Phòng học Sa bàn điện tử 3D mô phỏng trong giảng dạy nghiệp vụ đường thủy nội địa

Chuyên mục: Sản phẩm Mô Phỏng

I. Đặt vấn đề

Việt Nam có hệ thống giao thông đường thủy phong phú với hệ thống sông kênh dày đặc, có tổng chiều dài trên 40.000 km. Hệ thống giao thông đường thủy đóng vai trò quan trọng trong ngành giao thông vận tải, lưu thông hàng hóa, góp phần giảm áp lực cho vận tải đường bộ. Song song với những thuận lợi đó thì nhiều năm qua, giao thông đường thủy nội địa vẫn nổi cộm vấn đề người điều khiển phương tiện thủy không có bằng lái, chứng chỉ chuyên môn. Việc đào tạo, cấp chứng chỉ chuyên môn cho lực lượng lái tàu hiện có và đào tạo bổ sung nguồn nhân lực mới có trình độ chuyên môn, nghiệp vụ cho ngành vận tải đường thủy đang là vấn đề rất cấp bách. Tuy nhiên, việc đáp ứng nhu cầu về số lượng lao động cũng cần phải đi đôi với việc đảm bảo chất lượng đào tạo. Việc đào tạo phải đảm bảo học viên ra trường nắm chắc được kỹ thuật, nghiệp vụ, đảm bảo an toàn cho phương tiện giao thông, tài sản của cá nhân nói riêng và an toàn giao thông đường thủy nội địa nói chung.

 Để đáp ứng được các yêu cầu đề ra đó thì việc nâng cấp cơ sở vật chất, hiện đại hóa các cơ sở đào tạo, ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình đào tạo là rất cần thiết, phù hợp với xu hướng phát triển của thế giới.

Ngoài việc ứng dụng công nghệ thông tin trong việc xây dựng bài giảng, giảng dạy lý thuyết trên lớp thì việc ứng dụng công nghệ thông tin, cụ thể là công nghệ mô phỏng, vào các giờ học thực hành cũng có ý nghĩa và hiệu quả thiết thực, đã và đang được áp dụng tại các nước tiên tiến trên thế giới.

Hiện nay, ở nước ta, các đơn vị đào tạo và nhà trường đã bước đầu quan tâm xây dựng các hệ thống mô phỏng, các chương trình phần mềm phục vụ cho nhiệm vụ cụ thể của mình. Các hệ thống này đã góp phần tích cực trong việc nâng cao chất lượng huấn luyện, từng bước góp phần xây dựng nhà trường chính quy hiện đại. Ví dụ như: thiết bị mô phỏng tập lái tầu sông đặt tại trường Cao đẳng giao thông 1; Hệ thống mô phỏng dạy lái tàu sông tại trường trung cấp nghề giao thông đường thủy Việt Trì, Phú Thọ; Hệ thống mô phỏng tàu sông tại trường ĐH cảnh sát TP Hồ Chí Minh, trường Trung cấp cảnh sát T52 (Thăng Bình, Quảng Nam), trường Trung cấp nghề Tiền Giang, trung cấp nghề Trà Vinh,...

Ngoài ra, ứng dụng công nghệ mô phỏng vào việc xây dựng hệ thống sa bàn điện tử 3D cũng là một phương pháp có tính hiệu quả thiết thực trong việc đưa công nghệ thông tin vào hỗ trợ quá trình đào tạo nghiệp vụ giao thông vận tải đường thủy nội địa. Bởi trong quá trình đào tạo, việc đi khảo sát thực tế để nắm được các tuyến luồng giao thông đường thủy đóng một vai trò hết sức quan trọng. Tuy nhiên, quá trình này lại tốn rất nhiều thời gian trong khi thời gian đào tạo lại có hạn, đồng thời nhà trường cũng không thể tổ chức cho học viên đi thực tế trên tất cả các tuyến sông. Hệ thống sa bàn điện tử 3D mô phỏng được xây dựng dựa trên cơ sở khảo sát các địa danh, tuyến, luồng cụ thể, sau đó số hóa các đối tượng dưới dạng mô hình 3D, đưa vào phần mềm, bố trí lại trong không gian 3D với các chi tiết địa hình, hiệu ứng thủy văn giống như trong thực tế. Hệ thống giúp cho học viên có thể nắm được các tuyến luồng, thủy văn của các tuyến sông ngay từ các giờ giảng trên lớp, thông qua hệ thống hình ảnh, âm thanh sát với thực tế.

