360^o环形柱幕立体视景系统航海模拟器

为更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,研制360。环形柱幕立体投影系统全功能航海模拟器．该模拟器采用先进的视景显示与立体投影技术,视景系统采用基于SGI的集群结构,集群系统由12台高性能图形工作站组成,利用InfiniBand超高速（10GB／S）串行网络技术实现集群互联;360。环形柱幕立体投影系统采用巴可（Barco）的高端投影仪Galaxy 12 HB＋,并且使用世界领先的INFITEC（INterferenz Filter TEchnik））技术;另外投影系统中使用电子融合与光学融合的混合模式,保证整个系统的颜色一致性．结果表明,利用PC集群和360^o全景立体投影系统实现的航海模拟器具有独特的性能与效果．     

新一代船舶操纵模拟器关键技术

为更好地满足船员训练要求,根据大型船舶操纵模拟器技术性能标准,对模拟器开发中最新的关键技术进行探讨,具体针对模拟器的仿真驾驶台和虚拟现实系统两方面进行研究,驾驶台由传统驾驶台发展到高度集成、智能化水平较高的综合船桥系统(Integrated Bridge System,IBS)驾驶台,虚拟现实系统由普通的三维视景显示系统发展到360°全景立体视景系统,并且改进视景系统中海浪渲染方法、分布式渲染技术以及投影图像校正与融合技术.     

基于OSG和Bullet的船舶碰撞响应三维仿真

针对目前在航海模拟器中缺少对船舶碰撞响应的三维仿真,提出在航海模拟器中基于开源场景图形(Open Scene Graph,OSG)渲染引擎开发的三维视景中加入Bullet物理引擎的技术方案.根据刚体动力学、接触与碰撞动力学和能量守恒定律,基于Bullet刚体碰撞响应模型,建立船舶三维碰撞动力学模型;运用Projected Gauss-Seidel迭代算法,得到碰撞后船舶实时的六自由度位置姿态参数;根据碰撞检测阶段获取的碰撞点位置参数,实时绘制划痕并添加爆炸特效.该方案已成功应用于航海模拟器视景系统中,渲染效果良好.     

航海职业教学中系统应用航海模拟器之探讨

文章从目前航海职业院校应用模拟器的现状着手,提出了如何系统应用航海模拟器进行教学的问题。为此,文章分析了应用航海模拟器可以完成航海教学初级、中级、高级三个阶段相关航海教学功能,并提出了系统应用航海模拟器教学需要着手落实的三项工作和进行教学实施过程中应解决的相关问题。     

航海模拟器的锚泊操纵自动评估系统

为提高对船员的锚泊操纵进行评估的效率、客观性和科学性,在航海模拟器中建立锚泊操纵自动评估系统.通过专家评估法获得与锚泊操纵相关的评价指标,确定评价指标的权重值和标准值,应用模糊综合评判法建立锚泊操纵的自动评估模型.利用面向对象的Visual C++语言开发了锚泊操纵自动评估系统,实现出题、答题与评估、数据管理等功能模块.该系统在大连海事大学自主研发的V_Dragon 3000航海模拟器中的测试表明,系统得出的评估结果与教练员的评估结果基本一致,能够客观、准确地对船员的锚泊操纵进行自动评价,能够满足自动评估要求.     

船舶操纵模拟器开发和应用的全球协作

通过对船舶操纵模拟器研发和应用的相关问题如技术性能标准研究、船舶操纵数学模型研究、示范课程与训练效果评估等方面的现状和发展的介绍、比较和分析,提出加强国际协作,建立船舶操纵模拟器系统新的性能标准,以满足航海教育培训、船员适任评估以及高级航海研究的需要;研究船舶操纵数学模型的标准化,以提高系统的关键技术性能;建立规范的示范课程和训练评估方法,提高模拟器训练的水准.同时,介绍基于互联网的船舶操纵模拟器集成国际合作项目,指出在这个平台上的协作运行有利于填补海事大学间技术和操作水平方面的差距,加强学生与船员间相互了解航海习惯和文化背景、促进沟通与航海英语方面的训练,也有利于扩展船舶操纵模拟器的功能.     

