CN107025819A - 一种船甲板克令吊虚拟训练系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船甲板克令吊虚拟训练系统及其工作方法，所述的系统包括一个教练员站和若干学员训练端。所述的教练员站与若干学员训练端通过局域网连接，教练员站与若干学员训练端之间、学员训练端与学员训练端之间利用手持VHF进行语音通信。本发明利用虚拟现实技术，提供直接的克令吊操作体验，场景沉浸感良好，训练成本低，提高了克令吊训练的培训效率，专门用于航海类学生和船员对于克令吊的教学与训练，达到良好的教学培训效果。本发明设计了远程遥控式抓斗的操作，可完成船甲板克令吊整个装卸货过程，操作简单易行，训练效果真实。本发明提出了船甲板克令吊多人协同训练方案，根据学员的训练要求选择训练角色进行训练，训练具有针对性。

Description

一种船甲板克令吊虚拟训练系统及其工作方法

技术领域

本发明属于虚拟现实与仿真技术应用领域，特别涉及一种船甲板克令吊虚拟训练系统。

背景技术

甲板克令吊(以下简称克令吊)是大多数散杂货船重要的起重装置。根据《中华人民共和国船员培训管理规则》要求，克令吊是航海类专业学生和船员应该重点掌握的技能之一，包括设备的工作原理、应用方法以及操作注意事项等。目前航海类高校和船员培训机构都要安排一定学时的理论学习课程和实际操练课程。

由于克令吊结构复杂，价格昂贵，操作危险性大，一般培训机构真机保有量少，实操课大都是通过视频或者克令吊简易和实物模型了解真机操作，缺少更直观更直接的操作体验，环境真实感欠缺。近年来，随着虚拟现实技术的不断发展，克令吊虚拟训练系统不断受到用户的青睐，大都是实物模型、模拟器或者半实物模拟器，李君等人发明的船舶起重机模拟操作系统是半实物模拟器，相对软件训练系统来讲，硬件要求高，需要专门的训练场地，并且成本较高，一般航海类高校或船员培训机构无法大批量引进，无法满足培训的要求，致使克令吊训练效率降低，无法达到良好的教学培训效果。

综上所述，开发一种真实感良好的可用于教学培训的船甲板克令吊虚拟训练系统迫在眉睫。

发明内容

为解决上述问题，本发明要提供一种船甲板克令吊虚拟训练系统及其工作方法，提供直接的操作体验，增加环境真实感，提高了克令吊训练的培训效率，达到良好的教学培训效果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种船甲板克令吊虚拟训练系统，包括一个教练员站和若干学员训练端。所述的教练员站与若干学员训练端通过局域网连接，教练员站与若干学员训练端之间、学员训练端与学员训练端之间利用手持VHF进行语音通信。所述的学 员训练端的训练科目包括单个克令吊单人操作、单个克令吊单人装卸货操作、单个克令吊多人装卸货操作和多克令吊多货舱装卸货操作等。

所述的教练员站由系统指挥模块和系统管理模块组成，是整个训练系统的控制中心，教练员通过教练员站实施对整个训练系统的设计与控制，包括初始化学员训练端、训练过程监控和训练综合评分。初始化学员训练端是教练员在系统指挥模块完成的，负责确定学员训练端数量、设定训练科目、设定训练场景、确定训练任务、配置训练角色和分配训练角色；训练过程监控是教练员在系统管理模块完成的，负责三维模型数据监管、训练数据监管和故障设定监管；训练综合评分是教练员在系统指挥模块完成的，结合整个训练系统自动打分和教练员评判两种方式进行综合评分。教练员站的工作方法包括：教练员在系统指挥模块完成初始化学员训练端，系统管理模块动态监管虚拟训练系统的三维模型，并将训练任务转换成训练任务数据，发送到各个学员训练端。学员在学员训练端上进行操作训练，学员训练端记录操作数据，系统管理模块设定克令吊故障，并录制操作过程视频。训练结束后，学员训练端将操作数据传到系统管理模块，教练员在教练员站根据操作数据及操作过程视频进行评判。

