SW4DP 航海模拟器船舶操纵模拟系统建设方案

       该船舶操纵模拟系统由一个五通道主本船以及一个教员控制台组成。主本船包含一个模拟驾驶室，内设五个硬件台位，从左到右依次是模拟监控台、驾控台、自动舵台、电子海图台、雷达台，采用五个投影仪进行无缝拼接，水平视场角约170度。监控台具有视景漫游功能，以便用于显示船舶前后左右的视景，训练时不仅可以进行视景监控和漫游，也可以进行方位测量和定位训练。

二、主要功能

       该模拟系统可完成船舶航行操纵、系泊操纵、避碰操纵和相关职手的技能训练。通过训练可熟练掌握操纵流程和技巧，提高对应急事态的指挥处置能力。

1．航行操纵训练功能 2．避碰操纵训练功能3．其它特殊训练功能

三、主要组成及技术指标

（一）主要软件构成

“船舶操纵模拟系统”的主要软件构成包括：

1．船舶航行控制仿真；

2．急流、狭水道、进出船闸等特殊操纵控制仿真；

3．虚拟视景仿真；

4．导航雷达仿真；

5．教员控制与公共技术支撑平台。

（二）主要硬件构成

       该船舶操纵模拟系统由一个五通道主本船以及一个教员控制台组成。

1． 主本船主要包括：

模拟驾驶室： 按照委托方指定的船舶驾驶室仿真；  

从左到右依次是模拟监控台、驾控台、自动舵台、电子海图台、模拟雷达台共5个台位；

模拟雷达台用于模拟委托方指定的导航雷达，详细技术参数见模拟雷达技术参数；

监控台用于进行视景漫游，实现望远镜功能，视景可以前后左右切换；

电子海图台显示训练海区的电子海图及态势；

操纵台面板上装有仿真的操舵装置、手柄及按键式车钟、罗经(软模拟)、仪表及数码显示;

采用五个投影仪进行无缝拼接，水平视场角约180度。

图1 船舶操纵模拟系统主本船操纵室参考图

2．教员控制台主要构成   

教控计算机：用于设置训练科目及训练环境，显示整体态势；

视景复示：19英寸显示器2台+1个多通道视频切换器；

无线通信VHF一台（半实物仿真）； 

图2 船舶操纵模拟系统教员控制台参考图

1. 视景系统指标

       视景中的景物具有丰富的纹理；采用光照与明暗处理； 2x2的硬件反走样； MIPMAP纹理细节处理； 层次细节模型(LOD)； 颜色:32位彩色；显示2.5万个三角面时，图像更新速率大于25帧／秒；五通道几何校正，无缝拼接。

2. 视景内容

       天气变化：晴、雨、雪、闪电、雷暴；

       海面：真三维运动纹理水面，波浪的波高、周期和方向与风力、风向相关，波浪的要素根据波谱计算得到。

       地貌：基于真实港口的地形地貌的真三维模型，加上真实的纹理，逼真度高；

       海域仿真：委托方指定的海域或航道；

       码头：包括码头上的建筑物、起重机、缆桩等；

       助航标志、灯光：能见距离、闪烁规律严格按有关规则确定；

       岸上典型建筑物：全部采用真实的白天/夜晚纹理映射；

       目标船首浪、尾浪，首浪、尾浪与目标船运动速度、航向相关，并随运动海面波动，随时间逐渐消失；

       目标船号灯、号型的实时显示：夜间航行时，所有船舶航行灯的能见距离、光弧范围严格按有关规则显示；

       可根据需要显示如下号灯：

       航行灯：前、后桅灯，左、右舷灯，尾灯

       前锚灯、后锚灯

       环照灯：三个白灯、三个红灯

       本船船首：船首采用三维模型制作，能体现本船的纵摇、横摇以及随运动波浪的运动，本船船头的摇摆运动与波浪运动相关；

       本船船首浪花：船首浪花与船舶运动速度、航向相对应，并随波浪运动；

       白天、夜晚、晨昏朦影时的视景，可按太阳运动24小时连续自动变化；

       雾景，按能见度不良时的能见距离等级设定；

       日落、日出及太阳光晕等效果；

       模拟四根（前二根，后二根）的带缆和解缆。

3. 视景效果

       具有水面效果、它船航行效果、风浪效果、昼夜和雾中效果、气象变化效果；

       能见度可从100链——0链的设定完成不同能见度条件下的操纵；

       风流360度方向设定，12级的风速、流速设定，各种海况的设定，完成各种风、流、海况下的船艇操纵；

       天气可任意变化，完成多种天气（雷、雨、雪）情况下的船艇操纵；

       和训练有关的目标设定，目标船的批数为90批。包括：杂货船、散货船、集装箱船、油船、客船、渔船、落水者、左、右侧标、快艇等。

4. 教员控制台和运动模型部分指标

       教员控制台能进行训练海（江河）区、训练环境的设定；本船和目标船初始位置、航向、速度的设置。初始位置可采用鼠标在电子海图上直接拖动的方法设置；

       教员控制台能进行设定操纵训练科目、航行训练科目、特殊条件下的操纵训练科目等；

       设置完的练习后或打开练习后，即可进行练习训练，训练中，教练员可进行“暂停”、“继续”或“停止” 进行讲评；

北京四维全景科技有限公司成立于2001年，总部设在北京中关村高科技产业园，是一家以虚拟现实设备、视景仿真软件为主营业务的科技型公司。公司集中了一批的拥有多年实际工作经验的工程技术人员。

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