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高速艦艇航海訓(xùn)練模擬器

一、產(chǎn)品概述
LGM-CB03T型 高速艦艇航海訓(xùn)練模擬器船舶駕駛室內(nèi)有雷達(dá)、測深儀、GPS、AIS、電子海圖等高科技設(shè)備，窗外是寬闊的江面。公司研制的船舶操縱模擬器的建設(shè)以高速巡邏艦艇駕駛室為模擬器原型并在此基礎(chǔ)是兼顧了海船的特點(diǎn)，方案的建設(shè)內(nèi)容為船舶操縱模擬器1套，其中包括教練員站1套，120度水平視場角本船1套（采用3通道液晶電視顯示）。本船系統(tǒng)主要由船舶控制模塊、雷達(dá)模塊、電子海圖模塊、通訊模塊、導(dǎo)航儀器模塊、音響模擬模塊等構(gòu)成，其功能和布置與實(shí)船基本一致。
　該高速艦艇航海訓(xùn)練模擬器系統(tǒng)采用了比較先進(jìn)的成熟技術(shù)，設(shè)計(jì)合理，仿真感較強(qiáng);實(shí)際操作訓(xùn)練的要素豐富，能訓(xùn)練考察船舶駕引人員操船水平、應(yīng)急處置能力，避免了實(shí)船操作風(fēng)險，達(dá)到了船舶船員實(shí)船操作的效果，具有較好的現(xiàn)實(shí)意義和良好的社會效益，可以升級用于船舶船員實(shí)際操作考試。
　采用模擬器進(jìn)行訓(xùn)練，也不受大風(fēng)、大雨、大霧等氣象因素的影響，訓(xùn)練培訓(xùn)計(jì)劃能夠如期實(shí)施。模擬器能夠模擬各種不同的通航環(huán)境、緊迫會遇局面和故障設(shè)置，實(shí)操采用模塊設(shè)計(jì)，可以在有限時間內(nèi)全面訓(xùn)練學(xué)員運(yùn)用專業(yè)知識和技能處理各種緊迫局面的綜合能力，同時也避免了實(shí)船考試過程中的所有安全風(fēng)險。也就是說，采用船舶模擬實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練比實(shí)船訓(xùn)練對考生的要求更嚴(yán)格，訓(xùn)練內(nèi)容更全面和規(guī)范。

參考圖片，以實(shí)際配置實(shí)物為準(zhǔn)

