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      高速艦艇航海訓練模擬器

      一、產(chǎn)品概述
          LGM-CB03T型 高速艦艇航海訓練模擬器船舶駕駛室內(nèi)有雷達、測深儀、GPS、AIS、電子海圖等高科技設(shè)備,窗外是寬闊的江面。公司研制的船舶操縱模擬器的建設(shè)以高速巡邏艦艇駕駛室為模擬器原型并在此基礎(chǔ)是兼顧了海船的特點,方案的建設(shè)內(nèi)容為船舶操縱模擬器1套,其中包括教練員站1套,120度水平視場角本船1套(采用3通道液晶電視顯示)。本船系統(tǒng)主要由船舶控制模塊、雷達模塊、電子海圖模塊、通訊模塊、導航儀器模塊、音響模擬模塊等構(gòu)成,其功能和布置與實船基本一致。
       該高速艦艇航海訓練模擬器系統(tǒng)采用了比較先進的成熟技術(shù),設(shè)計合理,仿真感較強;實際操作訓練的要素豐富,能訓練考察船舶駕引人員操船水平、應急處置能力,避免了實船操作風險,達到了船舶船員實船操作的效果,具有較好的現(xiàn)實意義和良好的社會效益,可以升級用于船舶船員實際操作考試。
       采用模擬器進行訓練,也不受大風、大雨、大霧等氣象因素的影響,訓練培訓計劃能夠如期實施。模擬器能夠模擬各種不同的通航環(huán)境、緊迫會遇局面和故障設(shè)置,實操采用模塊設(shè)計,可以在有限時間內(nèi)全面訓練學員運用專業(yè)知識和技能處理各種緊迫局面的綜合能力,同時也避免了實船考試過程中的所有安全風險。也就是說,采用船舶模擬實訓訓練比實船訓練對考生的要求更嚴格,訓練內(nèi)容更全面和規(guī)范。

      參考圖片,以實際配置實物為準
      二、系統(tǒng)性能
      1.應用軟件運行穩(wěn)定。
      2.系統(tǒng)操作人機界面友好,有幫助功能,且操作簡潔、方便。
      3.系統(tǒng)設(shè)備的自動故障判別、告警功能強,必要時能夠自動保護。
      4.用戶能夠自行通過恢復光盤或硬盤短時間內(nèi)重新安裝軟件,恢復系統(tǒng)運行。
      5.系統(tǒng)備品備件更換容易。
      6.具有可靠的售后服務(wù)保障體系
      7.系統(tǒng)運行過程中的流暢程度高;
      8.要求視景的逼真程度高,電子海圖、雷達、視景等三者位置參數(shù)準確一致。
      9.系統(tǒng)軟硬件采用成熟的產(chǎn)品,經(jīng)過嚴格質(zhì)量檢測和可靠性檢驗。
      10.系統(tǒng)具有可靠的安全防范措施,以避免系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)遭到攻擊和破壞。
      11.系統(tǒng)盡量采用COTS設(shè)備。
      12.采用流行的中英文操作系統(tǒng),便于甲類和丙類船員操縱。
      13.所有工作站、計算機、桌面系統(tǒng)及顯示設(shè)備需配置統(tǒng)一啟停控制系統(tǒng),可實現(xiàn)統(tǒng)一次序啟動和關(guān)機。
      14.管理信息終端(攝像頭、視景通道等)應能接入評估中心運行管理平臺的統(tǒng)一監(jiān)控。
      15.系統(tǒng)采用開放的體系結(jié)構(gòu),模塊化設(shè)計,便于硬件設(shè)備的增減和軟件的二次開發(fā)。
      16.軟件開發(fā)采用先進的開發(fā)工具,軟件版本可升級,同一版本可增減功能設(shè)置。
      17.本模擬器應擴展到至少20個以上本船駕駛臺的能力(包括全任務(wù)型駕駛臺、部分任務(wù)型駕駛臺和桌面型工作站)。同樣的模擬器練習在主本船、副本船及桌面系統(tǒng)上均能夠運行。
      18.本模擬器應擴展到至少4個教練站能力。