所述的学员训练端由交互设备模块、运动模型模块、警报警示模块和用户界面模块组成。所述的交互设备模块是指虚拟训练系统的三维模型，虚拟训练系统的三维模型包括船体甲板、货舱、克令吊以及远程遥控式抓斗的三维模型。所述的运动模型模块包括吊货索的起升运动模型、回转塔架的旋转运动模型、吊臂的俯仰运动模型、吊臂索的运动模型以及远程遥控式抓斗的运动模型。所述的警报警示模块包括故障警报、油温警报、横倾警示、过载警报、限位警报和操作警示，通过文字、警报灯及蜂鸣方式示意。所述的用户界面模块包括命令菜单窗、多视角窗和帮助信息窗，实现虚拟训练系统漫游、多角色虚拟训练系统交互、多视角辅助观察和设备状态信息查看等功能。

一种船甲板克令吊虚拟训练系统的工作方法，包括以下步骤：

第一步：教练员进行训练前的准备工作

教练员在训练前需为训练进行准备工作，确定训练的相关信息。训练的相关信息包括学员数量、训练科目和学员训练要求。

第二步：教练员确定学员训练端数量

教练员根据已经确定的学员数量确定学员训练端数量，提前申请并安排学 员训练端设备。

第三步：教练员在系统指挥模块设定训练科目

教练员通过系统指挥模块制作和编辑各种练习，设定训练科目，训练科目包括单个克令吊单人操作、单个克令吊单人装卸货操作、单个克令吊多人装卸货操作和多克令吊多货舱装卸货。

第四步：教练员在系统指挥模块确定操作任务和训练场景

教练员通过系统指挥模块根据已设定的训练科目确定操作任务，并根据操作任务确定训练场景。训练场景包括船舶横倾、白天、夜晚、晨昏朦影以及低能见度天气状况场景。

第五步：教练员在系统指挥模块配置训练角色

教练员在指挥决策模块根据训练操作任务配置训练角色，配置训练角色包括设计训练角色和分配角色任务，每个角色负责一项或者多项操作任务。

第六步：教练员初始化学员训练端

教练员通过系统指挥模块和系统管理模块初始化学员训练端。在系统管理模块动态加载和监管虚拟训练系统的三维模型，并设定训练场景，在系统指挥模块根据训练角色量及学员训练端量，将训练任务转换成训练任务数据，发送到各个学员训练端，并为学员训练端分配训练角色，分为三种情况：若训练端数量等于训练角色量，每个训练端担任一个训练角色；若学员训练端数量多于训练角色量，其中有多个学员训练端担任同一个训练角色；若学员训练端量少于训练角色量，每个学员训练端担任一个训练角色，剩余的训练角色由虚拟辅助学员担任。

第七步：学员选择并登陆学员训练端

学员根据各自的训练要求选择学员训练端，在学员训练端上担任某个训练角色，登陆训练系统，在用户界面模块点击开始操作菜单开始进行特定操作的训练。

第八步：学员进行单人操作训练或者多人协同训练完成装卸货操作

单人操作训练包括单个克令吊单人操作、单个克令吊单人装卸货操作，多人协同训练包括单个克令吊多人装卸货操作和多克令吊多货舱装卸货操作。对于单人操作训练，学员在本人的学员训练端上进行操作训练；对于多人协同训练，需要学员在学员训练端根据训练角色的任务与其他训练角色进行协同训练， 运用VHF进行语音通信。多人协同训练的方式有两种，分别是“学员与学员间的协同训练”和“学员与虚拟辅助学员间的协同训练”。所述的“学员与学员间的协同训练”是指训练角色全部为真实的学员，每个人担任不同的训练角色，通过局域网连接进行协同训练，学员以第一人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，并在训练场景中互见，协作完成训练科目。所述的“学员与虚拟辅助学员间的协同训练”是训练角色除了真实的学员外还存在部分的虚拟辅助学员，学员以第一人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，学员通过系统用户界面模块的角色命令菜窗对虚拟辅助船员进行控制，虚拟辅助学员以第三人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，学员和虚拟辅助学员协作完成训练科目。

