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船舶轮机模拟器技术发展研究

施祝斌  
【摘要】: 船舶动力装置是船舶的核心,船舶轮机模拟器(Harine Engine Room Simulator,以下简称轮机模拟器)作为现代航海教育设施能有效、快速地培养现代轮机管理人员已为实践所证明,并成为国际国内航海界的共识。国际海事组织(IMO)在1995年新修订的海员培训、发证和值班标准国际公约(STCW78/95公约)中多次强调了轮机模拟器的作用,并就其在航海训练中的应用作出了明确的强制性与建议性规定,我国国家海事局也在新制定的“海船船员适任考试和评估大纲”中明确规定了轮机模拟器培训的评估项目。 航海技术先进的国家七十年代就开始研究试用轮机模拟器,但那时轮机模拟器仅是一台小型或微机支撑的台式训练机。随着计算机技术的发展,轮机模拟器不断地推陈出新,80年代中期已发展成为多微机仿真系统,训练的场所和硬件设施也逐步与实船相对应,90年代起网络化技术运用于轮模拟器,不但将船舶机舱设备和舱室用计算机网络进行数据联络,并且扩展了学生训练站的子网络。由于功能的不断完善,轮机模拟器在船员教育和培训中的作用越来越大,轮机模拟器的研制与开发也越来越受到国内外航海界的关注。我国在这方面虽然起步较晚,但在九十年代后期研制的轮机模拟器也基本上达到了国际水平,我国的航海院校正逐步采用模拟器开展船员教育和培训。但是,由于轮机模拟器仿真技术综合了计算机、网络技术、图形图像技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识,仿真系统受到了其特有的制约条件、运行环境和训练要求的影响,现行轮机模拟器在应用中还存在着许多问题,如:轮机模拟器系统工作稳定性差,故障率高;视景装置落后,训练中见不到机舱真面目;示教板不能用三维动画来显示设备运行状态,不能更换动态流程图等。这些问题影响了教学和培训的效果,制约了轮模拟器应用价值的发挥。本文就针对现行轮机模拟器存在的几个重要问题进行了技术发展研究,探索性地提出了技术改进方法,以使轮机模拟器功能更全,使用效率更高。 本文研究的内容有:(1)通过对轮机模拟器网络结构研究,提出采用以交换机为中心的星型网络结构;(2)综合应用虚拟现实技术、仿真技术、计算机图形技术,设计一个具有高智能化的轮机仿真系统;(3)应用大屏幕投影和计算机图形技术,设计轮机模拟器动态示教流程图;(4)研究轮机模似器故障的智能诊断,使仿真系统能提前对故障发生预警。值得指出的是,本文的研究探讨也许不完全成熟,但本着改进轮机模拟器技术应用和力图创新的思想,通过研究对扩大轮机模拟器培训规 模、缩短培训周期、增强运行稳定性、提高培训D效果可能起到一定的推动作用。


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