CN105608946B - 一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台及其仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台及其仿真方法。包括综合控制平台、教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台；综合控制平台通过网络开启教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台后，教练员平台发布培训科目，运动仿真平台接收教练员平台数据与操作控制平台的操作指令，实时模拟海洋平台、抛锚支持船、锚链与锚以及拖缆的运动状态，并输入视景仿真平台进行视景显示。本发明可应用于作业人员的操作规程和技能培训，还可以实现抛锚作业方案的仿真预演与评估，大大提高抛锚作业的施工效率，缩短海上作业时间，提前预报及规避作业风险，提高海洋工程装备及作业人员的安全性。

Description

一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台及其仿真方法

技术领域

本发明属于虚拟现实与仿真技术技术领域，尤其涉及一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台及其仿真方法。

背景技术

近年来，随着世界能源需求量的持续增加，海洋油气资源勘探开发飞速发展，开采区域从近海浅水逐渐延伸至远海深水，而海洋平台是深水油气田开发建设工程的重要组成部分，对于如何在海洋恶劣的海洋环境下保持平台的精准定位，提供可靠的作业保障，锚泊定位系统起到了重要作用。与船舶抛锚相比，海洋平台深水抛锚需要借助抛锚船进行，并且随着海洋平台作业水深的增加，锚链的长度也在不断加长，诸多因素导致了抛锚过程的复杂性，增加了作业风险。因此在实际工程前或者在现场对海洋平台抛锚过程进行仿真预演，可以提前预报及避免风险，并且大大提高了抛锚的工作效率，缩短海上作业时间，减少海上作业成本，具有较大的社会和经济效益。

针对上述问题，本专利发明了一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种在陆地环境下方便实现、减少实际作业试验与培训过程中风险的，深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台。本发明的目的还包括提供一种提高抛锚工作效率的，深水海洋平台抛锚模拟训练仿真方法。

一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，包括综合控制平台、教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台；综合控制平台通过网络开启教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台后，教练员平台发布培训科目，运动仿真平台接收教练员平台数据与操作控制平台的操作指令，实时模拟海洋平台、抛锚支持船、锚链与锚以及拖缆的运动状态，并输入视景仿真平台进行视景显示。

本发明一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，还可以包括：

1、综合控制平台、教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台通过HLA分布式运行环境进行实时通讯。

2、综合控制平台包括综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件。

3、教练员平台包括教练员机和教练员软件和数据库。

4、视景仿真平台包括视景仿真机，三维模型数据库，视景仿真软件和视景显示终端。

5、运动仿真平台，包括运动仿真机、海洋平台六自由度运动模型、抛锚船六自由度运动模型、锚链与锚运动模型以及拖缆运动模型。

6、操作控制平台包括抛锚控制台，操船控制台，并利用实现A/D&D/A信号采集与转换装置，实现操控设备模拟信号与数字信号的转换。

海洋平台六自由度运动模型为：

其中：η_P为海洋平台在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_P)为海洋平台在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_P为海洋平台在随船坐标系下矩阵；M_{P_RB}为海洋平台刚体质量矩阵；C_{P_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{P_A}为海洋平台附加质量矩阵；C_{P_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{P_r})为海洋平台阻尼矩阵；g_P(η_P)为海洋平台静力矩阵；τ_{P_wind}为海洋平台受到的风力；τ_{P_wave}为海洋平台受到的波浪力；τ_{P_current}为海洋平台受到的海流力；τ_p1为拖缆的段部受力；

抛锚船六自由度运动模型为：

其中：η_S为抛锚船在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_S)为抛锚船在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_S为抛锚船在随船坐标系下矩阵；M_{S_RB}为抛锚船刚体质量矩阵；C_{S_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{S_A}为抛锚船附加质量矩阵；C_{S_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{S_r})为抛锚船阻尼矩阵；g_S(η_S)为抛锚船静力矩阵；τ_{S_wind}抛锚船受到的风力；τ_{S_wave}为抛锚船受到的波浪力；τ_{S_control}为抛锚船的推进器推力；τ_{S_current}为抛锚船受到的海流力；τ_a2为拖缆的段部受力。

1、一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真方法，包括以下步骤，

步骤一：手动启动综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件，并利用综合控制平台通过网络远程启动教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台，并在运行过程中监测整个仿真平台硬件运行情况，保证平台运行过程中硬件设备安全稳定的运行；