      19.本模擬器能夠提供相應接口,具備與輪機模擬器或自動化機艙連接形成綜合船舶模擬器的功能,能夠完成綜合船舶資源管理的評估。
      三、 系統(tǒng)功能
      (一)教練員站配置及功能
      1、教練員站配置
      教師員站由1臺主控制臺計算機構(gòu)成。
      教師員站包括主控制軟件系統(tǒng)1套。
      2、教練員軟件功能
      教練員控制臺是本系統(tǒng)的中央控制單元,配設(shè)教練站和系統(tǒng)管理軟件,系統(tǒng)管理軟件具備船員培訓船舶操縱模擬器初始環(huán)境設(shè)置、船型選擇、運行監(jiān)控、故障設(shè)置、分組協(xié)作、訓練評分、回放演示等功能。教練員站可以方便地設(shè)置訓練項目,控制訓練過程,監(jiān)督學員操作情況以及回放操作過程和講評。除此之外, 教練站的功能主要包括:
      (1) 具備訓練海區(qū)、環(huán)境條件、交通態(tài)勢等的設(shè)置、編輯、加載及保存功能;
      (2) 具備本船船型和載態(tài)、目標船船型及航線設(shè)計等的設(shè)置、編輯、加載及保存功能;
      (3) 具備各本船獨立運行模式和多本船協(xié)作運行模式;
      (4) 具備練習控制功能,包括開始、暫停、繼續(xù)、重啟;
      (5) 具備在線設(shè)置故障與環(huán)境條件功能;
      (6) 具備離線故障設(shè)置模式。離線故障設(shè)置內(nèi)容應能保存到練習中,加載該練習進行訓練過程中應可根據(jù)所設(shè)置的觸發(fā)時間自動觸發(fā);
      (7) 具備記錄各本船船舶姿態(tài)數(shù)據(jù)、故障情況、學員操作數(shù)據(jù)的功能;
      (8) 能在教練站加載和回放各本船的訓練數(shù)據(jù),回放速度可調(diào)
      (9) 能實現(xiàn)教練站和本船同步回放訓練數(shù)據(jù),回放速度可調(diào)
      (10)能提供系統(tǒng)所記錄的、可用于訓練結(jié)果評估的數(shù)據(jù)內(nèi)容及其格式,以及通信接口協(xié)議,并提供接口的程序樣例,以便于訓練評估模塊的開發(fā)和系統(tǒng)擴展;
       3、制作、編輯各種練習
      u 教練員可選擇
      ² 練習類型:船舶操縱與避碰訓練、航海訓練;
      ² 訓練模式:多船同組對抗訓練、多船分組對抗訓練、各船獨立訓練;
      ² 練習課目:靠泊、離泊、錨泊、系離浮筒、狹水道航行、進出港、避碰、助航標志訓練等;
      u 選擇本船的船舶類型、名稱和裝載狀態(tài):
      u 系統(tǒng)提供包括雜貨船、散貨船、集裝箱船、油船、客船、滾裝船、邊防巡邏船等各種船型不同載態(tài)的船舶(船舶結(jié)構(gòu)及航海性能與實際船舶基本相符)。
      u 船舶性能的在線顯示:選中某一船舶后,可在線顯示該船舶的主要性能和各種參數(shù)(船長、船寬、吃水、噸位等詳細資料)。
      u 本船初始位置、航向、速度的設(shè)置。初始位置可采用數(shù)據(jù)輸入(輸入船舶的經(jīng)緯度)或用鼠標在電子海圖上直接拖動的方法設(shè)置。
      u 設(shè)置目標船。包括選擇目標船類型、名稱,設(shè)置目標船速度、轉(zhuǎn)向點位置以及轉(zhuǎn)向點的刪除、添加和更改,設(shè)置目標船霧號、號型。目標船的個數(shù)為100個。目標船的轉(zhuǎn)向點個數(shù)不限。系統(tǒng)提供一個獨立的友好界面,同時可觀測本船和目標船的航行狀態(tài),并在不中斷練習的情況下,參訓人員可根據(jù)綜合演練的要求,可方便改變目標船航行動態(tài),以供演練。
      u 船舶間動態(tài)參數(shù)的實時顯示:動態(tài)參數(shù)包括本船和本船、本船和目標船間的距離、方位、TCPA、DCPA等。當編輯練習時(船舶位置、速度、航向變化),這些參數(shù)可實時顯示,以便于設(shè)置練習。