学员通过操控远程遥控式抓斗完成克令吊装卸货过程。在进行单个克令吊单人装卸货操作时，学员控制克令吊，使吊钩到达远程遥控式抓斗的正上方，下放吊钩，吊钩与抓斗上梁发生碰撞，抓斗自动成为吊钩的子物体，随吊钩一起运动，吊钩吊起抓斗，学员在用户界面模块的命令菜单窗上远程控制远程遥控式抓斗的开合，完成装卸货操作。在进行单个克令吊多人装卸货操作时，学员或虚拟辅助学员担任训练角色，学员或者虚拟辅助学员把远程遥控式抓斗挂在吊钩上，吊起远程遥控式抓斗，学员在用户界面模块的命令菜单窗上远程控制远程遥控式抓斗的开合，完成装卸货操作。在进行多克令吊多货舱装卸货操作时，学员或者虚拟学员担任训练角色，学员或者虚拟辅助学员在训练场景中同时进行单个克令吊多人装卸货操作，完成多货舱装卸货过程，学员进行操作训练的过程中，学员训练端记录操作数据，教练员可在系统管理模块设定克令吊故障，以增强学员应对克令吊故障的反应能力，并录制操作过程视频。

第九步：训练操作结束，训练单元提交操作

学员在用户界面模块点击提交操作菜单结束训练操作，学员训练端将操作数据传到系统管理模块。

第十步：教练员在教练员站对训练操作进行综合评判

教练员在系统管理模块根据操作数据及操作过程视频进行综合评估，并给出评估分数，最后将操作数据、操作过程视频和评估分数发送到系统指挥模块。学员退出训练系统。若需再次进行训练，则重新登陆训练系统，循环第八步的操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明利用虚拟现实技术开发了船甲板克令吊虚拟训练系统，提供直接的克令吊操作体验，场景沉浸感良好，训练成本低，提高了克令吊训练的培训效率，专门用于航海类学生和船员对于克令吊的教学与训练，达到良好的教学培训效果。

2、本发明设计了远程遥控式抓斗的操作，可完成船甲板克令吊整个装卸货过程，操作简单易行，训练效果真实。

3、本发明提出了船甲板克令吊多人协同训练方案，根据学员的训练要求选择训练角色进行训练，训练具有针对性，该方案设计思路可用于协作工作场景中。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的多人协同训练方案流程图。

图3为本发明的多人协同训练方案示意图。

图4为本发明的克令吊操作流程图。

图中：1、教练员站，2、系统指挥模块，3、系统管理模块，4、学员训练端，5、交互设备模块，6、运动模型模块，7、警报警示模块，8、用户界面模块，9、局域网，10、VHF，11、克令吊，12、货舱，13、抓斗，14、回转塔架，15、操作室，16、吊臂，17、吊臂索，18、吊钩，19、吊货索，20、船体甲板。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例来对本发明进行详细说明。

如图1-2所示，本发明包括一个教练员站1和若干学员训练端4。教练员站1由系统指挥模块2和系统管理模块3组成，学员训练端4由交互设备模块5、运动模型模块6、警报警示模块7和用户界面模块8组成。

所述的系统指挥模块2是控制整个训练系统的运行，教练员在系统指挥模块2完成初始化学员训练端4，包括确定学员训练端4数量、设定训练科目、设定训练场景、确定训练任务、配置训练角色和分配训练角色。系统的训练科目包括单个克令吊11单人操作、单个克令吊11单人装卸货操作、单个克令吊11多人装卸货操作和多克令吊11多货舱12装卸货操作。系统为学员训练端4分配训练角色，分为三种情况：若学员训练端4数量等于训练角色量，每个学员 训练端4担任一个训练角色；若学员训练端4数量多于训练角色量，其中有多个学员训练端4担任同一个训练角色；若学员训练端4数量少于训练角色量，每个学员训练端4担任一个训练角色，剩余的训练角色由虚拟辅助学员担任。

系统管理模块3动态监管虚拟训练系统的三维模型，并将训练任务转换成训练任务数据，发送到各个学员训练端4。训练任务数据包括学员操作步骤、货物的重量、克令吊的基本参数、船舶的横倾角以及天气状况。学员在学员训练端上进行操作训练，学员训练端4记录操作数据，系统管理模块3可设定克令吊11故障，并录制操作过程视频。训练结束后，学员训练端4将操作数据传到系统管理模块3，教练员在教练员站1根据操作数据及操作过程视频进行评判，结合系统自动打分和教练员评判两种方式进行综合评分。

