JUE-75A C船站模擬器設計

【摘要】本文介紹JUE-75A C船站模擬器的開發研制，針對模擬器在Windows系統上運行，其操作界面的模擬問題和設備通信問題，提出了具體的解決方案和軟件實現過程。并根據GMDSS培訓的實際需要，特別提出在具體模擬JUE-75A C船站的同時，增加了一個控制程序，用于監控模擬器的操作。文章介紹該模擬器控制程序的功能、實現和可用性。

【關鍵詞】JUE-75A C船站模擬器控制程序通信局域網

GMDSS教學是我院針對船員培訓教學的一個重要項目。

JUE-75A C船站模擬器是為了更好地開展GMDSS培訓教學和加強GMDSS普操員實操的訓練，滿足《STCW公約》有關船員培訓要應用模擬器的規定，進一步提高我院GMDSS培訓的教學效果而設計開發的計算機程序。

JUE-75A C船站模擬器是一個在計算機上運行的完全模擬JUE-75A C船站操作的應用軟件。JUE-75A C船站模擬器由模擬器程序和控制程序二部分組成（如圖），統一配備在一個局域網上。

模擬器程序完全真實地模擬JUE-75A C船站的全部功能，包括界面顯示、功能操作和數據通信；控制程序則通過網絡通訊實現對模擬器程序控制，包括監視、控制模擬器程序的運行。從而達到進一步提高GMDSS培訓的教學效果，實現《STCW公約》有關船員培訓的要求。

一、方案的選擇和論證

模擬器就是用軟件或硬件的手段來模擬實際設備操作和運行的一種裝置。學員可通過操作模擬器而獲得與實際設備相同的理性和感性的認識，進而迅速提高操作水平。模擬器已在生產、生活、科研等各個領域都得到了廣泛應用，使用模擬器進行教學培訓是符合現代教學潮流的。

根據GMDSS教學培訓的實際情況，和有關模擬器在教學培訓上的使用要求。我們設計JUE-75A C船站模擬器應該具有如下一些特點：（1）真實性—就是具有與實際設備一致的操作特性，在功能、界面上也保持一樣，以取得模擬的真實效果。（2）操作、維護方便—模擬器是用于教學培訓，要求操作和維護十分方便。（3）安全性—在操作過程中不能介入海事衛星移動特性網，避免學員誤操作造成對移動通信網的干擾。（4）可升級性—如果C船站更新版本，相應的模擬軟件也能夠升級。（5）可管理性—模擬器可對學員操作進行管理，便于統計成績和評價學員的操作熟練程度。

鑒于以上要求，我們將JUE-75A C船站模擬器設計為模擬器程序和控制程序二個部分：1.模擬器程序。模擬器程序是JUE-75A C船站模擬器的主體部分，它必須完全真實地模擬JUE-75A C船站的全部功能，包括船站的參數設置、界面顯示、菜單操作、報文編寫和數據收發等。模擬器程序是船員培訓的操作工具，配備在一個局域網的多臺工作站上。2.控制程序。控制程序是JUE-75A C船站模擬器的輔助部分，主要實現對船站模擬器程序傳送信息，實現部分岸站的功能。同時還具有掌握、檢測和控制同一個局域網模擬器程序的運行。控制程序是教師在模擬器培訓操作中的管理工具，一個局域網上配置一個。

二、系統設計

根據JUE-75A C船站模擬器開發的實際要求，和實驗室現有的設備條件。JUE-75A C船站模擬器選擇在局域網中安裝Windows操作系統的計算機上運行，軟件選用Visual Basic 6.0來開發。

在軟件研制過程中，存在幾個問題需要解決：1.模擬器的界面。JUE-75A C船站的軟件是運行在DOS操作系統下的應用程序，是文本顯示模式；而模擬器運行在Windows系統下的應用程序，是圖形顯示模式。因此需要有效地解決在圖形顯示模式下實施文本顯示模式的問題。2.模擬器的操作。模擬器程序是供學員作為通信設備的培訓工具使用的。因此要求完全真實地模擬JUE-75A C船站的操作過程。3.模擬器的通信。模擬器程序必須具備真實設備通信的相似功能。所謂相似，就是指模擬器之間的通信功能與真實設備的通信在操作上要求一樣，但是通信的實現是通過計算機網絡而不是衛星系統來完成。這里最主要的問題是模擬器要掌握其它模擬器的運行情況，才能有效地發送數據。4.模擬器的監控。控制程序是教師在模擬器培訓操作中的管理工具，應該具備如下功能：（1）掌握網絡上模擬器的運行情況。（2）向網絡上模擬器發送數據和控制信號。