步骤二：待系统启动后，教练员软件发布仿真训练科目，包括训练环境建立，海洋平台，抛锚船，锚链、拖缆和锚的参数设置，开始运行仿真；在仿真平台运行时，教练员根据训练实际情况进行训练开始、训练暂停、训练继续、训练结束的操作，对训练进行实时监控以及环境信息的动态修改；教练员平台还包含受训人员资料数据库、训练仿真数据库，受训人员资料数据库用于储存受训人员的信息，训练仿真数据库用来存储仿真过程中的仿真数据；

步骤三：视景仿真平台根据教练员平台指令，根据训练科目所需的三维场景模型，调用三维模型数据库中的海洋平台、抛锚船模型，并建立海洋环境与大气环境视景模型；

步骤四：运动仿真平台基于动力学与运动学原理建立海洋平台六自由度运动模型、抛锚船六自由度运动模型、锚链及锚运动模型和拖缆运动模型，根据教练员平台与操作控制平台的指令，进行运动模型实时解算并将六自由度数据输入视景仿真平台；

步骤五：教练员发布开始仿真指令后，操作控制台利用实现A/D&D/A信号的转换器实现模拟信号与数字信号的转换，受训人员利用抛锚控制台控制拖缆下放速度，利用操船驾驶台控制抛锚支持船的行进速度与方向进行模拟训练，达到设备与人在环路中的仿真；

步骤六：教练员平台根据数据记录，针对所选中的训练过程记录提供复现记录加载、复现开始、复现暂停、复现继续以及复现结束操作，回放整个模拟仿真的全过程；

步骤七：训练成绩评价，根据现场教练员专家评价结果和记录数据，进行学员操作训练综合评价或对预案实施的效果进行评估分析，并对预案进行优化；

步骤八：训练结束后，综合控制平台关闭各个仿真平台，整个仿真平台使用结束。

有益效果：

本发明建立一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，基于建立的水动力模型及运动响应仿真软件，能够准确模拟海洋平台、抛锚支持船、锚链与拖缆的实时运动状态，真实反映海洋平台在抛锚时的作业特征，可以用于作业人员的操作规程和技能培训，还可以实现抛锚作业方案的仿真预演与评估，大大提高抛锚的工作效率，提前预报及规避风险，避免海洋装备受损，有效保障作业人员与装备的安全性，增加经济效益及作业的安全性。

附图说明

图1深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台结构图；

图2教练员软件组成图；

图3视景仿真软件组成图；

图4集中质量模型图；

图5运动模型结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的目的是提供一种可以在陆地环境下方便实现、减少实际作业试验与培训过程中的风险、提高抛锚工作效率的一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，具有可多次重复、安全、经济、节能降污、不受外界环境限制等优点。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，包括五个分平台，分别为综合控制平台、教练员平台，视景仿真平台、运动仿真平台以及操作控制台。

综合控制平台，包括综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件，通过网络控制整个仿真平台硬件运行与停止以及监测整个平台硬件运行情况，保证平台运行过程中硬件设备安全稳定的运行。

教练员平台，其特征在于教练员机和教练员软件和数据库组成。用于发布训练科目信息，为教练员提供训练科目设置、训练监控、数据记录、训练成绩评估等功能，并能回放整个模拟仿真的全过程，有针对性的对培训人员的操作进行点评或对预案实施的效果进行评估总结并对预案进行修改完善。

视景仿真平台，其特征在于包括视景仿真机、三维模型数据库、视景仿真软件，接收教练员设置的科目信息和运动解算信息，对抛起锚作业场景进行实时动态渲染。

运动仿真平台，其特征在于包括运动仿真机，海洋平台六自由度运动模型，抛锚支持船六自由度运动模型，锚链与锚运动模型以及拖缆运动模型。运动仿真平台基于水动力学与运动学原理，根据教练员平台与操作控制平台的指令，基于建立的六自由度运动模型进行实时解算，将解算后六自由度运动数据输入视景仿真平台。

操作控制台，其特征在于包括抛锚控制台，操船驾驶台，并利用实现A/D&D/A信号采集与转换装置实现模拟信号与数字信号的转换，受训人员操控抛锚控制台，操船驾驶台，实现人与设备的实时交互仿真。

