1. 基本情况
| 实验名称 | 大型船舶机舱火灾应急应变虚拟仿真实验 |
|---|---|
| 是否已是省级 | ●是（省级认定文号___）○否 |
| 是否曾被推荐为国家级 | ○是（何年被推荐为国家级_）●否 |
| 实验所属课程(可填多个) | 船舶管理、船舶动力装置技术管理、“机舱资源管理”实操项目 |
| 性质 | ○独立实验课 ●课程实验 |
| 实验对应专业 | 轮机工程 |
| 实验类型 | ○基础练习型 ●综合设计型 ○研究探索型 ○其他 |
| 虚拟仿真必要性 | ☑高危或极端环境 □高成本、高消耗 □不可逆操作 ☑大型综合训练 |
| 实验语言 | ●中文 ○中文+外文字幕（语种） ○外文（语种） |
| 实验已开设期次 | 共两次:
1．时间：2022年3月-7月；人数：231人，校外68人 2. 时间：2023年3-6月；人数：344人，校外83人 |
| 有效链接网址 | http://boat.tduvr.club/ https://jwcxnfz.jmu.edu.cn/vlab/jcmh.html |
2. 教学服务团队情况
2.1 团队主要成员（含负责人，总人数限5人以内）
| 序号 | 姓名 | 出生年月 | 单位 | 职务 | 职称 | 手机号码 | 电子邮箱 | 承担任务 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 王永坚 | 1972.06 | 轮机学院 | 主任 | 教授 | 13806088436 | wangyongjian@jum.edu.cn | 课程总体设计、实验教学设计、实验方法设计 |
| 2 | 范金宇 | 1972.10 | 轮机学院 | 副院长 | 副教授 | 13860185019 | jyfan2002@163.com | 实验教学设计 |
| 3 | 魏旻 | 1981.02 | 轮机学院 | 高级轮机长 | 13015936106 | viiny@163.com | 实验教学设计、实验方法设计、在线教学服务人员 | |
| 4 | 杨宇 | 1983.10 | 轮机学院 | 轮机长 | 13458408098 | --- | 仿真实验设计，仿真场景设计 | |
| 5 | 郑良焱 | 1993.07 | 轮机学院 | 讲师 | 13554235271 | --- | 仿真场景设计、教学建模设计/技术支持人员 |
2.2 团队其他成员
| 序号 | 姓名 | 出生年月 | 单位 | 职务 | 职称 | 承担任务 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 俞万能 | 1970.10 | 轮机学院 | 院长 | 教授 | 协调、方案设计 |
| 2 | 黄臻臻 | 1984.01 | 轮机学院 | 实验师 | 仿真实验设计、在线教学 服务人员、教学实施 | |
| 3 | 徐素文 | 1982.04 | 天度（厦门）科技有限公司 | 工程师 | 产品设计、系统架构、 技术支持人员 |
|
| 4 | 黄玉敏 | 1981.04 | 天度（厦门）科技有限公司 | 工程师 | 系统架构、数学建模 特效开发、技术支持人 |
团队总人数：9人，其中高校人员数量：7人，企业人员数量：2人
2.3 团队主要成员教学情况
（近5年来承担该实验教学任务情况，以及负责人开展教学研究、学术研究、获得教学奖励的情况）
项目负责人王永坚，教授/高级轮机长，硕士研究生导师，主要致力于轮机工程专业理论教学与实践教学手段、教学资源库的开发研究以及轮机工程专业仿真技术和智能故障诊断研究。主讲理论课程《船舶管理》、《船舶动力装置技术管理》及指导该课程实验近18年，指导轮机综合实操训练项目6项。
近年来，承担、参与教学教改项目：
1）轮机工程专业国家级一流专业建设点，主要参与人员。
2）大型船舶机舱灭火系统参数化仿真设计与火灾应急应变虚拟实验，2021年虚拟仿真实验教学省级一流课程，负责人。
3）教育部轮机工程专业综合改革教育试点项目，排名第3。
4）2017年“基于《STCW公约》的航海类专业工程教育改革创新与实践”获福建省第八届高等教育教学成果特等奖，排名第8；
5）2018年基于《STCW公约》标准和培育具有“工匠精神”应用型人才的教学平台构建与实践，集美大学第九届教学成果一等奖，排名第一。
6）主编《船舶教学实习（轮机）》，哈尔滨工业大学出版社，2022.12；
课题组成员持有海船轮机长证书3人，具有丰富船舶消防操作实践经验，成员均承担该课程实验，在线教学服务支持能力强。课题其他教研项目：
1）交通运输部海事局等效认可背景下航海类人才培养改革探索与实践，教育部交通运输教学指导委员会2022年教研项目，范金宇主持
2）校企共育的航海类卓越人才培养模式探索与实践， 教育部2022年产教融合育人项目，范金宇主持。
3. 实验描述
3-1 实验简介
1.实验的必要性1）船舶机舱灭火系统设计效果测试与实船灭火演练具有高危性
大型船舶机舱灭火系统仿真设计与应急应变综合演练：①船用CO2灭火系统的规范化、参数化设计与效用性测试；②不同火灾强度机舱灭火的应急应变演练；③不同类型火灾灭火过程的正确实施；④船用CO2灭火系统等消防灭火器械的正确释放与操作等是轮机工程专业《船舶管理》、《船舶动力装置技术管理》课程实验的重要内容，也是《机舱资源管理》实操训练项目的重要组成部分。由于实船机舱CO2灭火系统参数化设计与效用性测试优化、机舱火灾应急应变演练与消防灭火器械释放操作训练具有高危性，使得上述课程“机舱火灾应急应变训练”、“机舱CO2灭火系统设计、安装、调试和释放操作实验”等课程实验与实操训练始终无法在实践教学中开展，无法评估学生机舱CO2等灭火系统设计、测试与优化、安装设计以及机舱火灾中学生应急应变能力，成为上述课程实验和实操训练教学的瓶颈。
2019年5月25日，福建省海运集团有限责任公司“金海翔”号货轮，在修船期间，该船机舱CO2灭火系统设计单位指导船员开展系统功能效用测试时，该船CO2灭火系统主管船员（三副）的操作失误，造成现场修船人员、船员共计10人窒息死亡、19人受伤，经济损失1903万元的重大事故，此事件突显开展CO2灭火系统等船舶消防灭火器械船上操作人员操作训练的重要性，但实船机舱灭火系统设计与测试、火灾应急应变演练与操作训练存在极具危险性，有必要采用虚拟仿真设计与操作实验开展上述内容的实验。
