新型轮机模拟器系统功能和结构设计
高仿真度的DMS—2000型船舶机舱模拟器
２０ ０ ２年 ８月
文 章 编 号 ：０ ６７ ３ （ ０ ２ 增 ．０ ８０ １０ ．７ ６ ２ ０ ） ０ 一０ ０型 船 舶 机 舱 模 拟 器
郭 晨 史成 军 ， 建 波 孙 才 勤 彭 水 生 ， 孙 ，
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船舶轮机模拟训练装置技术现状及发展趋势
船舶轮机模拟训练装置技术现状及发展趋势船舶轮机模拟训练装置是一种可以模拟真实船舶航行情况的训练工具，可以提高船员的技能水平，减少船舶事故的发生。
随着我国海运业的不断壮大，船舶轮机模拟训练装置技术也在不断发展。
本文将介绍目前船舶轮机模拟训练装置技术的现状及未来的发展趋势。
一、技术现状船舶轮机模拟训练装置技术已经很成熟，目前主要的应用方式是基于计算机网络的远程训练和基于虚拟现实技术的模拟训练。
在计算机网络远程训练模式下，训练学员可以在不同的地点通过计算机互联网进行船舶轮机模拟训练。
这种模式具有便利性，可节省时间和成本，可以轻松进行各种模拟测试。
在虚拟现实技术模拟训练模式下，学员可以通过使用虚拟现实技术进行船舶轮机系统的模拟操作，可以展现现实的操作效果，帮助学员更好的掌握操作的技能。
二、技术发展趋势随着人工智能技术的不断发展，船舶轮机模拟训练装置技术也将得到升级和升级。
未来，船舶轮机模拟训练装置技术将主要侧重于以下三个方面：1、虚拟现实技术的升级。
未来船舶轮机模拟训练装置将更多地应用虚拟现实技术，使学员更真实地感受到船舶轮机系统的操作环境，提高学员的操作技能。
例如，在未来，虚拟现实技术将会应用在海上设施的建设和维护中，这将是一项非常有利的发展方向。
2、大数据技术的应用。
未来，船舶轮机模拟训练装置技术将更加注重对数据的收集和分析，使训练效果与实际情况更加接近。
通过对船舶轮机模拟训练装置进行数据分析和模拟，将会更加贴近实际演练。
3、全球卫星导航系统的应用。
随着全球卫星导航系统的日益发达，船舶轮机模拟训练装置技术将更多地应用卫星导航系统，从而更加准确地模拟船舶的航行情况，提高训练效果。
总之，随着船舶轮机模拟训练装置技术的发展，将为船舶行业的安全和发展做出更加重要的贡献。
本文将列举一些与船舶轮机模拟训练装置技术有关的数据，并进行一定的分析。
首先是关于船舶行业发展的数据。
根据中国交通运输部发布的数据，2019年全国港口货物吞吐量达24.05亿吨，其中海运港口货物吞吐量达14.65亿吨，同比增长4.4%。
船舶轮机模拟器CAVE系统设计与关键技术研究
船舶轮机模拟器CAVE系统设计与关键技术研究摘要：船舶轮机模拟器是一种利用预建的数学模型模拟机舱设备实物及系统，通过计算机进行联合计算，最终将计算结果以类实物的信息反馈形式通过多种媒介显示在人机交互设备上的装置。
安全、节能、环保、实效是船舶轮机模拟器的最大优点，当然这也是由“模拟器”的含义所决定的。
关键词：船舶轮机模拟器，系统设计，关键技术，研究分析1轮机模拟器的分类及功能经过多年的发展，轮机模拟器技术取得不断突破。
现有符合综合性能要求的轮机模拟器有传统型轮机模拟器与新型轮机模拟器两种。
传统的轮机模拟器主要是以计算机为核心的机电教学系统，主要由驾控室、集控室、模拟机舱以及软操训练室。
新型的轮机模拟器则是借助虚拟现实技术生成较为逼真的船舶机舱模拟环境。
使用者通过虚拟现实设备沉浸在机舱模拟环境中，较传统的模拟轮机模拟器具有更为真实的体验。
无论是在问题模拟上还是操作反馈上，新型的轮机模拟器都能够得到更良好的体验。
轮机模拟器主要是通过模拟主机操作系统、船舶电站和相关的检测报警系统的操作和步骤的训练学习，来对轮机操作人员进行实践训练的。
2轮机模拟器的优劣2.1优点它为轮机教育提供了一种新型的综合性实践教学方法。
优点具体包括：轮机模拟器通过模拟自动化船舶的轮机系统，为轮机学员提供先进的轮机系统的操作方法和练习平台；灵活安排各种各样的训练项目和试验项目；无副作用地反复练习现实中不方便进行或不允许随便实验的相关训练内容；能够快速掌握现实中需要很久才能够掌握的实践技术经验；能够有效避免操作不当带来的额外训练损失，并能够更为直观地表达训练中的不足；能够进行特定故障和现象的专门性训练，较好地配合教学内容；较好地控制训练成本；较为方便的开展远程教学，降低教学限制；能够自动形成相关训练的考核评价。
2.2缺点虽然轮机模拟器具有诸多优点，但某些方面也有着很大的局限性，无论是传统的物理轮机模拟器还是纯虚拟的虚拟轮机模拟器。
这主要表现在：与现实的轮机操作有着无法消除的差异，不能彻底代替轮机操作训练；物理轮机模拟器虽然模拟出各种主机的模型及与之相关的各种辅助设备，但与实际的轮机存在巨大差异；虚拟轮机模拟器只能在思维层次提供训练，没有实际的动手操作，更多的是对学员想象控制思维的练习；与实际的轮机模拟器存在操作感差异以及明显的逻辑关系和运行规律的不完善。
船舶轮机仿真器引入虚拟现实技术分析
船舶轮机仿真器引入虚拟现实技术分析摘要:随着国家在科学领域中不断尝试着各种研究与突破，越来越多先进的科学技术出现在人们的眼前，而且很多行业将这些先进的科学技术手段应用在自身的生产与建设中个，大大的提高了生产效率和质量，为国家整体的发展与建设贡献了不容小觑的力量。
近年来，虚拟现实技术不断被人们重视起来，并凭借信息化时代的潮流步伐，涉及了大范围的行业领域，船舶行业就是其中之一。
本篇文章就船舶轮机仿真器引入虚拟现实技术方面的内容进行论述，并提出一些个人观点，希望对国家船舶事业的发展贡献一点力量。
关键词：虚拟现实；船舶轮机；仿真器；动态视景船舶轮机仿真器是船舶行业发展过程中重要的组成部分之一，其工作原理主要是对船舶和船舶运行过程中周围视景之间的相对运动进行仿真工作，并将仿真内容准确的传送到相关设备，如计算机、模拟器等，以便相关的工作人员观察。
随着虚拟现实技术的出现，船舶行业根据发展需要，将这项技术与船舶轮机仿真器相结合，并在此基础上，希望能完善两者之间的运作关系，使两者在结合运用的过程中，发挥出最大的价值。
但是，船舶轮机仿真器和虚拟现实技术在实际的运用过程中，都需要由专业的团队进行操作，同时操作手段也比较繁琐，因此加强船舶轮机仿真器引入虚拟现实技术的研究，成为相关研究人员重要的工作内容。
一、虚拟现实技术虚拟现实技术属于多项技术的结合体，如媒体技术、人机对接技术以及仿真技术等都包含其中，更是在计算机技术基础上创立的新兴技术。
这项技术的特点主要是以计算机为主体，然后通过大量数据生成视觉、听觉以及触觉等集于一体真实的虚拟环境，让工作人员在虚拟环境下，进行相关的工作实验与研究。
