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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- DMS-2011C型輪機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- DMS-2011C 型輪機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)是根據(jù)船舶輪機(jī)管理人員培訓(xùn)、發(fā)證及值班標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際公約(STCW78/10公約)規(guī)定研發(fā)的一種高度集成化處理后的具有全系統(tǒng)操作的大型軟硬件系統(tǒng)。DMS-2011C 型輪機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)由軟件部分、硬件部分以及機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)等組成。它具有很強(qiáng)的統(tǒng)一性和獨(dú)立操作性。具有先進(jìn)性、實(shí)船一致性、實(shí)用性、準(zhǔn)確性、通用性等特點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- DMS-2011C 型輪機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)是根據(jù)船舶輪機(jī)管理人員培訓(xùn)、發(fā)證及值班標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際公約(STCW78/10公約)規(guī)定的“適任評(píng)估項(xiàng)目”和“能進(jìn)行持續(xù)熟練程度演示的要求及現(xiàn)代輪機(jī)工程發(fā)展趨勢(shì)所設(shè)計(jì)研制的、以單機(jī)單槳船為母型船的輪機(jī)模擬訓(xùn)練裝置。采用實(shí)物仿真、半實(shí)物仿真物理仿真及數(shù)學(xué)模型仿真等多種模擬方式結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)構(gòu)建多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。DMS-2011C 型輪機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)由軟件部分、硬件部分以及機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)等組成。軟件單元的開發(fā)以南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司建造的萬箱集裝箱船“中遠(yuǎn)太倉(cāng)號(hào)”作為母型船，對(duì)仿真母型船的設(shè)備及各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了較詳細(xì)的分析研究，并根據(jù)海事局的培訓(xùn)大綱要求，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化及優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了仿真系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的功能。DMS-2011C 型輪機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)仿真軟件采用目前微軟最新開發(fā)平臺(tái)Visual Studio 2010開發(fā)。此開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)的軟件界面友好、美觀生動(dòng)，人機(jī)交互性能強(qiáng)，升級(jí)方便。硬件部分包含大型動(dòng)態(tài)模擬屏和控制箱，將于軟件單元進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)同步操作。機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)包含了虛擬機(jī)艙場(chǎng)景漫游、實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)艙設(shè)備與船舶輪機(jī)模擬器之間的互操作、機(jī)艙設(shè)備的虛擬拆裝。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 主要目的和思路：開發(fā)出以軟件仿真和硬件相結(jié)合并實(shí)現(xiàn)交互的訓(xùn)練系統(tǒng)，再融入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將機(jī)艙漫游、立體三維機(jī)艙系統(tǒng)融入模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)真實(shí)的機(jī)艙場(chǎng)景再現(xiàn)，提高輪機(jī)人員的操作水平。 創(chuàng)新點(diǎn)：主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于DMS-2011C 型輪機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)是一種高度集成化處理后的具有全系統(tǒng)操作的大型軟硬件系統(tǒng)，同時(shí)加上機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，使整個(gè)系統(tǒng)更加具有真實(shí)感，是參加培訓(xùn)者更能體驗(yàn)到機(jī)艙的真實(shí)環(huán)境。 關(guān)鍵技術(shù)：復(fù)雜管網(wǎng)系統(tǒng)模型的建立、機(jī)艙溫度場(chǎng)與速度場(chǎng)的建立、柴油主推進(jìn)裝置及其控制系統(tǒng)建模、柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的非線性數(shù)學(xué)模型的建立、計(jì)算機(jī)分布式處理的實(shí)現(xiàn)等。 1）功能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：滿足IMO關(guān)于海員培訓(xùn)、發(fā)證及值班標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際公約(STCW78/10)規(guī)定的“適任評(píng)估項(xiàng)目”和“能進(jìn)行持續(xù)熟練程度演示”的要求；滿足中國(guó)海事部門“關(guān)于STCW78/10公約過渡規(guī)定的實(shí)施辦法”中規(guī)定的“自動(dòng)化電站的訓(xùn)練”和“自動(dòng)化系統(tǒng)的訓(xùn)練”的要求；滿足“海船船員適任證書考試、評(píng)估和發(fā)證規(guī)則”及相應(yīng)的“輪機(jī)模擬器訓(xùn)練評(píng)估規(guī)范”。 