CN106530893A - 船舶航海训练模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶航海训练模拟系统，包括船舶驾驶室、位于所述船舶驾驶室之前的投影室、以及副本船室，还包括：导演监控室，位于所述副本船室和所述船舶驾驶室二者之间，其中，所述船舶驾驶室内设有驾驶台系统，所述副本船室内设有多个副本船驾驶台，所述投影室内设有视景系统，所述导演监控室内设有导调控制系统，所述驾驶台系统、多个副本船驾驶台、视景系统与所述导调控制系统信号连接。本发明的模拟系统一方面可真实再现船舶的驾驶室外形和内部设备，另一方面投影室的面积相对减少，同时根本上避免了布线混乱和浪费的问题。

Description

船舶航海训练模拟系统

技术领域

本发明涉及一种船舶航海训练模拟系统。

背景技术

船舶模拟训练是目前国际上较为先进的船舶操作训练方式，既可以提高船舶官兵的实际操作水平和经验积累，完成实船不能进行和难以集中遇到的科目，也可以减少实船消耗，延长船舶使用寿命、节省长期的训练经费。

中国专利文献CN100561543C披露了一种高品质航海模拟器及其开发平台系统，其披露了投影室和副本船室，如图1所示，该投影室采用360度柱面投影(至少240°)形成模拟视景，驾驶室由投影环幕环绕在外；如图2所示，副本船室中的副本船系统由结构分散的多个部件组成、并构建投影室。

在实施本发明的过程中，本发明人认识到：

1、现有的投影室和副本船室相互独立构建的训练模拟系统，驾驶室处于投影环幕的包围中，在满足视距的基础上，投影室的面积非常大，而且船舶驾驶室的外形还原困难；

2、副本船室中副本船系统结构松散，占地面积大，副本船室内仅设置一套训练系统；

3、随着导演监控要求的提出，副本船系统和驾驶台系统分别需要中央处理单元来集中控制，上述开发平台系统的架构会造成线路连接混乱和大量浪费。

因此，有必要针对上述问题加以改进。

发明内容

为解决现有技术中的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种船舶航海训练模拟系统，以使船舶航海训练模拟系统的布局更加合理紧凑。

为此，本发明提供了一种船舶航海训练模拟系统，包括船舶驾驶室、位于所述船舶驾驶室之前的投影室、以及副本船室，其特征在于，还包括：

导演监控室，位于所述副本船室和所述船舶驾驶室二者之间，

其中，所述船舶驾驶室内设有驾驶台系统，所述副本船室内设有多个副本船驾驶台，所述投影室内设有视景系统，所述导演监控室内设有导调控制系统，所述驾驶台系统、多个副本船驾驶台、视景系统与所述导调控制系统信号连接。

进一步地，上述船舶航海训练模拟系统，其特征在于，还包括走道，与所述船舶驾驶室直接连通，其中，所述导演监控室和所述副本船室位于所述走道的同一边侧，所述导演监控室和所述副本船室二者中仅所述副本船室具有面对走道的入口。

进一步地，上述导演监控室包括面对所述副本船室和所述船舶驾驶室的观察窗或门。

进一步地，上述走道的一端为系统唯一入口。

进一步地，上述驾驶台系统包括自动操舵仪、位于所述自动操舵仪左右两侧的动力控制与通信台和信号控制台、位于所述动力控制与通信台外侧的视景控制台、以及位于所述信号控制台外侧的导航雷达控制台。

进一步地，上述视景系统为5通道150度环幕的多通道柱幕投影系统。

进一步地，上述多通道柱幕投影系统的5个投影点以所述150度环幕的圆心为圆心的弧线上均布，并且相邻投影点的投影区域部分相交叠。

根据本发明的船舶航海训练模拟系统，投影室位于驾驶室之前，一方面可真实再现船舶的驾驶室外形，使得驾驶室能够真实再现内部设备，另一方面投影室的面积相对减少，此外，导演监控室位于所述副本船室和所述船舶驾驶室二者之间，与二者的接线距离缩短同时布线左右分开、从根本上避免了混乱。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的航海模拟器的投影室的示意图；