海警船艇狭水道航行模拟训练评价系统

为使航海专业兵或学员根据设计的方案内容在航海模拟器上进行航行训练,根据<海警舰艇考核训练大纲>要求,采用VC 6.0为平台,构建海警船艇操作评价系统.该评价系统在提取数据源,根据模拟船艇的航行环境、操作、操船人员的操纵参数等信息的基础上,依据建立的评价模型,实现船艇模拟航行评价,最后得出航行评价成绩.结果显示,该评价系统具有一定的实用价值.     

利用航海模拟器对游艇海上实操所需水域范围的分析

利用航海模拟器,通过设置相同的船模在各种不同的海况条件下按不同的船速进行来回绕标的模拟实验,进行多次测试比对,对数据进行分析研究,最终获得适合20米及以内(二等)游艇海上实操所需水域的范围。     

VTS与船舶操纵综合模拟器构建关键技术

为满足船舶交通服务系统(Vessl Traffic Services,VTS)人员培训和评估需求,提升VTS的监控和服务水平,构建一个VTS与船舶操纵联合模拟的综合模拟器.该模拟器通过突破传统单一VTS或者船舶操纵模拟器的局限性,解决VTS雷达回波模拟,多源目标数据跟踪、融合和误差仿真,以及船舶操纵模拟器、教练员控制台子系统的关键技术;提出多层次数据通信模型,实现多VTS子系统与多船舶操纵子系统集成.该系统不仅可为VTS值班人员和引航员培训提供有效的途径,而且可为研究船舶交通管理新方法提供有效的分析决策平台.     

ECDIS模拟器功能要求及配置标准

为满足STCW公约2010年马尼拉修正案中关于电子海图显示与信息系统（ECDIS）的培训、考试及发证要求,根据IMO关于ECDIS的性能标准和中国海事局履约要求,研究ECDIS综合模拟器系统的组成结构及ECDIS模拟器的功能要求,提出建设ECDIS模拟器的3种规范的配置方案和标准,为我国ECDIS模拟器研究者及各航海院校提供指导性建议.     

多模拟器集成的船用VHF通信仿真系统

为提高航海模拟器的训练质量,提出基于因特网技术的新型船用VHF通信仿真系统.该系统以各本船将各自设定的频道状态信息由VHF终端经客户机通过网络上传给服务器的方式建立系统总体构架,通过语音终端的硬件设计、语音终端的嵌入式控制软件设计完成系统集成.在互联网公共网络平台上的实践表明,构建在互联网上的船用VHF通信仿真系统,对扩大训练范围、提高航海教学效果、增强学习互动性提供有效手段.     

不确定信息与行动在船舶海上避碰中的影响

在简要阐述海上船舶避碰原理与所需信息的基础上,分析和讨论在船舶避碰过程中各种不确定信息与行动的产生原因和特征;探讨在航海模拟器上从事调查和研究海上船舶避碰中不确定行动与信息的方法;就船员在航海模拟器上参加海事安全教学与技能培训的过程中如何正确认识和掌握船舶避碰中可能发生的不确定信息与行动以避免船舶碰撞事故的发生提出一些建议.     

VTS模拟器情景对话智能评估系统

为实现VTS值班人员适任能力培训和评估的自动化、智能化,确保评估结果客观、公正和合理,构建VTS模拟器情景对话的智能评估系统。该系统通过建立标准航海通信用语语料库提高在线语音识别系统的精确性。引入基于语法规则的匹配分析模型对由语音识别系统得到的文本字符串进行匹配分析。详细介绍基于加权的实操评估准则制定方法。该系统利用智能技术能实现部分VTS情景对话的自动化评估,减轻评估人员的负担,且能避免人工评估的主观性和不公平性。     

船舶事故预防的规范化安全评估与航海模拟器的应用

在简要介绍规范化安全评估(FSA)方法的目的、特点和具体实施步骤的基础上,结合船舶海事调查、分析和预防的实际需要,归纳目前国内外FSA方法在预防船舶事故中的应用现状与发展情况,并着重就使用航海模拟器进行船舶驾驶人员海上船舶避让操作中人为因素研究的一些内容与结果及它们与FSA之间的关系进行分析与论述,最后对我国进一步开展FSA在船舶事故预防中的应用提出了一些建议。     

船艇指挥综合模拟训练系统

介绍船艇指挥综合模拟训练系统的基本要求、系统构成、系统完成的主要功能,并介绍为使系统达到逼真的仿真目标,模拟船艇模型调制、视景图像数据库建立和多通道图像融合以及系统软件连接等系统主要技术的实现.     

