航海模拟器船舶操纵模拟器建设方案

    船舶操纵模拟器是我四维全景科技有限公司参与设计和研发的一款高性能航海模拟器，可以用于驾驶台资源管理（BRM）、大型船舶操纵、船舶避碰、电子图、雷达操作与应用、航海仪器等课程的实操训练。

    该模拟器于 2012 年 6 月 27 日取得了中国船级社（CCS）产品型式认可证书。

    船舶操纵模拟器的总体性能如下：

    1、符合 STCW 公约马尼拉修正案第 A-1/12 节“关于使用模拟器的标准”以及 B-I/12“关于使用模拟器的指导”的要求，符合国家海事局颁布的“大型船舶操纵模拟器培训场地、设施、设备标准”，具备全任务、全功能模拟操作能力，三维视景的水平视场角（FOV-H）可以达到 360°。

    2、各个本船均具有三维视景显示单元、电子海图单元、模拟雷达与 ARPA操作显示单元、CONNING 单元、望远镜单元、模拟导航仪器单元、模拟 GMDSS 单元，可以进行车、侧推器、舵、锚、拖轮和缆绳等的使用。

    u 船舶操纵数学模型中包括影响本船运动的各种效应；主机、舵、侧推器、缆、锚、拖轮等的控制；风、流等环境对本船的作用； 码头与本船的相互作用； 浅水效应、岸壁效应及船间效应； 船舶碰撞时船与船、船与岸效应。

同时船舶操纵模拟器还具有以下特色：

    1．船模：具有高精度的六自由度船舶运动数学模型。

    2．真实交通流接入功能：系统应能够扩展通过 AIS 接收机或者网络接入练习海域的实时 AIS 船舶交通流，并在 ECDIS 终端、雷达终端和三维视景中动态显示和查询目标船的各种动静态信息。

    3．3D 虚拟视景：视景系统采用先进的开源 OpenSceneGraph 三维引擎，动态实时生成逼真的视景图像，包括：本船、目标船、周围的物标、环境的影响、能见度及光照等的影响，视景中助航标志的形状和灯质、船舶的号灯号型严格按其有关规则显示。

    4．视听监控管理系统：能够将学生训练过程的音频、视频数据自动以学员

    信息命名和保存，并能够与模拟练习记录数据同步回放，准确关联相关操船动作。

    5．灵活配置：系统采用模块化开发，可以根据用户需求灵活配置，并预留接口，用于兼容今后设计和开发的各种自动评估系统。

二、系统架构

    如图 1 所示，船舶操纵模拟器由以下几大部分组成：

    1、 教师站

教室站

    教师站由 1 台主控制台计算机、1 台目标船服务器、若干台本船视景监视器

    （根据本船数量确定）、1 台打印机、1 台 VHF 收发机、1 台内部电话构成。

    教师站包括教练员软件系统 1 套、目标船服务器软件系统 1套、音视频监控软件系统 1 套。

    2、 主本船

主体船

    主本船由集成机箱 1 套（7 单元）、计算机 5 台、图形工作站若干台（根据

    水平视场角确定）、工程型投影机若干台（根据水平视场角确定）、船舶操控台 1

    套（包括双车钟控制、罗经、随动舵轮、应急舵、驾驶系统控制面板、侧推器和

    声号控制面板、号灯和视角切换控制面板、缆绳和锚操作面板等）、仿真仪表系

    统 1 套、报警面板 1 套、1 台 VHF 收发机、1 台内部电话、1 台三面舵角指示器等构成。主本船包括 ECDIS 软件系统 1 套、模拟雷达软件系统 2 套、

    CONNING 软件系统 1 套、望远镜软件单元 1 套、导航仪器模拟系统 1 套、GMDSS

    模拟系统 1 套和三维视景软件系统 1 套。

    3、 副本船

副本船

    副本船由集成机箱 1 套（7 单元）、计算机 4 台、图形工作站 3 台、55 寸液

    晶电视 3 台、船舶操控台 1 套（包括双车钟控制、罗经、随动舵轮、应急舵、驾驶系统控制面板、侧推器和声号控制面板、号灯和视角切换控制面板、缆绳和锚操作面板等）、仿真仪表系统 1 套、报警面板 1 套、1 台 VHF 收发机、1 台内部电话等构成。

ECDIS 终端具有如下功能：

    u 基本功能：海图漫游、海图自动加载、海图自动拼接、海图缩放、海

    图旋转，不同运动模式和显示模式的快速切换，背景光调节、航行信

    息实时显示、航迹显示和预测；

    雷达/ARPA 模拟子系统性能符合 STCW 公约马尼拉修正案的规定，系统逼真

    模拟了 BR3440、JMA9100 系列真实型号雷达/ARPA 的功能，两种型号可以灵活

    选择切换。雷达模拟图像数据，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 STCW 公约马尼拉修正案的相关规定。

    GMDSS 模拟终端可以和模拟器联网运行，从模拟器中实时获取各船舶的位置航向速度等信息。GMDSS 符合 1974 年国际海上人命安全公约（SOLAS）的 1988年修改生效的新 IV 章和国际电信联盟（ITU）1987年世界无线电大会修改的《无线电规则》新九章的规定。GMDSS 模拟器依靠软件仿真技术，在 PC 机上实现 GMDSS 相关设备（包括 VHF、VHF-DSC、MF/HF 单边带电话、MF/HF DSC、NBDP、Inmarsat-C、Inmarsat-F、NAVTEX、406 MHz EPIRB、9GHz SART 等）的模拟.

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