所述的交互设备模块5是指虚拟训练系统的三维模型，虚拟训练系统的三维模型包括船体甲板20、货舱12、克令吊11以及远程遥控式抓斗13的三维模型。每个人担任不同的训练角色，通过局域网9连接学员训练端4，学员以第一人称方式在训练场景中通过鼠标和键盘事件以及用户界面进行漫游和完成操作任务，并在训练场景中互见。当存在部分的虚拟辅助学员，学员以第一人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务的同时通过系统用户界面模块8的角色命令菜窗对虚拟辅助船员进行控制，虚拟辅助学员以第三人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，学员和虚拟辅助学员协作完成训练科目。

所述的运动模型模块6包括吊货索19的起升运动模型、回转塔架14的旋转运动模型、吊臂16的俯仰运动模型、吊臂索17的运动模型以及远程遥控式抓斗13的运动模型。

所述的警报警示模块7包括故障警报、油温警报、横倾警示、过载警报、限位警报和操作警示，通过文字、警报灯及蜂鸣方式示意。

所述的用户界面模块8包括命令菜单窗、多视角窗和帮助信息窗，实现虚拟训练系统漫游、多角色虚拟训练系统交互、多视角辅助观察和设备状态信息查看等功能。

如图1-3所示，一种船甲板克令吊虚拟训练系统的工作方法，包括以下步骤：

第一步：教练员进行训练前的准备工作

教练员在训练前需为训练进行准备工作，确定训练的相关信息。训练的相关信息包括学员数量、训练科目和学员训练要求。

第二步：教练员确定学员训练端4数量

教练员根据已经确定的学员数量确定学员训练端4数量，提前申请并安排学员训练端4设备。

第三步：教练员在系统指挥模块2设定训练科目

教练员通过系统指挥模块2制作和编辑各种练习，设定训练科目，训练科目包括单个克令吊11单人操作、单个克令吊11单人装卸货操作、单个克令吊11多人装卸货操作和多克令吊11多货舱12装卸货。

第四步：教练员在系统指挥模块2确定操作任务和训练场景

教练员通过系统指挥模块2根据已设定的训练科目确定操作任务，并根据操作任务确定训练场景。训练场景包括船舶横倾、白天、夜晚、晨昏朦影以及低能见度天气状况场景。

第五步：教练员在系统指挥模块2配置训练角色

教练员在系统指挥模块2根据训练操作任务配置训练角色，配置训练角色包括设计训练角色和分配角色任务，每个角色负责一项或者多项操作任务。

第六步：教练员初始化学员训练端4

教练员通过系统指挥模块2和系统管理模块3初始化学员训练端4。在系统管理模块3动态加载和监管虚拟训练系统的三维模型，并设定训练场景，在系统指挥模块2根据训练角色量及学员训练端4数量，将训练任务转换成训练任务数据，发送到各个学员训练端4，并为学员训练端4分配训练角色，分为三种情况：若学员训练端4数量等于训练角色量，每个学员训练端4担任一个训练角色；若学员训练端4数量多于训练角色量，其中有多个学员训练端4担任同一个训练角色；若学员训练端4数量少于训练角色量，每个学员训练端4担任一个训练角色，剩余的训练角色由虚拟辅助学员担任。

第七步：学员选择并登陆学员训练端4

学员根据各自的训练要求选择学员训练端4，在学员训练端4上担任某个训练角色，登陆训练系统，在用户界面模块8点击开始操作菜单开始进行特定操作的训练。

第八步：学员进行单人操作训练或者多人协同训练完成装卸货操作

单人操作训练包括单个克令吊11单人操作、单个克令吊11单人装卸货操作，多人协同训练包括单个克令吊11多人装卸货操作和多克令吊11多货舱12 装卸货操作。对于单人操作训练，学员在本人的学员训练端4上进行操作训练；对于多人协同训练，需要学员在学员训练端4根据训练角色的任务与其他训练角色进行协同训练，运用VHF10进行语音通信。多人协同训练的方式有两种，分别是“学员与学员间的协同训练”和“学员与虚拟辅助学员间的协同训练”。所述的“学员与学员间的协同训练”是指训练角色全部为真实的学员，每个人担任不同的训练角色，通过局域网9连接进行协同训练，学员以第一人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，并在训练场景中互见，协作完成训练科目。所述的“学员与虚拟辅助学员间的协同训练”是训练角色除了真实的学员外还存在部分的虚拟辅助学员，学员以第一人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，学员通过系统用户界面模块8的角色命令菜窗对虚拟辅助船员进行控制，虚拟辅助学员以第三人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，学员和虚拟辅助学员协作完成训练科目。