用户使用必要的特定设备，例如: 数据衣、数据手套、数据鞋、立体头盔和立体眼镜等，就可以自然地与虚拟环境中的客体进行交互并相互影响，从而产生身临现场的感受和体验。
虚拟现实系统或环境是由图象识别与产生系统；声音识别与产生系统；触感识别与产生系统；网络通讯系统以及各种人工智能系统、传感器系统等具有不同功能和不同层次的子系统所构成的综合集成系统。
轮机模拟器实验指导书(新)
轮机模拟器实验指导书(新)5、通过手动或自动操作和调节，维持主机、辅助设备和系统的正常运行。
二、实验要求1、独立完成训练项目内的全部内容，操作顺序正确，动作准确无误；2、措施得当，处理及时，无耽搁和错误操作；3、在规定的时间内完成训练项目，不得出现任何警报或因操作引起的故障。
三、实验初始条件1、一台发电机在自动模式下运行，燃用“MDO”；2、主机控制方式为：集控室遥控；3、主机油、水系统、起动空气和控制空气系统已备妥。
四、实验内容及步骤1、机旁应急操作：主机备车、起动及运行：确认操纵地点转到机旁，用应急车钟与驾驶台联系，进行下列操作：1）盘车、冲车、正倒车试车；在下述操作过程中观察集控台主机遥控流程图和驾驶台主机起动程序各指示灯有否变化，同时也观察机旁起动控制台上的指示灯的变化：2）起动主机；3）机旁加速；4）机旁减速；5）机旁停机；6）机旁反向起动主机，停车；7）将操纵地点转“集控室”，再转“驾驶台”。
2、在驾驶台对主机进行应急操纵： 1）取消限制①取消慢转将车钟手柄从“STOP”推向正车“FULL”位置，同时按下主机遥控操作面板上的“取消慢转”按钮；观察在起动加速过程中没有慢转过程，然后再按下“CANCEL SLOW TURNING”按钮以进行复位。
②取消程序负荷将车钟手柄从正车“FULL”推向正车位置,同时按下“取消负荷程序”按钮；观察从主机港内全速到海上全速的过程中没有按负荷程序加速的过程，然后予以复位。
③取消转速限制按下“取消转速限制”按钮；观察主机最大转速不再受轮机长手动设定转速限制，然后予以复位。
第 46 页共 78 页④紧急倒车将车钟手柄从正车全速推向倒车全速位置；观察主机自动经历的停油减速、换向、强制制动、倒车起动及倒车加速的过程，注意主机转速、凸轮轴位置及转向的变化。
2）越控操纵①取消故障自动停车教师设定热工故障导致主机故障自动停车，“ SHUTDN ACTIVE”指示灯闪光，蜂鸣器鸣响；学员在确认故障可以越控后，按下“取消自动停车”按钮，观察主机暂不执行故障停车的过程；待故障排除后，将车钟手柄扳回“STOP”位置进行复位。
现代船舶轮机模拟器的应用与发展研究
现代船舶轮机模拟器的应用与发展研究摘要：现代船舶行业的发展速度越来越快，相应的船舶的操作人员的个人素质也要得到相应的提高，但是对于船舶训练来说，直接进行是不可能的，存在极大的风险，于是船舶轮机模拟器就孕育而生，为海员的训练提供便利。
本文着重论述船舶轮机模拟器的应用与发展。
关键词：船舶轮机模拟器；应用；发展1.船舶轮机模拟器的简介1.1概念及特点船舶轮机模拟器就如同游戏厅的赛车游戏一般，通过一种以数学模型为基础的交互系统来进行指导，即电脑根据操作者自身的操作反映到机器模拟画面上，让操作者在电脑模拟的各种情况下能够合理科学的做出正确的应对。
通过船舶轮机模拟器减少直接船舶训练所带来的风险，又能在最拟真的情况下让海员完全掌握相应的船舶技术，是一种高效、简便、安全的系统。
1.2船舶轮机模拟器的优、缺点1.2.1船舶轮机模拟器的优点船舶轮机模拟器是一个服务于海员训练的系统，为海员的船舶训练提供了一种更加简便、综合的教学模式。
船舶轮机模拟器通过对船舶各种情况的模拟，为海员提供了学习的平台，让他们能够在安全的前提下迅速掌握各种船舶知识，同时在进行训练时还不会受到天气等客观因素的影响，能够最大限度的利用时间，以最快的速度掌握相应的知识。
除此之外，还能够在最大程度上减少船舶的耗损，避免不必要的损失，降低训练成本，真正做到可持续性发展，做到绿色、环保的发展。
船舶轮机模拟器还能够将海员的训练表现记录下来，通过系统来进行相应的纠错，预防海员养成不良的操作习惯。
最后，船舶轮机模拟器还能够将海员的训练表现与教学内容进行比较，并进行打分，从而能够对海员的训练进行考核。
1.2.2船舶轮机模拟器的缺点任何事物都是有利有弊的，船舶轮机模拟器亦不例外。
虽然船舶轮机模拟器通过计算机实现海员和模拟情况的交互，让海员能够在最大限度上感受到所模拟的情况，但是不论在怎么模拟，模拟的与现实总会存在差别，模拟当中的训练不能完全的替代现实的操作训练。
船舶轮机模拟器技术发展研究
船舶轮机模拟器技术发展研究发布时间：2021-07-12T16:10:19.263Z 来源：《科学与技术》2021年第8期作者：吕黄辉鲁君[导读] 轮机模拟器是现代技术革命的产物,它利用计算机技术模拟船舶动力装置及其控制系统的特性吕黄辉鲁君江苏绿科船舶科技有限公司，江苏，南通 226002摘要：轮机模拟器是现代技术革命的产物,它利用计算机技术模拟船舶动力装置及其控制系统的特性,能够在各种工况和环境下进行操作训练,具有完善的教育和培训功能。
关键词：船舶轮机，轮机模拟器，技术发展，分析研究1概述轮机模拟器仿真技术涉及到众多高新技术领域的知识,如计算机、多媒体、信息处理、软件工程、图形图像和自动控制等技术,系统功能非常复杂同时,受硬件、系统运行环境和培训教学要求等方面的限制。
现今的轮机模拟器普遍存在以下主要问题真实性差、工作稳定性差、故障率高、可扩展功能差、可维护性差、二次开发困难等,训练人员数量和培训地点等受到限制,对模拟器各设备的参数和运行状况的监视功能及学员训练评估系统还不够完善。
这些问题一定程度上制约了轮模拟器功能和利用,影响教学和培训效果。
2船舶轮机模拟器技术的现状和国内外发展趋势上个世纪60年代末，国外针对船舶领域的计算机仿真就已经开始进行研究，到90年代虚拟现实技术在船舶领域的仿真已经很成熟了。
其中挪威、美国、英国等国家对该技术也都展开了深入研究，并且该产业规模已经形成，尤其是挪威，NOR Control公司制造了80%的市场份额在世界上运行的轮机仿真训练器。
世界上众多的发达国家、航海院校以及培训中心都已经或正在研制并且使用了各类航海模拟器和轮机模拟器。
但是，对于轮机模拟器的研究我们国家起步比较晚，跟发达国家比起来，还是比较落后的。
在七十年代末，于NOR Control公司大连海事大学首先引进了轮机模拟器，随后，青岛远洋船院也引入了该公司的轮机模拟器。
