(整理)大型船舶操纵模拟器需求分析书

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大型船舶操纵模拟器技术需求书

一、设备总体要求

1、大型船舶操纵模拟器包括:

1）教练员控制站1套；

2）主本船及视景系统1套；

3）副本船及视景系统2套；

提供系统的总体框架（包括应急备用系统），主要硬件设备的型号、性能指标和备品清单。

2、模拟器中的各本船功能完备

可完整地模拟船舶驾驶台操作环境，具有较高的仿真精度，可用于包括在受限水域进行高级操纵和引航训练。

可以进行STCW78/95公约所规定的模拟器培训和适任评估。模拟器的性能指标满足挪威船级社（DNV）有关大型船舶操纵模拟器的性能标准和其他国际公认的模拟器标准，满足国家海事局关于“大型船舶操纵模拟器”、“驾驶台资源管理”、“雷达/ARPA模拟器”培训大纲的训练要求。

模拟器应采用当今先进的技术手段和方法，具有一定的先进性和前瞻性。

二、主本船的技术要求

主本船具有一个与实船驾驶台相似的环境，拥有一套完整的仪器设备面板，设备功能和操作性能可达到实际硬件设备所能完成的功能。主本船具有5个通道，水平视场角应达到180°、垂直视场角不小于25°的大屏幕柱幕投影视景系统，每个视景通道的分辨率至少为1024×768，采用几何校正和边缘融合软件校正技术，做到视景真正无缝拼接和高亮度显示，为操作人员提供最接近真实的景象，并提供望远镜及漫游通道，可用于漫游观测和望远镜观测周围360°范围的视景。

主本船的功能要求如下：

1、电子海图显示系统

电子海图显示系统应符合有关ECDIS性能标准的要求。应具有无级放大和缩小、区域放大、自动漫游、分层显示，白天、黑夜、晨昏和朦胧显示；应具有海图要素拾取、航线设计，

可进行海图编辑、改正。提供可覆盖中国沿海港口、主要水道及世界常用海域（至少应包括马六甲海峡、新加坡水域、英吉利海峡等）海图。

2、以ECDIS为背景的船舶动态显示

在ECDIS上可动态显示本船、目标船及拖轮的船位。其大小随船舶吨位大小变化。本船靠离码头时缆绳的受力情况。

3、船舶运动数学模型

船舶运动数学模型至少10个类型。

每种类型中应包括不同吨位与载况的模型。船舶运动数学模型中包括影响本船运动的各种效应（车、舵、锚、缆、风、流、拖轮、岸壁效应、船间效应、浅水效应等），附有精度说明及测试结果。根据车、舵、锚、缆、拖轮的操作，航行环境信息（风、流、潮汐等），实时解算本船的运动参数（船位、航向、速度、航向变化率、加速度等）。

4、舵控制

具有可进行选择的随动舵、自动舵、应急舵。

命令舵角、实际舵角、船舶转头速率、三面舵角指示器、航向的动态显示。

陀螺分罗经指示器动态变化。

提供自动舵控制、操作单元以及应急舵控制手柄。

5、车钟控制

根据船舶模型本身的推进器套数，可使用单车或双车控制。

主机转速、空气启动压力动态变化。

6、可变螺距调节

对采用可调螺距桨的船模，可进行螺距调节，螺距指示动态显示。

7、船舶艏、艉侧推控制

对有艏、艉侧推的船舶，可进行艏、艉侧推的控制，并实时显示螺距比。

8、本船缆的控制

根据船舶的大小，可同时进行多达20根缆的带缆、解缆、绞缆操作，绞缆速度可调。在电子海图上可选择缆桩或浮筒的位置，可动态显示每根缆的长度和受力动态显示。

9、本船锚的控制

用锚操作面板进行左、右锚的操作（抛锚、绞锚、松放、刹停），并动态显示锚链的长度和张力。

10、本船拖轮的控制

通过VHF，由教练员操作主本船的拖轮，能实时显示拖轮的图形动态和用力情况。可应教练员/驾驶员的要求，将拖轮操作在教练员站与主本船驾驶台间切换。

11、本船声号的控制

系统控制面板可控制各类号灯。

系统可控制如下特殊情况下的号型及声号：

本船锚泊、本船搁浅、本船失控、本船操纵能力受限、本船吃水受限。能见度不良时，可手动或自动鸣放雾号。并能手动鸣放船头铃声、船尾锣声。

12、视景漫游和望远镜功能

本船的驾驶台中设置单独的通道，用于视景的左右环视、仰视、俯视和自由漫游功能。该通道同时具有望远镜功能，可用望远镜左右环视、仰视、俯视或自由漫游整个视景，望远镜的放大倍数可调，并可进行多视点显示选择。

13、甲板灯控制

可控制多达4个本船的甲板灯。本船甲板灯的改变可随时反映在本船的视景系统和其他本船的视景系统中。

14、其他仪器的仿真

包括GPS、测深仪、计程仪的仿真。用测深仪可设置富裕水深报警。AIS船舶自动识别系统等。

15、船间、船内通信

通过VHF可进行船间通信、船岸通信，通过船内电话可与教练员站进行船内各部门间的通信模拟。

16、船舶数据、环境数据的实时显示

在顶部仪表中可实时显示风向、风速、转向速率、左/右车钟主机转速、舵角指示、航速、水深、三面舵角指示和时间显示。

17、航行综合信息显示

综合信息：

真风向、真风速、相对风向、相对风速;

水深、龙骨下水深；

设定航向、罗经航向；

转向速率；

时间、模拟训练时间；

船速（LOG，GPS）、纵向船速、横向船速；

离岸距离（前）、离岸距离（后）；

GPS船位；

流向，流速。

本船基本参数：

船型、排水量、船长、船宽、吃水、装载状态、自动舵参数设置。

故障报警：

主机故障、主机转速表故障；

操舵故障、自动舵故障、舵损坏；

罗经故障、雷达故障、计程仪故障、GPS故障；

风速指示仪故障、风向指示仪故障、航速表故障、舵角指示表故障。

船舶报警：

碰撞、擦浅、搁浅、走锚等。

18、雷达/ARPA

雷达/ARPA模拟子系统性能应符合STCW78/95公约的规定。主本船还应再安装一台真实雷达/ARPA显示器。雷达模拟图像数据，应包括中国沿海及世界常用海域的雷达图像数据，其指标应符合STCW78/95公约的相关规定。

19、音响模拟

模拟器应提供与模拟海况对应的环境声响（风、浪、声号等）及工作环境（主机、辅机、锚、缆操作等）声响。能模拟船舶碰撞、搁浅、触礁等海损事故的音响效果。

三、主本船部分设备的具体要求

1、顶部仪表板（按实物大小配置）

风向风速表、转向速率表、左/右车钟主机转速表、舵角指示表、航速表、水深表、三面舵角指示器、时间等显示。

2、操舵设备

实物大小的舵轮、随动舵操作控制、自动舵控制单元、陀螺分罗经指示器（实物）、应急舵手柄（实物）、自动/手动/应急舵转换旋钮（实物）、命令舵角指示、实际舵角指示、转头速率指示、电罗经航向指示、磁罗经航向指示等。

3、操车设备