二、系統(tǒng)性能
1．應(yīng)用軟件運(yùn)行穩(wěn)定。
2．系統(tǒng)操作人機(jī)界面友好，有幫助功能，且操作簡潔、方便。
3．系統(tǒng)設(shè)備的自動故障判別、告警功能強(qiáng)，必要時能夠自動保護(hù)。
4．用戶能夠自行通過恢復(fù)光盤或硬盤短時間內(nèi)重新安裝軟件，恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。
5．系統(tǒng)備品備件更換容易。
6．具有可靠的售后服務(wù)保障體系
7．系統(tǒng)運(yùn)行過程中的流暢程度高；
8．要求視景的逼真程度高，電子海圖、雷達(dá)、視景等三者位置參數(shù)準(zhǔn)確一致。
9．系統(tǒng)軟硬件采用成熟的產(chǎn)品，經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)量檢測和可靠性檢驗(yàn)。
10．系統(tǒng)具有可靠的安全防范措施，以避免系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)遭到攻擊和破壞。
11．系統(tǒng)盡量采用COTS設(shè)備。
12．采用流行的中英文操作系統(tǒng)，便于甲類和丙類船員操縱。
13．所有工作站、計(jì)算機(jī)、桌面系統(tǒng)及顯示設(shè)備需配置統(tǒng)一啟?？刂葡到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一次序啟動和關(guān)機(jī)。
14．管理信息終端（攝像頭、視景通道等）應(yīng)能接入評估中心運(yùn)行管理平臺的統(tǒng)一監(jiān)控。
15．系統(tǒng)采用開放的體系結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計(jì)，便于硬件設(shè)備的增減和軟件的二次開發(fā)。
16．軟件開發(fā)采用先進(jìn)的開發(fā)工具，軟件版本可升級，同一版本可增減功能設(shè)置。
17．本模擬器應(yīng)擴(kuò)展到至少20個以上本船駕駛臺的能力（包括全任務(wù)型駕駛臺、部分任務(wù)型駕駛臺和桌面型工作站）。同樣的模擬器練習(xí)在主本船、副本船及桌面系統(tǒng)上均能夠運(yùn)行。
18．本模擬器應(yīng)擴(kuò)展到至少4個教練站能力。
19．本模擬器能夠提供相應(yīng)接口，具備與輪機(jī)模擬器或自動化機(jī)艙連接形成綜合船舶模擬器的功能，能夠完成綜合船舶資源管理的評估。
三、 系統(tǒng)功能
（一）教練員站配置及功能
1、教練員站配置
教師員站由1臺主控制臺計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
教師員站包括主控制軟件系統(tǒng)1套。
2、教練員軟件功能
教練員控制臺是本系統(tǒng)的中央控制單元，配設(shè)教練站和系統(tǒng)管理軟件，系統(tǒng)管理軟件具備船員培訓(xùn)船舶操縱模擬器初始環(huán)境設(shè)置、船型選擇、運(yùn)行監(jiān)控、故障設(shè)置、分組協(xié)作、訓(xùn)練評分、回放演示等功能。教練員站可以方便地設(shè)置訓(xùn)練項(xiàng)目，控制訓(xùn)練過程，監(jiān)督學(xué)員操作情況以及回放操作過程和講評。除此之外，教練站的功能主要包括：
(1) 具備訓(xùn)練海區(qū)、環(huán)境條件、交通態(tài)勢等的設(shè)置、編輯、加載及保存功能；
(2) 具備本船船型和載態(tài)、目標(biāo)船船型及航線設(shè)計(jì)等的設(shè)置、編輯、加載及保存功能；
(3) 具備各本船獨(dú)立運(yùn)行模式和多本船協(xié)作運(yùn)行模式；
(4) 具備練習(xí)控制功能，包括開始、暫停、繼續(xù)、重啟；
(5) 具備在線設(shè)置故障與環(huán)境條件功能；
(6) 具備離線故障設(shè)置模式。離線故障設(shè)置內(nèi)容應(yīng)能保存到練習(xí)中，加載該練習(xí)進(jìn)行訓(xùn)練過程中應(yīng)可根據(jù)所設(shè)置的觸發(fā)時間自動觸發(fā)；
(7) 具備記錄各本船船舶姿態(tài)數(shù)據(jù)、故障情況、學(xué)員操作數(shù)據(jù)的功能；
(8) 能在教練站加載和回放各本船的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，回放速度可調(diào)
(9) 能實(shí)現(xiàn)教練站和本船同步回放訓(xùn)練數(shù)據(jù)，回放速度可調(diào)
（10）能提供系統(tǒng)所記錄的、可用于訓(xùn)練結(jié)果評估的數(shù)據(jù)內(nèi)容及其格式，以及通信接口協(xié)議，并提供接口的程序樣例，以便于訓(xùn)練評估模塊的開發(fā)和系統(tǒng)擴(kuò)展；
3、制作、編輯各種練習(xí)
u 教練員可選擇
² 練習(xí)類型：船舶操縱與避碰訓(xùn)練、航海訓(xùn)練；
² 訓(xùn)練模式：多船同組對抗訓(xùn)練、多船分組對抗訓(xùn)練、各船獨(dú)立訓(xùn)練；
² 練習(xí)課目：靠泊、離泊、錨泊、系離浮筒、狹水道航行、進(jìn)出港、避碰、助航標(biāo)志訓(xùn)練等；
u 選擇本船的船舶類型、名稱和裝載狀態(tài)：
u 系統(tǒng)提供包括雜貨船、散貨船、集裝箱船、油船、客船、滾裝船、邊防巡邏船等各種船型不同載態(tài)的船舶（船舶結(jié)構(gòu)及航海性能與實(shí)際船舶基本相符）。
u 船舶性能的在線顯示：選中某一船舶后，可在線顯示該船舶的主要性能和各種參數(shù)（船長、船寬、吃水、噸位等詳細(xì)資料）。