1994年，第一台国产轮机模拟器WMS-1在武汉理工大学被成功研制出来，增加了先进和复杂的仿真对象，以及复杂的仿真内容，采用最先进的计算机实时仿真技术以及更多的其他技术，与九十年代国际同类设备相比，此轮机模拟器的总体技术、系统性能以及制造质量，均已经达到了先进水平。
现代船舶轮机模拟器的应用与发展
现代船舶轮机模拟器的应用与发展摘要：本文主要对现代船舶轮机中模拟器的作用，以及其在航海教育以及船员培训中的应用情况进行分析，在对船舶轮机模拟器的概念、特点、研究目的进行确定后，进一步分析国内外针对船舶轮机模拟器的研究现状以及研究中使用的最新的技术和理论，并进行分析归纳，并与最新的应用处理技术相结合，对应新形势下的特殊要求，展望船舶轮机模拟器的未来发展方向。
关键词：模拟器技术；轮机模拟器；船员培训在轮机工程专业进行教学和培训的过程中，现代船舶轮机模拟器能够为其提供一个非常完整的模拟型操作平台。
模拟器是由其外部设备以及声响、灯光等效果所组成的，其设计是能够实现与母型船保持基本的一致的，也能够实现操作其设备及系统的方式，以及工作进行的流程与实体船最大程度的接近，甚至在一些情况下，还能够将母型船的一些缺陷克服掉，达到一定的超越。
相关的国际和国内法规都对使用船舶轮机进行培训有强制性的要求，以更好地将船舶机械人员的操作以及分析故障的能力得以提高，另外对模拟器本身功能也有规范性的要求，以推动模拟器发展以及其更好的应用于培训、教学等领域中。
本文主要从这样的背景下展开分析。
一、船舶轮机模拟器的基本概念以及研究的目的1.船舶轮机模拟器的基本概念及其特点船舶轮机模拟器是利用了数学建模技术的一种对机舱设备进行模拟的系统和实物，在计算机的联合计算之后，将计算结果通过类实物的形式在人机交互装置上进行显示。
操作者可以通过类机舱的操作方式，参考交互过程中产生的数据，将真实机舱系统以及设备中的真实运行状态呈现出来，以更好的对操作者进行其专业技能的训练、评价以及考核的相关工作，并能够达到实效、环保、节能以及安全的效果。
2.评价船舶轮机模拟器的相应标准整体的船舶轮机模拟器是复杂并且庞大的，其操作过程是借助内部的逻辑关系来再现模拟的效果。
无论是工作人员的受馈方式还是操作依据都是非常复杂的。
因而对其衡量的标准需要与实船的状态达到一致。
3.研究船舶轮机模拟器的目的及其作用首先，能够让新学员对于其专业有初步的理解和认识，对模拟器的状体和形成概念有一些的了解，为将来的学习和工作建立基础；其次，教师可以将理论教学融入到模拟器的操作过程中去，在提高操作技能的同时，加深专业知识的理解，可以实现事半功倍的效果。
船舶机舱自动控制系统模拟操纵实验装置技术要求
船舶机舱自动控制系统模拟操纵实验装置技术要求船舶机舱自动控制系统模拟操纵实验装置设备数量：10套;利用组态软件开发船舶机舱典型控制系统模拟操纵软件，配置触摸屏操作面板，满足学生对船舶机舱控制系统的认识学习、实操、故障分析的要求。
1、设计方案每套装置做成一个可移动的控制台，台面配有触摸屏，配以主机遥控、冷却水温度控制、分油机、燃油监控、辅锅炉控制等控制系统的模拟软件，既可模拟操作，也可模拟被控对象的参数变化过程。
控制台外形大致在500（宽）*1600（高），台面配套开孔以安装触摸屏，移动的四个角配以带制动的万向轮。
2、主要功能实现主机遥控、冷却水温度控制、分油机、燃油监控、辅锅炉控制等控制系统的模拟操纵功能；实现主机遥控、冷却水温度控制、分油机、燃油监控、辅锅炉控制等控制系统的故障模拟功能；实现主机遥控、冷却水温度控制、分油机、燃油监控、辅锅炉控制等控制系统的参数设置功能；实现主机遥控、冷却水温度控制、分油机、燃油监控、辅锅炉控制等控制系统的监控程序设计。
3、主要组成及配置表（1）提供15英寸以上触摸屏操作面板；（2）主机配备主流组态软件；（3）提供可授权的移动端APP,方便学生学习；（4）开放模拟操纵软件源程序，方便二次开发;（5）包括故障设置功能。
4、监控界面设计的要求需方提供，供方按图设计制作。
模拟图由供方提供图样，需方根据要求可做适当调整。
具体图纸包括：主机遥控、冷却水温度控制、分油机、燃油监控、辅锅炉控制系统等需要模拟系统结构组成图、气动系统图、工作原理框图、控制流程图、实物图片、操作控制、参数表、故障设置、曲线图、考核的相关界面。
5、施工要求1)图纸设计：合同订立后1周内提供，供方4周内完成界面设计。
2)设备的购置及制作：合同签订3周内；3)程序调试：合同签订6周内；4)提供技术说明书、设备使用说明书、实验指导书5)交付：现场交付和培训。
轮机模拟器智能评估系统报告
轮机模拟器智能评估系统报告近年来，随着船舶制造技术的不断提高，轮机模拟器逐渐被广泛应用于船舶操纵培训中，为培训人员提供了一个高度仿真、安全可靠的船舶操作环境。
用于培训的轮机模拟器由多个子系统组成，其中智能评估系统是一个重要的组成部分，具有很好的教学效果和实用价值。
本文旨在介绍轮机模拟器智能评估系统的工作原理和评估方法。
一、智能评估系统的工作原理轮机模拟器智能评估系统主要依靠计算机技术，在船舶运行过程中对操纵员的操作进行监控和分析，帮助培训人员不断提高操作技能和意识水平。
智能评估系统的工作流程如下：1. 数据采集：轮机模拟器智能评估系统通过传感器、界面等设备获取船舶运行数据，包括轮机负荷、转速、舵角等信息，并将其传输给控制系统。
2. 数据处理：控制系统对采集到的数据进行处理和分析，用数学模型实现模拟器模拟计算，得出船舶运行状态。
3. 操作监测：智能评估系统监测操纵员的操作，并将其与运行状态进行比较，进行合理性评估和错误提示。
4. 实时反馈：系统即时反馈操纵员的操作情况和错误信息，帮助操纵员纠正错误并提高技能水平。
5. 历史记录：系统可将各种船舶操作数据进行记录和调用，以供后续分析和教学使用。
二、智能评估系统的评估方法智能评估系统主要通过对操纵员的操作进行评估，根据评估结果提供相关信息和建议。
评估方法主要包括以下几个方面：1. 简明性评估：评估操纵员的操作记录是否包含重要的运行状态信息；评估操纵员是否能正确应对运行状态的变化；评估操纵员是否有意识地控制船舶，防止超负荷或其他不利情况发生。
2. 安全性评估：评估操纵员是否能正确掌握船舶停船和急停的技巧，能否应对船舶翻覆、碰撞等紧急情况；评估操纵员的操作是否遵守国际航行规则，是否存在对其他船只造成威胁的行为。
3. 故障处理能力评估：评估操纵员是否能快速判断机器故障，并采取相应的紧急动作，以减轻故障的影响；评估操纵员的维修操作是否正确，是否能在短时间内解决机器故障。
武汉理工大学自研轮机模拟器组成及功能