本发明一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，采用HLA分布式仿真架构，将深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台分为五个子平台，分别为综合控制平台、教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台以及操作控制平台。综合控制平台通过网络开启各个仿真平台后，教练员平台发布培训科目，运动仿真平台接收教练员平台数据与操作控制平台的操作指令，实时模拟海洋平台、抛锚支持船、锚链与锚以及拖缆的运动状态，并输入视景仿真平台进行作业场景的实时显示。该深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台可应用于作业人员的操作规程和技能培训，还可以实现抛锚作业方案的仿真预演与评估，大大提高抛锚作业的施工效率，缩短海上作业时间，提前预报及规避作业风险，提高海洋工程装备及作业人员的安全性。

一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台包含：(1)综合控制平台、(2)教练员平台、(4)视景仿真平台、(3)运动仿真平台、(5)操作控制平台。综合控制平台通过网络开启各个仿真平台后，教练员平台发布培训科目，运动仿真平台接收教练员平台数据与操作控制平台的操作指令，实时模拟海洋平台、抛锚支持船、锚链与锚以及拖缆的运动状态，并输入视景仿真平台进行视景显示。

深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台基于HLA分布式运行环境进行实时通讯。

综合控制平台，包括综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件，达到通过网络控制整个仿真平台硬件运行与停止以及监测整个平台硬件运行情况的功能。

教练员平台，包括教练员机和教练员软件和数据库。

视景仿真平台，包括视景仿真机，三维模型数据库，视景仿真软件和视景显示终端；

运动仿真平台，其特征在于包括运动仿真机、海洋平台六自由度运动模型、抛锚支持船六自由度运动模型、锚链与锚运动模型以及拖缆运动模型。

操作控制台，其特征在于包括抛锚控制台，操船控制台，并利用实现A/D&D/A信号采集与转换装置，实现操控设备模拟信号与数字信号的转换。

该深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台可应用于作业人员的操作规程和技能培训，还可以实现抛锚作业方案的仿真预演与评估，大大提高深水锚系作业的施工效率，缩短海上作业时间，提前预报及规避作业风险，提高海洋工程装备及作业人员的安全性。

下面结合附图1-5对本发明做进一步描述：

一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，采用HLA分布式仿真架构，，将深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台分为五个子平台，分别为综合控制平台、教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台以及操作控制平台，包含的步骤如下：

步骤1：综合控制平台，包括综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件。

首先通过网络控制开启各个仿真平台，并在运行过程中监测整个仿真平台硬件运行情况，保证平台运行过程中硬件设备安全稳定的运行。

步骤2：教练员平台，包括教练员机和教练员软件和数据库，根据教练员指令，包含如下步骤：

(1)如图2所示教练员软件建立仿真训练科目，包括训练环境建立(天气、海况、能见度、场景、训练时间)，海洋平台，抛锚船，锚链、拖缆和锚的参数设置；

(2)训练过程监控，在仿真平台运行时，为教练员提供训练开始、训练暂停、训练继续、训练结束等操作控制功能，用于完成一次完整的模拟训练；

(3)训练过程复现，针对所选中的训练过程记录提供复现记录加载、复现开始、复现暂停、复现继续、复现结束等操作功能，并可以根据需要选择设置复现速率；

(4)训练成绩评价，根据现场教练员专家评价结果和过程记录数据分析进行学员操作训练综合评价或对预案实施的效果进行评估总结并对预案进行修改完善，提高实际作业效率与规避风险。

(5)数据库：包含受训人员资料数据库与训练仿真数据库，受训人员资料数据库用于储存被训人员的资料，训练仿真数据库用来储存仿真过程中产生的数据以及给教练员软件提供数据。

步骤3：视景仿真平台包括视景仿真计算机，三维模型数据库，视景仿真软件，如图3所示包含如下步骤：

(1)建立三维模型数据库，在数据库中建立多种海洋平台与抛锚支持船舶，供人员在训练中选择；

(2)视景仿真软件包括视景模型驱动、海洋环境仿真、大气环境仿真等主要功能模块。视景模型驱动模块根据运动仿真平台传入的海洋平台、抛锚支持船的六自由度运动信息，以及锚链与拖缆节点运动信息，并实时动态渲染作业场景；海洋环境仿真模块根据教练员平台传入的海况信息，建立海洋效果、定制多级海浪干涉，海洋颜色、日光/月光对海面颜色的修正并模拟风对海洋的影响；大气环境仿真模块根据教练员平台传入的大气数据，建立晴天、雨天、雾天等天气效果，模拟太阳、月亮、天穹、光照、地平线等效果；