2）船舶消防灭火训练是STCW国际公约强制性要求的大型综合训练项目
根据《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约》（简称“STCW公约”）要求：船员要取得岗位适任证书必须完成船舶消防训练，此外在职船员船上任职工作时必须每月参加船舶消防灭火操作演练，该演练为全体船员参与，严格按“STCW公约”中“应变部署表”要求的演练内容和成员角色任务展开，每位船员应根据应变卡规定的各自岗位任务，携带各种消防器材以集体、综合演练方式开展船舶消防灭火演练。
2.实验的实用性为让学生在高逼真度的虚拟机舱火灾实验场景内，通过人机交互方式，完全模拟真实环境开展机舱灭火系统仿真设计与测试、火灾应急应变综合演练；开展符合国际公约要求，船员取得岗位适任证书必须完成船舶消防灭火训练、在职船员定期消防灭火综合演练等课程实验和综合训练需求，设计该仿真实验平台，平台实用性强。
1）CO2灭火系统参数化设计仿真实验，解决设计效果实物测试高危性问题
以喷射和灭火效果为检验指标，在CO2覆盖保护容积不低于35%规范要求前提下，开展机舱分油机间不同舱容（55m3、85m3）情况下，CO2输送管路不同管径的选择与设计、喷嘴选型与数量选择、喷嘴安装位置设计等方面的设计与优化调整，并通过高逼真度的喷射与灭火效果（喷射覆盖范围、灭火快速性、燃烧损坏程度等）验证设计成效，检验上述两种机舱容积下，CO2灭火系统输送管路段等仿真设计的合理性和适用性，解决通过实物方式进行设计效果测试高危性问题，提升学生工程设计应用能力和创新能力。
2）机舱大小型火灾灭火仿真实验，有效解决火灾应急应变演练与灭火器械操作训练极具危险性问题
在平台实验设置模块，教师可任意设置操作方式和实验内容，学生通过人机交互方式，自主选择多人多角色的团队配合方式（消防队/隔离队/救护队）或一人多岗多角色方式开展如下仿真实验：
①机舱小型火灾灭火过程应急应变仿真实验；
②机舱CO2灭火系统释放扑灭油火（大型火灾）应急应变仿真实验。
仿真实验结果将形成船舶机舱小型火灾、大型火灾灭火过程操作方案。
3）固体/油类/电气设备三类机舱火灾扑灭仿真实验，较好解决实物训练操作局限性和高危性问题
分别搭建储物间工作服着火、分油机房集油槽燃油着火、电气控制箱着火仿真场景，逼真展示三类火灾燃烧过程，教师可任意设置三类火灾类型或学生自主选择灭火场景、灭火器械后，设置灭火距离喷射时间和灭火点，完成机舱三类火灾扑灭的仿真操作实验：
①固体火、油类火、电气设备火三类机舱火灾扑灭应急应变仿真实验（通过灭火操作仿真模型设置不同喷射角度、灭火距离计算模型设置不同站位、喷射时间计算模型等显示不同灭火效果，并形成最佳灭火方案）
②固体火、油类火、电气设备火三类火灾学员操作失误（灭火器械选用错误、操作失误等）导致严重的二次事故仿真实验与警示场景实时展示。
仿真实验结果将形成船舶机舱固体火/油类火/电气设备火三类机舱火灾扑灭过程操作方案。
仿真实验教学设计既考虑学生对机舱CO2灭火系统设计基本知识的学习、机舱火灾应急应变操作应知应会知识的学习以及基本操作动手技能的训练，也考虑提升学生分析和解决问题、应急应变反应处理和创新能力等方面知识的设置，并融入灭火误操作引发严重二次事故警示场景的实时展示。
此外，仿真实验始终将“提高学生创新能力和机舱防火安全意识，培育学生严谨的设计与操作意识、提升学生应急应变综合能力”等思政元素贯穿整个仿真实验全过程。
3.教学设计的合理性1）实验教学设计内容符合轮机工程专业人才培养目标要求
轮机工程专业本科培养目标：培养适应我国经济和社会发展需要，知识、能力、素质协调发展，符合国际和国家海船船员适任值班标准要求，具备轮机工程相关的基础理论知识、专业知识及技能，熟悉海船运输安全和海洋环境保护相关公约和法律法规，综合素质好，实践能力强，能在船舶运输及相关企事业单位从事轮机工程相关设备和系统的运行维护、修造、管理和技术开发等工作，具有“诚毅”品格的创新型工程技术人才。结合本专业《船舶管理》等课程实验内容，平台设计三个方向的仿真实验，实验内容紧扣本专业人才培养目标要求。
2）基于中国船级社（CCS）规范和国际公约要求，紧贴实验教学规律设计实验流程
①机舱CO2灭火系统参数化仿真设计依据CCS“钢制海船入级建造规范”有关CO2灭火系统设计、测试和安装布局要求进行实验流程设计；
② 船用CO2灭火系统释放扑灭油火应急应变仿真实验流程依据《船舶固定式二氧化碳灭火系统操作规程》（交通运输行业标准（JT 2022-32））设计；
③固体火、油类火、电气设备火三类机舱火灾扑灭应急应变仿真实验与机舱小型火灾灭火过程应急应变仿真实验依据“STCW公约”中“应变部署表”训练内容进行设计。
3）实验教学内容和实验流程设计思路
轮机工程专业是国家级一流本科专业建设点，该专业人才培养目标核心内容是培养符合国际公约和国家海船船员适任值班标准要求，实践能力强，创新型工程技术人才。由于《船舶管理》等课程实验需依据船级社规范、行业标准和国际公约要求开展实验，但实物机舱CO2灭火系统实验设计及测试优化、机舱火灾应急应变演练与灭火器械释放操作训练具有高危性，通过搭建仿真平台，科学设计教学内容与实验流程，解决实物实验与操作训练存在的瓶颈问题，学生在平台开展仿真实验不仅可熟练掌握船舶灭火等专业知识，而且能提高分析问题解决问题能力，增强创新意识。同时，基于平台实验内容和操作流程，结合社会需求，该平台还可拓展延伸至企事业单位员工消防灭火培训与实操训练，也可用于船舶消防设计单位、生产厂家产品创新性设计与开发，推广应用价值高。
4.实验系统的先进性1）多人多角色团队配合方式开展机舱灭火仿真操作实验，提高学生的团队配合能力和训练水平。
2）教学方法创新：教学设计贴近实际，集机舱火灾应急处理基本知识学习、应急应变仿真训练、分析问题/解决问题能力提升、警示教育为一体。
3）评价体系创新：通过雷达图，从消防器械选择合理性、操作规范性、灭火效果、操作熟练性等多维度综合考察学习的能力、水平。
3-2 实验教学目标
1.知识目标
平台设置“实验操作”与“实验考核”两大模块，学生通过“实验操作”自主学习与操作训练之后，进入“实验考核” 模块，完成该实验项目的评估考核。
通过训练与考核评估：
①学生初步具有机舱CO2灭火系统的设计能力，对系统的布置、规范要求、设计要素有了更清晰的理解。
②学生防火安全意识、科学严谨的操作意识明显提高；学生应急应变综合能力显著提升；