三、程序開發

針對軟件設計過程中存在的問題，在GMDSS實驗室現有設備的條件下，對此逐一進行解決。

1.模擬器界面的解決方案

在圖形模式下實現文本模式的顯示，采用如下方法：

（1）將顯示器的分辨率設置為640×480，與DOS顯示模式接近。

（2）模擬器的操作界面由一個窗體擔當，該窗體的屬性設置如下：

BackColor=H0

BorderStyle=0

WindowState=2

FontSize=12

從而使操作界面與DOS操作界面相同。

（3）模擬器操作界面上所有菜單和對話框采用PictureBox控件，至于菜單中的命令項和對話框中的文本內容顯示由Label控件完成。

2.模擬器操作的解決方案

由于模擬器操作要求完全真實地模擬JUE-75A C船站的操作過程，而JUE-75A C船站的所有操作全部通過鍵盤完成。因此在軟件設計中也只要使用鍵盤操作來完成人機交互操作。

這樣在程序設計中，只需要對窗體的KeyPress事件編程就可以了。同時設置所有PictureBox控件的Enabled屬性為False，防止觸發PictureBox控件的KeyPress事件，從而達到只運行窗體的KeyPress事件例程的目的。

3.模擬器通信和監控的解決方案

模擬器的通信是在局域網上完成的，所以在設計中使用Winsock控件來完成局域網上的通信工作。

為加強控制程序的控制能力，便于隨時了解模擬器程序的運行情況，采用如下設計方法：（1）模擬器程序的每一次操作都向控制程序傳送操作信息，由模擬器程序保留處理。（2）網絡通信采用“控制程序對模擬器程序”的通信方式。模擬器程序只與控制程序建立連接，與其它模擬器程序不發生關系。模擬器程序之間的通信，都先將信息發送給控制程序，由控制程序記錄后，再傳送給目標模擬器程序。這樣的設計，增加了控制程序的負擔，但是對于JUE-75A C船站這類通過鍵盤操作的模擬器是不會影響速度的。

同時為了便于通信，在程序設計中又使用如下方法：

（1）模擬器程序與控制程序之間建立連接，由模擬器程序負責連接，控制程序負責偵聽。

為了有效地建立連接，模擬器程序每隔一段時間需要運行如下程序，直到與控制程序連接上為止：

Ws1.Close

Ws1.RemoteHost =控制程序所在計算機IP地址

Ws1.RemotePort =控制程序所在計算機連接的端口

Ws1.LocalPort =本地計算機連接的端口

Ws1.Connect

而控制程序從啟動后，在程序的運行過程中，始終進行網絡偵聽，隨時接受模擬器的連接申請，并進行處理。偵聽設置程序如下：

Ws1.LocalPort =本地端口號

Ws1.Listen

（2）模擬器程序在使用前需要設置二項內容：控制程序的IP地址和本身名稱。用于連接控制程序和自身標識。

（3）控制程序在啟動后，自動設置一個連接表，列出網絡上所有連接上的模擬器程序的IP地址和名稱。用于模擬器程序的通信調度。

四、效果

JUE-75A C船站模擬器完全模擬JUE-75AC船站，除了在衛星通信方面由網絡通信替代外，其余功能與JUE45A-C船站全部相同。

JUE-75A C船站模擬器

參加培訓的學員起用后效果如下：

1.增加可實操項目

JUE-75A C船站的所有功能和項目都可反復模擬操作運行，突破真實通信設備由于費用所帶來的各種限制。

2.增加操作員數量

由于模擬器是在計算機上運行，因此可以大量投入使用，供學員進行培訓操作。這樣就可以增加操作員的數量，擴大GMDSS培訓的規模。

3.提高培訓時間

原先在真實通信設備上操作，由于受到設備條件的限制，培訓學員的操作時間很短。投入模擬器后，可以大幅度提高培訓學員的操作時間。

4.能防止誤報警

這一點很重要，在實驗室中，學員不能在操作設備上進行遇險與報警的試驗和運行，在船上就更不行，因此學員沒有這方面的操作體驗。有些學員上船后由于操作不當，引起誤報警，影響船舶的正常航行，為此港監要求培訓點加強這方面的實操訓練。模擬器是解決該問題的最佳手段，它可以加強遇險報警訓練，使問題得以在實驗室里解決。

五、模擬器運行環境

1.硬件環境

模擬器運行在CPU為奔騰Ⅲ及以上的計算機構成的局域網，計算機需要配備128M及以上內存，硬盤自由空間需10M以上。

如果沒有局域網，模擬器也可是運行，但無法進行數據通信和教學監控。

2.軟件環境

操作系統為Windows 2000及以上版本。

模擬器通過安裝盤安裝后才能運行。如果只有模擬器程序，沒有安裝盤，則計算機上需要安裝Visual Basic 6.0。