步骤4：运动仿真平台，包括运动仿真机，海洋平台六自由度运动模型，抛锚支持船六自由度运动模型，锚链及锚运动模型和拖缆运动模型。

运动仿真平台基于动力学与运动学原理，根据教练员平台训练科目信息与操作控制平台的指令，基于建立的六自由度运动模型并进行实时解算，并将数据输入视景仿真平台，如图4所示建立集中质量模型，根据集中质量模型建立如图5所示运动模型包含如下步骤：

(1)海洋平台六自由度运动模型建立

在大地坐标系和随船坐标系中建立低航速的海洋平台六自由度运动模型：

式中：η_P为海洋平台在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_P)为海洋平台在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_P为海洋平台在随船坐标系下矩阵；M_{P_RB}为海洋平台刚体质量矩阵；C_{P_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{P_A}为海洋平台附加质量矩阵；C_{P_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{P_r})为海洋平台阻尼矩阵；g_P(η_P)为海洋平台静力矩阵；τ_{P_wind}为海洋平台受到的风力；τ_{P_wave}为海洋平台受到的波浪力；τ_{P_current}为海洋平台受到的海流力；τ_p1为拖缆的段部受力

(2)抛锚船六自由度运动模型建立

抛锚船六自由度运动模型建立的理论与海洋平台六自由度运动模型建立极为相似：

式中：η_S为抛锚船在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_S)为抛锚船在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_S为抛锚船在随船坐标系下矩阵；M_{S_RB}为抛锚船刚体质量矩阵；C_{S_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{S_A}为抛锚船附加质量矩阵；C_{S_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{S_r})为抛锚船阻尼矩阵；g_S(η_S)为抛锚船静力矩阵；τ_{S_wind}抛锚船受到的风力；τ_{S_wave}为抛锚船受到的波浪力；τ_{S_control}为抛锚船的推进器推力；τ_{S_current}为抛锚船受到的海流力；τ_a2为拖缆的段部受力。

(3)锚链及锚运动模型建立

基于集中质量法将锚链离散成n份，将质量及作用力集中在每个节点上，任意节点i的主要受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力，如果首节点0处在水面以上，则主要受到平台的拉力，节点自身重力，且加速度与海洋平台一致，尾节点n除了受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力外，还有拖缆的拉力，锚的重力作用；

(4)拖缆运动仿真模型建立

基于集中质量法将锚链离散成m份，将质量及作用力集中在每个节点上，任意节点j的主要受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力，如果首节点0处在水面以上，则主要受到平台的拉力，节点自身重力，且加速度与抛锚船一致，随着抛锚船向前移动，尾节点m除了受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力外，还有锚链的拉力和锚的重力作用(与锚链尾节点n重合)。

步骤4：操作控制台包括抛锚控制台、操船驾驶台，并利用A/D&D/A信号采集与转换装置进行模拟信号与数字信号的转换，被训人员操控抛锚控制台、操船驾驶台上相应功能面板，实现人与设备的交互式仿真。

实施例

为了验证本发明方法的有效性和效果，举例进行说明，该实例包含以下步骤：

(1)手动启动综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件，并利用综合控制台通过网络远程启动教练员平台、运动仿真平台、视景仿真平台等，并在运行过程中监测整个仿真平台硬件运行情况，保证平台运行过程中硬件设备安全稳定的运行。

(2)待系统启动后，教练员软件发布仿真训练科目，包括训练环境建立(天气、海况、能见度、场景、训练时间)，海洋平台，抛锚船，锚链、拖缆和锚的参数设置，然后点击开始运行仿真；在仿真平台运行时，教练员可以根据训练实际情况进行训练开始、训练暂停、训练继续、训练结束等操作，对训练进行实时监控以及环境信息的动态修改；教练员平台还包含受训人员资料数据库、训练仿真数据库，受训人员资料数据库用于储存受训人员的信息(包括姓名、受训科目及训练成绩)，训练仿真数据库用来存储仿真过程中的仿真数据，为教练员进行成绩评估提供数据支持。

