基本信息
- 項目名稱：
- DMS-2011C型輪機全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- DMS-2011C 型輪機全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)是根據(jù)船舶輪機管理人員培訓(xùn)、發(fā)證及值班標準國際公約(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 型輪機全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)由軟件部分、硬件部分以及機艙虛擬現(xiàn)實等組成。它具有很強的統(tǒng)一性和獨立操作性。具有先進性、實船一致性、實用性、準確性、通用性等特點。
- 詳細介紹：
- DMS-2011C 型輪機全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)是根據(jù)船舶輪機管理人員培訓(xùn)、發(fā)證及值班標準國際公約(STCW78/10公約)規(guī)定的“適任評估項目”和“能進行持續(xù)熟練程度演示的要求及現(xiàn)代輪機工程發(fā)展趨勢所設(shè)計研制的、以單機單槳船為母型船的輪機模擬訓(xùn)練裝置。采用實物仿真、半實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)合計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)構(gòu)建多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。DMS-2011C 型輪機全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)由軟件部分、硬件部分以及機艙虛擬現(xiàn)實等組成。軟件單元的開發(fā)以南通中遠川崎船舶工程有限公司建造的萬箱集裝箱船“中遠太倉號”作為母型船，對仿真母型船的設(shè)備及各個系統(tǒng)進行了較詳細的分析研究，并根據(jù)海事局的培訓(xùn)大綱要求，對其進行簡化及優(yōu)化設(shè)計，確定了仿真系統(tǒng)應(yīng)達到的功能。DMS-2011C 型輪機全任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)仿真軟件采用目前微軟最新開發(fā)平臺Visual Studio 2010開發(fā)。此開發(fā)平臺設(shè)計的軟件界面友好、美觀生動，人機交互性能強，升級方便。硬件部分包含大型動態(tài)模擬屏和控制箱，將于軟件單元進行通信，實現(xiàn)同步操作。機艙虛擬現(xiàn)實包含了虛擬機艙場景漫游、實現(xiàn)虛擬機艙設(shè)備與船舶輪機模擬器之間的互操作、機艙設(shè)備的虛擬拆裝。
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
- 主要目的和思路：開發(fā)出以軟件仿真和硬件相結(jié)合并實現(xiàn)交互的訓(xùn)練系統(tǒng)，再融入虛擬現(xiàn)實技術(shù)將機艙漫游、立體三維機艙系統(tǒng)融入模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，來實現(xiàn)真實的機艙場景再現(xiàn)，提高輪機人員的操作水平。 創(chuàng)新點：主要創(chuàng)新點在于DMS-2011C 型輪機全任務(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)，同時加上機艙虛擬現(xiàn)實技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，使整個系統(tǒng)更加具有真實感，是參加培訓(xùn)者更能體驗到機艙的真實環(huán)境。 關(guān)鍵技術(shù)：復(fù)雜管網(wǎng)系統(tǒng)模型的建立、機艙溫度場與速度場的建立、柴油主推進裝置及其控制系統(tǒng)建模、柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行的非線性數(shù)學(xué)模型的建立、計算機分布式處理的實現(xiàn)等。 1）功能設(shè)計標準：滿足IMO關(guān)于海員培訓(xùn)、發(fā)證及值班標準國際公約(STCW78/10)規(guī)定的“適任評估項目”和“能進行持續(xù)熟練程度演示”的要求；滿足中國海事部門“關(guān)于STCW78/10公約過渡規(guī)定的實施辦法”中規(guī)定的“自動化電站的訓(xùn)練”和“自動化系統(tǒng)的訓(xùn)練”的要求；滿足“海船船員適任證書考試、評估和發(fā)證規(guī)則”及相應(yīng)的“輪機模擬器訓(xùn)練評估規(guī)范”。 2）數(shù)學(xué)模型性能：仿真系統(tǒng)模型計算處理速度達15次/秒～50次/秒；邏輯控制系統(tǒng)功能與母型船相同；柴油機轉(zhuǎn)速控制精度≯0.5%；自動并車方式完全按實船設(shè)置，滿足Δf＜0.2HZ，ΔΦ＜5°要求；手動準同步方式完全按實船設(shè)置，滿足Δf＜0.2HZ，ΔΦ＜10°要求；系統(tǒng)全負荷連續(xù)穩(wěn)定運行100小時無死機現(xiàn)象。
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)先進性：以最先進的船舶為研發(fā)母體，在WINDOWS操作系統(tǒng)下，運用Visual C#.net集成開發(fā)環(huán)境，以實際船舶系統(tǒng)為對象進行軟件界面的設(shè)計與開發(fā)。Visual C#.net集成開發(fā)環(huán)境的用戶控件給軟件人機界面的開發(fā)提供了豐富的接口元素，開發(fā)的人機界面具有容量大、界面生動友好的特點。由于采用事件觸發(fā)和界面不顯示即卸載的機制以確保系統(tǒng)資源合理利用，程序安全、可靠和快速地運行，達到實時、快速和有效的要求。本作品可運行于裝有Windows操作系統(tǒng)的PC機上，對硬件和使用環(huán)境沒有特殊要求，基本上不需要進行維護，在岸上和船上都可進行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，非常適合學(xué)員自學(xué)和隨時訓(xùn)練；由于機艙虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研發(fā)，使系統(tǒng)有較強的真實感，操作真實性強。由于采用基于軟件的虛擬設(shè)備代替實際設(shè)備，增強了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性，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)場演示、圖片、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
- 本作品具有較強的真實感，界面友好，易于操作。由于采用基于軟件的虛擬設(shè)備代替實際設(shè)備，增強了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性，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。本作品具有先進性、實船一致性、實用性、準確性、通用性等特點相對國內(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。目前，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)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。目前，世界上一些發(fā)達國家已經(jīng)建立了專門的技術(shù)及工程研究機構(gòu)或委托專業(yè)集團公司開發(fā)輪機監(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)了先進性、穩(wěn)定性等特點，與之相比的還有日本的JRC和古野公司、英國的船商公司等相關(guān)產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品主要有主機遙控系統(tǒng)、機艙檢測報警系統(tǒng)、輪機模擬器訓(xùn)練系統(tǒng)等，其各自產(chǎn)品的國際市場的保有量均超過80%以上。我國輪機模擬器的研制起步較晚，條件差，但研究起點高，發(fā)展很快，國內(nèi)具有代表性的輪機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。早期，國內(nèi)外對輪機模擬器的研制主要以滿足STCW95公約對輪機模擬器的一般性能標準作為研制目標，目前，已經(jīng)上升到了一個新的水平，代之以船型求新，數(shù)據(jù)求精，功能求全，感覺求真。