图2是现有技术的航海模拟器的副本船室的示意图；

图3是根据本发明一实施例的船舶航海训练模拟系统的平面布置示意图；

图4是根据本发明一实施例的船舶航海训练模拟系统的架构示意图；

图5是根据本发明一实施例的船舶航海训练模拟系统的船舶驾驶室的平面布局示意图；

图6是根据本发明一实施例的船舶航海训练模拟系统的驾驶台系统的立体结构示意图；

图7是根据本发明一实施例的船舶航海训练模拟系统的视景系统的平面投影示意图；以及

图8是根据本发明一实施例的船舶航海训练模拟系统的视景系统的横截面投影示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图3至图8示出了根据本发明的一些实施例。

如图3和图4所示，船舶航海训练模拟系统包括船舶驾驶室30、位于所述船舶驾驶室30之前的投影室40、副本船室10、以及位于所述副本船室10和所述船舶驾驶室30二者之间的导演监控室20。

其中，所述船舶驾驶室30内设有驾驶台系统，所述副本船室10内设有多个自带平板显示器的副本船驾驶台11，所述投影室40内设有视景系统41，所述导演监控室20内设有导调控制系统21，所述驾驶台系统(即图4中的主本船系统)、多个副本船驾驶台11、视景系统41与所述导调控制系统21信号连接，由导调控制系统21实施对模拟训练过程的设计与控制。

根据本发明的船舶航海训练模拟系统，投影室位于驾驶室之前，一方面可真实再现船舶的驾驶室外形，使得驾驶室能够真实再现内部设备，另一方面投影室的面积相对减少，此外，导演监控室位于所述副本船室和所述船舶驾驶室二者之间，与二者的接线距离缩短同时布线左右分开、从根本上避免了混乱。

在一实施例中，如图3所示，上述船舶航海训练模拟系统还包括：走道50，与所述船舶驾驶30直接连通，其中，所述导演监控室20和所述副本船室10位于所述走道50的同一边侧，所述导演监控室20和所述副本船室10二者中仅所述副本船室10具有面对走道的入口。

在本实施例中，导演监控室20不与走道50直接联通，仅在通过副本船室10或船舶驾驶室30的靠里侧的门才能达到导演监控室20，方便副本船训练人员和驾驶室训练人员有问题时迅速报告，减少反映时间。

在一实施例中，如图3所示，上述导演监控室包括面对所述副本船室的第一观察窗或门22和面对所述船舶驾驶室的观察窗或门23，进而方便在训练科目中直接进行观察。

在一实施例中，如图3所示，上述走道50的一端为系统唯一入口51，进而方便管理。

在一实施例中，如图5和图6所示，上述驾驶台系统包括自动操舵仪31、位于所述自动操舵仪31左右两侧的动力控制与通信台34和信号控制台32、位于所述动力控制与通信台34外侧的视景控制台35、以及位于所述信号控制台32外侧的导航雷达控制台33。

在本实施例中，驾驶台系统真实再现了某型号船舶的驾驶室内的设备布置，与现有技术相比，训练的真实感加强。

在一实施例中，如图5所示，面对环幕的驾驶室的观察窗包括平直表面36和位于平直表面两侧收拢的多块观察面，该平直表面36的宽度与驾驶台系统的宽度基本齐平。在本实施例中，平直表面36与前方150°环幕，与实际驾驶时的视角基本一致，模拟训练的真实感和沉浸感强。