(3)视景仿真平台根据教练员平台指令，根据训练科目所需的三维场景模型，调用三维模型数据库中的海洋平台、抛锚支持船舶等船舶模型，并建立海洋环境与大气环境视景模型；视景仿真软件包括运动模型驱动模块，海洋环境仿真模块与大气环境仿真模块。运动模型驱动软件根据运动仿真平台传入的海洋平台、抛锚支持船的六自由度运动信息，以及锚链与拖缆节点运动信息，并实时在视景屏幕中显示；海洋环境仿真模块：根据教练员平台传入的海况信息，建立海洋效果、定制多级海浪干涉，海洋颜色、日光/月光对海面颜色的修正并模拟风对海洋的影响；大气环境仿真模块，根据教练员平台传入的大气数据，建立晴天、雨天、雾天等天气效果，模拟太阳、月亮、天穹、光照、地平线等效果；

(4)运动仿真平台基于动力学与运动学原理建立海洋平台六自由度运动模型、抛锚支持船六自由度运动模型、锚链及锚运动模型和拖缆运动模型，根据教练员平台与操作控制平台的指令，进行运动模型实时解算并将六自由度数据输入视景仿真平台，如图4所示建立集中质量模型，根据集中质量模型建立如图5所示运动模型包含如下步骤：

1)建立海洋平台六自由度运动模型

在大地坐标系和随船坐标系中建立低航速的海洋平台六自由度运动模型：

式中：η_P为海洋平台在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_P)为海洋平台在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_P为海洋平台在随船坐标系下矩阵；M_{P_RB}为海洋平台刚体质量矩阵；C_{P_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{P_A}为海洋平台附加质量矩阵；C_{P_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{P_r})为海洋平台阻尼矩阵；g_P(η_P)为海洋平台静力矩阵；τ_{P_wind}为海洋平台受到的风力；τ_{P_wave}为海洋平台受到的波浪力；τ_{P_current}为海洋平台受到的海流力；τ_p1为拖缆的段部受力

2)建立抛锚船六自由度运动模型

抛锚船六自由度运动模型建立的理论与海洋平台六自由度运动模型建立极为相似：

式中：η_S为抛锚船在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_S)为抛锚船在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_S为抛锚船在随船坐标系下矩阵；M_{S_RB}为抛锚船刚体质量矩阵；C_{S_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{S_A}为抛锚船附加质量矩阵；C_{S_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{S_r})为抛锚船阻尼矩阵；g_S(η_S)为抛锚船静力矩阵；τ_{S_wind}抛锚船受到的风力；τ_{S_wave}为抛锚船受到的波浪力；τ_{S_control}为抛锚船的推进器推力；τ_{S_current}为抛锚船受到的海流力；τ_a2为拖缆的段部受力。

3)建立锚链及锚运动模型

基于集中质量法将锚链离散成n份，将质量及作用力集中在每个节点上，任意节点i的主要受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力，如果首节点0处在水面以上，则主要受到平台的拉力，节点自身重力，且加速度与海洋平台一致，尾节点n除了受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力外，还有拖缆的拉力，锚的重力作用；

4)建立拖缆运动仿真模型

基于集中质量法将锚链离散成m份，将质量及作用力集中在每个节点上，任意节点j的主要受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力，如果首节点0处在水面以上，则主要受到平台的拉力，节点自身重力，且加速度与抛锚船一致，随着抛锚船向前移动，尾节点m除了受到自身的重力，浮力，节点间的内部拉力，内部阻尼力和海流的拖曳力外，还有锚链的拉力和锚的重力作用(与锚链尾节点n重合)。

(5)教练员发布开始仿真指令后，操作控制台利用实现A/D&D/A信号的转换器实现模拟信号与数字信号的转换，受训人员利用抛锚控制台控制拖缆下放速度，利用操船驾驶台控制抛锚支持船的行进速度与方向进行模拟训练，从而达到设备与人在环路中的仿真；

(6)教练员平台根据数据记录，针对所选中的训练过程记录提供复现记录加载、复现开始、复现暂停、复现继续、复现结束等操作，回放整个模拟仿真的全过程；

(7)训练成绩评价，根据现场教练员专家评价结果和记录数据，进行学员操作训练综合评价或对预案实施的效果进行评估分析，并对预案进行优化，提高实际作业效率，规避海上抛起锚作业风险。

训练结束后，综合控制平台关闭各个仿真平台，整个仿真平台使用结束。

Claims (2)

1.一种深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台，其特征在于：包括综合控制平台、教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台；综合控制平台通过网络开启教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台后，教练员平台发布培训科目，运动仿真平台接收教练员平台数据与操作控制平台的操作指令，实时模拟海洋平台、抛锚支持船、锚链与锚以及拖缆的运动状态，并输入视景仿真平台进行视景显示；