学员通过操控远程遥控式抓斗13完成克令吊11装卸货过程。在进行单个克令吊11单人装卸货操作时，学员控制克令吊11，使吊钩18到达远程遥控式抓斗13的正上方，下放吊钩18，吊钩18与远程遥控式抓斗13上梁发生碰撞，远程遥控式抓斗13自动成为吊钩18的子物体，随吊钩18一起运动，吊钩18吊起远程遥控式抓斗13，学员在用户界面模块8的命令菜单窗上远程控制远程遥控式抓斗13的开合，完成装卸货操作。在进行单个克令吊11多人装卸货操作时，学员或虚拟辅助学员担任训练角色，学员或者虚拟辅助学员把远程遥控式抓斗13挂在吊钩18上，吊起远程遥控式抓斗13，学员在用户界面模块8的命令菜单窗上远程控制远程遥控式抓斗13的开合，完成装卸货操作。在进行多克令吊11多货舱12装卸货操作时，学员或者虚拟学员担任训练角色，学员或者虚拟辅助学员在训练场景中同时进行单个克令吊11多人装卸货操作，完成多货舱12装卸货过程，学员进行操作训练的过程中，学员训练端4记录操作数据，教练员可在系统管理模块3设定克令吊11故障，以增强学员应对克令吊11故障的反应能力，并录制操作过程视频。

第九步：训练操作结束，训练单元提交操作

学员在用户界面模块8点击提交操作菜单结束训练操作，学员训练端4将操作数据传到系统管理模块3。

第十步：教练员在教练员站1对训练操作进行综合评判

教练员在系统管理模块3根据操作数据及操作过程视频进行综合评估，并给出评估分数，最后将操作数据、操作过程视频和评估分数发送到系统指挥模块2。学员退出训练系统。若需再次进行训练，则重新登陆训练系统，循环第八步的操作。

如图1-4所示，本发明的实施例如下：

教练员站1与若干学员训练端4通过局域网9连接，教练员站与若干学员训练端4之间、学员训练端4与学员训练端4之间利用手持VHF10进行语音通信。

以单个克令吊11多人装卸货操作为例介绍本发明的工作流程。教练员在开始训练前需确定本次训练的学员数量、训练科目和学员训练要求，由于本次训练科目为单个克令吊11多人装卸货操作，假定学员的数量为3人，各自的训练要求为学员1训练克令吊11操作，学员2训练远程遥控式抓斗13吊挂操作，学员3训练指挥吊货，需要3个学员训练端4，主要的操作任务为训练克令吊11的基本操作流程、回转塔架14的旋转运动、吊臂16的俯仰运动、吊货索17的起升运动、吊臂16存放位置操作、远程遥控式抓斗13吊挂操作、远程遥控式抓斗13开合操作和装卸货指挥操作。教练员确定的训练场景为白天、能见度良好、无风浪天气，船舶横倾角为1度，无纵倾，船舶处于靠港状态。教练员在系统指挥模块完成初始化学员训练端4，为学员训练端4设置训练角色，教练员通过系统指挥模块2和系统管理模块3初始化学员训练端4。在系统管理模块3动态加载和监管虚拟训练系统的三维模型，并设定训练场景，在系统指挥模块2根据训练角色量及训练端量，将训练任务转换成训练任务数据，发送到各个学员训练端4，并为学员训练端4分配训练角色。此时学员为3人，分别担任3个训练角色，分别负责克令吊11操作、远程遥控式抓斗13吊挂操作和指挥吊货操作，无需虚拟辅助船员的参与。

