船舶輔鍋爐模擬器發展探討

摘 要：船舶輔鍋爐是船舶的重要設備之一，也是船舶較早實現自動控制的設備之一。船舶輔鍋爐的操作管理對船舶安全非常重要。隨著計算機技術的發展，船舶輔鍋爐模擬器也得到了很快的發展。近幾年國內各院校也先后研發了船舶輔鍋爐模擬器，為我國優質船員的培養做出了重要貢獻。

關鍵詞：船舶輔鍋爐 模擬器 操作管理

中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0063-01

隨著現代科技的發展，船舶配員越來越少，船舶對船員的技術素質要求也越來越高，對船舶輔鍋爐安全、有效地操作要求也越來越高。船舶輔鍋爐操作是船舶二、三管輪必考的實操評估項目之一。

1 船舶輔鍋爐模擬器開發的意義

1.1 船舶輔鍋爐是船舶的重要設備

現代船舶上，推進裝置主要以柴油機為主，船舶輔鍋爐主要指燃油鍋爐和廢氣鍋爐。船舶輔鍋爐是船舶機艙的重要設備，所產蒸汽主要作用有：飽和蒸汽用于船舶重油的逐級加熱，船舶滑油的加熱；熱水柜、空調等設備用汽；過熱蒸汽驅動蒸汽輔機（比如發電機、貨油泵等設備）。船舶輔鍋爐設備復雜，包括燃油系統、給水系統、蒸汽系統、凝水系統、電氣系統，操作不當可能會引起嚴重損傷。船舶故障，據海事部門統計，80%是人為因素。為保證船舶輔鍋爐的正常工作，輪機員既需要有良好的理論知識，也需要有熟練地操作技能，并能迅速的處理故障。

1.2 船舶輔鍋爐模擬器訓練的重要性

歐美、日本等發達的西方國家，大部分大型的企業都采用模擬器度員工進行設備操作培訓，取得了非常好的效果。員工通過在模擬器上進行操作訓練可以短期內取得實際參加工作2～5年才可能獲得的經驗。

STCW公約馬尼拉修正案，對輪機模擬器培訓做了明確的規定。輔鍋爐模擬器作為輪機模擬器的一部分同樣必須達到這些要求。船舶輔鍋爐模擬器可以模擬船舶相同的操作環境，通過模擬器對輪機員進行培訓，可實現在沒有危險的狀態下進行包括點火升汽、運行管理、故障排除等各種操作。

1.3 輔鍋爐模擬器訓練的優點

全國航海院校及各級培訓機構越來越多，僅山東省就有20多家，它們船舶輔鍋爐設備質量參差不齊，訓練效果也有較大差距。如采用模擬器進行訓練，既可減少設備置辦及運行維護的投入，又可提高培訓質量。同時，船舶技術在不斷地發展，設備也越來越先進，輔鍋爐設備也在不斷的發展更新，各院校不可能隨時更新設備，但模擬器更新靈活。尤其是基于計算機的軟件系統更便于開發和改進，可很多名學員在計算機上同時訓練，互不影響，可大大減少設備的資金投入，提高訓練效率和訓練質量。

2 國內外仿真技術發展概況

仿真基本概念框架是“建模一試驗一分析”。是通過建立模型來體現系統本質過程，并通過對系統模型的研究來對系統進行探討。仿真建模的方法有黑箱建模、白箱建模及灰箱建模。所建立的模型包括連續的和離散的、靜態的和動態的，物理的和數學的。仿真技術的應用相當廣泛，機械、化工、水力社會、生態、熱力、經濟、電氣、管理等系統，都可采用仿真系統。

從20世紀40年代開始，人們開始將計算機引入到仿真技術中，20世紀60年代前的數SZR/znROK3h2ATEXnbyfioAHrn1tGzuig+pgg5b4e0Y=字計算機由于運算速度低和人機交互性差，在仿真中的應用受到限制。隨著計算機技術的發展，仿真技術也得到飛速發展?，F代的數字計算機出現以后，其巨大的存儲能力和高速的計算能力使得復雜的數值計算成為可能，已能滿足大部分系統的實時仿真的要求，同時軟件、接口和終端技術的發展，人機交互性也已有很大提高。隨著數字仿真技術的蓬勃發展，仿真成為了一門專門的領域—— 系統仿真。

3 船舶輔鍋爐模擬器的發展概況

3.1 船舶輔鍋爐模擬器的類型

早期為物理模擬器。當時計算機技術很落后，船舶輔鍋爐模擬器以模仿船舶鍋爐的純硬件設備為主。此種模擬器制造不方便，投入較大成本，而且模擬效果差，操作不方便。

隨著計算機技術的發展，開發除了基于個人計算機的軟件模擬器。這種模擬器，仿真度高，便于研發和改進，設備投入較少，可同時多人進行訓練，因而軟件模擬器得到了迅速的發展。

軟件模擬器雖然有較多的優點，但不夠形象，與實物有較大的差距，因而現在船舶輔鍋爐模擬器大多采用物理硬件與計算機相結合的辦法。這樣訓練效果更明顯。計算機虛擬現實技術發展以后，船舶輔鍋爐模擬器可以三維直觀展現系統，進行動態仿真實現虛擬現實。

3.2 國內外船舶輔鍋爐的發展概況

國外對航海領域的計算機仿真研究始于20世紀60年代末，到90年代己發展成為十分成熟的技術。國外研制的輪機模擬器一般軟、硬件水平比較高，價格也比較昂貴。比較著名的輪機模擬器生產廠家有挪威的KMSS公司、英國的Transas公司、德國的STN公司。

我國輪機模擬器的研制起步比較晚，條件比較差，但研究的起點高，發展也很快，國內具有代表性的輪機模擬器研制單位有大連海事大學、上海海事大學、武漢理工大學，青島遠洋船員職業技術學院。其中大連海事大學、集美大學分別研制的虛擬現實模擬器，實現了機艙漫游。青島遠洋船員學院開發的船舶輔鍋爐模擬器將物理硬件與計算機相結合，并可實現自動評估考核。

4 結語

船舶輔鍋爐模擬器在教學與培訓中起到了很大的作用，各個航海院校和培訓機構紛紛開發與引進，其模擬水平越來越高，聲光逼真、量變齊全、界面友好。隨著計算機技術的進一步發展船舶輔鍋爐模擬器將更加完善。

參考文獻

[1] 曾青山.輪機模擬器的現狀和發展趨勢[J].集美大學學報（自然科學版），2003，8（1）：74-79.

[2] 李成玉.船舶輔機[M].大連：大連海事大學出版社，2006.