船艇機艙綜合模擬訓練系統的設計研究

摘 要：文章以船艇機艙裝置的運作規定為前提，論述了船隊實訓相關的內容，分析了多項輪機模擬裝置探索的優秀成就，結合虛擬科技，以及問題分析科技等等的相關內容，論述了該模擬訓練體系，講述了體系的構造以及組成和具體的功效等等，指出了一種綜合化的，集裝置的運行以及管控，預警和問題分析等等為一體的綜合化的訓練體系，通過具體情況我們得知，這個體系的功效非常好，而且設計的很優秀，措施簡便，能夠代替真實船只開展工作者的培訓活動，其功效非常快速，而且時間短，費用少。

關鍵詞：船艇機艙；綜合模擬；故障診斷；虛擬維修

引言

由于電腦軟件以及硬件工藝的發展，以及通訊等等的相關工藝的進步，此時的虛擬現實工藝也獲取了非常顯著的成就，而且被大范圍的用到軍事以及建筑等等的很多行業之中。通過虛擬工藝研制的多想模擬裝置以及維護體系等都被廣泛的應用到具體的活動之中，而且獲取了優秀的成績。由于機艙非常繁瑣，而且其牽扯的學科很多，特別是在淺灘以及風浪存在的時候，其管控的規定非常嚴苛，分析問題時遇到的不利現象很多，維護不方便。由于受到裝置的狀態以及地理情況和天氣等等的多項要素的干擾，使用實船開展訓練的話很是繁瑣。此時就使得很多的訓練意義無法實現，所以，應該使用優秀的仿真科技，研制船艇機艙綜合模擬訓練系統，替代實裝進行機艙綜合訓練，切實的完善當前船只的綜訓模式，設置多項訓練措施，減少資金，提升訓練的具體意義，進而提升管控的能力。

1 關于體系結構和活動步驟

1.1 體系構造

下圖1中具體的論述了該項綜合訓練體系，它的關鍵點是開展仿真支撐平臺體系，經由這個體系綜合的開展管控以及調度等活動，精準的體現出各個體系的運行狀態。該系統主要由船艇機艙仿真系統、操作管理模擬平臺、故障模擬系統、監控報警系統、虛擬拆裝系統和考核評分系統組成。圖形庫是構建該系統的基礎，主要由機艙裝備零部件圖形庫、維修工具圖形庫和配件圖形庫組成。

1.2 工作流程

船艇機艙綜合模擬訓練系統的工作流程示于圖2。當體系運行之后，教官在上述的平臺之中布局訓練內容，此時學生們要結合規定來開展活動。不當的活動或者是教練設置的問題，都能夠經由監控體系等體現出。此時學生們結合問題的開展分析活動。最終，開展虛擬維護工作，一直到總的問題處理好。該評分體系對于工作者的總體的訓練步驟自行的分析記載，而且經由評分體系開展核查活動。

2 關于該仿真體系的構成以及具體的功效特征

2.1 關于體系的硬件以及具體的功效

圖3中論述了硬件構成結構。結合實裝體系的活動步驟，硬件是由很多個小的體系仿真裝置經由網絡組合而得到的。其主要由視景系統、模擬操作盤臺、監控臺、教練臺和系統網絡等組成。系統硬件的組成結構示于圖3。

視景系統硬件由PC機與三通道1350水平投影場景組成，以模擬機艙環境。模擬操作盤臺根據機艙操作盤臺仿真而成，便于學生開展操作活動。

對于體系網絡來講，它是由實裝網絡以及監控的網絡組合而得到的。對于實裝網構造來講，它和具體的體系是相同的，通過硬件的仿真來獲取。實裝網上各模擬操作盤臺與視景系統中的機艙仿真設備可以通過網絡互聯，得到和具體情況相同的網絡，進而可以開展信號的分析以及信息的處理等等的一些活動，此時便于硬件活動的開展。對于監控網來講，它是對體系里的全部的仿真裝置開展監測的網絡，在該網絡中接受并且運行信號，并體現相關的信息模式，便于后續的活動開展。

2.2 系統軟件與功能

船艇機艙模擬訓練仿真系統的軟件由3部分組成：實時仿真管理平臺、機艙視景系統和仿真板卡固件，其連接關系如圖4所示。

2.2.1 視景仿真系統

機艙視景仿真系統總體框圖示于圖5。該系統是根據真實船艇機艙的布置和機艙設備結構，開發而成的三維機艙虛擬環境；虛擬環境中的機艙仿真設備對應于原型系統中的船艇主機、船艇電站、船艇輔助機械、船艇管系、推進系統、監控臺、操作盤臺等。虛擬機艙與機艙操作模擬盤臺及模擬監控臺之間建立的實時通訊網絡，可實現虛擬盤臺與模擬操作盤臺間的互操作。

由于仿真裝置是不一樣的，其設備的軟件之間也存在較多的差異，不過總的構造是一樣的，都是經由界面體現以及通信板塊等等等幾個步驟而得到的，此時可以實現和使用者的交互等等一些活動。

2.2.2 實時仿真管理平臺

（1）操作模擬。本系統研制有模擬操作硬件盤臺和虛擬操作盤臺，兩者通過網絡通訊實現實時互動。根據實時仿真平臺設定的訓練科目，學員操作模擬盤臺，系統根據學員的操作動作實時響應；通過船艇機艙視景仿真系統、監控報警系統實時反應仿真機艙裝備的運行狀況，學員可以及時調整、糾正、規范操作管理，熟練掌握實船機艙的使用操作規范，正確進行船艇機艙在各種工況下的使用管理。

（2）故障模擬。采用基于規則的診斷專家系統與故障樹分析法相結合的辦法，根據船艇機艙設備故障產生機理，建立各系統和設備的故障樹模型；然后，對所建立的故障樹進行定性分析，并根據簡化的故障樹生成診斷專家系統的知識庫以及搜索模式實現推理，進而對問題進行分析，得到應對方法。

（3）監控報警模擬。監控報警系統可以模擬實際船艇機艙的集中監測系統，實現仿真機艙運行參數的顯示、設置、打印、面板操作、延伸報警及分組表、測點表的輸出等，能夠明確存在的一些不利現象，同時還能夠經由聲光等的信號來開展預警工作。

（4）考核評分。結合專家體系以及以模糊推理為前提的全面評估科技，設置也優秀的評分體系，采用合理的知識表示方法將模擬器操縱規則、故障診斷方案等轉化為計算機能識別并進行推理的應用知識，即學員操作的評價依據。體系能夠自行的記載考試的用時，能夠獲取仿真體系的具體情形，明確活動步驟，可以對訓練活動的整個步驟開展回放活動，同時還能夠記錄各個時期的工作者的活動要素，自行的跟蹤學生的活動，進而提供成績測評等。

2.3 固件程序

固件程序是運行于外部仿真板卡CPU上的軟件，負責執行USBl.1協議規定的內容、初始化各硬件單元、配置設備以及對接口故障點的控制。

3 結束語

本系統利用vC++、SE2000及VT3.0軟件平臺開發而成，能夠對機艙渣的運行活動以及問題分析和虛擬維護等等的一些活動開展模擬活動，特別是能夠在特殊狀態下開展機艙的管控活動，能夠應對不利現象。通過具體情況我們得知，這個體系的性能優越，而且培訓意義優秀，時間較短，能夠節約能源。

參考文獻

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