II. Phòng học phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng

Phòng học bao gồm các thành phần  sau:

1. Trang thiết bị công nghệ thông tin

01 Máy chủ Chạy chương trình phần mềm sa bàn điện tử 3D

01 Bộ lưu điện UPS Đảm bảo nguồn điện ổn định cho các máy tính, phòng trường hợp mất điện đột ngột

03 Màn hình Hiển thị phần mềm sa bàn điện tử 3D

01Loa vi tính Dùng thuyết minh các tình huống trên sa bàn 3D mô phỏng

01 Máy chiếu + màn chiếu1Hiển thị hình ảnh trên máy giáo viên

01 Thiết bị chia mạng Kết nối mạng LAN giữa máy tính giáo viên và máy chủ

01 Máy tính xách tay cho giáo viên Chạy phần mềm thể hiện bản đồ 2D của các tuyến luồng

Hình 1: Bản vẽ phối cảnh 3D phòng học Phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng 

Hình 2: Phòng học Phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng đã triển khai

 2. Chương trình phần mềm mô phỏng và cơ sở dữ liệu.

2.1. Phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng 5 tuyến chính:

  • Tuyến Hà Nội - Hải Phòng

+ Đi lối sông Luộc

+ Đi lối sông Đuống - Kinh Thầy

+ Đi lối sông Đuống - Kinh Môn

  • Tuyến Hải Phòng - Ninh Bình
  • Tuyến Hải Phòng - Cửa Ông
  • Tuyến Phả Lại - Hòn Gai

+ Đi lối sông Kinh Thầy

+ Đi lối sông Kinh Môn

  • Tuyến Việt Trì - Hà Nội

2.2. Các chức năng chính:

  • Hình ảnh hiển thị của phần mềm trên màn hình là một hình ảnh được thể hiện trải dài trên 3 màn hình.
  • Trên cơ sở sơ đồ tổng thể, các lối đi cho từng tuyến, luồng được thể hiện chi tiết theo quy định hiện hành.
  • Thể hiện các thông tin về thủy văn, thủy triều, đặc điểm chi tiết từng đoạn của từng tuyến luồng, kích thước, chiều rộng, chiều dài, hướng dòng chảy, màu sắc dòng nước từng mùa của sông và của luồng chạy tàu.
  • Thể hiện các công trình trên sông , qua sông. Các ngã ba, ngã tư (nếu có), hệ thống phao tiêu, biển báo theo luật đường thủy nội địa.
  • Thể hiện các cảng, bãi cạn, vị trí neo đậu, tránh bão.
  • Thể hiện một số vị trí quan trọng địa danh (tên địa phương , nhà máy, công trình cầu, cảng).
  • Thể hiện ảnh hưởng của thủy triều, nước lũ tới khu vực chịu ảnh hưởng.
  • Có thuyết minh bằng âm thanh cho các vị trí quan trọng (ngã ba, các cầu vượt sông, công trình cảng, nhà máy ven sông, địa phương).

2.3. Mô tả phần mềm

+Phần mềm hiển thị mô phỏng được sử dụng công nghệ lập trình hiện đại, cho phép hiển thị quang cảnh mô phỏng một cách sinh động, đẹp và gần đúng với thực tế nhất;

+Hệ thống phần mềm có khả năng mở, dễ dàng nâng cấp và mở rộng hoặc thay đổi chức năng theo yêu cầu thực tế;

+Phần mềm thể hiện mô phỏng 3D được các tuyến sông sẵn có trên địa hình đã chỉ định với hệ thống biển báo và đèn tín hiệu giao thông như trên thực tế. Các tín hiệu và đèn giao thông này cũng thể hiện hoạt động được như trên thực tế;

+Hệ thống phần mềm mô phỏng các bài tập như trong giáo trình hiện đại, đang sử dụng tại các nhà trường, cho phép mở rộng hoặc thay đổi được khi có sự thay đổi nội dung bài tập, giáo trình theo yêu cầu và quy định của nhà nước;

+Phần mềm ghép nối và đồng bộ dữ liệu giữa các mô đun trong mạng của toàn bộ hệ thống.

Phần mềm được chia thành 02 mô đun: mô đun 2D và mô đun 3D.

  • Mô đun 2D:

- Chạy trên máy tính giáo viên, thể hiện bản đồ 2D của từng tuyến luồng cụ thể.

- Có các chức năng cho phép giáo viên điều khiển, tùy chỉnh góc nhìn, bố trí tuyến luồng tàu chạy, điều khiển mô đun 3D thể hiện ảnh hưởng của thủy văn, thủy triều, mực nước theo mùa,... trên các tuyến sông. 

Hình 3: Tuyến Hà Nội - Việt Trì trên giao diện 2D Giáo Viên

  • Mô đun 3D:

- Chạy trên máy chủ, thể hiện đặc điểm địa hình, thủy văn của các tuyến luồng tại vị trí cụ thể.