轮机模拟器组成及功能轮机模拟器组成及配置仿真对象为香港OOCL公司2010年下水的“华盛顿号”，该船为最新型号的8000箱集装箱船，采用6600V中压电力系统及ME智能主机。
该套轮机模拟器配置包括：驾驶台：与OOCL 母型船相似集控台：与OOCL 母型船相似电站：含中压及低压电站与OOCL 母型船相似主机模型及机旁控制台：与OOCL 母型船相似大型动态模拟屏：含燃油系统、滑油系统、冷却水系统、压缩空气系统、蒸汽系统等，可动态显示设备运行状态。
辅助设备控制箱：含发电柴油机控制箱、滑油分油机控制箱、燃油分油机控制箱、空压机控制箱、焚烧炉控制箱、锅炉控制箱、生活污水处理控制箱等。
机舱漫游、虚拟拆装及投影系统：含机舱主要设备的三维模型，可投影辅助教学。
从系统上分包括：主柴油机及其推进系统仿真主机遥控系统仿真压缩空气系统仿真机舱污水系统仿真压载水系统仿真中央冷却水系统仿真蒸汽系统仿真燃油系统仿真滑油系统仿真分油机系统电站系统仿真集中监测系统仿真主机工况监测系统仿真从整个轮机模拟器空间上可划分为：教师室机舱控制室机舱学员练习室简报室学员上课及讨论时使用简报室，上机练习时使用学员练习室，学员进行训练及实操评估时学员在控制室及机舱进行演练，所有的实操内容及流程由训练教师在教练员室的电脑主机上做规划，该系统提供机舱设备运行之音效以增加临场感。
轮机模拟器的功能：自研的设备满足关于STCW公约对船员培训及实操评估的需求。
自研的最新型全任务轮机模拟器1台含驾驶台、集控台、电站、主机操作台、机旁控制箱等。
可对学员进行全方位的系统培训，掌握轮机系统知识。
该轮机模拟器系统提供的是图形化的操作界面，各子系统画面之间可相互切换，使用者可方便地操作及调整各项设备。
在各种指定的初始条件下，如在坞内、在港、低速航行、全速航行等模式，系统模拟了机舱各项设备在该初始条件下的动态行为。
对应的各项温度、压力、流量、液位等程序变量均可在监控画面上显示。
轮机模拟器实验室观后感(二)
引言概述：正文内容：一、模拟器配置和设备1.模拟器硬件配置的先进性：轮机模拟器实验室设备齐全，包括电子控制系统模拟器、船用主机模拟器等，具备较高的仿真精度和性能，可以模拟多种复杂的轮机工况。
2.模拟器软件系统的稳定性：实验室采用先进的软件系统，能够实现实时仿真和监控，具备良好的稳定性，保障实验的精确性和可靠性。
3.设备功能的全面性：实验室的模拟器设备能够模拟多种船舶轮机系统，包括柴油机、涡轮机等，使学员能够全面了解和掌握不同类型轮机的原理和操作。
二、实验内容和操作方法1.实验内容的科学性：轮机模拟器实验室提供了丰富多样的实验内容，包括机舱全面操作、事故故障仿真等。
通过实验内容的设置，提高了学员对于各类船舶况的应变能力。
2.操作方法的实用性：实验室以实际操作为基础，结合理论知识培训，使学员能够深刻理解船舶轮机系统的各个环节，并能熟练运用实际操作方法。
3.实验流程的规范性：实验室设置了详细的实验操作流程，使学员能够按照规范的程序进行实验，提高操作的准确性和安全性。
三、实验师资力量1.师资力量的专业性：轮机模拟器实验室聘请了一批经验丰富的航海专家和工程技术人员，具备扎实的理论知识和实践经验，能够为学员提供专业的指导和培训。
2.师资力量的教学方法：实验室的师资力量注重培养学员的实际操作能力，采用亲身示范、实验讲解等多种教学方法，提高学员的学习效果和技能水平。
3.师资力量的团队配合：实验室师资力量之间相互配合，各自承担不同的教学任务，形成专业的教学团队，确保实验教学的顺利进行。
四、实验室管理1.设备维护的及时性：实验室采取了严格的设备维护制度，定期对模拟器设备进行维护和检修，确保设备的正常运行和故障率的降低。
2.实验室安全的重视：实验室重视安全生产，制定了严格的实验安全操作规程，为学员提供安全的实验环境和条件。
3.实验室资源的合理利用：实验室通过科学的资源管理和分配，合理利用实验室的设备和人力资源，保障实验教学的顺利进行。
模拟船舶机电系统的性能优化设计
模拟船舶机电系统的性能优化设计船舶机电系统是船舶中至关重要的一环，它包括船舶发电机系统、船舶电力配电系统、船舶动力和推进系统等多个部分。
对于一艘船舶来说，机电系统的实现直接关系到船舶的性能和安全性，因此，优化设计船舶机电系统的性能变得至关重要。
本文将对船舶机电系统的性能优化设计进行介绍。
首先，我们将从船舶机电系统的组成结构入手，介绍船舶机电系统的性能指标以及对性能进行优化的方法。
接着，我们将针对船舶机电系统的每个部分进行详细的分析，并提出优化建议。
最后，根据实际案例，进行船舶机电系统的优化设计示范。
一、船舶机电系统的组成结构船舶机电系统的组成结构可分为船舶发电机系统、船舶电力配电系统、船舶动力和推进系统四部分。
船舶发电机系统主要由发电机和发动机组成。
发电机的能力是根据船舶电力负载需求来匹配的，并具有合适的响应速度和稳定性。
船舶电力配电系统是电力在船舶中传输和分配的系统，其主要功能是将电能分配给各个消耗点并确保其正常运行。
该系统还负责保护发电机和消耗设备，并通过相应的设备进行电力监控和安全控制。
船舶动力系统和推进系统涉及到动力和推进的设计以及相应的控制系统。
这两个部分的关键在于如何将电能转化为动能，并在保证安全的前提下提供足够的推力。
该系统还需要考虑船舶的航行环境以及运行条件，以确保船舶的性能表现。
二、船舶机电系统的性能指标与优化方法性能指标是评估船舶机电系统的重要标准。
常见的性能指标包括航行能力、耗能量、稳定性、安全性等。
不同的设计需求会产生不同的性能指标要求。
1. 航行能力的优化船舶机电系统设计的一个重要目标是提高船舶的航行能力，尤其是河流船舶和海洋船舶。
对于船舶发电机系统，在功率密度和响应速度的保证下，可以通过采用新的材料和制造技术来达到轻量化和高效化的目的。
在船舶动力系统和推进系统中，可以使用高效和能量密度更高的电动机，提高能源利用率，并减少能源消耗。
2. 耗能量的优化在设计船舶机电系统时，需要考虑船舶每一部分的能源消耗情况。
分离型轮机模拟器通用分布式处理单元的设计
分离型轮机模拟器通用分布式处理单元的设计1. 简介分离型轮机模拟器是一种用于培训船舶工程师和轮机操作员的虚拟仿真系统。
为了提高模拟器的性能和可扩展性，我们需要设计一个通用分布式处理单元，以实现并行计算和分布式处理。
本文将详细介绍分离型轮机模拟器通用分布式处理单元的设计思路、架构和实现细节。
2. 设计思路分离型轮机模拟器通常包含多个子系统，如发动机系统、润滑系统、冷却系统等。
为了提高性能，我们可以将这些子系统分别部署在不同的计算节点上，并通过通信协议进行数据交换和协同计算。
设计思路如下：•将每个子系统抽象为一个独立的处理单元，称为“节点”。