③熟练掌握机舱火灾应急应变操作应知应会基本知识；
④熟练、流畅地完成机舱小型火灾灭火过程应急应变操作；
⑤熟练、流畅地完成机舱大型火灾船用CO2灭火系统释放扑灭油火应急应变操作；
⑥熟练、流畅地完成固体火、油类火、电气设备火三类机舱火灾扑灭应急应变操作;
2.能力水平
通过上述仿真操作实验的训练与考核评估之后，学生应能达到如下几方面的能力水平：
①按中国船级社（CCS）“钢制海船入级建造规范”要求，具备独立完成机舱CO2灭火系统设计、测试试验的能力；
②依据交通运输行业标准《船舶固定式二氧化碳灭火系统操作规程》操作要求，具备多人协同完成船用CO2灭火系统释放扑灭油火综合操作能力；
③根据“STCW公约”要求，具备多人协同完成机舱大小型火灾灭火综合操作能力。
3.思政目标
通过仿真训练与考核评估，学生创新能力和机舱防火安全意识不断提高，学生严谨设计与谨慎操作意识得到明显增强、学生应急应变综合能力得到明显提升。
3-3 实验课时
（1）实验所属课程课时：船舶管理 （32学时）、船舶动力装置技术管理（32学时）“机舱资源管理”实操项目（24课时）
（2）该实验所占课时：船舶管理 （2学时）、船舶动力装置技术管理（2学时）“机舱资源管理”实操项目（2课时）
3-4 实验原理
1.实验原理
以学校教学实习船“育德”轮机舱火灾应急应变演练操作规程和船用CO2灭火系统等消防灭火器械及使用方法为仿真对象，并依据《船舶管理》课程实验“机舱火灾应急应变训练”教学大纲，《船舶动力装置技术管理》课程实验“机舱CO2灭火系统设计、安装、调试和释放操作实验”教学大纲以及《机舱资源管理》实操项目“机舱火灾，轮机长、轮机员之间协调与配合”训练要求，紧密结合船舶消防应变部署表相关操作规范开展本仿真实验设计。实验原理如下：
1）CO2灭火系统参数化仿真设计实验
根据中国船级社（CCS）“钢制海船入级建造规范”有关CO2灭火系统设计、安装测试要求和实验教学大纲内容、实验流程设计实验：以校船“育德”轮机舱分油机间不同舱容为设计参考，按照“钢制船舶入级建造规范”设计要求，设置在CO2覆盖保护容积不低于35%规范要求前提下，分油机间舱容设定为55m3、85m3两种情况下，通过可编辑仿真设计方式进行CO2灭火系统组成部件的参数化仿真设计，并通过高逼真度的喷射与灭火效果试验测试设计成效、设计的合理性和适用性。
2）多人多角色团队配合和一人多岗多角色自主选择操作方式开展灭火仿真操作实验
①机舱小型火灾灭火过程应急应变仿真实验
通过搭建分油机间集油槽着火，学生通过人机交互方式，自主选择多人多角色团队配合方式（消防队/隔离队/救护队）或一人多岗多角色方式开展仿真操作实验：全船释放机舱火灾声光报警、消防队/隔离队/救护队的紧急集合，灭火过程等综合性仿真操作实验。
②机舱CO2灭火系统释放扑灭油火（大型火灾）应急应变仿真实验
通过设置主柴油机燃油管破裂引发机舱大火，根据母型船机舱CO2灭火系统操作规程，学生通过人机交互方式，自主选择多人多角色团队配合方式或一人多岗多角色方式开展综合性虚拟仿真操作实验：全船释放机舱火灾声光报警、消防队/隔离队/救护队的紧急集合、启用机舱CO2灭火系统完成灭火等仿真操作实验。
3）三类机舱火灾扑灭过程仿真实验
①学生通过人机交互方式，自主选择操作方式、灭火器械、计算灭火距离和人员站位、喷射时间、灭火点等，开展储物间工作服着火、分油机间集油槽燃油着火、电气控制箱着火三类火灾扑灭的仿真操作实验。
②固体火、油类火、电气设备火三类火灾学员操作失误（灭火器械选用错误、灭火操作失误等）导致严重的二次事故仿真实验与警示场景的实时展示。
2. 知识点：共5个
①机舱CO2灭火系统气瓶数量计算、喷嘴计算与选型、管路安装设计、设计效果测试与优化调整
②固体、油类、电气设备火灾灭火器械选择与使用、灭火距离与喷射时间计算、灭火点选择操作等灭火过程训练
③三类火灾学员操作失误导致严重二次事故仿真实验与警示展示。
④机舱小型火灾综合训练方法的设计与演练
⑤机舱CO2灭火系统释放扑灭油火（大型火灾）综合训练方法的设计与演练
3.核心要素仿真设计
1）CO2灭火系统的参数化设计及设计效果测试
以喷射和灭火效果为检验指标，通过可编辑性仿真设计方式开展CO2灭火系统组成部件参数化仿真设计，并通过高逼真度的喷射与灭火效果验证设计成效、仿真设计的合理性和适用性，解决通过实物方式进行设计效果测试存在高危性问题。
2）多人多角色团队配合或一人多岗多角色开展仿真操作实验
机舱大、小型火灾灭火过程应急应变综合仿真实验中，通过搭建分油机间集油槽燃油着火（小型火灾）以及主机层燃油管破漏引发大火（大型火灾）可参数化设置火灾燃烧强度和损坏程度的仿真模型，学生通过人机交互方式，选择多人多角色团队配合方式或一人多岗多角色方式开展虚拟仿真实验。
3）灭火设备选择错误和操作失误引发严重二次事故警示设计
固体、油类、电气设备火三类火灾学员操作失误导致严重二次事故仿真实验与警示场景的实时展示的设计，事故严重程度将通过参数化设置二次事故演示模型获得，参数设置值与消防器械错误选择和操作动作不正确紧密关联。
上述仿真实验操作结果将形成船舶机舱CO2灭火系统设计/安装/调试以及小型火灾、大型火灾、固体火/油类火/电气设备火三类机舱火灾灭火过程操作方案。
3-5 实验教学过程与实验方法
以学校教学实习船“育德”轮机舱CO2灭火系统实物设备、火灾应急应变演练操作规程和CO2灭火系统等消防器械与使用方法为仿真对象，搭建基于WebGL环境、高逼真度、网页/手机端/微信端实时访问、具有自动评判功能的大型船舶机舱灭火系统设计与火灾应急应变虚拟仿真实验平台，并依据“轮机工程”专业《船舶管理》、《船舶动力装置技术管理》课程实验内容、《机舱资源管理》实操项目教学内容，结合CCS设计规范、行业标准和STCW国际公约要求开展本实验。
仿真实验平台分为“实验操作”与“实验考核”两大模块:
◎实验操作模块：场景内：仿真设计与虚拟操作实验通过设置各仿真实验操作步骤的语音及文字提示，仿真实验和虚拟操作过程中下一步需操作部件光圈闪烁提示等方式帮助学生完成仿真实验各操作要素。
◎实验考核模块：完全模拟真实考核状态下，让学生在平台上完成该实验项目考核评估，并对考核过程中实验操作的每个动作、顺序、相关参数设计与计算结果、熟练程度进行实时监测，自动评判，给出学生的仿真实验过程中单个学生（一人多角色多任务）或学生组（多人多角色）各成员与整组学生考核成绩。同时，学生（单个学生或学生组各成员）可对考核过程中各操作步骤的得分情况进行溯源。