在一实施例中，如图7和图8所示，上述视景系统为5通道150度环幕的多通道柱幕投影系统。

在本实施例中，上述多通道柱幕投影系统的5个投影点以所述150度环幕的圆心为圆心的弧线上均布，并且相邻投影点的投影区域部分相交叠。

其中，环幕的半径设计为4.5米，高度为2.5米，用5通道实现水平视场角为150度，垂直视场角为25度的柱面大屏幕无缝拼接和高亮度显示。同时要求，投影机要在距离5米处，能够投150英寸大小的面积，这样可保证每个通道投影宽度为3米，高度为2.27米，每个通道水平投影角度为35度，垂直为26.25度，重叠角度为6.25度，融合区域为17.8％。

与现有技术的至少240°的投影方向相比，采用150环幕和5个投影点更加合理。

在一实施例中，副本船系统主要由导航雷达台、电子海图台、自动操舵仪与车、和视景系统组成，所有设备集中到一个机柜上。视景系统采用60寸液晶电视，水平视场角大约为55度，垂直视场角为30度。目的是构建一种场地需求小，具有单船舶操纵能力的模拟分系统，为船舶长及驾驶台人员实施针对性的操纵与航行训练和综合能力的培养提供平台。同时，可与主本船和其它副本船之间进行互操作，形成多船舶协同训练环境平台。

在一实施例中，导调控制系统是船舶操纵模拟训练系统的中央控制单元，由教练台控制机、视频监控系统、视景复视系统、服务器、工作台、辅助系统等组成，全部设备部署到导演监控室，它是整个模拟器系统的控制中心，实施对整个模拟器系统模拟训练过程的设计与控制。

本发明的模拟训练系统是一套多功能、高集成、综合性、网络化的训练教学系统，可满足多种航行条件下、多种航行水域及多种船舶驾驶台操作人员的操纵与航行训练、多船舶协同训练以及船舶长航行操纵指挥训练的需要。

其中训练对象包括编队指挥员、船舶长和相关职手(导航雷达兵、信号兵、车钟、操舵兵)。

通过训练方案的设置，本发明的模拟训练系统能够完成船舶航行、值班、操纵、避碰、通信模拟、船舶战术训练、故障应急、训练评估等方面的培训，使学员掌握风、流、水深、底质对船舶航行的影响、锚、缆对船舶操纵的影响、积配载对船舶航行的影响、船舶操纵性能对船舶机动的影响、展开船舶靠泊和编队航渡最佳队形等方面的研究、针对海事再现进行事故分析与评判。具体功能如下：

1、船舶航行与值班训练

水域研究与航行：系统应能提供主要**水域的二维电子江图和三维视景，对**水域进行研究。包括：进出港航行、岛礁区航行、广阔水域的航行、仪器使用、电子江图改正、航行计划辅助拟定、航行基本计算(如向位计算、潮汐计算、天文计算等)、雷达导航与避碰、GPS导航仪导航、水深数据、气象要素、各种条件下的航行与作业等。

雾中航行：能显示雾的生成与消散，使受训者训练在雾中航行的航行保障工作方法。

夜间航行：能模拟光照变化过程，借助航标种类，灯质及背景，训练在夜航时的航行保障工作方法。

2、船舶操纵与避碰训练

不同条件下的船舶操纵，包括：能见度条件下的船舶操纵、各种风、流、海况下的船舶操纵、多种天气(雨、雪)情况下的船舶操纵、船舶在各种情况下的号灯、号型操作训练、船舶保向操纵、改向操纵、沿预定航线的操纵、按导(叠)标航行操纵、过桥操纵。