•每个节点负责模拟和计算相应子系统的行为。
•节点之间通过消息传递进行数据交换和协同计算。
•引入一个中心调度器来管理节点之间的通信和任务调度。
3. 架构设计3.1 节点架构每个节点包含以下组件：•模拟器：负责模拟和计算子系统的行为。
•通信模块：负责节点之间的消息传递和数据交换。
•数据存储：负责保存节点的状态和结果。
节点之间通过消息传递进行通信，可以采用基于消息队列或者分布式共享内存的方式。
通信模块负责将消息发送到相应的节点，并接收和处理其他节点发送过来的消息。
3.2 中心调度器中心调度器是整个分布式处理单元的核心组件，负责管理节点之间的通信和任务调度。
它具有以下功能：•节点注册：当一个新节点加入系统时，中心调度器负责注册该节点，并为其分配唯一标识符。
•任务调度：根据系统的负载情况和任务优先级，中心调度器将任务分配给空闲的节点进行处理。
•数据交换：中心调度器负责将节点之间需要交换的数据进行转发，以实现协同计算。
4. 实现细节4.1 技术选型在实现分离型轮机模拟器通用分布式处理单元时，可以选择以下技术：•消息队列：如RabbitMQ、Kafka等，用于实现节点之间的异步消息传递。
•分布式共享内存：如Apache Ignite、Hazelcast等，用于实现节点之间的数据共享和协同计算。
轮机模拟器技术规格要求
附件一：轮机模拟器技术规格要求目录一、总体要求 (1)二、轮机模拟器制造标准 (1)三、系统主要要求 (1)四、盘台设备的具体技术指标和数量 (4)五、仿真软件的具体技术指标 (7)5.1 主柴油机及其推进系统仿真 (7)5.2 主机遥控系统仿真 (8)5.3 压缩空气系统仿真 (9)5.4 机舱污水系统仿真 (10)5.5 压载水系统仿真 (10)5.6．舱底水系统数学模型 (11)5.7 中央冷却水系统仿真 (11)5.8 蒸汽系统仿真 (14)5.9 燃油系统仿真 (14)5.10 滑油系统仿真 (15)5.11 分油机系统 (16)5.12 电站系统仿真 (16)5.13主机工况监测系统仿真 (18)5.14主机控制台 (18)5.15 集中监测系统仿真 (19)5.16 舵机及其系统 (19)5.17 空调制冷系统 (20)六、故障模拟 (21)七、教练员软件 (22)7.1启/停控制 (22)7.2运行模式设置 (22)7.3环境设置 (22)7.4训练管理 (23)一、总体要求1.满足国际海事组织(IMO)关于海员发证及值班标准国际公约(STCW78／95)规定的“适任评估项目”和“能进行持续熟练程度演示”的要求。
2.满足中国海事局“关于STCW78／95公约过渡规定的实施办法”中规定的“自动化电站的训练”和“自动化系统的训练”的要求。
3.满足“海船船员适任证书考试、评估和发证规则”及相应的“轮机模拟器训练评估规范”。
4.以海上无限航区船舶为母型船，参照国际最先进的轮机模拟器的功能，保证建造的轮机模拟器及系统设备具有先进性、实用性、良好的可靠性和真实、精确的仿真效果。
5.满足中华人民共和国海船舶船员适任考试大纲6.结合虚拟现实平台，实现虚拟展示与折装。
7.要求完成操作说明与在线即时帮助。
8.生产厂家在设备制作或安装时，相关情况要与用户及时沟通。
9.根据需要，供应商日后免费为用户搬家一次二、轮机模拟器制造标准GB/T2681-1981 电工成套装置中的导线颜色GB/T3797-1989 电控设备GB4208-1993 防护等级GB/T4588-1996 印制电路板GB/T12000-1990 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件JB/T3085-1999 半导体变流器一般要求GBJ232-82 电气装置工程施工及规范GB/T4064-1983 电气设备安全设计导则GB/T489-1984 工业无线电干扰GB7947-1997 导体颜色或数字标识GB4702-1984 低压电器控制设备三、系统主要要求1．母型船：应代表当今国际先进水平的海上无限航区船舶。
轮机模拟器标书
轮机模拟器附件一：全任务轮机模拟器设备清单（1套）附件二：《全任务轮机模拟器系统技术规格书》轮机模拟器采购标书技术规格和要求1．轮机模拟器采购概述1.1 货物名称和交货时间货物名称：全任务轮机模拟器；交货时间：合同生效后90个工作日内；1.2轮机模拟器的功能设计标准(1)满足国际海事组织(IMO)关于海员培训、发证及值班标准国际公约(STCW78／95)规定的“适任评估项目”和“能进行持续熟练程度演示”的要求。
（2）满足中国海事局“关于做好STCW公约马尼拉修正案履约准备工作有关事项的通知”中机舱资源管理（ERM）设备标准的要求。
（3）满足“海船船员适任证书考试、评估和发证规则”及相应的“轮机模拟器训练评估规范”。
主要用于轮机员补充电类知识培训及其他通用相关轮机评估项目的部分训练要求。
（4）参照国际最先进的轮机模拟器的功能及用户的特殊要求，保证开发的训练系统具有先进性、实用性、良好的可靠性和真实、精确的仿真效果。
1.3轮机模拟器的基本要求（1）数学模型采用高级编程语言Forturn，数学模型可开放给用户阅读和修改；（2）轮机模拟器数据采集系统采用西门子PLC或研华工业控制系统（工控机、板卡和端子板），不能采用自己设计的模块。
（3）轮机模拟器需要采用国内外有知识产权（软件著作权）的大型数字仿真支撑平台作为教练员软件。
2. 全任务轮机模拟器设备组成和功能要求2.1 仿真对象以大型低速船用柴油机MAN B&W 1290MC-C为主，柴油机自动化满足AUT-0的有关要求，额定转速94 r/min，功率54720KW。
2.2轮机模拟器主要配置2.2.1 轮机模拟器的硬件配置集中控制台、电站配电屏、大型动态模拟操作屏、模拟主机和模拟机舱、驾控台、主机机旁操纵台、设备控制箱、调距桨模块、计算机、音响系统、打印机、供电及网络设备等。
（1）集中控制台集控台主要由控制盘台、监控报警计算机、主机示功图、系统流程监控图、操纵设备及元器件等组成，集中控制台的大小和布置与实船相同。
轮机模拟仿真系统的开发和应用
轮机模拟仿真系统的开发和应用Ship Engine Simulation System Development and ApplicationJIANG Xiao-ming, ZHANG Wei(Aviation University of Air Force, Changchun *****, China)Abstract: This medium contact simulation using computer technology of Marine automation system features and use.Key words: ship engine; simulation system随着计算机技术的迅猛发展,船舶的轮机自动化程度日益提高,轮机管理人员的技术培训和技术更新十分迫切和必要。