1.实验过程
1）机舱CO2灭火系统参数化仿真设计实验
（1）实验教学过程
由系统随机生成机舱分油机间舱容大小，学生根据容积大小与CCS规范要求计算所需CO2气瓶量，在仿真场景内通过CO2输送管路段不同管径的设置模型、喷嘴计算与选型模型、喷嘴数量设置模型等设计输送管路不同管段管径、喷嘴选型、喷嘴数量、喷嘴安装位置等，这些设计内容会关联到如下数学模型输入量：
◎ CO2总容积不低于被保护区域容积的35%（必要性）
◎ CO2喷射范围需对保护区全覆盖（影响灭火效果）
◎ 每个喷嘴释放压力（影响灭火效果）
◎ 每安装一个喷嘴，后续管段管径应逐步缩小，以保证管内压力（影响灭火效果）
◎ CO2全部喷射完时间不得大于10S（必要性）
（2）预期达到的教学目的和效果
◎ 在场景内通过高逼真度的喷射与灭火效果测试，验证设计成效、设计的合理性和适用性，解决实物方式开展CO2灭火系统设计与测试设计效果存在高危性问题。
◎ 从工程设计规范性和合理性、喷射和灭火效果、创新性、经济成本、安全性等方面形成多维度的方式生成实验报告。
2）机舱大小型火灾灭火过程仿真实验
（1）实验教学过程
学生可在高逼真度的机舱火灾实验场景内，自主选择多人多角色的团队配合方式或一人多岗多角色方式开展虚拟仿真实验：
①机舱小型火灾灭火过程应急应变仿真实验
②机舱CO2灭火系统释放扑灭油火（大型火灾）应急应变仿真实验
（2）预期达到的教学目的和效果
◎通过分油机间集油槽火灾灭火综合仿真操作训练，完成符合国际公约要求课程实验内容，同时解决实物训练危险性高的问题；
◎通过机舱CO2灭火系统释放扑灭油火仿真综合演练，完成符合行业标准和国际公约要求课程实验内容，解决实物船舶消防灭火关键设备操作与训练高危性问题。
3）固体/燃油/电气设备三类机舱火灾扑灭过程仿真实验
（1）实验教学过程
学生通过人机交互方式，自主选择操作场景、灭火器械等，完成三类火灾扑灭的仿真操作：
①固体、油类、电气设备火三类机舱火灾扑灭应急应变仿真实验（通过灭火操作仿真模型设置不同喷射角度、灭火距离与人员站位仿真模型、喷射时间和灭火点设置模型设置不同距离站位、喷射时间和灭火点产生的灭火效果，并形成最佳灭火方案）
②三类火灾学员灭火器械选择错误和灭火操作失误导致严重的二次事故仿真实验与警示场景的实时展示。
（2）预期达到的教学目的和效果
通过储物间着火、分油机间集油槽燃油着火、电气控制箱着火三类火的灭火仿真操作，完成符合“STCW公约”中“应变部署表”要求课程实验内容，同时解决实物操作局限性和危险性问题。
2.实验方法
根据课程实验内容和要求，结合仿真实验需符合船级社规范要求船舶行业标准和STCW国际公约相关设计与操作要求，课程实验方法采用如下三种方式：
1）分类法
根据实验内容和实验要求，课程分参数化仿真设计实验和虚拟仿真操作训练实验两类
◎参数化仿真设计实验：机舱CO2灭火系统参数化仿真设计实验
◎虚拟仿真操作训练实验：机舱大小型火灾灭火过程仿真实；固体/油类/电气设备三类机舱火灾扑灭过程仿真实验。
2）比较法（对比法）
◎机舱CO2灭火系统参数化仿真设计实验：用比较实验方法，实验过程中将分油机间的舱容设定为55m3、85m3两种情况下，通过可编辑仿真设计方式开展CO2灭火系统组成部件的设计：CO2容量和所需气瓶数计算、CO2输送管路段不同管径的设计与选择、喷嘴计算与选型、喷嘴数量计算、喷嘴安装位置设计等。并通过高逼真度的喷射与灭火效果（喷射覆盖范围、灭火快速性、燃烧损坏程度等）进行对比，验证设计成效、设计合理性和适用性。
◎三类机舱火灾扑灭过程仿真实验：学生通过正确选择灭火器械与否、灭火操作动作与逻辑选择正确与否、灭火距离与喷射时间长短设置正确与否等，采用对比方式设置不同灭火效果和产生的二次事故，培养学生正确规范操作意识，提升分析问题、解决问题的能力。
3.评价体系
①灭火系统参数化仿真设计实验：根据中国船级社（CCS）“钢制海船入级建造规范”有关船舶CO2灭火系统工程设计规范、喷射和灭火效果、系统设计创新性、经济成本、安全性五个维度，对学生的仿真设计方案进行考核评价。
②在虚拟操作实验考核过程中，系统设置如下评判指标（消防器材选择的合理性；操作动作的规范性和准确性；操作动作熟练性；操作完成时间、操作完成与否五个指标）并设置对应的分值：每次操作总分100分，评分值设置：器材选择合理、操作准确/熟练（100分）；器材选择合理、操作准确/较熟练（80分）；器材选择合理性一般、操作准确/熟练程度一般（60分）、操作较差（40分）、操作差（0-20分），通过上述设置，自动评价学生实验操作情况，给出学生的仿真实验过程中单个学生（一人多角色多任务）或学生组（多人多角色）各成员与整组学生考核成绩。
3-6 步骤要求
1）学生交互性操作步骤，共11步
| 步骤序号 | 步骤目标要求 | 步骤合理用时 | 目标达成度赋分模型 | 步骤 满分 | 成绩类型 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 项目基本知识和操作方式介绍 | 3分钟 | 项目相关规范介绍，不赋分 | 0 | ●操作成绩 ●实验报告 ○预习成绩 ○教师评价报告 |
| 2 | CO2灭火系统参数化仿真设计模块：舱容设置与CO2输送管路段管径的设计与选择 | 7分钟 | 根据不同舱容，选择正常的计算公式算出CO2瓶数及输送管路管径，正确得7分，错误不得分 | 7 | |
| 3 | CO2灭火系统参数化仿真设计模块：喷嘴选型、喷嘴数量确定与场景内设计与布置 | 7分钟 | 根据前步骤参数，选择CO2喷射时间，测试喷射覆盖范围，满足规范要求得7分，错误不得分。 | 7 | |
| 4 | CO2灭火系统仿真设计效果测试与优化 | 7分钟 | 根据前步骤参数，选择CO2喷射时间，测试喷射覆盖范围，满足规范要求得7分，错误不得分。 | 7 | |
| 5 | 固体火火灾扑灭操作仿真实验 | 10分钟 | 根据消防器材选择合理性；操作动作规范性和准确性；操作动作熟练性；操作完成时间、操作完成与否等按百分比赋分 | 8 | |
| 6 | 油类火火灾扑灭操作仿真实验 | 10分钟 | 根据消防器材选择合理性；操作动作规范性和准确性；操作动作熟练性；操作完成时间、操作完成与否按百分比赋分 | 8 | |