特殊操纵：进出港操纵、靠离码头操纵、靠离锚泊船和漂泊艇操纵。

锚泊操纵：能设置各种风流条件，使受训者训练船舶各种情况靠码头的操纵。

船舶操纵性能测定：能进行船速测定、船舶停车冲程测定及船舶旋回要素的测定。

登退陆操纵：能设置各种风流条件，使受训者训练登陆艇风流影响下的登退陆操纵。

多艇会遇避让，包括各本船间的对抗训练：各种格局船舶会遇避让、各种气象条件下船舶会遇避让。

救生训练：人员落水、水上搜救。

3、一二级科目训练

(1)备航部署

(2)抛启锚部署

(3)离靠码头：A.正常情况下离靠码头；B.单车离靠码头；C.大风浪情况下离靠码头；D.能见度不良情况下离靠码头；E.夜航情况下离靠码头。

(4)离靠锚泊船：A.正常情况下离靠锚泊船；B.单车离靠锚泊船；C.大风浪情况下离靠锚泊船；D.能见度不良情况下离靠锚泊船；E.夜航情况下离靠锚泊船。

(5)离靠漂泊船：A.正常情况下离靠漂泊船；B.单车离靠漂泊船；C.大风浪情况下离靠漂泊船；D.能见度不良情况下离靠漂泊船；E.夜航情况下离靠漂泊船。

(6)岛礁区航行：A.正常情况下岛礁区航行；B.单车岛礁区航行；C.大风浪情况下岛礁区航行；D.能见度不良情况下岛礁区航行；E.夜航情况下岛礁区航行；

(7)登退陆：A.正常情况下登退陆；B.单车登退陆；C.大风浪情况下登退陆；D.能见度不良情况下登退陆；E.夜航情况下岛礁区登退陆。

(8)狭水道航行

(9)编队航行：A.单双纵编队航行；B.单双横编队航行；C.人字队方位队；D.菱形队；(10)编队救援。

(11)水上救生

(12)避碰模拟

4、通信模拟训练要求

灯光通信：模拟灯光的拍发，在显示器上模拟设立信号探照灯,在键盘上模拟设立一键,为拍发信号灯的开关。

雷达技术观察：显示屏中模拟设立若干活动目标和固定目标，使受训者训练雷达回波识别能力。

5、船舶编队训练要求

巡航编队运动：能使各主本船与物标船构成一个编队，训练编队间的指挥、通信与协同。

6、各种故障下的应急训练

各种故障、恶劣气候、危险情况下的应急操作，故障主要包括：主机故障、操舵故障等。

7、训练评估

对围绕船舶技术操纵等内容设置的各科目实操能实施全程监控、回放、评估，实现定量考核。

基于虚拟环境的训练方式与海上实际训练相比，成本低，可节省大量的人力、物力和财力。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种船舶航海训练模拟系统，包括船舶驾驶室、投影室、以及副本船室，其特征在于，还包括：

导演监控室，位于所述副本船室和所述船舶驾驶室二者之间，

其中，所述投影室位于所述船舶驾驶室之前，所述船舶驾驶室内设有驾驶台系统，所述副本船室内设有多个副本船驾驶台，所述投影室内设有视景系统，所述导演监控室内设有导调控制系统，所述驾驶台系统、多个副本船驾驶台、视景系统与所述导调控制系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的船舶航海训练模拟系统，其特征在于，还包括走道，与所述船舶驾驶室直接连通，其中，所述导演监控室和所述副本船室位于所述走道的同一边侧，所述导演监控室和所述副本船室二者中仅所述副本船室具有面对走道的入口。

3.根据权利要求2所述的船舶航海训练模拟系统，其特征在于，所述导演监控室包括面对所述副本船室和所述船舶驾驶室的观察窗或门。

4.根据权利要求2所述的船舶航海训练模拟系统，其特征在于，所述走道的一端为系统唯一入口。

5.根据权利要求1所述的船舶航海训练模拟系统，其特征在于，所述所述驾驶台系统包括自动操舵仪、位于所述自动操舵仪左右两侧的动力控制与通信台和信号控制台、位于所述动力控制与通信台外侧的视景控制台、以及位于所述信号控制台外侧的导航雷达控制台。

6.根据权利要求1所述的船舶航海训练模拟系统，其特征在于，所述视景系统为5通道150度环幕的多通道柱幕投影系统。

7.根据权利要求6所述的船舶航海训练模拟系统，其特征在于，所述多通道柱幕投影系统的5个投影点以所述150度环幕的圆心为圆心的弧线上均布，并且相邻投影点的投影区域部分相交叠。