轮机模拟系统能模拟轮机自动化的各种功能,并利用计算机技术结合必要的硬件设备,完成轮机的模拟操纵。
轮机自动化是用自动化仪表、控制元件、逻辑元件、计算机等组成的各种控制系统。
它能部分或绝大部分代替轮机管理人员,实现对机舱中的运行参数进行自动控制、监视、显示、记录和报警,以及对主要机器设备进行自动控制。
本文介绍我们研制的新型轮机模拟系统。
1 系统基本构成本系统由计算机、PLC、主控制台、锅炉操作屏、电站操作屏等部分组成。
学员计算机用于对轮机系统管道设备的操作,排除教师计算机设置的故障,主机机旁应急操作;教师计算机用于监视、控制学员在学员计算机上的操作,系统故障设置,同时,兼有驾驶台控制功能,报警计算机用于轮机系统各主要参数的异常情况报警和学员操作顺序的记录。
打印机用于异常情况报警输出和学员操作记录的打印输出。
主控制台PLC主要实现集中控制室控制的各种功能,完成各PLC 与计算机之间数据和命令的交换,锅炉操作屏PLC能够实现锅炉的模拟操作,电站操作屏PLC用于实现电站模拟操作。
主控台由车钟、油门操纵杆、轮机系统主要参数的模拟显示仪表、主机控制方式切换操纵开关、轮机系统主要设备运行玻态指示灯、主机起动装置状态指示灯、应急操纵按钮和应急报警指示灯等部分组成。
轮机自动化
物理真实感（如：房间布局、控制盘台、柴油机物理模型等）
《轮机模拟器》
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介
模拟器的组成要素 每套模拟器的组成有所不同，但都可以归结为以下几个要素：
物理真实感（如：房间布局、控制盘台、柴油机物理模型等）
环境真实感（如：机舱声响、三维视景等）
《轮机模拟器》
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介
环境真实感（如：机舱声响、三维视景等）
《轮机模拟器》
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介
轮机模拟器训练的目标 专业知识 实践技能 意识和态度
《轮机模拟器》
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介
轮机模拟器训练的目标 专业知识 融合柴油机、辅助机械、动力装置、电气与自动化等
专业课程的理论知识。
《轮机模拟器》
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介
轮机模拟器训练的目标 实践技能 包括主机的备车与机动航行、船舶电站的并车操作、
造水机的起动与停止…等操作。
《轮机模拟器》
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介 第二节 轮机模拟器系统概述
《轮机模拟器》
轮机模拟器概述
第一节 轮机模拟训练简介
仿真的概念（”模拟”、“Simulation”） 指利用物理的或数学的模型来类比、模仿现实过程，以寻求对
真实过程的认识。
仿真的应用 用于性能分析、系统测试、优化设计、教育培训、辅助决策等。
柴油机转速/rpm
缸内压力/bar
170 160 150 140 130 120
计算机技术在船舶轮机模拟系统中的应用
计算机技术在船舶轮机模拟系统中的应用随着科技的不断发展，计算机技术在各个领域都得到了广泛应用，其中包括船舶轮机模拟系统。
船舶轮机模拟系统是一种通过计算机技术模拟船舶轮机运行情况的系统，它可以为船舶轮机操作人员提供真实的练习环境，提高他们的技能水平和应对突发情况的能力。
本文将详细介绍计算机技术在船舶轮机模拟系统中的应用，以及其对船舶轮机操作人员的影响和意义。
1. 船舶轮机模拟系统的基本构成船舶轮机模拟系统是由硬件和软件两部分组成的。
硬件部分包括显示屏、操纵台、操纵杆等物理设备，用于模拟真实的船舶轮机操作环境；软件部分则是通过计算机程序模拟船舶轮机的运行情况，包括发动机启停、转速调节、舵机控制等功能。
通过这些硬件和软件的结合，船舶轮机模拟系统可以为操作人员提供高度真实的操作体验。
计算机技术在船舶轮机模拟系统中发挥着至关重要的作用。
它可以模拟多种船舶轮机型号和工况，为操作人员提供多样化的训练内容。
计算机技术可以模拟各种突发情况，如发动机故障、油压异常等，让操作人员在虚拟环境下学会正确的处置方法。
计算机技术还可以记录操作人员的每一次操作，对其进行评估和反馈，帮助其及时发现和纠正问题。
二、船舶轮机模拟系统对操作人员的影响和意义1. 提高操作人员的技能水平船舶轮机模拟系统可以为操作人员提供高度真实的训练环境，让他们在没有实际风险的情况下进行操作练习。
这样一来，操作人员可以反复练习，加深对轮机操作流程的理解和掌握，从而提高其技能水平。
在实际操作中，他们能够更加熟练地应对各种情况，保障船舶的安全运行。
2. 增强操作人员的应变能力船舶轮机模拟系统可以模拟各种突发情况，让操作人员在虚拟环境下学会正确的处置方法，增强其应变能力。
这样，当实际情况发生时，他们能够迅速做出正确的决策和应对措施，减少事故发生的可能性。
3. 降低船舶运营风险4. 促进船舶轮机技术的发展船舶轮机模拟系统的引入，促进了船舶轮机技术的发展。
通过模拟系统的不断改进和完善，船舶轮机技术也在不断提升，使船舶轮机的操作更加安全、高效。