| 7 | 电气火扑灭操作仿真实验 | 10分钟 | 根据消防器材选择合理性；操作动作规范性和准确性；操作动作熟练性；操作完成时间、操作完成与否按百分比赋分 | 8 | |
| 8 | 机舱小型火灾确认与应变部署的开展和机舱小型火灾灭火过程 | 14分钟 | 根据操作动作规范性和准确性、操作动作熟练性、操作完成时间、操作完成与否按百分比赋分 | 17 | |
| 9 | 机舱大型火灾确认与应变部署的开展 | 8分钟 | 顺利完成应变部署规定大型火灾确认及相关应急应变响应，正确9分，错误不得分 | 9 | |
| 10 | CO2灭火系统释放前的各种操作与准备 | 6分钟 | 顺利完成CO2灭火系统释放前的各种操作与准备，根据操作动作规范性和准确性、操作动作熟练性、操作完成时间、操作完成与否按百分比赋分 | 9 | |
| 11 | CO2灭火系统释放操作 | 6分钟 | 顺利完成CO2灭火系统释放操作，根据操作动作规范性和准确性、操作动作熟练性、操作完成时间、操作完成与否按百分比赋分 | 7 | |
| 12 | 火情查看和损失评估 | 2分钟 | 顺利完成火情查看和损失评估、报告流程，正确得3分，错误不得分 | 3 | |
| 13 | 实验报告整理与提交 | 10分钟 | 规定时间提交实验报告得10分，超时5分钟得5分，超10分钟以上不得分 | 10 | |
| 90分钟 | 100分 |
2.交互性步骤详细说明
学生通过手机/微信端/网页远程访问仿真实验平台，选择平台设置的虚拟仿真实验模块（固体/油类/电气设备三类机舱火灾扑灭过程仿真实验、机舱CO2灭火系统参数化仿真设计、机舱大小型火灾灭火过程仿真实验），开展交互仿真设计实验和多人多角色团队配合方式或一人多岗多角色方式机舱灭火应急应变仿真实验。交互性实验步骤如下：
第1步：项目基本知识和操作方式简介，完成实验相关知识的认知学习
介绍实验目标，实验要素；展示中国船级社（CCS）“钢制海船入级建造规范”有关船舶CO2灭火系统设计规范与要求；本仿真实验项目参数化设计相关知识、船舶消防应变部署表操作内容；《船舶管理》、《船舶动力装置技术管理》课程实验内容、《机舱资源管理》实操项目教学内容；以及仿真操作方式以及考核评估要素、分值设置和评估方式说明。（3分钟）
第2步：机舱CO2灭火系统参数化仿真设计，掌握规范要求CO2容量、管路选择设计方法
（1）进入船舶分油机室仿真场景，系统提供两种机舱分油机室舱容选择（55m3、85m3，可视化效果上做区分呈现），根据舱容大小，结合CCS船舶CO2灭火系统设计规范,学生分别计算所需的CO2所容量（气瓶数）并在CO2气瓶排列群内选择对应气瓶数后点击提交。
（2）CO2输送管路段不同管径的设计与选择：场景中，“输送管路选择”对话框内设有管径为50mm 、32mm、25mm、20mm、15mm五种标准管径，学生设计过程中需按如下规范进行设计与选择：从 CO2气瓶端开始，管径中每加一个喷嘴，后续管径要进行相应缩小，以保证管内压力，同时管径之间通过带有一定弧度连接变换头进行焊接，以减少管道内的压力损失，在喷嘴安装处，要对连接变换头进行选型。仿真系统中做相应三维模型呈现。连接变换头型号有：50mm变32mm，50mm换20mm（干扰项），32mm变25mm，32mm换15mm（干扰项），25mm换20mm，25mm换15mm（干扰项），20mm换15mm。（7分钟）
第3步：CO2管路喷嘴选型、数量选择与安装等仿真设计，掌握规范要求喷嘴设计技巧
（1） 喷嘴选型（同一条船上，喷嘴类型建议选同一型号，以增加备件通用性，如果学生选择不同型号混装，会增加数学模型上的计算复杂度，此时在考核评价上，创新性维度上加分，规范性维度扣分）：场景中，学员将通过“喷嘴设计与选择”模块的数学模型的计算后，选择：A型或螺旋型的喷嘴。
（2）根据分油机舱容大小和喷嘴选择结果，计算所需喷嘴数量并与CO2输送管路段进行匹配选择，接着开展喷嘴位置布局可视化自由设计，仿真实验提供相应场景编辑功能支撑。
每种设计方案，在仿真场景内，进行CO2喷射效果、覆盖面积和灭火效果可视化验证；选择符合CCS规范要求和工程设计要求，创新性佳、适用性强、性价比高的设计方案，最终将设计好的管路段、喷嘴在场景中进行安装固定。（7分钟）
第4步：CO2灭火系统仿真设计效果测试与优化，验证设计合理性和规范性
CO2喷射时间仿真验证：基于CO2容量与压力、输送管路各管段直径、喷嘴数量、喷嘴位置的微分方程进行推导,计算出当前系统设计环境下，CO2灭火系统的喷射释放时间，验证是否符合CCS规范要求。
所有设计方案都需满足CCS“钢制海船入级建造规范” 有关CO2灭火系统设计如下三方面规范：
CO2总容积不低于被保护舱室容积的35%；
CO2喷射范围需对保护舱室空间全覆盖（实验中可进行可视化验证）
CO2喷射时间不得大于10s（受CO2容量与压力、输送管路各管段直径、喷嘴数量、喷嘴位置影响，其数学模型为随时间递减的微分方程）（7分钟）
第5步：固体类火灾扑灭过程仿真实验，能熟练掌握该类火灾扑灭操作技巧，提升操作技能
学生通过人机交互方式，按如下要求完成三类火灾扑灭的应急应变仿真实验：
（1）机舱物料间被服着火，学生选择灭火器（干粉灭火器或手提CO2灭火器），通过如下仿真模型的设置：
●通过灭火操作仿真模型，设置灭火器对准着火点的不同喷射角度，通过燃烧和火势仿真模型显示不同的灭火效果（火势被压制程度、火焰燃烧强烈程度、火灾扑灭时间等）。
●通过灭火人员站位仿真模型，设置消防灭火人员的不同站位，通过数学仿真模型显示不同的灭火效果（火势被压制程度、火焰燃烧强烈程度、火灾扑灭时间等）。
完成固体火火灾扑灭操作等仿真实验。（7分钟）
（2）机舱物料间被服着火，学生灭火器械选用错误（灭火器容量太小），无法扑灭火灾，展示引发更严重二次火灾事故的仿真操作和警示场景演示。（3分钟）
第6步：油类火灾扑灭过程仿真实验，能熟练掌握该类火灾扑灭操作技巧，提升操作技能
（1）分油机间集油槽燃油着火，学生选择灭火器（水基泡沫灭火器），通过如下仿真模型的设置：
●通过灭火操作仿真模型，设置灭火器对准着火点的不同喷射角度，通过燃烧和火势仿真模型显示不同的灭火效果（火势被压制程度、火焰燃烧强烈程度、火灾扑灭时间等）。
●通过灭火人员站位仿真模型，设置消防灭火人员的不同站位，通过燃烧和火势显示不同的灭火效果（火势被压制程度、火焰燃烧强烈程度、火灾扑灭时间等）。
完成油类火火灾扑灭操作等仿真实验。（7分钟）
