

3.2航海仪器智能评估系统服务器终端的具体实现

航海仪器智能评估系统的客户端以及其仿真设备的具体实现对于海洋事业的发展以及航行安全起到重要的推动作用，也是航行工作顺利展开的重要保障。航海仪器的很多成果也被用在国防领域和科学研究当中，对于整个国民经济建设也起到重要影响，随着我国电子科学技术的不断完善和发展，航海仪器智能评估系统的运用越来越广泛，也在一定程度上改变了传统的航海仪器的一些问题。服务器端的主要功能就是实现试题的有效显示、编辑、导入和导出和添加或者删除等以及对试题的随机分配、发布考试指令等。

服务器端在MFC的基础上设计研发，同样利用相关技术来完成对后台数据库的访问，并将试题数据库中的试题显示在list控制软件中，显示器窗口右边的按钮对应相应的试题数据类型，通过对这些按钮的切换可以实现不同试题类型在屏幕中的显示，窗口下面的控制按钮可以根据具体需要对试题数据库进行相应的操作，并通过指针的指示，将菜单里的试题进行更新。智能评估系统的客户端在启动以后，可以对其采用训练的模式，在训练模式使用的过程中，整个试题区域就会相应的显示该环节的使用手册，学生可以根据使用手册来加强对设备的熟练操作。

3.3航海仪器智能评估系统通信的具体实现

航海仪器智能评估系统在具体的实现过程中也存在一些问题，例如在客户端和后台运行存在着一定的信息交互问题，首先在评估开始前是向客户端发送评估开始的指令，在评估结束后，客户端会将考生的基本信息以及最终的评估结果传回到服务器当中，而它们之间的信息传输主要是运用MFC中的异步非阻塞类的CAsyncSocket，而这里所说的异步就是在接收方还未发出回应的情况下，发出方就已经将数据发送给了接收方，并连续的将数据发送给接收方。而非阻塞是指在对某种操作进行调用的时候，无论该操作是否成功都会立即返回，而不会等待该操作的回复。而具体步奏如下：

（1）利用调用构造函数创建客户端，然后设置定时器，并在定时器的相应函数中通过对函数Connect（）的调用从而连接服务器端口。（2）创建服务器端口，利用函数Bind（）对本地IP地址和断后进行绑定，并在定时器的相应函数中通过调用函数Connect（）实现服务器端口的连接。（3）通过调用Send（）等功能来实现数据传输及相关的处理工作。（4）最后就是关闭销毁套接字对象。

3.4航海仪器智能评估系统数据监控的实现

对数据进行有效监控对整个系统的正常运行具有十分重要的作用。对仪器进行适时的监控，主要对影响那些扩频信号的精度以及航海定位度的重要参数进行有效监控，并且在其设置的具体参数中，如果信号的参数超出了设备所设置的参数就会及时进行警告或者提醒，比如：报警声音或者显示的提示等。在具体要求上要求数据监控软件能够对各个设备的正常工作进行正确判断，与此同时，其中会产生许多的重要数据，比如说：时钟存在同步误差等，而这些数据在以后的具体实验中具有重要的分析价值，可以对仪器设备的不断改进以及今后监控数据的进一步完善提供有价值的数据支持。在航海设备只能评估系统工作的过程中，需要将监控数据全部保存下来，从而方便今后数据分析和查询，而在连续发射设备的过程中，还需要对各个设备的状态进行适时的记录。

3.5对仪器评估结果进行解析

航海仪器评估系统进行开发以后，对其性能进行了一系列的测试。例如在某高校一系列的测试，其中共有29位大学生参加了这次测试，根据我国的《海船船员适任评估规则》的具体要求，而四种设备（GPS、AIS、Sounder、Log）的评估分分别是30分、25分、10分和15分，最后进行评估综合的有效得分是70分，因此评估分在总分中的比重达到了70%，而各个设备的单向评估分占总分的比重也达到了总分的70%，因此，本次航海设备的评估认为受测试的大学生较大部分通过了本次的评估。从本次测试中可以看出，其中有27名大学生生在评估中顺利通过，而另外两名大学生没能顺利通过本次评估，而对这31名大学生进行概率密度的分析，其分析结果也显示器符合正态的分布规律，然后将航海设备智能评估系统的评估结果和评估员的评估结果进行各方面的比较，结果如图3。从图中可以看出智能评估系统的评估结果和打分员的打分结果在总体上存在一致性，对比中可以发现其分差最大仅为4分，可见智能评估系统在评估结果上也比较让人满意。

4.结语

航海仪器智能评估系统在具体的使用过程中能够对人工评估中所存在的问题进行有效的解决，在一定程度上摆脱对人工评估的过度依赖，也较好的提高了对评估工作的效率，让整个航海仪器智能评估系统中也配备了用于学生练习的试题数据，从而能够较好的解决和帮助航海院校的GPS以及AIS等设备不足和设备落后等问题。在存在较好应用价值的同时，其也存在着一些问题需要解决和改进，但是随着现代科学技术的发展，航海仪器智能评估系统随着社会的发展需要一定会得到不断的创新和完善，并推动整个航海教学训练和实践的发展。

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