      u 設(shè)置航行環(huán)境:如風、流、潮汐、時間以及能見度、設(shè)置漁網(wǎng)區(qū)(海警船舶執(zhí)勤)等。
      4、練習預演
      設(shè)置完的練習后或打開練習后,教練員可進行練習預演,以保證設(shè)置的練習滿足訓練的要求。預演時,教練員可調(diào)整預演速度,可“暫停”、“繼續(xù)”或“停止” 預演。
      5、系統(tǒng)控制及對各本船的監(jiān)視
      u 在電子海圖上實時顯示各本船和目標船的動態(tài)俯視圖形。
      u 監(jiān)視各本船和目標船的船位、航向和速度。
      u 實時顯示各本船和目標船間的動態(tài)參數(shù)(包括本船和本船、本船和目標船間的距離、方位、TCPA、DCPA等)。
      u 動態(tài)監(jiān)視各本船操作人員的操船動作:車、舵、錨等使用。
      u 暫停(恢復)某一本船的運行,以便教練員根據(jù)需要進行講解。
      6、設(shè)置本船故障
      設(shè)置本船故障,以便進行故障時的應急操作訓練。包括:
      u 主機故障
      u 錨機故障
      u 絞纜機故障
      u 操舵故障
      u 舵損壞
      u 羅經(jīng)故障
      u 雷達故障
      u 計程儀故障
      u GPS故障
      u 風速指示儀故障
      u 風向指示儀故障
      u 航速表故障
      u 舵角指示表故障
      u 主機轉(zhuǎn)速表故障
      7、航行環(huán)境的實時控制
      模擬開始后,教練員可隨時改變航行環(huán)境信息,包括:
      u 風向、風速(動態(tài)海面的海況與風速、風向相關(guān))
      u 流向、流速(模擬器中的流的計算采用多種方式,根據(jù)港口不同,程序自動選擇變速流計算方式或采用教練員設(shè)定的方式)
      u 潮高、潮時
      u 可任意設(shè)置初始模擬時間,包括白天、夜晚、晨昏朦影等,動態(tài)設(shè)定后,太陽的位置開始連續(xù)變化,視景圖象的光照自動變化,并可在白天、夜晚、晨昏朦影間自動連續(xù)切換
      u 能見度等級的控制:從能見度良好至濃霧共5級,也可根據(jù)需要連續(xù)無級變化
      u 設(shè)定雷、雨、雪等不同天氣情況
      8、雷達回波的控制、雨區(qū)的設(shè)置
      可設(shè)定雷達處于超折射、次折射狀態(tài),SART信號的模擬,雷達干擾的模擬等,并可設(shè)置雨區(qū)范圍,雨的大小。設(shè)置結(jié)果在雷達圖象上可反映出來。
      9、數(shù)據(jù)的實時記錄和各船航跡的動態(tài)顯示或打印
      系統(tǒng)運行時,教練員站計算機實時記錄下如下數(shù)據(jù):
      u 各本船的類型、載態(tài)、船舶尺度
      u 各本船的經(jīng)緯度、速度、航向
      u 各本船的車、舵、拖輪等的使用信息
      u 目標船的經(jīng)緯度、速度、航向
      u 各本船航行環(huán)境(風、流、能見度等)信息
      利用記錄的數(shù)據(jù),系統(tǒng)運行過程中,教練員可隨時顯示或打印各船的航跡。
      10、各本船訓練過程的事后重演和打印功能
      利用記錄的數(shù)據(jù),系統(tǒng)運行結(jié)束后,教練員可根據(jù)需要隨時動態(tài)重演各本船訓練過程,本船和目標船的各種動態(tài)參數(shù)實時計算并顯示。可任意設(shè)定重演的位置,重演的速度可隨意設(shè)置。
      模擬結(jié)果可以用兩種方式進行打印:
