基本信息
- 項目名稱：
- 船舶應(yīng)急電站建模與仿真研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品是基于.NET開發(fā)平臺，采用C#編程等手段在外觀、操作、功能等方面對實船應(yīng)急電站進行模擬的一套軟硬件相結(jié)合的設(shè)備。作為船舶輪機模擬器的重要組成部分，它主要用于航運院校和海員培訓(xùn)機構(gòu)的教學(xué)、實驗和研究，具有高度仿真度和適用性，價格相對國外同類產(chǎn)品較低，且相對國內(nèi)產(chǎn)品具有無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢，具有很好的市場前景。
- 詳細介紹：
- 船舶應(yīng)急電站是在船舶主電網(wǎng)失電時，向影響船舶航行安全的重要設(shè)備（如舵機.應(yīng)急照明.導(dǎo)航設(shè)備等）提供應(yīng)急電源的一套系統(tǒng)。本作品是在外觀、操作、功能等方面對實船應(yīng)急電站進行模擬的一套設(shè)備，由軟件和硬件兩個部分組成：軟件部分包括數(shù)學(xué)模型、電站邏輯和交互界面，采用C#編程語言實現(xiàn)；硬件部分主要包括應(yīng)急配電板和機旁控制箱，通過自行設(shè)計板卡、電路圖和外形圖，并選擇相關(guān)元器件后由合作廠家生產(chǎn)。 本作品邏輯功能完全按照某遠洋教學(xué)實習(xí)船的PLC和電路圖邏輯設(shè)計，能夠完全模擬實船電站的邏輯功能。主要功能如下：模擬船舶應(yīng)急發(fā)電機組的運行；模擬應(yīng)急電網(wǎng)的功率輸入輸出；實時顯示應(yīng)急發(fā)電機和應(yīng)急電網(wǎng)重要參數(shù)；實現(xiàn)應(yīng)急電網(wǎng)和主電網(wǎng)間聯(lián)鎖功能；可以進行配電板和機旁的各項操作，進行各種故障的設(shè)置，達到教學(xué)培訓(xùn)和實驗研究的目的。 軟件開發(fā)采用模塊化開發(fā)，提高了程序的可讀性和通用性，便于軟件的更新和維護。硬件向軟件通信采用主動發(fā)送和異步處理的方式，保證程序安全、可靠和快速地運行。仿真軟件具有美觀逼真的操作界面、界面各控件與實物高度相似，具有完備的交互式功能，能實現(xiàn)和硬件的同步通信，在國內(nèi)具有領(lǐng)先水平。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 一．目的 通過提高我國自主研發(fā)輪機模擬器的仿真度和適用性，降低輪機模擬器研發(fā)成本，進而打破國外的壟斷，并在國際市場上獲取一定的市場份額。 二．基本思路 1. 選取C#作為開發(fā)語言，以.NET 2.0作為仿真軟件的開發(fā)平臺。 2. 采用MVC框架結(jié)構(gòu)，即用模塊化開發(fā)方法開發(fā)圖形用戶界面的結(jié)構(gòu)。 3. 以大連海事大學(xué)遠洋教學(xué)實習(xí)船“育鯤”輪應(yīng)急電站為研究母體，獲取實際船舶應(yīng)急電站系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，建立仿真對象的數(shù)學(xué)模型，并保持模型在要求偏差內(nèi)。編制模型的組件，將模型組件嵌入仿真軟件系統(tǒng)中。完善船舶電站軟件仿真系統(tǒng)的其它功能。 三．關(guān)鍵技術(shù)與作品特點 1. 仿真軟件以實際船舶應(yīng)急電站為對象進行設(shè)計與開發(fā)，能夠完全模擬實船電站的邏輯功能。 2. 程序中大量使用代理，采用事件觸發(fā)和資源及時釋放的機制以確保系統(tǒng)資源合理利用。硬件向軟件通信采用主動發(fā)送和異步處理的方式，保證程序安全、可靠和快速地運行。 3. 仿真軟件采用模塊化開發(fā)，對每一個功能模塊進行實例化，提高了程序的可讀性和通用性，便于軟件的更新和維護。 4. 仿真軟件建立了自己的控件庫，所有控件設(shè)置了豐富的屬性，給軟件的開發(fā)提供了豐富的接口元素。 5. 該軟件具有美觀逼真的操作界面、界面各控件與實物高度相似，具有完備的交互式功能，能實現(xiàn)和硬件的同步通信。 6. 模擬器邏輯功能完全按照實船的PLC和電路圖邏輯設(shè)計。
科學(xué)性、先進性
- 本作品是新一代基于PC機的輪機模擬器研制工作的一部分。承擔的主要任務(wù)是建立輪機模擬器的重要部分 —— 船舶電站模塊的動態(tài)過程模型、與電站動態(tài)過程密切相關(guān)的發(fā)電機模型及相應(yīng)軟件，并根據(jù)電站仿真訓(xùn)練操作的需要，設(shè)計和編制電站信息流的部分人機交互界面。 突出特點是模擬器邏輯功能和操作界面部分完全按照實船功能和實物進行設(shè)計生產(chǎn)，能夠完全模擬實船應(yīng)急電站的邏輯功能，達到海事局和國內(nèi)外船級社的相關(guān)要求。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年參加第九屆“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲得省級一等獎
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 投資、融資或股份合作
作品可展示的形式
- 圖片、圖紙、軟件演示、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本作品作為船舶輪機模擬器的重要組成部分，主要用于航運院校和海員培訓(xùn)機構(gòu)的教學(xué)培訓(xùn)和實驗研究，具有高度仿真度和適用性，價格相對國外同類產(chǎn)品較低，且相對國內(nèi)產(chǎn)品具有無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢。目前，隨著航運業(yè)的興起，主要的船員輸出國大力興辦航海類專業(yè)，而輪機模擬器作為相關(guān)專業(yè)教學(xué)培訓(xùn)必須，因而，具有很好的市場前景。本產(chǎn)品在國內(nèi)市場份額逐步擴大，并且已經(jīng)開始走向國際市場。
同類課題研究水平概述
- 上世紀七十年代以來，挪威的挪控公司(Norcontrol)、英國船商公司(TRANSS)、德國西門子公司（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)包括船舶電站模擬器在內(nèi)的輪機模擬器。其中以Norcontrol公司最為著名，產(chǎn)品居世界領(lǐng)先水平，已有近500部模擬器交付商船公司、海軍及航海院校、研究所和職業(yè)培訓(xùn)中心使用，約占整個市場份額的80%。 總的來說，進口模擬器雖然性能優(yōu)良，但價格昂貴，維修不便，可升級性差，加上外國公司對我國用戶技術(shù)保密，且不能滿足海事局的“輪機員補電訓(xùn)練要求”，使得進口模擬器在我國難以普及發(fā)展。 我國的輪機模擬器研究工作起步較晚，總體技術(shù)水平落后于發(fā)達國家。在上世紀70年代末，大連海運學(xué)院率先從Norcontrol公司引進了輪機模擬器。上世紀80年代中期，青島遠洋船員學(xué)院也從該公司進口了同類產(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象的國產(chǎn)輪機模擬器。上海海運學(xué)院自1997研制了大型集裝箱船舶機艙系統(tǒng)為仿真對象的國產(chǎn)輪機模擬器。上世紀90年代末大連海事大學(xué)開始啟動新一代輪機模擬器研制項目，現(xiàn)已完成并投入使用。