u 本船初始位置、航向、速度的設(shè)置。初始位置可采用數(shù)據(jù)輸入（輸入船舶的經(jīng)緯度）或用鼠標(biāo)在電子海圖上直接拖動的方法設(shè)置。
u 設(shè)置目標(biāo)船。包括選擇目標(biāo)船類型、名稱，設(shè)置目標(biāo)船速度、轉(zhuǎn)向點(diǎn)位置以及轉(zhuǎn)向點(diǎn)的刪除、添加和更改，設(shè)置目標(biāo)船霧號、號型。目標(biāo)船的個數(shù)為100個。目標(biāo)船的轉(zhuǎn)向點(diǎn)個數(shù)不限。系統(tǒng)提供一個獨(dú)立的友好界面，同時可觀測本船和目標(biāo)船的航行狀態(tài)，并在不中斷練習(xí)的情況下，參訓(xùn)人員可根據(jù)綜合演練的要求，可方便改變目標(biāo)船航行動態(tài)，以供演練。
u 船舶間動態(tài)參數(shù)的實(shí)時顯示：動態(tài)參數(shù)包括本船和本船、本船和目標(biāo)船間的距離、方位、TCPA、DCPA等。當(dāng)編輯練習(xí)時（船舶位置、速度、航向變化），這些參數(shù)可實(shí)時顯示，以便于設(shè)置練習(xí)。
u 設(shè)置航行環(huán)境：如風(fēng)、流、潮汐、時間以及能見度、設(shè)置漁網(wǎng)區(qū)（海警船舶執(zhí)勤）等。
4、練習(xí)預(yù)演
設(shè)置完的練習(xí)后或打開練習(xí)后，教練員可進(jìn)行練習(xí)預(yù)演，以保證設(shè)置的練習(xí)滿足訓(xùn)練的要求。預(yù)演時，教練員可調(diào)整預(yù)演速度，可“暫停”、“繼續(xù)”或“停止” 預(yù)演。
5、系統(tǒng)控制及對各本船的監(jiān)視
u 在電子海圖上實(shí)時顯示各本船和目標(biāo)船的動態(tài)俯視圖形。
u 監(jiān)視各本船和目標(biāo)船的船位、航向和速度。
u 實(shí)時顯示各本船和目標(biāo)船間的動態(tài)參數(shù)（包括本船和本船、本船和目標(biāo)船間的距離、方位、TCPA、DCPA等）。
u 動態(tài)監(jiān)視各本船操作人員的操船動作：車、舵、錨等使用。
u 暫停（恢復(fù)）某一本船的運(yùn)行，以便教練員根據(jù)需要進(jìn)行講解。
6、設(shè)置本船故障
設(shè)置本船故障，以便進(jìn)行故障時的應(yīng)急操作訓(xùn)練。包括：
u 主機(jī)故障
u 錨機(jī)故障
u 絞纜機(jī)故障
u 操舵故障
u 舵損壞
u 羅經(jīng)故障
u 雷達(dá)故障
u 計(jì)程儀故障
u GPS故障
u 風(fēng)速指示儀故障
u 風(fēng)向指示儀故障
u 航速表故障
u 舵角指示表故障
u 主機(jī)轉(zhuǎn)速表故障
7、航行環(huán)境的實(shí)時控制
模擬開始后，教練員可隨時改變航行環(huán)境信息，包括：
u 風(fēng)向、風(fēng)速（動態(tài)海面的海況與風(fēng)速、風(fēng)向相關(guān)）
u 流向、流速（模擬器中的流的計(jì)算采用多種方式，根據(jù)港口不同，程序自動選擇變速流計(jì)算方式或采用教練員設(shè)定的方式）
u 潮高、潮時
u 可任意設(shè)置初始模擬時間，包括白天、夜晚、晨昏朦影等，動態(tài)設(shè)定后，太陽的位置開始連續(xù)變化，視景圖象的光照自動變化，并可在白天、夜晚、晨昏朦影間自動連續(xù)切換
u 能見度等級的控制：從能見度良好至濃霧共5級，也可根據(jù)需要連續(xù)無級變化
u 設(shè)定雷、雨、雪等不同天氣情況
8、雷達(dá)回波的控制、雨區(qū)的設(shè)置
可設(shè)定雷達(dá)處于超折射、次折射狀態(tài)，SART信號的模擬，雷達(dá)干擾的模擬等，并可設(shè)置雨區(qū)范圍，雨的大小。設(shè)置結(jié)果在雷達(dá)圖象上可反映出來。
9、數(shù)據(jù)的實(shí)時記錄和各船航跡的動態(tài)顯示或打印
系統(tǒng)運(yùn)行時，教練員站計(jì)算機(jī)實(shí)時記錄下如下數(shù)據(jù)：
u 各本船的類型、載態(tài)、船舶尺度
u 各本船的經(jīng)緯度、速度、航向
u 各本船的車、舵、拖輪等的使用信息
u 目標(biāo)船的經(jīng)緯度、速度、航向
u 各本船航行環(huán)境（風(fēng)、流、能見度等）信息
利用記錄的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，教練員可隨時顯示或打印各船的航跡。
10、各本船訓(xùn)練過程的事后重演和打印功能
利用記錄的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后，教練員可根據(jù)需要隨時動態(tài)重演各本船訓(xùn)練過程，本船和目標(biāo)船的各種動態(tài)參數(shù)實(shí)時計(jì)算并顯示?？扇我庠O(shè)定重演的位置，重演的速度可隨意設(shè)置。
模擬結(jié)果可以用兩種方式進(jìn)行打?。?br /> u 圖形方式：海圖輪廓+本船航跡+目標(biāo)船航跡
u 數(shù)字方式：各本船航行環(huán)境信息、船位、速度、航向、各種操船數(shù)據(jù)
記錄的數(shù)據(jù)可以用文本方式提供給教練員，以便對其進(jìn)行分析和引用。
（二）本船的配置及功能
1、本船
本船由集成機(jī)箱1套（3單元）、計(jì)算機(jī)2臺、圖形工作站1臺、液晶電視3臺、操控臺1套等構(gòu)成，這些設(shè)備的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)請參閱設(shè)備清單。
本船包括電子海圖顯示系統(tǒng)1套、航行綜合信息顯示系統(tǒng)1套、模擬雷達(dá)軟件系統(tǒng)1套和三維視景軟件系統(tǒng)1套。