（2）分油机间集油槽燃油着火，学生灭火器械选用错误（错误选择消防水枪灭火和泡沫灭火器容量太小等），无法扑灭火灾，展示引发更严重二次火灾事故的仿真操作和警示场景演示。（3分钟）
第7步：电气类火灾扑灭过程仿真实验，能熟练掌握该类火灾扑灭操作技巧，提升操作技能
（1）电气控制箱着火，学生选择灭火器（干粉灭火器或手提CO2灭火器），通过如下仿真模型的设置：
●通过灭火操作仿真模型，设置灭火器对准着火点的不同喷射角度，通过燃烧和火势仿真模型显示不同的灭火效果（火势被压制程度、火焰燃烧强烈程度、火灾扑灭时间等）。
●通过灭火人员站位仿真模型，设置消防灭火人员的不同站位，通过燃烧和火势显示不同的灭火效果（火势被压制程度、火焰燃烧强烈程度、火灾扑灭时间等）。
完成：电气控制箱火灾扑灭操作等仿真实验。（7分钟）
（2）电气控制箱着火，学生灭火器械选用错误和灭火操作不正确（错误使用水基泡沫灭火器或消防水枪），无法扑灭火灾引发更严重二次火灾事故的仿真操作和警示场景演示。（3分钟）
第8步：机舱小型火灾灭火过程应急应变仿真实验，熟练掌握小型火灾扑灭操作技巧，提升团队配合与操作技能
教师设置仿真实验操作方式（多人多角色团队配合或一人多岗多角色方式），学生在场景界面自主选择上述两种方式之一开展机舱灭火应急应变仿真实验。
火灾报警监测分油机间失火，确认分油机间失火；此时，主机已停机，船舶处于漂航状态，机舱着火点处于下风处。消防灭火应变灭部署启动：全船释放机舱火灾声光报警，消防队/隔离队/救护队的紧急集合。
灭火过程的展开：
①消防队：探火、消防水枪灭火、火势扑灭后再次探火，确认火势完全熄灭；
②隔离队：切断分油机间防火闸与分油机油路阀门；关闭分油机间所有门窗；机舱人员快速撤离分油机间；
③救护队：现场发现伤员，救护队担架抬出伤员救治；
灭火结束后，人员清点和场地清理。（14分钟）
第9步：机船用CO2灭火系统释放扑灭油火应急应变仿真实验，能熟练掌握大型火灾扑灭操作技巧，团队配合与操作技能得到提升
火灾报警监测分油机间失火已通过通风管引燃至主机层点燃主机燃油管泄漏的燃油，燃烧猛烈，此时，主机已停机，船舶处于漂航状态，机舱着火点处于下风处，消防灭火应变部署启动：全船释放机舱火灾声光报警，消防队/隔离队/救护队的紧急集合；探火员进入探火并反映，火势太大已无法通过常规的消防方式扑灭火灾，需启用船用CO2灭火系统扑灭火灾；（8分钟）
第10步：释放CO2灭火系统扑灭火灾操作，能熟练掌握释放操作技巧
在CO2控制室取出钥匙打开机舱CO2释放控制箱，机舱发出CO2释放前警报提醒；消防控制室切断风机油泵停止按钮，切断各油柜燃油速闭阀；水密门窗的快速关闭；人数集中清点；（6分钟）
第11步：CO2气体释放及灭火效果展示
打开机舱CO2释放控制箱N2驱动瓶上释放阀，CO2气体释放至机舱扑灭油火，显示CO2释放过程；（6分钟）
第12步：灭火后确认无复燃与损失情况查看
机舱冷却降温后，消防探火员穿戴灭火服进入主机层检查并确认火势已扑灭，检查燃烧损失情况。完成船舶CO2灭火系统释放扑灭机舱油火仿真操作。（2分）
上述仿真实验操作结果将形成船舶固体火/油类火/电气设备火三类机舱火灾和机舱小型火灾、大型火灾灭火过程操作方案。
第13步：实验报告的整理与提交（10分钟）
完成规定实验报告的整理与提交。
3-7 实验结果与结论
1.记录每步实验结果
| 步骤序号 | 操作步骤内容、目标要求 | 每步实验结果的记录 |
|---|---|---|
| 1 | 项目基本知识和操作方式介绍 | 项目基本知识介绍 |
| 2 | CO2灭火系统参数化仿真设计模块：舱容设置与CO2输送管路段管径的设计与选择 | 根据不同舱容，选择正常的计算公式计算CO2瓶数及输送管路管径，记录计算数据和选择结果 |
| 3 | 喷嘴选型、喷嘴数量确定与场景内设计与布置 | 记录喷嘴计算与选型、喷嘴数量确定，管路安装与布置操作过程 |
| 4 | CO2灭火系统仿真设计效果测试与优化 | 记录CO2喷射时间，测试喷射覆盖范围，及优化调整数据 |
| 5 | 固体火火灾扑灭操作仿真实验 | 记录消防器材选择情况、操作动作准确性、操作动作快速性、操作完成时间、操作完成与否。 |
| 6 | 油类火火灾扑灭操作仿真实验 | 记录消防器材选择情况、操作动作准确性、操作动作快速性、操作完成时间、操作完成与否。 |
| 7 | 电气火扑灭操作仿真实验 | 记录消防器材选择情况、操作动作准确性、操作动作快速性、操作完成时间、操作完成与否。 |
| 8 | 机舱小型火灾确认与应变部署的开展和火灾灭火过程 | 记录小型火灾操作各步骤，以及操作动作准确性；操作动作熟练性；操作完成时间、操作完成与否。 |
| 9 | 机舱大型火灾确认与应变部署的开展 | 记录火灾确认情况，及船员相关应急应变响应规范性和合理性。 |
| 10 | CO2灭火系统释放前的各种操作与准备 | 记录CO2灭火系统释放前的各种操作与准备，以及操作动作准确性；操作动作熟练性；操作完成时间、操作完成与否。 |
| 11 | CO2灭火系统释放操作 | 记录CO2灭火系统释放操作步骤与动作，以及操作动作准确性；操作动作熟练性；操作完成时间、操作完成与否。 |
| 12 | 火情查看和损失评估 | 记录火情查看和损失评估相关步骤。 |
| 13 | 实验报告整理与提交 | 记录按规定时间提交实验报告情况。 |
2.实验结论
（1）CO2灭火系统仿真设计中预设部分条件的情况下，学生通过数学模型进行系统组成部件参数化设计，实时验证设计成效，最终获得符合规范要求、匹配最优的设计结果。
（2）虚拟操作实验采用多人多角色团队配合方式或一人多岗多角色方式开展机舱灭火应急应变仿真实验，并按船舶应急应变部署和母型船实际操作规范完成操作。
（3）仿真实验操作结果将形成船舶固体火/油类火/电气设备火三类机舱火灾和机舱小型火灾、大型火灾灭火过程操作方案。
3-8 面向学生要求
（1）专业与年级要求
轮机工程专业《船舶管理》课程实验 第二年级学生
轮机工程专业《船舶动力装置技术管理》课程实验 第三年级学生
轮机工程专业《机舱资源管理》实操项目训练 第四年级学生
也可用于社会船员（船长、高级船员）的考证实操项目（机舱资源管理实操项目）培训与评估。
（2）基本知识和能力要求
①轮机工程专业，学生须修完《海船合格证》等职业技能基础课，进入本专业《船舶管理》和《船舶动力装置技术管理》学习开设本实验。