2）數(shù)學(xué)模型性能：仿真系統(tǒng)模型計(jì)算處理速度達(dá)15次/秒～50次/秒；邏輯控制系統(tǒng)功能與母型船相同；柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制精度≯0.5%；自動(dòng)并車方式完全按實(shí)船設(shè)置，滿足Δf＜0.2HZ，ΔΦ＜5°要求；手動(dòng)準(zhǔn)同步方式完全按實(shí)船設(shè)置，滿足Δf＜0.2HZ，ΔΦ＜10°要求；系統(tǒng)全負(fù)荷連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行100小時(shí)無死機(jī)現(xiàn)象。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)先進(jìn)性：以最先進(jìn)的船舶為研發(fā)母體，在WINDOWS操作系統(tǒng)下，運(yùn)用Visual C#.net集成開發(fā)環(huán)境，以實(shí)際船舶系統(tǒng)為對(duì)象進(jìn)行軟件界面的設(shè)計(jì)與開發(fā)。Visual C#.net集成開發(fā)環(huán)境的用戶控件給軟件人機(jī)界面的開發(fā)提供了豐富的接口元素，開發(fā)的人機(jī)界面具有容量大、界面生動(dòng)友好的特點(diǎn)。由于采用事件觸發(fā)和界面不顯示即卸載的機(jī)制以確保系統(tǒng)資源合理利用，程序安全、可靠和快速地運(yùn)行，達(dá)到實(shí)時(shí)、快速和有效的要求。本作品可運(yùn)行于裝有Windows操作系統(tǒng)的PC機(jī)上，對(duì)硬件和使用環(huán)境沒有特殊要求，基本上不需要進(jìn)行維護(hù)，在岸上和船上都可進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，非常適合學(xué)員自學(xué)和隨時(shí)訓(xùn)練；由于機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研發(fā)，使系統(tǒng)有較強(qiáng)的真實(shí)感，操作真實(shí)性強(qiáng)。由于采用基于軟件的虛擬設(shè)備代替實(shí)際設(shè)備，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，能夠在保證較好的逼真度的前提下大幅度地提高仿真訓(xùn)練的教學(xué)功能。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖紙、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品具有較強(qiáng)的真實(shí)感，界面友好，易于操作。由于采用基于軟件的虛擬設(shè)備代替實(shí)際設(shè)備，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，能夠在保證較好的逼真度的前提下大幅度地提高仿真訓(xùn)練的輔助教學(xué)功能。本作品具有先進(jìn)性、實(shí)船一致性、實(shí)用性、準(zhǔn)確性、通用性等特點(diǎn)相對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品具有無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有很好的市場(chǎng)前景。目前，本產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額逐步擴(kuò)大，并且已經(jīng)開始走向國(guó)際市場(chǎng)。
同類課題研究水平概述
- 上世紀(jì)七十年代以來，挪威的挪控公司(Norcontrol)、英國(guó)船商公司(TRANSS)、德國(guó)西門子公司（SIEMENS)、日本三菱公司(MITSUBISHI)、意大利的菲亞特等大公司均開始研制和生產(chǎn)輪機(jī)模擬器。其中以Norcontrol公司最為著名，產(chǎn)品居世界領(lǐng)先水平。目前，世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了專門的技術(shù)及工程研究機(jī)構(gòu)或委托專業(yè)集團(tuán)公司開發(fā)輪機(jī)監(jiān)控、管理、仿真以及故障診斷等核心產(chǎn)品。如挪威KONGSBERG公司最新的K-Chief系列產(chǎn)品在軟硬件與網(wǎng)絡(luò)互連性方面充分展現(xiàn)了先進(jìn)性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，與之相比的還有日本的JRC和古野公司、英國(guó)的船商公司等相關(guān)產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品主要有主機(jī)遙控系統(tǒng)、機(jī)艙檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、輪機(jī)模擬器訓(xùn)練系統(tǒng)等，其各自產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)的保有量均超過80%以上。我國(guó)輪機(jī)模擬器的研制起步較晚，條件差，但研究起點(diǎn)高，發(fā)展很快，國(guó)內(nèi)具有代表性的輪機(jī)模擬器研制單位有大連海事大學(xué)、上海海事大學(xué)和武漢理工大學(xué)。在上世紀(jì)70年代末，大連海運(yùn)學(xué)院率先從Norcontrol公司引進(jìn)了輪機(jī)模擬器。上世紀(jì)80年代中期，青島遠(yuǎn)洋船員學(xué)院也從該公司進(jìn)口了同類產(chǎn)品。這些產(chǎn)品目前已顯得陳舊落后。1994年武漢交通科技大學(xué)和亞洲仿真控制系統(tǒng)工程有限公司共同研制了以雜貨船舶為仿真對(duì)象的國(guó)產(chǎn)輪機(jī)模擬器。上海海運(yùn)學(xué)院自1997研制了大型集裝箱船舶機(jī)艙系統(tǒng)為仿真對(duì)象的國(guó)產(chǎn)輪機(jī)模擬器。上世紀(jì)90年代末大連海事大學(xué)開始啟動(dòng)新一代輪機(jī)模擬器研制項(xiàng)目，現(xiàn)已完成并投入使用。早期，國(guó)內(nèi)外對(duì)輪機(jī)模擬器的研制主要以滿足STCW95公約對(duì)輪機(jī)模擬器的一般性能標(biāo)準(zhǔn)作為研制目標(biāo)，目前，已經(jīng)上升到了一個(gè)新的水平，代之以船型求新，數(shù)據(jù)求精，功能求全，感覺求真。