2、本船的基本功能

（1）電子海圖顯示系統(tǒng)
模擬器上的ECDIS滿足IMO/IHO關(guān)于ECDIS系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，顯示系統(tǒng)和實(shí)船設(shè)備一致，提供獲得CCS形式認(rèn)可的產(chǎn)品，能使用IHO授權(quán)的S57 格式海圖、顯示系統(tǒng)應(yīng)能夠使用官方矢量海圖。ECDIS可進(jìn)行海圖顯示、海圖作業(yè)、海圖改正、定位與導(dǎo)航、航海信息咨詢、雷達(dá)圖像疊加或雷達(dá)跟蹤目標(biāo)的疊加、航線設(shè)計(jì)、航路監(jiān)視、航行記錄、避礁石、防擱淺和航跡保持等功能。如圖5：

（2）以ECDIS為背景的船舶動態(tài)顯示
在ECDIS上可動態(tài)顯示多艘船的船位及靠離碼頭時纜繩的受力情況。
（3）本船數(shù)學(xué)模型的解算
每種類型中應(yīng)包括不同噸位與載況的模型。船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型中包括影響本船運(yùn)動的各種效應(yīng)（車、舵、錨、纜、風(fēng)、流、拖輪、岸壁效應(yīng)、船間效應(yīng)、淺水效應(yīng)等），附有精度說明及測試結(jié)果。根據(jù)車、舵、錨、纜、拖輪的操作，航行環(huán)境信息（風(fēng)、流、潮汐等），實(shí)時解算本船的運(yùn)動參數(shù)（船位、航向、速度、航向變化率、加速度等）。其詳細(xì)功能和技術(shù)性能參見“船舶操縱數(shù)學(xué)模型”。
（4）舵控制
包括手動操舵、隨動操舵和自動操舵（參數(shù)可調(diào)），具有手動舵和自動舵失效、舵機(jī)卡住、羅經(jīng)信號丟失及當(dāng)超過方位極限等報警功能。命令舵角、實(shí)際舵角、船舶轉(zhuǎn)頭速率、三面舵角指示器、航向的動態(tài)顯示。陀螺分羅經(jīng)指示器動態(tài)變化。
（5）車鐘控制
根據(jù)所仿真船舶的車鐘個數(shù)，配備相應(yīng)數(shù)量的車鐘及其控制單元。主機(jī)轉(zhuǎn)速及其它參數(shù)動態(tài)變化。
（6）纜的控制
根據(jù)所仿真船舶的大小和設(shè)備的實(shí)際布置情況，可同時進(jìn)行多條纜的帶纜、解纜操作。在電子海圖上可選擇纜樁或浮筒的位置，每根纜的受力、長度可動態(tài)顯示在電子海圖上。
（7）錨的控制
用錨操作面板進(jìn)行左、右錨的操作：拋錨、絞錨、松放、剎停操作，并動態(tài)顯示錨鏈的長度和張力。
（8）航行綜合信息顯示
綜合信息顯示單元可顯示如下綜合信息：
u 真風(fēng)向、真風(fēng)速、相對風(fēng)向、相對風(fēng)速
u 水深、龍骨下水深
u 設(shè)定航向、羅經(jīng)航向
u 轉(zhuǎn)向速率
u 時間、模擬訓(xùn)練時間
u 船速、縱向船速、橫向船速
u 離岸距離（前）、離岸距離（后）
u GPS船位
u 流向、流速
u 本船基本參數(shù)：船型、排水量、船長、船寬、吃水、裝載狀態(tài)
u 自動舵參數(shù)設(shè)置
u 故障報警，主要包括：
² 主機(jī)故障
² 操舵故障
² 自動舵故障
² 舵損壞
² 羅經(jīng)故障
² 雷達(dá)故障
² 風(fēng)速指示儀故障
² 風(fēng)向指示儀故障
² 航速表故障
² 舵角指示表故障
² 主機(jī)轉(zhuǎn)速表故障
² 船舶報警：碰撞、擦淺、擱淺、走錨