②轮机工程专业的学生需修完本专业的专业课程后，进入《机舱资源管理》
实操项目训练教学环节后开展本实验。
此外，要能够熟练掌握互联网使用、网页访问等方面的知识。
3-9 实验应用及共享情况
（1）本校上线时间 ：2021年07月20日
（2）已服务过的学生人数：本校 575人，外校（在职船员）151人。
（3）附所属课程教学计划或授课提纲并填写：
纳入教学计划的专业数：1，具体专业：轮机工程。
教学周期：8， 学习人数：575 人次。
（4）是否面向社会提供服务：●是 ○否
（5）社会开放时间： 2021年10月15日
（6）已服务过的社会学习者人数：151人次。
4. 实验教学特色
1）较好解决国际公约要求的船舶消防灭火实操训练教学瓶颈问题
以校船“育德”轮船用CO2灭火系统等各类型消防灭火器械和消防应变布署表操作规程为仿真设计对象，凸显大型船舶机舱火灾有别于岸上建筑物火灾的固有特点（船舶漂航状态、灭火时分工明确且严格执行预案、机舱着火点须处于下风处、固体火/油类火/电气火多种火型同时燃烧、船用CO2灭火系统操作专业性和高危性等），通过该实验的仿真训练，较好地解决国际公约要求船舶消防高危操作无法通过实物训练的瓶颈，为航海类专业高危训练项目提供一种操作性强的训练方法。
2）解决机舱灭火系统设计效果实物测试高危性问题
该仿真实验较好地解决了实物机舱CO2灭火系统的参数化设计过程中无法以喷射和灭火效果为检验指标，测试设计效果并进行优化调整的问题，为类似高危课程实验提供借鉴参考。
3）多人多角色团队配合和一人多岗多角色设计方式，多维度评估训练效果
虚拟实验采用多人多角色团队配合方式或一人多岗多角色方式开展机舱灭火应急应变仿真实验，并按船舶应急应变部署和母型船实际操作规范完成操作，给出学生在仿真实验过程中单个学生（一人多角色多任务）或学生组（多人多角色）各成员与整组学生考核成绩，多维度评估学生训练效果。
4）思政元素贯穿实验全过程
仿真实验始终将“提高学生的防火安全意识，培育学生科学严谨的操作意识、提升学生应急应变综合能力”课程思政元素贯穿整个仿真实验过程。
5）教学方法创新
仿真实验教学设计既考虑对学生机舱火灾应急操作应知应会知识的学习以及基本操作能力的训练，也考虑评估学生分析问题/解决问题、应变应急反应处理能力等知识的设置，并融入了误操作引发严重二次灾难的警示场景。教学设计的合理性、贴近实际，集机舱火灾应急处理基本知识学习、应急应变仿真训练、分析问题/解决问题能力提升、警示教育为一体。
6）项目应用面广，社会服务功能强
该实验项目可向科技馆对接开放，普及市民消防、防火安全知识；可推广至企事业单位员工的消防培训；也可对接各大航运公司，为在职船员提供满足国际公约要求的船舶消防灭火培训。应用面广，社会服务功能强。
5. 实验教学在线支持与服务
（1）教学指导资源：●教学指导书 ●教学视频 ●电子教材 ○课程教案
（申报系统上传）○课件（演示文稿）●虚拟仿真资源 ○其他
（2）实验指导资源：○实验指导书 ●操作视频 ○知识点课件库 ○习题库
（申报系统上传）○测试卷 ○考试系统 ●其他
（3）在线教学支持方式：●热线电话 ●实验系统即时通讯工具 ○论坛
●支持与服务群 ○其他
（4）1名提供在线教学服务的团队成员；1名提供在线技术支持的技术人员；教学团队保证工作日期间提供12小时/日的在线服务。
6. 实验教学相关网络及安全要求描述
6-1 网络条件要求
（1）说明客户端到服务器的带宽要求
10M
（2）说明能够支持的同时在线人数
300个以上
6-2 用户操作系统要求
（1）计算机操作系统和版本要求。
Windows 10 Pro版本
（2）其他计算终端操作系统和版本要求
Apple IOS 14.2及以上
Android 10.0及以上
SteamVR：2.0
（3）支持移动端：●是 ○否
6-3 用户非操作系统软件配置要求
（1）非操作系统软件要求
●谷歌浏览器 ●IE浏览器 ●360浏览器 ●火狐浏览器 ●其他
（2）其他计算终端非操作系统软件配置要求
IE自带IE 8.0及以上（推荐使用谷歌浏览器）
6-4 用户硬件配置要求
（1）计算机硬件配置要求
| 软件配置需求（最低） | 软件配置需求（推荐） |
|---|---|
| 操作系统：Win7 64位以上 浏览器：IE 8.0以上 | 操作系统： Win10 64位及以上 浏览器：谷歌浏览器 |
| 配件配置需求（最低） | 配件配置需求（推荐） |
| 处理器：Intel Core i5-7400 3.0GHz及以上 内存：8GB 及以上 硬盘空间：200G及以上 显卡：NVIDIA GeForce GTX960或AMD Radeon R9 290同等或更高配置 网络：100Mbps以太网卡 显示器：1024*768 网速：20Mb/s以上 | 处理器：Intel Core i7-9700K 3.6GHz 及以上 内存：16GB及以上 硬盘空间：400G及以上 显卡：NVIDIA GeForce GTX1060或AMD Radeon RX 480同等或更高配置 网络：1000 Mbps以太网卡 显示器：1920*1080 网速：50Mb/s以上处理器： |
（2）其他计算终端硬件配置要求
无。
6-5用户特殊外置硬件要求
（1）计算机特殊外置硬件要求 ●无 ○有
（2）其他计算终端特殊外置硬件要求：●无 ○有
6-6 网络安全
（1）证书编号：35020043040-210024
（2）请附信息系统安全等级保护备案证明
7. 实验教学技术架构及主要研发技术
7.1 系统架构图及简要说明
本虚拟仿真实验系统的开放运行依托于开放式虚拟仿真实验教学管理平台的支撑，二者通过数据接口无缝对接，保证用户能够随时随地的通过浏览器访问该系统，并通过平台提供的面向用户的智能指导、自动评阅服务功能，尽可能帮助用户实现自主的实验，加强实验项目的开放服务能力，提升开放服务效果。
开放式虚拟仿真实验教学管理平台以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托，采用面向服务的软件架构开发，集实物仿真、创新设计、智能指导、虚拟实验结果自动评阅和教学管理于一体，是具有良好自主性、交互性和可扩展性的虚拟实验教学平台。总体架构图如下：
如图1所示，支撑项目运行的平台及项目运行的架构共分为五层，每一层都为其上层提供服务，直到完成具体虚拟实验教学环境的构建。下面将按照从下至上的顺序分别阐述各层的具体功能。