      u 圖形方式:海圖輪廓+本船航跡+目標船航跡
      u 數(shù)字方式:各本船航行環(huán)境信息、船位、速度、航向、各種操船數(shù)據(jù)
      記錄的數(shù)據(jù)可以用文本方式提供給教練員,以便對其進行分析和引用。
      (二)本船的配置及功能
      1、本船
      本船由集成機箱1套(3單元)、計算機2臺、圖形工作站1臺、液晶電視3臺、操控臺1套等構(gòu)成,這些設(shè)備的詳細技術(shù)參數(shù)請參閱設(shè)備清單。
      本船包括電子海圖顯示系統(tǒng)1套、航行綜合信息顯示系統(tǒng)1套、模擬雷達軟件系統(tǒng)1套和三維視景軟件系統(tǒng)1套。

      2、本船的基本功能

      (1)電子海圖顯示系統(tǒng)
      模擬器上的ECDIS滿足IMO/IHO關(guān)于ECDIS系統(tǒng)的性能指標要求,顯示系統(tǒng)和實船設(shè)備一致,提供獲得CCS形式認可的產(chǎn)品,能使用IHO授權(quán)的S57 格式海圖、顯示系統(tǒng)應能夠使用官方矢量海圖。ECDIS可進行海圖顯示、海圖作業(yè)、海圖改正、定位與導航、航海信息咨詢、雷達圖像疊加或雷達跟蹤目標的疊加、航線設(shè)計、航路監(jiān)視、航行記錄、避礁石、防擱淺和航跡保持等功能。如圖5:
       
      (2)以ECDIS為背景的船舶動態(tài)顯示
      在ECDIS上可動態(tài)顯示多艘船的船位及靠離碼頭時纜繩的受力情況。
      (3)本船數(shù)學模型的解算
      每種類型中應包括不同噸位與載況的模型。船舶運動數(shù)學模型中包括影響本船運動的各種效應(車、舵、錨、纜、風、流、拖輪、岸壁效應、船間效應、淺水效應等),附有精度說明及測試結(jié)果。 根據(jù)車、舵、錨、纜、拖輪的操作,航行環(huán)境信息(風、流、潮汐等),實時解算本船的運動參數(shù)(船位、航向、速度、航向變化率、加速度等)。其詳細功能和技術(shù)性能參見“船舶操縱數(shù)學模型”。
      (4)舵控制
      包括手動操舵、隨動操舵和自動操舵(參數(shù)可調(diào)),具有手動舵和自動舵失效、舵機卡住、羅經(jīng)信號丟失及當超過方位極限等報警功能。命令舵角、實際舵角、船舶轉(zhuǎn)頭速率、三面舵角指示器、航向的動態(tài)顯示。陀螺分羅經(jīng)指示器動態(tài)變化。
      (5)車鐘控制
      根據(jù)所仿真船舶的車鐘個數(shù),配備相應數(shù)量的車鐘及其控制單元。主機轉(zhuǎn)速及其它參數(shù)動態(tài)變化。
      6) 纜的控制
      根據(jù)所仿真船舶的大小和設(shè)備的實際布置情況,可同時進行多條纜的帶纜、解纜操作。在電子海圖上可選擇纜樁或浮筒的位置,每根纜的受力、長度可動態(tài)顯示在電子海圖上。
      7)錨的控制
      用錨操作面板進行左、右錨的操作:拋錨、絞錨、松放、剎停操作,并動態(tài)顯示錨鏈的長度和張力。
      8) 航行綜合信息顯示
      綜合信息顯示單元可顯示如下綜合信息:
      u 真風向、真風速、相對風向、相對風速
      u 水深、龍骨下水深
      u 設(shè)定航向、羅經(jīng)航向
      u 轉(zhuǎn)向速率
      u 時間、模擬訓練時間
      u 船速、縱向船速、橫向船速
      u 離岸距離(前)、離岸距離(后)
      u GPS船位
      u 流向、流速
      u 本船基本參數(shù):船型、排水量、船長、船寬、吃水、裝載狀態(tài)
      u 自動舵參數(shù)設(shè)置
      u 故障報警,主要包括:
      ² 主機故障
      ² 操舵故障
      ² 自動舵故障
      ² 舵損壞
      ² 羅經(jīng)故障