所述的综合控制平台、教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台通过HLA分布式运行环境进行实时通讯；

所述的综合控制平台包括综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件；

所述的教练员平台包括教练员机和教练员软件和数据库；

所述的视景仿真平台包括视景仿真机，三维模型数据库，视景仿真软件和视景显示终端；

所述的运动仿真平台，包括运动仿真机、海洋平台六自由度运动模型、抛锚船六自由度运动模型、锚链与锚运动模型以及拖缆运动模型；

所述的操作控制平台包括抛锚控制台，操船控制台，并利用实现A/D&D/A信号采集与转换装置，实现操控设备模拟信号与数字信号的转换；

所述的海洋平台六自由度运动模型为：

其中：η_P为海洋平台在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_P)为海洋平台在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_P为海洋平台在随船坐标系下矩阵；M_{P_RB}为海洋平台刚体质量矩阵；C_{P_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{P_A}为海洋平台附加质量矩阵；C_{P_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{P_r})为海洋平台阻尼矩阵；g_P(η_P)为海洋平台静力矩阵；τ_{P_wind}为海洋平台受到的风力；τ_{P_wave}为海洋平台受到的波浪力；τ_{P_current}为海洋平台受到的海流力；τ_a1为拖缆的段部受力；

抛锚船六自由度运动模型为：

其中：η_S为抛锚船在大地坐标系下的位姿矩阵；J(η_S)为抛锚船在大地坐标系下与随船坐标系下转换矩阵；v_S为抛锚船在随船坐标系下矩阵；M_{S_RB}为抛锚船刚体质量矩阵；C_{S_RB}为刚体科里奥利项和向心力矩阵；M_{S_A}为抛锚船附加质量矩阵；C_{S_A}为附加质量引起的科里奥利项和向心力矩阵；D(v_{S_r})为抛锚船阻尼矩阵；g_S(η_S)为抛锚船静力矩阵；τ_{S_wind}抛锚船受到的风力；τ_{S_wave}为抛锚船受到的波浪力；τ_{S_control}为抛锚船的推进器推力；τ_{S_current}为抛锚船受到的海流力；τ_a2为拖缆的段部受力。

2.一种基于权利要求1所述的深水海洋平台抛锚模拟训练仿真平台的仿真方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一：手动启动综合控制机、系统状态监控软件以及综合控制软件，并利用综合控制平台通过网络远程启动教练员平台、视景仿真平台、运动仿真平台和操作控制平台，并在运行过程中监测整个仿真平台硬件运行情况，保证平台运行过程中硬件设备安全稳定的运行；

步骤二：待系统启动后，教练员软件发布仿真训练科目，包括训练环境建立，海洋平台，抛锚船，锚链、拖缆和锚的参数设置，开始运行仿真；在仿真平台运行时，教练员根据训练实际情况进行训练开始、训练暂停、训练继续、训练结束的操作，对训练进行实时监控以及环境信息的动态修改；教练员平台还包含受训人员资料数据库、训练仿真数据库，受训人员资料数据库用于储存受训人员的信息，训练仿真数据库用来存储仿真过程中的仿真数据；

步骤三：视景仿真平台根据教练员平台指令，根据训练科目所需的三维场景模型，调用三维模型数据库中的海洋平台、抛锚船模型，并建立海洋环境与大气环境视景模型；

步骤四：运动仿真平台基于动力学与运动学原理建立海洋平台六自由度运动模型、抛锚船六自由度运动模型、锚链及锚运动模型和拖缆运动模型，根据教练员平台与操作控制平台的指令，进行运动模型实时解算并将六自由度数据输入视景仿真平台；

步骤五：教练员发布开始仿真指令后，操作控制台利用实现A/D&D/A信号的转换器实现模拟信号与数字信号的转换，受训人员利用抛锚控制台控制拖缆下放速度，利用操船驾驶台控制抛锚支持船的行进速度与方向进行模拟训练，达到设备与人在环路中的仿真；

步骤六：教练员平台根据数据记录，针对所选中的训练过程记录提供复现记录加载、复现开始、复现暂停、复现继续以及复现结束操作，回放整个模拟仿真的全过程；

步骤七：训练成绩评价，根据现场教练员专家评价结果和记录数据，进行学员操作训练综合评价或对预案实施的效果进行评估分析，并对预案进行优化；

步骤八：训练结束后，综合控制平台关闭各个仿真平台，整个仿真平台使用结束。