案例分享 | 大型客机综合导航系统设计虚拟仿真实验

交通运输行业在促进经济发展、保障社会运转方面发挥着至关重要的作用，关系到国家经济的命脉，是各行各业高质量发展的生命线。

然而，随着交通网络的复杂化，行业面临诸多挑战，如交通拥堵、运输安全、环境保护等，亟需高素质专业人才推动转型升级。传统交通运输教学模式存在局限，难以满足产业转型升级的新需求，基于虚拟仿真技术的新型教育应运而生，为交通运输行业人才培养注入新活力，引领教育模式革新。

传统交通运输专业教学痛点

交通运输系统庞大复杂，涉及多种运输方式、基础设施及运营管理。传统教学中，学生难以全面深入理解系统运行机制和实际操作流程。

一方面，基础设施建设、设备投入与使用成本高昂，学生难有机会接触真实交通运输设施、设备，导致理论与实践脱节；另一方面，系统安全性和复杂性使得关键教学环节难以开展，如无法在真实道路、航线上大规模实验交通流量分析和拥堵治理，学生只能通过理论推导和小规模模拟，难以获得可靠数据支持。

以大型客机综合导航系统为例。其实验因具有系统复杂、高危险性、实验成本高、故障不可逆、高空飞行环境不可达等特点，难以用真实的系统开展。此外，行业发展迅速，新技术、新理念层出不穷，传统教学内容和方法更新不及时，限制了学生创新思维和实践能力的培养。

虚拟仿真技术

为交通运输教育提供全新解决方案

通过构建高度逼真的虚拟交通运输系统，学生可在虚拟环境中模拟真实场景，进行实验和操作，突破传统教学局限。

首先，该技术能模拟各种基础设施和设备，如铁路线路、公路网络、航空航海航线等，学生可观察设备结构、性能和运行状态，进行操作和维护，弥补无法接触真实设备的不足。例如，在学习港口装卸作业时，学生可模拟装卸设备操作过程，观察货物装卸效率和作业流程合理性，加深对港口作业管理的理解。

其次，虚拟仿真技术能模拟复杂场景和突发事件，如交通拥堵、事故、恶劣天气等，学生可在这些场景中进行交通组织、应急处置和决策分析实验，提高应对复杂状况的能力。如模拟拥堵时，学生可尝试不同交通组织方案，观察流量变化和拥堵缓解效果，掌握治理方法。

此外，虚拟仿真技术能够实现教学内容动态更新和个性化定制，根据行业趋势和学生需求，及时引入新技术、新理念，提供丰富前沿的学习资源，激发学生学习兴趣和创新思维。

虚拟仿真技术

赋能交通运输专业人才培养

南京恒点信息技术有限公司与南京航空航天大学共同开发大型客机综合导航系统设计虚拟仿真实验，本实验教学系统依托南航“控制科学与工程”国家双一流学科、“导航、制导与控制”国家重点（培育）学科、“先进飞行器导航、控制与健康管理”工信部重点实验室，将“虚拟现实+互联网”技术融入大型飞机导航系统实验教学，以“系统培养航空导航特色专业学生创新实践能力”为目标，突出航空大飞机工程特色。

在大型客机综合导航系统设计虚拟仿真实验中，技术应用展现独特亮点。开放的教学资源，供学生随时随地访问学习，同时也面向行业和社会共享。紧扣航空特色高校自动化专业培养方案，结合《定位与导航系统》课程关键知识点，设计“典型认知”“综合训练”“系统探索”多层次实验体系，循序渐进引导学生深入学习掌握飞机导航系统设计、分析和管理知识。

在“典型认知”阶段，学生深入了解惯性导航、卫星导航等核心部件细节；“综合训练”阶段，学生设计导航系统结构参数，评估导航性能并优化设计；“系统探索”阶段，自主开展子系统设计和功能模型搭建，进行探索性实验，培养创新设计能力。系统还具有高安全性和可逆性，降低教学成本。

恒点还为开发出基于零编程、流程化、模块化理念的VRC-Editor虚拟仿真编辑器，大大降低了教师制作教材对技术人员的依赖，允许校方根据学校、专业与学生的实际情况自行定制课程。该编辑器兼容主流硬件设备，能够在多种头戴显示设备、台式机、手机、平板等设备上进行多人协同交互式操作，并还允许协同编辑、共同创作，为优质虚拟仿真资源的建设与共享提供了解决方案。

结语

在数字化转型的大潮中，自主研制导航系统，对国家重大交通运输项目，有着前所未有的推动力量。万物互联时代的到来，为新质生产力发展打下新的重要基石。虚拟仿真技术在交通运输教育应用前景广阔，能有效解决传统教学痛点，提供丰富灵活学习资源和真实实践环境。

随着技术发展，虚拟仿真将在教育中发挥更大作用，助力学校培养更多具备创新能力和实践技能的高素质人才，为行业健康发展提供人才支撑。未来，虚拟仿真技术与教育将更加深度融合，带来教育行业变革，推动教育迈向智能化、个性化和高效化时代。