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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 船舶應(yīng)急電站建模與仿真研究
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品是基于.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用C#編程等手段在外觀、操作、功能等方面對(duì)實(shí)船應(yīng)急電站進(jìn)行模擬的一套軟硬件相結(jié)合的設(shè)備。作為船舶輪機(jī)模擬器的重要組成部分，它主要用于航運(yùn)院校和海員培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和研究，具有高度仿真度和適用性，價(jià)格相對(duì)國(guó)外同類產(chǎn)品較低，且相對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品具有無(wú)法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有很好的市場(chǎng)前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 船舶應(yīng)急電站是在船舶主電網(wǎng)失電時(shí)，向影響船舶航行安全的重要設(shè)備（如舵機(jī).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(duì)實(shí)船應(yīng)急電站進(jìn)行模擬的一套設(shè)備，由軟件和硬件兩個(gè)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(yǔ)言實(shí)現(xiàn)；硬件部分主要包括應(yīng)急配電板和機(jī)旁控制箱，通過(guò)自行設(shè)計(jì)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(yuǎn)洋教學(xué)實(shí)習(xí)船的PLC和電路圖邏輯設(shè)計(jì)，能夠完全模擬實(shí)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(jī)組的運(yùn)行；模擬應(yīng)急電網(wǎng)的功率輸入輸出；實(shí)時(shí)顯示應(yīng)急發(fā)電機(jī)和應(yīng)急電網(wǎng)重要參數(shù)；實(shí)現(xiàn)應(yīng)急電網(wǎng)和主電網(wǎng)間聯(lián)鎖功能；可以進(jìn)行配電板和機(jī)旁的各項(xiàng)操作，進(jìn)行各種故障的設(shè)置，達(dá)到教學(xué)培訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)研究的目的。 軟件開(kāi)發(fā)采用模塊化開(kāi)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(hù)。硬件向軟件通信采用主動(dòng)發(fā)送和異步處理的方式，保證程序安全、可靠和快速地運(yùn)行。仿真軟件具有美觀逼真的操作界面、界面各控件與實(shí)物高度相似，具有完備的交互式功能，能實(shí)現(xiàn)和硬件的同步通信，在國(guó)內(nèi)具有領(lǐng)先水平。
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)
- 一．目的 通過(guò)提高我國(guó)自主研發(fā)輪機(jī)模擬器的仿真度和適用性，降低輪機(jī)模擬器研發(fā)成本，進(jìn)而打破國(guó)外的壟斷，并在國(guó)際市場(chǎng)上獲取一定的市場(chǎng)份額。 二．基本思路 1. 選取C#作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，以.NET 2.0作為仿真軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 2. 采用MVC框架結(jié)構(gòu)，即用模塊化開(kāi)發(fā)方法開(kāi)發(fā)圖形用戶界面的結(jié)構(gòu)。 3. 以大連海事大學(xué)遠(yuǎn)洋教學(xué)實(shí)習(xí)船“育鯤”輪應(yīng)急電站為研究母體，獲取實(shí)際船舶應(yīng)急電站系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，建立仿真對(duì)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(diǎn) 1. 仿真軟件以實(shí)際船舶應(yīng)急電站為對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，能夠完全模擬實(shí)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(shí)釋放的機(jī)制以確保系統(tǒng)資源合理利用。硬件向軟件通信采用主動(dòng)發(fā)送和異步處理的方式，保證程序安全、可靠和快速地運(yùn)行。 3. 仿真軟件采用模塊化開(kāi)發(fā)，對(duì)每一個(gè)功能模塊進(jìn)行實(shí)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(hù)。 4. 仿真軟件建立了自己的控件庫(kù)，所有控件設(shè)置了豐富的屬性，給軟件的開(kāi)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(shí)物高度相似，具有完備的交互式功能，能實(shí)現(xiàn)和硬件的同步通信。 6. 模擬器邏輯功能完全按照實(shí)船的PLC和電路圖邏輯設(shè)計(jì)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品是新一代基于PC機(jī)的輪機(jī)模擬器研制工作的一部分。承擔(dān)的主要任務(wù)是建立輪機(jī)模擬器的重要部分 —— 船舶電站模塊的動(dòng)態(tài)過(guò)程模型、與電站動(dòng)態(tài)過(guò)程密切相關(guān)的發(fā)電機(jī)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(jì)和編制電站信息流的部分人機(jī)交互界面。 突出特點(diǎn)是模擬器邏輯功能和操作界面部分完全按照實(shí)船功能和實(shí)物進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，能夠完全模擬實(shí)船應(yīng)急電站的邏輯功能，達(dá)到海事局和國(guó)內(nèi)外船級(jí)社的相關(guān)要求。
獲獎(jiǎng)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(jìng)賽獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)
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(shuō)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(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品作為船舶輪機(jī)模擬器的重要組成部分，主要用于航運(yùn)院校和海員培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教學(xué)培訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)研究，具有高度仿真度和適用性，價(jià)格相對(duì)國(guó)外同類產(chǎn)品較低，且相對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品具有無(wú)法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。目前，隨著航運(yùn)業(yè)的興起，主要的船員輸出國(guó)大力興辦航海類專業(yè)，而輪機(jī)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(chǎng)前景。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(kāi)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(lái)，挪威的挪控公司(Norcontrol)、英國(guó)船商公司(TRANSS)、德國(guó)西門(mén)子公司（SIEMENS)、日本三菱公司(MITSUBISHI)、意大利的菲亞特等大公司均開(kāi)始研制和生產(chǎn)包括船舶電站模擬器在內(nèi)的輪機(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，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(gè)市場(chǎng)份額的80%。 總的來(lái)說(shuō)，進(jìn)口模擬器雖然性能優(yōu)良，但價(jià)格昂貴，維修不便，可升級(jí)性差，加上外國(guó)公司對(duì)我國(guó)用戶技術(shù)保密，且不能滿足海事局的“輪機(jī)員補(bǔ)電訓(xùn)練要求”，使得進(jìn)口模擬器在我國(guó)難以普及發(fā)展。 我國(guó)的輪機(jī)模擬器研究工作起步較晚，總體技術(shù)水平落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。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(kāi)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。