航标助航信息发布系统

为全面、准确、直观地发布实时航标助航信息,应用计算机网络技术、现代通信技术以及GPS,AIS,ECDIS和Web等关键技术,设计开发航标助航信息发布系统.该系统符合国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)提出的数字航海战略框架,适应国际航标协会(Interna-tional Association of Lighthouse Authorities,IALA)现代航标发展方向,满足IALA有关推荐标准的要求.该系统实现基于图像建模与绘制(Image-Based Modeling and Rendering,IBMR)航标的360°航道全景图(虚拟三维)、基于遥感(Remote Sensing,RS)影像图的航标航道显示和基于自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)的实体航标和虚拟航标信息显示等资料的综合显示功能.用户在互联网上借助通用的网络浏览器就可了解科学、全面、及时、准确、生动、直观的航标助航信息,从而提高海上交通安全指数和港口、船舶的营运效率.     

基于USB的航海模拟器雷达接口设计

提出一种基于USB的雷达接口电路设计方案,给出硬件电路设计、固件编程、应用软件设计等关键技术的解决方法.利用EZ-USB FX2的通用可编程接口(GPIF)达到雷达图像传输的高速要求.实验测试表明所提出的设计方案可以满足雷达模拟器的应用要求.     

基于多系数保角变换法的船舶垂荡纵摇运动仿真

为给航海模拟器建立实用可靠的船舶在波浪中运动的数学模型,基于二维线性势流理论,采用多系数保角变换法对每个船舶横剖面进行高精度拟合,计算各个横剖面的水动力系数和波浪激励力,利用Visual Studio自主开发出船舶在规则波中的纵向运动数值模拟程序。为验证这个数值模拟程序的可靠性,对S175集装箱船在迎浪中运动的幅值响应因子(response amplitude operator, RAO)进行数值计算。结果表明:当弗劳德数为0.275时,RAO计算结果在大部分频率范围内与试验结果吻合良好。因此,这个数值模拟程序能准确地对船舶在波浪中的运动时历进行仿真。     

多自由度本船操纵运动仿真

为在航海模拟器中充分体现船舶操纵运动的响应特性,提高模拟逼真度,保证教学效果,对船舶多自由度操纵运动进行建模与仿真研究,其中较为完整地考虑了耦合的纵向、横向、艏向、横摇及纵摇运动.根据MMG建模思想分析船舶耦合的横摇和纵摇运动规律,在常规的三自由度船舶运动方程的基础上,建立多自由度耦合船舶运动方程,并设计相应的数值求解方法.针对一个双桨双舵小型目标本船,根据经验公式并结合实船操纵经验,建立具体的本船操纵运动模型;通过数值仿真定性研究其在各种情况下的操纵运动.仿真得到的运动规律与实船运动规律一致,说明运动方程及本船模型可以较为真实地反映实船运动规律.     

MRNS-9000型航海雷达模拟器船型编辑功能的开发

船舶操纵模拟器用于航道、港口开发已是当前先进而有效的手段。本文对“海河通航标准研究”课题在MRNS-9000型航海雷达模拟器上所进行的船型拟合工作作了概述,并提出了在航海雷达模拟器上拟合船舶数学模型时所采用的主要依据,即利用船舶操纵性标准、与在航船舶操纵行为密切相关的标准同船舶数学模型进行拟合。目前,此法已成功地用于“海河通航标准研究”这一课题中。同时,作者对船舶航行时受风力影响的问题也提出了看法。