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第25卷 第4期大连海事大学学报V ol.25,N o.4 1999年11月Journa l of Da l i a n M ar iti m e Un i versity N ov.,1999文章编号:100627736(1999)0420056205新型轮机模拟器系统功能和结构设计Ξ史成军,吴 恒,郭 晨(大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连 116026)摘要:该方案综合应用计算机网络、数据库、虚拟现实和分布式仿真技术,采用多台微机组网运行协同完成新型轮机模拟器的任务,各台微机也可单独运行完成特定系统的仿真功能.该方案使系统具有扩充性好,更换对象方便等特点.关键词:轮机模拟器;虚拟现实技术;计算机网络分类号:TP392;TP393.1 文献标识码:A系统以交换机为中心将各个子系统仿真工作站、服务器、相关控制台、配电盘和V R工作站以星型网络结构构成分布式仿真系统.系统以虚拟现实(V irtual R eality,V R)技术柔和集控室控制台、配电盘和船桥控制台等实物相配合再现船舶的实际机舱,使受训人员具有实船的感觉,以达到较好的训练效果.1 系统功能和系统结构系统由教员室功能模块、集控室功能模块、机舱设备功能模块、学员操作功能模块和电源(U PS不间断电源)五大部分组成.111 教员室功能模块配有驾驶台主机遥控台(包括报警系统、车钟记录仪、多通道记录仪和网络打印机)、仿真服务器、数据库服务器(W eb服务器)、工控机、教员工作站、声音合成及功率输出设备和音箱(放置机舱).教员室具有遥控主机及控制台上相关设备的功能,修改参数和设置故障、对受训人员进行评估和对网络进行管理的功能.仿真服务器完成总体仿真程序(瘫船起动、稳定运行、超 亚实时、风浪程序和子系统不能完成的任务)及协调各子系统工作站的任务.数据库服务器提供船舶数据、仿真系统变量数据、故障诊断专家系统数据库和评估规则数据库数据共享服务.W eb服务器提供Internet Intranet(或远程通信)服务,为远程学生(或其他人员)提供在线模拟器仿真服务和专家系统服务.工控机完成驾驶台主机遥控台的信号采集和控制输出Ξ收稿日期:1999204222基金来源:辽宁省科学技术基金资助项目(9810200306)作者简介:史成军(1963～),男,讲师功能与网络通信任务.教员工作站完成网络管理、网络监视、故障设置、模拟器训练评估系统的任务.多通道记录仪连续实时记录各种参数.打印机供评估系统使用.112 集控室功能模块配有集控室控制台(包括各类仪表、转换开关、声光报警系统和网络打印机)、巡回检测工作站、系统图示工作站、配电盘(仪表和开关)、船舶电力系统工作站、工控机、两台V R 工作站、两台投影仪和两块投影幕.集控室具有对主机及机舱各设备的远距离控制功能、巡回检测和报警功能、主机工况监视和主机遥控系统的显示功能、配电盘上发电机并车操作(包括调频调载)等功能.通过立体眼镜观看投影幕具有身临机舱的感觉(临场感).工控机完成控制台、配电盘信号的采集和控制信号的输出功能,同时完成与其他计算机的网络通信任务.巡回检测子系统完成报警上下限的设置、正常值的显示和报警参数的显示.船舶电力系统子系统完成船舶电力系统的仿真.V R 工作站、投影仪和投影幕一起实现虚拟控制台、虚拟主机、虚拟驾驶台和机舱漫游功能.V R 功能如表1所示.表1 V R 功能V R 功能投影幕A投影幕B 虚拟驾驶台虚拟船舶(三维模型)三维立体驾驶台和控制台.操作鼠标可在虚拟控制台上模拟控制主机三维立体船舶,机舱部位剖视,显示主机、轴系和螺旋桨;当主机变工况运行时,水流和浪花随之改变虚拟集控室虚拟主机(三维模型)三维立体集控室和主机控制台.可在虚拟控制台通过鼠标控制主机三维立体主机(赋予透明材料),可透视主机观看主机内部部件的运动情况;当主机变工况运行时,虚拟主机运动情况随之改变机舱漫游(录像为主,三维模型为辅)通过立体眼镜观看投影幕,具有身临实船机舱的感觉通过立体眼镜观看投影幕,具有身临实船机舱的感觉 以上V R 显示根据需要可使用一个幕,也可同时使用两个幕.113 机舱设备功能模块由各仿真子系统工作站组成.各仿真子系统既可独立仿真,也可组网构成全系统(整个机舱)仿真.由主机、主机操纵系统、发电柴油机组、锅炉系统(惰性气体)、分油机系统、舱底水系统、消防和应急系统、压缩空气系统、机舱燃油系统、机舱滑油系统和冷却水系统组成机舱功能模块.采用三维设备模型和二维系统图相结合的方法实现计算机图形界面.114 学员操作功能模块学员教室由大型图示板、教员站和15台学员工作站组成.图示板反映机舱各设备分布、设备工作状态和各液位的在线指示;教员站和15台工作站与教员室、集控室、机舱设备子系统联网.在学生工作站可获取船舶全部资料,船舶各系统结构和相关设备的工作原理图(两维、三维动画、图片和录像).115 电源配置交流稳压电源和U PS 不间断电源.交流稳压电源提供稳定的交流电压,保证系统正常工作.当市电停止供电时,U PS 不间断电源可继续向系统提供电力.116 系统数据关系仿真系统以数据服务器为中心,将各个子系统工作站、工控机、V R 工作站、教员站和学生工作站组成一个分布式仿真系统.其系统数据关系如图1所示.75第4期史成军等:新型轮机模拟器系统功能和结构设计 图1 轮机模拟器系统数据结构图2 系统网络结构211 星形网络结构目前,网络结构主要分为总线结构、环形结构和星型结构.总线结构主要优点是结构简单,而且比其他结构使用更少的电缆线;主要缺点是当电缆线任何地方断开时,所有工作站都不能通信.当入网计算机较多,多个计算机发送数据时易发生数据碰撞,产生大量无用数据(计算机必须重新发送数据),造成整个系统性能下降.环形结构具有总线结构的优缺点.比星型结构使用更少的电缆,但和总线结构一样难于查错,且如果环中发生断开,整个网络就会瘫痪.星型结构使用集线器(交换机),每个工作站直接连到集线器,在这条线路上不连其他设备.其优点是易于维护和查错,电缆问题只影响连在该线路上的单个设备,不影响其他设备及网络的正常工作.唯一缺点是使用更多的电缆.目前大多数网络采用星型结构.根据系统功能和系统结构分析,系统中存在大量实时仿真数据、图形数据和声音数据,而E thernet 网在一个网段接入的计算机较多时易发生数据碰撞,频繁的数据碰撞造成网络有效传输速率下降.为满足实时性要求,网络中只传递仿真数据和命令数据,图形数据和声音数据存在本地机上,将网络用交换机分段来减少数据碰撞的机会,提高网络的有效传递速率.综上所述,模拟器网络采用以交换机为中心的星型网络结构.交换机上连口接仿真服务器,速率可达100 10M bp s .网络可以较高的速率进行实时数据的传递.212 以交换机为中心的星型网络结构的特点从先进性、可维护性、可开放性和可扩展性等方面考虑,网络特点如下:整个网络采用结构化布线,模块化设计.布线物理通道采用五类屏蔽电缆,速率可达155M bp s ,一次到位.采用星型结构和快速交换技术,将各个部分连成一个整体.实现客户(C lient ) 服务器(Serv 2er )计算模式体系结构.充分利用W indow s N T 功能,发挥其抢占式多任务多线程系统功能及良好的图形操作界面.