一、民航运输地面服务虚拟仿真实训室
民航运输地面服务虚拟仿真实训室建设项目(代码:140037000000180002)率先采用先进数字化和虚拟化技术对一线相关工作场景进行模拟仿真,并将其成果应用于开展低年级学生专业认知性学习,使其在学习专业知识之前,对未来工作岗位、工作环境和工作内容有直观印象。
本虚拟仿真系统采用模块化设计,构建分布式、开放式的结构体系。在功能及软件升级方面都具有良好的扩展能力,且具有良好的可靠性和可扩充性。
本项目中标单位为川大智胜(SZ002253),并于2020年12月完成设备安装调试和验收等相关工作。
二、民航运输虚拟仿真示范基地建设项目
根据《上海市教育委员会关于组织开展2021年上海市高等职业院校示范性虚拟仿真实训基地建设工作的通知》精神,民航运输学院申报了《民航运输虚拟仿真实训基地》建设项目,并获得批准立项(沪教委高[2021]28号文件)。
(一)建设思路
1、虚实结合,建设“五位一体化”实训中心
以“虚实结合、优势互补”为原则,利用虚拟现实(VR)、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等先进的信息技术手段,搭建虚拟仿真实训系统,打造集“教学训考培”五位一体的虚拟仿真实训中心。
2、以虚助实,构建“两维一体”实训课程体系
聚焦民航运输专业群,兼顾实训课程设计的专业性和兼容性,充分利用虚拟仿真实训中心,优化人才培养方案和实训方式,结合实际操作,以培养“基础能力→核心能力→岗位能力→职业能力”为主线,打造“虚实结合两维一体”实训课程体系。
3、数字技术,搭建全程、全方位评价平台
为学生创设身临其境的业务流程,融入岗位情境,规避训练盲点,有效提高岗位技能。数字软件设计重视过程及结果评价,采用B/S架构,U nity3d游戏引擎开发,结合大数据和人工智能算法,进行任务、模块、课程等多层级、多维度的评价平台。
4、校企协同,创建一体化共享资源
以服务民航发展为根本,以培养创新型、高素质技术技能人才为目标,结合本地区发展需要,为解决本专业群实训中存在的痛点与难点,通过与行业企业的深度合作,有针对性地建设一体化的优质虚拟仿真实训共享资源。
(二)建设目标
1、总体目标
坚持“虚拟-仿真-现实结合”的建设理念,建立一体化、开放式的虚拟仿真实践教学体系。以开放式虚拟仿真实训教学管理平台为核心支撑,现代虚拟现实技术与传统优质实训项目相结合建设大量符合学校特性虚拟仿真实训软件,通过线上开放平台实现实训项目的集中管理与开放共享,打造从实训虚拟化到实训仿真到实操的一体化联结。整体构建“民航运输”等一体化的实践平台,实现“实践平台、网络资源、社会服务”三类开放形式相统筹。通过教师与行业专家全程融入,充分利用网络技术和现代信息技术,开发民航运输虚拟仿真应用性最强的四个业务模块(民航危险品运输、航空冷链货物运输、集装设备打板装箱及飞机机坪装卸),打造一个设计合理、技术先进、设备一流、实时交互、资源共享的现代化虚拟仿真教学实训基地。
发挥学校行业优势及区位优势,力争将实训基地建设成果惠及上海市、长三角地区甚至全国,为促进行业及地区经济社会发展和增强地区产业竞争力提供优质人才资源培训支撑,为国内外职业教育提供可借鉴参考的示范性虚拟仿真实训基地建设方式和应用创新模式。
2、具体目标:
2023.8-2023.12,深入调研院校、航企、虚拟仿真技术公司共同探讨基地建设的总体方向,进一步明确及完善建设模块涵盖内容及先后次序等。
2024.1.1-2024.12.31,完成民航危险品运输及航空冷链货物虚拟仿真框架搭建;完成民航危险品运输模块中出港流程认知、危险货物待运、危险货物收运、锂电池运输四个子模块的虚拟仿真软件开发;完成航空冷链货物中冷链货物托运、收运、入库存储、打板装箱、出库装机等五个子模块的虚拟仿真软件开发;完成部分硬件采购。
2025.1.1-2025.12.31,完成集装设备打板装箱及飞机机坪装卸模块虚拟仿真框架搭建;完成集装设备打板装箱中集装器、集装板、特种货三个子模块虚拟仿真软件系统开发;完成飞机机坪装卸虚拟仿真模块中机坪装载、货舱装载与卸下等三个子模块的虚拟仿真软件开发;完成考评管理模块开发;完成全部硬件采购;完成系统软件与硬件的安装部署。
(三)建设任务
结合已有实训基础,基于岗位和课程中重点实训任务需求,规划本实训基地以下8大虚拟仿真模块,其中3个模块(航空器结构认知、机场结构与功能、飞机载重平衡)已完成建设,重点完成其余5个模块的建设。具体内容如下:
1.航空器结构认知虚拟仿真实训项目