      ² 雷達故障
      ² 風速指示儀故障
      ² 風向指示儀故障
      ² 航速表故障
      ² 舵角指示表故障
      ² 主機轉(zhuǎn)速表故障
      ² 船舶報警:碰撞、擦淺、擱淺、走錨
       
      9)模擬雷達圖像及功能
      雷達模擬系統(tǒng)的雷達操作面板及主要性能符合典型邊防船舶主型雷達的要求,提供可覆蓋中國沿海(其中包括大連港、上海港、廈門港、廣州港、湛江港、欽州港、防城港、三亞港、日照港、青島港、寧波港等)及世界常用海域(主要應有馬六甲海峽、新加坡水域、英吉利海峽等)的雷達圖數(shù)據(jù),計算機產(chǎn)生的雷達圖象包括:
      u 岸線
      u 助航標志、雷達應答器等
      u 目標船回波,回波的形狀與目標船大小、距離、相對方位有關(guān)
      u 雨雪雜波及海雜波應符合實際情況
      u 假回波:間接回波,多次反射,旁瓣假回波,二次掃描
      u 雷達同頻干擾
      u 目標間的遮擋
      u 接收機噪聲
      u 盲區(qū),短量程時船首對雷達圖象的影響    
      雷達/ARPA功能符合IMO(世界海事組織)的性能指標:
      u 顯示方式:首向上,北向上,航向向上
      u 真運動及相對運動顯示
      u X-波段/S-波段切換
      u 長脈沖、短脈沖
      u 超折射、次折射
      u 固定距標圈、活動距標圈。
      u 偏心顯示
      u 電子方位線:兩條,其中一條起點可移動
      u 試操船:在不中斷目標信息更新的情況下,模擬本船機動時與所有被跟蹤目標的新態(tài)勢。
      u 自動錄取、手動錄取,跟蹤目標至少20個,0.3-32海里
      u ARPA距離檔:1.5,3,6,12,24海里
      u 速度矢量:真運動矢量與相對運動矢量可切換,矢量時間長度可調(diào),1分鐘內(nèi)顯示出目標運動趨勢,3分鐘內(nèi)顯示出目標預測運動。
      u 目標船數(shù)據(jù)顯示:目標船編號,距離,方位,CPA,TCPA,真航向,真速度(可顯示相對航向、相對速度)
      u CPA、TCPA可根據(jù)需要合理設(shè)置
      u 報警:碰撞危險、目標丟失、目標侵入、目標航跡變化、走錨、操作錯誤等,報警形式有聲、光、符號與文字
      u 歷史航跡顯示:對每個被跟蹤目標*多可顯示5個歷史點跡,每個歷史點跡所用的點間隔以1分鐘為增量,*多可達12分鐘。
      u 警戒圈設(shè)置:由操作員設(shè)定一個警戒圈。當目標進入警戒圈時,目標閃亮,并有音響報警,警戒圈為圓弧或整圓,由操作人員設(shè)定。闖入目標可自動錄取
      u AIS目標顯示、信息獲取及目標關(guān)聯(lián)、激活與休眠等功能模擬
      10)音響模擬
      u 船舶聲號系統(tǒng):包括霧號、鐘、鑼以及自動循環(huán)設(shè)置。
      u 機艙噪音
      u 海浪聲
      u 本船的汽笛、車鐘、拋錨/起錨、絞纜、斷纜等聲音
      u 拖輪汽笛
      u 它船汽笛
      u 拋錨/起錨、絞纜、斷纜等聲音
      u 船舶碰撞、擱淺、觸礁、爆炸等海損事故的音響效果
      u 風、雨、碰撞、擱淺、以及海浪拍打船體的聲音
      (11)視景顯示
      采用計算機成像技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、無縫拼接寬視場角環(huán)幕投影技術(shù)等,能夠為操作人員提供*接近真實的景象。本船的視景系統(tǒng)可提供3通道、120度水平視場角液晶顯示視景系統(tǒng),垂直視場角不小于25度。
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