（ 1 ）数据层
本虚拟仿真实验项目涉及到多种类型虚拟实验组件及数据，这里分别设置虚拟实验的基础元件库、实验课程库、典型实验库、标准答案库、规则库、实验数据、用户信息等来实现对相应数据的存放和管理。
（ 2 ）支撑层
支撑层是虚拟仿真实验教学与开放共享平台的的核心框架，是实验项目正常开放运行的基础，负责整个基础系统的运行、维护和管理。支撑平台包括以下几个功能子系统：安全管理、服务容器、数据管理、资源管理与监控、域管理、域间信息服务等。
（ 3 ）通用服务层
通用服务层即开放式虚拟仿真实验教学管理平台，提供虚拟实验教学环境的一些通用支持组件，以便用户能够快速在虚拟实验环境完成虚拟仿真实验。通用服务包括：实验教务管理、实验教学管理、理论知识学习、实验资源管理、智能指导、互动交流、实验结果自动评阅、实验报告管理、教学效果评、项目开放与共等，同时提供相应集成接口工具，以便该平台能够方便集成第三方的虚拟实验软件进入统一管理。
（ 4 ）仿真层
仿真层主要针对该项目进行相应的器材建模、实验场景构建、虚拟仪器开发、提供通用的仿真器，最后为上层提供实验结果数据的格式化输出。
（ 5 ）应用层
基于底层的服务，最终基因芯片检查技术虚拟仿真实验项目教学与开放共享。该框架的应用层具有良好的扩展性，实验教师可根据教学需要，利用服务层提供的各种工具和仿真层提供的相应的器材模型，设计各种典型实验实例，最后面向学校开展实验教学应
用。
7.2 实验教学
| 开发技术 | ●VR ○AR ○MR ●3D仿真 ○二维动画 ○HTML5 ○其他 |
|---|---|
| 开发工具 | ●Unity3D ●3D Studio Max ●Maya ○ZBrush ○SketchUp ○Adobe Flash ○Unreal Development Kit ○Animate CC ○Blender ●Visual Studio ●其他(OSG、Photoshop) |
| 运行环境 | 服务器 CPU 核、内存 GB、磁盘 GB、 显存 GB、GPU型号 操作系统 ○Windows Server ○Linux ○其他 具体版本： 数据库 ○Mysql ○SQL Server ○Oracle ○其他 备注说明（需要其他硬件设备或服务器数量多于1台时请说明） 是否支持云渲染：○是 ○否 |
| 实验品质（如：单场景模型总面数、贴图分辨率、每帧渲染次数、动作反馈时间、显示刷新率、分辨率等） | 模型面数：1000000 贴图分辨率：10241024 分辨率：19201080 显示刷新率：30 |
8. 实验教学课程建设及服务计划
（1）课程持续建设
| 日 期 | 描 述 |
|---|---|
| 第一年 | 2021年纳入2018级轮机本科《机舱资源管理》实操项目实践教学环节；40期社会船员（大管轮、轮机长）《机舱资源管理》实操训练项目的培训计划之中并实施、应用。 |
| 第二年 | 2022年纳入2020级轮机本科《船舶动力装置技术管理》课程实验并实施应用。 |
| 第三年 | 应用于其他与船舶消防灭火相关专业理论课程的课程实验和实践教学环节。 |
| 第四年 | 收集应用过程中的反馈意见，积极跟踪现代船舶机舱火灾应急应变的最新要求，更新场景和实验内容，持续改进与完善。 |
| 第五年 | 增设不同火灾类型（油轮货油舱失火、LNG失火、化学品失火等）船舶灭火应急应变仿真实验。 |
补充描述：
2）今后5年的持续建设与更新
①根据中国船级社有关CO2灭火系统入级建造规范的变化、学生实际使用情况，持续改进本实验项目仿真设计过程、释放操作过程以及考核评判流程。
②增设不同火灾类型（LNG失火、化学品失火等）灭火系统的参数化设计及其释放操作仿真实验。
③保持稳定安全开放运行模式
该项目将充分考虑不同区域、不同层次、不同类型学生接入实验，开展实验教学需求，从便于学生学习出发，更新上网访问方式，为学生营造良好学习环境。
④上述实验项目将逐步向科技馆对接开放，普及市民消防、防火安全知识。也将向各大航运公司对接开放，为在职船员提供满足国际公约要求的船舶消防灭火培训。
| 日期 | 推广高校数 | 应用人数 | 推广行业数 | 应用人数 |
|---|---|---|---|---|
| 第一年 | 1 | 150人 | 1船员培训 | 150人 |
| 第二年 | 2 | 300人 | 1船员培训 | 150人 |
| 第三年 | 2 | 650人 | 1船员培训 | 200人 |
| 第四年 | 3 | 850人 | 1船员培训 | 200人 |
| 第五年 | 3 | 1200人 | 1船员培训 | 350人 |
补充描述：
面向高校、社会的教学推广应用主要应用于福建周边地区及广东、广西华南片区航海高校和社会船员培训机构。
9. 知识产权
| 软件著作权登记情况 | |
|---|---|
| 软件名称1 | 大型船舶机舱大或小型火灾灭火操作应急应变虚拟仿真实验系统V1.0 |
| 是否与课程名称一致 | ○是 ●否 |
| 著作权人 | 著作权人类型 |
| 集美大学；王永坚 | ●课程所属学校（必选） ○企业 ●课程负责人 ○学校团队成员 ○企业人员 ○其他 |
| 权利范围 | |
| 软件著作登记号 | 2023SR0050706 |
| 软件名称2 | 船舶机舱大型火灾CO2灭火系统释放扑灭油火应急应变仿真操作系统V1.0 |
| 是否与课程名称一致 | ○是 ●否 |
| 著作权人 | 著作权人类型 |
| 集美大学；王永坚；魏旻 | ●课程所属学校（必选） ○企业 ●课程负责人 ●学校团队成员 ○企业人员 ○其他 |
| 权利范围 | |
| 软件著作登记号 | 2022SR0263402 |
| 软件名称3 | 船舶机舱小型火灾CO2灭火系统释放扑灭油火应急应变仿真操作系统V1.0 |
| 是否与课程名称一致 | ○是 ●否 |
| 如软件著作权正在申请过程中，尚未获得证书，请填写受理流水号。 | |
| 受理流水号 |
10. 诚信承诺
本团队承诺：申报课程的实验教学设计具有一定的原创性，课程所属学校对本实验课程内容（包括但不限于实验软件、操作系统、教学视频、教学课件、辅助参考资料、实验操作手册、实验案例、测验试题、实验报告、答疑、网页宣传图片文字等组成本实验课程的一切资源）享有著作权，保证所申报的课程或其任何一部分均不会侵犯任何第三方的合法权益。