内容包括对飞行原理、航空器结构、机型等民航基础知识的认知与实训。通过VR形式将飞机的机翼、机身、发动机、操纵系统、起落装置等主要结构完整呈现,并对飞行原理作动态化分解展示,可对不同机型的整体或部分完成认知学习。
2.机场结构与功能虚拟仿真实训项目
内容主要为对机场结构与功能的认知,以真实机场环境为蓝本,通过VR形式将机场各个功能区域进行划分,学生在实训过程中,在各个功能区域完成认知任务,并同时完成相应的习题,使其掌握机场各区域的功能。
3.航空冷链货物运输虚拟仿真实训项目
内容主要为民航货物运输岗位的实训任务,包括航空冷链货物进托运、收运、入库及出库装机实训模块。学生可进入各个实训部分,按照内置流程完成相应货物的运输和操作。使学生了解航空冷链货物运输的一般规定之外,掌握航空冷链货物的运输业务流程。
4.民航危险品运输虚拟仿真模块
主要包括危险品操作流程认知、危险品托运、危险品收运、锂电池运输等几个项目。通过危险品航空运输虚拟软件能够进行“实践性”的教学授课方法,对于教学将起到事半功倍的作用;同时,航空运输危险品虚拟实训中心建设在一定程度上也能弥补硬件建设的不足。主要包括危险品运输虚拟仿真的核心实训硬件设备和设施、建设危险品运输流程的AR(增强现实)软件系统及建设危险品运输实操评估教学系统。
5.集装设备打板装箱虚拟仿真模块
集装货物组装是按照科学的方法、规定的程序和要求将货物装载集装板上或集装箱内,过程中需要使用叉车、打板台、网兜、雨布等设备辅材。通过虚拟仿真实现:装载货物的集装器的选择;货物组装前对集装器的检查;集装货物组装。
6.飞机机坪装卸虚拟仿真
货运飞机在地面装卸作业过程中首先应当注意的问题是,如何避免飞机尾部载重过大导致机尾下沉坠地或由此引发机身倾覆或翻滚,因为这些问题都将造成不可挽回的巨额损失。现代飞机都是前三点飞机,飞机的重心普遍靠前,加之机身后半部分往往较长,当机身后半部分特别是尾部承载较大重量时,极易引起飞机尾部因承重过大下沉触地,或者造成整个机身翻滚。这就要求在地面操作过程中必须严格遵守规定的作业程序,或者通过一定辅助手段保证飞机在地面操作过程中始终处于平衡状态。通过虚拟仿真实现:机舱装货概览;牵引车出车前检查;牵引车行驶和停车注意事项;货物进仓操作;货物舱内固定和解除操作;货舱内控制面板操作。
7.飞机载重平衡虚拟仿真实训项目
包括航班的载重计算、重心计算和平衡调整的实训任务。学生进入虚拟仿真实训环境后,根据指定的任务要求,完成相应的计算和平衡调整任务。已完成。
8.结合大数据和人工智能算法,对最后的考试结果进行任务、模块、课程等多层级、多维度的评价,展示实时排名、雷达图等可视化数据,实现多维能力评价。
(四)特色与创新
1.校企合作共建,确保专业示范性
在建设过程中骨干民航行业企业深度参与,确保在民航运输专业实训领域的示范性,不断丰富校企合作内涵,由校企共同把控建设方向和理念,民航企业提供专业性建议和阶段性跟踪,虚拟仿真技术公司提供先进的技术支持,多方融合共建,渗透至项目建设的各个重要环节中,从而确保整体示范性实训基地建设的质量。
2.借助现代手段,保障技术示范性
虚拟仿真环境具有沉浸性、交互性和构想性,全面开放实训室的实训资源,便于学生自主灵活参与实训,进入民航运输内部的仿真环境,发挥其主观能动性;搭建的虚拟仿真环境可提供场景图形、声音、交互操作、干涉检查等多方面的技术支持,提供场景图形、声音、交互操作、干涉检查等多方面的技术支持,此外,多种角色的应用体系,多种业务的权重配置,可满足学生、教师、教务人员的需求,受益面广;人性化的协同学习,更加符合实训教学的需要;多种数据分析导出功能,便于各种身份角色的数据汇总以及数据的统计。
3.实训内容丰富,推动资源共享性
待开发的虚拟仿真项目、数字化资源以及虚拟仿真共享平台,涉及民航运输多个岗位(群)技术技能,可支持学生完成多岗位、多个业务流程的实训操作。
实训基地建成后,将会促进优质资源的共享,建成后的实训室能向国内相关企业、职业院校开放,助力提高人才培养的质量。
4.填补同类院校空白服务行业
民航危险品运输、航空货物冷链运输、集装设备打板装箱、飞机机坪装载四大模块的虚拟仿真系统建设基本覆盖航空货物运输全流程,弥补了这几个模块在教学实训中因存在危险性、设备投资大等教学实训难点,通过虚拟仿真实训软件的建立,实现了与岗位操作的无缝衔接,大大提升了学生的技能操作能力。
同时,也填补了全国同类院校中以上货运操作模块的实训空白。通过以上虚拟仿真系统建立,也为服务行业、服务社会奠定了扎实的基础。