（9）模擬雷達(dá)圖像及功能

雷達(dá)模擬系統(tǒng)的雷達(dá)操作面板及主要性能符合典型邊防船舶主型雷達(dá)的要求，提供可覆蓋中國沿海（其中包括大連港、上海港、廈門港、廣州港、湛江港、欽州港、防城港、三亞港、日照港、青島港、寧波港等）及世界常用海域（主要應(yīng)有馬六甲海峽、新加坡水域、英吉利海峽等）的雷達(dá)圖數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的雷達(dá)圖象包括：
u 岸線
u 助航標(biāo)志、雷達(dá)應(yīng)答器等
u 目標(biāo)船回波，回波的形狀與目標(biāo)船大小、距離、相對方位有關(guān)
u 雨雪雜波及海雜波應(yīng)符合實(shí)際情況
u 假回波：間接回波，多次反射，旁瓣假回波，二次掃描
u 雷達(dá)同頻干擾
u 目標(biāo)間的遮擋
u 接收機(jī)噪聲
u 盲區(qū)，短量程時船首對雷達(dá)圖象的影響
雷達(dá)/ARPA功能符合IMO(世界海事組織)的性能指標(biāo)：
u 顯示方式：首向上，北向上，航向向上
u 真運(yùn)動及相對運(yùn)動顯示
u X-波段/S-波段切換
u 長脈沖、短脈沖
u 超折射、次折射
u 固定距標(biāo)圈、活動距標(biāo)圈。
u 偏心顯示
u 電子方位線：兩條，其中一條起點(diǎn)可移動
u 試操船：在不中斷目標(biāo)信息更新的情況下，模擬本船機(jī)動時與所有被跟蹤目標(biāo)的新態(tài)勢。
u 自動錄取、手動錄取，跟蹤目標(biāo)至少20個，0.3-32海里
u ARPA距離檔：1.5，3，6，12，24海里
u 速度矢量：真運(yùn)動矢量與相對運(yùn)動矢量可切換，矢量時間長度可調(diào)，1分鐘內(nèi)顯示出目標(biāo)運(yùn)動趨勢，3分鐘內(nèi)顯示出目標(biāo)預(yù)測運(yùn)動。
u 目標(biāo)船數(shù)據(jù)顯示：目標(biāo)船編號，距離，方位，CPA，TCPA，真航向，真速度（可顯示相對航向、相對速度）
u CPA、TCPA可根據(jù)需要合理設(shè)置
u 報警：碰撞危險、目標(biāo)丟失、目標(biāo)侵入、目標(biāo)航跡變化、走錨、操作錯誤等，報警形式有聲、光、符號與文字
u 歷史航跡顯示：對每個被跟蹤目標(biāo)*多可顯示5個歷史點(diǎn)跡，每個歷史點(diǎn)跡所用的點(diǎn)間隔以1分鐘為增量，*多可達(dá)12分鐘。
u 警戒圈設(shè)置：由操作員設(shè)定一個警戒圈。當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入警戒圈時，目標(biāo)閃亮，并有音響報警，警戒圈為圓弧或整圓，由操作人員設(shè)定。闖入目標(biāo)可自動錄取
u AIS目標(biāo)顯示、信息獲取及目標(biāo)關(guān)聯(lián)、激活與休眠等功能模擬
（10）音響模擬
u 船舶聲號系統(tǒng)：包括霧號、鐘、鑼以及自動循環(huán)設(shè)置。
u 機(jī)艙噪音
u 海浪聲
u 本船的汽笛、車鐘、拋錨/起錨、絞纜、斷纜等聲音
u 拖輪汽笛
u 它船汽笛
u 拋錨/起錨、絞纜、斷纜等聲音
u 船舶碰撞、擱淺、觸礁、爆炸等海損事故的音響效果
u 風(fēng)、雨、碰撞、擱淺、以及海浪拍打船體的聲音
（11）視景顯示
采用計(jì)算機(jī)成像技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、無縫拼接寬視場角環(huán)幕投影技術(shù)等，能夠?yàn)椴僮魅藛T提供*接近真實(shí)的景象。本船的視景系統(tǒng)可提供3通道、120度水平視場角液晶顯示視景系統(tǒng)，垂直視場角不小于25度。

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高速艦艇航海訓(xùn)練模擬器