建立W eb 服务器,以满足Internet In tranet 的可靠运行,为模拟器进行远程服务打下基础.213 网络结构组成交换机拟采用I BM 8271,8271采用特有的随收随发技术,提供高速交换服务,并使用“短帧免发模式”来提高网络操作效率.8271具有8个10Base 2T 交端口和一个高速上连口,各口都可配置成全双工工作,一个端口的实际信息流量可达20M bp s.高速上连口可以选择100Base 2T 、FDD I 或155M A TM 等高速网络.集线器采用中档产品.(1)服务器:采用微机服务器,支持对称多处理器S M P ,CPU 可升级,多个托架以便增加硬盘容量,具有足够的内存以便同时运行多个任务.本系统采用分布式仿真模式,用微机工作站模拟仿真某个设备或某个子系统,服务器协调各工作站运行及微机工作站无法完成85大连海事大学学报第25卷 的工作.(2)仿真服务器:运行总体仿真程序,从各工作站接收数据,经仿真计算将数据发送给各工作站.(3)数据库服务器:向各工作站或服务器提供共享数据(船舶常数数据,各变量当前数据,专家系统数据和评估系统数据).(4)W eb (或远程通信)服务器:提供Internet In tranet (或远程通信)服务,为远程学生(或其他人员)提供在线模拟器仿真服务.(5)学生工作站:可获取船舶全部资料,船舶各系统结构图和相关设备的工作原理图(两维、三维动画、图片和录像),可单机运行子系统仿真程序或全船仿真程序(各学生工作站改变不影响其他工作站),网络仿真(各工作站运行同一仿真程序,一个工作站改变参数,各工作站同时也改变相应参数).(6)子系统工作站:主机工作站、主机操纵系统工作站、发电柴油机组工作站、锅炉系统工作站、惰性气体系统工作站、净化系统工作站、防污系统工作站、消防和应急系统工作站、压缩空气系统工作站、机舱燃油系统工作站、机舱滑油系统工作站、冷却水系统工作站、船舶电力系统工作站、巡检和报警工作站等,分别运行各子系统的仿真程序.(7)V R 工作站:运行V R 程序,按仿真的要求,输出视频信号分别送到投影仪,投影仪将图像投到一个幕上,通过立体眼镜可观看立体视景.(8)教练员工作站:监视网络工作情况,设置运行状态和故障,对模拟器训练人员进行评估.(9)工控机:完成控制台上各模拟仪表的模拟量输出和指示灯的开关量的输出及各开关、车钟和操车手柄位置信号的采集,配电盘上各模拟仪表的模拟量输出和指示灯的开关量的输出及各开关信号的采集,网络结构见文献[7].3 软件选择311 操作系统软件微机采用W indow s 95 W indow s 98等32位操作系统,服务器采用W indow s N T ,利用N T 的安全管理机制来管理整个网络.312 数据库软件采用M SSQL 6.5SERV ER 作为服务器数据库软件,将整个系统的接口定义和所需数据全部存储在数据库中供系统各工作站共享使用,系统以数据库为交换数据的媒介,同时,数据库必须按教练员工作站的指令完成数据的存取功能.313 子系统软件采用VB 或V C 面向对象的编程语言针对本子系统的数学模型编程,只要和其他子系统的接口定义保持不变,便可随时变更子系统的数学模型(即可更换子系统).单机运行时从本地数据库取得数据进行仿真运算,组网运行时从数据库服务器取得数据进行仿真运算,其结果返回数据库供其他子系统使用.314 总控软件教练员工作站运行总控软件,控制模拟器的起停、进度的存取、各子系统的协调、故障的设置和取消、学员的操作记录以及对学员的训练结果进行评估.95第4期史成军等:新型轮机模拟器系统功能和结构设计 06大连海事大学学报第25卷 315 工控软件按模拟器要求以一定采样周期对控制台、配电盘的各开关量和操车手柄的模拟量进行采样,并送往数据库,对部分采样数据经处理后向控制台或配电盘发出控制信号,从数据库取得与配电盘或控制台相关数据输出到控制台或配电盘显示.4 结论以上介绍了基于虚拟现实的轮机模拟器的系统结构和功能.与传统的设计相比,对部分子系统的修改和更换不需修改整个系统,对系统增加或减少设备非常方便.整个系统的维护方便.上述轮机模拟器的设计方案目前正在实施中.参 考 文 献[1] 谢群.上海八运会网络工程建设分析[J].中国计算机用户,1997,25(216):43.[2] 王晶.市场常见集线器产品介绍[J].中国计算机用户,1997,25(216):46.[3] 张孟顺.100Base2T在局域网的应用[J].中国计算机用户,1997,36(227):25.[4] 汤子赢,哲凤屏,汤小丹,等.计算机网络技术及其应用[M].成都:电子科技大学出版社,1996.[5] 鲁士文.计算机网络原理与网络技术[M].北京:机械工业出版社,1996.[6] 汪成为,高文,王行仁1灵境(虚拟现实)技术的理论、实现及应用[M].北京:清华大学出版社,南宁:广西科学技术出版社,1996.[7] 郭晨,吴恒,史成军.应用虚拟现实技术的新型轮机模拟器总体设计与系统结构[J].大连海事大学学报,1999,25(2):672711The syste m functi on and conf i gurati on desi gn ofa new type propulsi on plan t tra i n erSH I Cheng2jun,WU H eng,GUO Chen(M arine E ng ineering Colleg e,D alian M ariti m e U n iv.,D alian116026,Ch ina)Abstract:Based on computer netwo rk,database,virtual reality and distributed si m ulating technol ogy,th is p roject is to comp lete the task of a ne w p ropulsi on p lant trainer by m eans of num erous computers online.Each computer can als o be used to ach ieve the s pecial si m ulating functi on individually.It m akes the syste m a quire characteristics of good expandedness and convenience in changing objects.Key words:p ropulsi on p lan t trainer;virtual reality technol ogy;computer network。