- Phần mềm thể hiện một tàu mô phỏng được điều khiển hoặc di chuyển tự động trên các tuyến luồng được mô phỏng lại theo đúng địa hình thực.

- Hình ảnh hiển thị trên màn hình là hình ảnh mô phỏng góc nhìn từ mũi tàu, cho phép học viên có được cái nhìn sinh động đối với địa hình, địa vật của luồng tàu chạy, giống như đang đi khảo sát trên tuyến luồng thực tế. Đây là một trong những điểm vượt trội của hệ thống sa bàn 3D mô phỏng so với các hệ thống sa bàn khác. 

Hình 4: Mô phỏng cảng Hà Nội - Màn hình học viên 

Hình 5: Cầu Thăng Long, bến Chèm - Màn hình học viên 

Hình 6: Ngã 3 Việt Trì - Màn hình học viên 

Hình 7: Mô phỏng cảng Hải Phòng - Màn hình học viên 

Hình 8: Mô phỏng cầu Bính,  Hải Phòng - Màn hình học viên 

Hình 9: Mô phỏng sự thay đổi mực nước, màu nước theo mùa - Màn hình học viên 

III. Tính khả thi của hệ thống phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng

Hệ thống phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng là một hệ thống tương đối mới so với các hệ thống sa bàn truyền thống và sa bàn điện tử thông thường nhưng ý nghĩa thực tiễn của nó là hoàn toàn không thể phủ nhận và có phần vượt trội hơn ở các khía cạnh:

+ Hệ thống được thiết kế để dễ dàng nâng cấp, mở rộng khi có nhu cầu cần thiết.

+ Hệ thống phần mềm và cơ sở dữ liệu là thành phần có nhiều khả năng và thường xuyên được thay đổi cập nhật nhất, có thể do yêu cầu của thay đổi giáo trình giảng dạy hoặc mở rộng thêm các đoạn dữ liệu, các tình huống phát sinh trong thực tế. Các cập nhật này đều có thể thực hiện một cách dễ dàng thông qua việc chỉnh sửa phần, bổ sung cơ sở dữ liệu trong chương trình.

+ Ngoài việc cho người học cái nhìn tổng quát về địa hình được mô phỏng như các hệ thống sa bàn khác, hệ thống sa bàn mô phỏng còn cho phép người học quan sát địa hình một cách chi tiết từ bên trong không gian 3D. Giúp người học nắm được thông tin một cách trực quan, sinh động như đang quan sát trong không gian thực.

+ Dữ liệu 2D và 3D của hệ thống phần mềm mô phỏng phòng học sa bàn 3D mô phỏng được xây dựng bằng các công cụ thông dụng trên thị trường vì vậy không có giới hạn về việc xây dựng các dữ liệu mới tương thích với chương trình mô phỏng tình huống. 

+ Chương trình phần mềm mô phỏng tình huống được lập trình bằng ngôn ngữ lập trình và các bộ công cụ lập trình thông dụng đã tồn tại và phát triển từ nhiều năm nay và liên tục được kế thừa phát triển vì vậy việc kế thừa, phát triển các phần mềm mô phỏng tình huống khi có yêu cầu thực tế là rất dễ dàng.

Những yếu tố trên cho thấy việc ứng dụng hệ thống phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng vào việc xây dựng các sa bàn nói chung và hệ thống sa bàn phục vụ cho việc đào tạo nguồn lao động có chất lượng của ngành giao thông thủy nội địa nói riêng là hoàn toàn phù hợp và hứa hẹn khả năng thành công rất lớn.

IV. Kiến nghị

Hiện nay hệ thống phần mềm sa bàn điện tử 3D mô phỏng mới được triển khai tại trường Cao đẳng Giao Thông Vận Tải Đường Thủy 1 và mô phỏng hạn chế ở mức 5 tuyến sông chính của miền Bắc nước ta. Trong khi đó cả nước có tới 36 cơ sở đào tạo và cấp chứng chỉ chuyên môn đối với lao động của ngành thủy nội địa. Việc nhân rộng hệ thống sa bàn mô phỏng ra các cơ sở khác và đầu tư xây dựng thêm cơ sở dữ liệu các tuyến sông trên cả nước là rất thiết thực và có ý nghĩa to lớn trong việc góp phần đào tạo nguồn nhân lực có chất lượng cho ngành giao thông vận tải đường thủy nội địa, tiến tới việc đảm bảo an toàn trên đường thủy nội địa của nước ta.

 
Copyright 2011 Mô phỏng Việt Nam - Phòng học Sa bàn điện tử 3D mô phỏng trong giảng dạy nghiệp vụ đường thủy nội địa. Công ty cổ phần đầu tư và phát triển Công nghệ Mô phỏng Việt Nam
Template Joomla 1.7 by Wordpress themes free