3个学员根据自己的训练要求，选择并登陆学员训练端4，在用户界面模块8点击开始操作菜单开始进行单个克令吊11多人装卸货操作。学员在学员训练端4通过鼠标和键盘事件进行场景漫游和设备交互，并且在场景中互见，负责克令吊11操作的学员1用VHF10与其他两位学员进行交流，指挥负责远程遥控式抓斗13吊挂操作的学员2把远程遥控式抓斗13挂在克令吊11吊钩18上，学员1吊起远程遥控式抓斗13，点击远程遥控式抓斗13遥控器进行远程遥控式 抓斗13开合操作，完成货物的抓卸，负责指挥吊货操作的学员3在装卸过程中实时地指挥学员1把货物放在合适的货舱12地点，完成整个装卸过程。

学员进入到克令吊11的操作室15内进行克令吊11的操纵。克令吊11操作流程如图4所示。首先，要启动克令吊11的功率问询，使克令吊11进入启动状态，此时可启动克令吊11。当启动信号灯长亮且功率问询信号灯关闭时，克令吊11进入操纵状态。在吊货前，根据货物的重量选择克令吊11许用载荷，在克令吊11真机操纵中，可减少电量的消耗，符合节能环保的理念。之后，通过操纵克令吊11的旋转/变幅机械操作杆(左操作杆)和起升机械操作杆(右操作杆)，即可对克令吊11进行控制，完成回转塔架14的旋转、吊臂16的变幅和吊货索17的起升。在克令吊11操作过程中，教练员通过局域网9设置克令吊11故障，以文字和警示灯警示，训练克令吊11操作人员对突发事件的应对能力。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种船甲板克令吊虚拟训练系统，其特征在于：包括一个教练员站(1)和若干学员训练端(4)；所述的教练员站(1)与若干学员训练端(4)通过局域网(9)连接，教练员站(1)与若干学员训练端(4)之间、学员训练端(4)与学员训练端(4)之间利用手持VHF(10)进行语音通信；所述的学员训练端(4)的训练科目包括单个克令吊(11)单人操作、单个克令吊(11)单人装卸货操作、单个克令吊(11)多人装卸货操作和多克令吊(11)多货舱(12)装卸货操作；

所述的教练员站(1)由系统指挥模块(2)和系统管理模块(3)组成，是整个训练系统的控制中心，教练员通过教练员站(1)实施对整个训练系统的设计与控制，包括初始化学员训练端(4)、训练过程监控和训练综合评分；初始化学员训练端(4)是教练员在系统指挥模块(2)完成的，负责确定学员训练端(4)数量、设定训练科目、设定训练场景、确定训练任务、配置训练角色和分配训练角色；训练过程监控是教练员在系统管理模块(3)完成的，负责三维模型数据监管、训练数据监管和故障设定监管；训练综合评分是教练员在系统指挥模块(2)完成的，结合整个训练系统自动打分和教练员评判两种方式进行综合评分；教练员站(1)的工作方法包括：教练员在系统指挥模块(2)完成初始化学员训练端(4)，系统管理模块(3)动态监管虚拟训练系统的三维模型，并将训练任务转换成训练任务数据并发送到各个学员训练端(4)；学员在学员训练端(4)上进行操作训练，学员训练端(4)记录操作数据，系统管理模块(3)设定克令吊(11)故障，并录制操作过程视频；训练结束后，学员训练端(4)将操作数据传到系统管理模块(3)，教练员在教练员站(1)根据操作数据及操作过程视频进行评判；

所述的学员训练端(4)由交互设备模块(5)、运动模型模块(6)、警报警示模块(7)和用户界面模块(8)组成；所述的交互设备模块(5)是指虚拟训练系统的三维模型，虚拟训练系统的三维模型包括船体甲板(20)、货舱(12)、克令吊(11)以及远程遥控式抓斗(13)的三维模型；所述的运动模型模块(6)包括吊货索(19)的起升运动模型、回转塔架(14)的旋转运动模型、吊臂(16)的俯仰运动模型、吊臂索(17)的运动模型以及远程遥控式抓斗(13)的运动模型；所述的警报警示模块(7)包括故障警报、油温警报、横倾警示、过载警报、限位警报和操作警示，通过文字、警报灯及蜂鸣方式示意；所述的用户界面模块(8)包括命令菜单窗、多视角窗和帮助信息窗，实现虚拟训练系统漫游、多角色虚拟训练系统交互、多视角辅助观察和设备状态信息查看等功能。

2.一种船甲板克令吊虚拟训练系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：教练员进行训练前的准备工作

教练员在训练前需为训练进行准备工作，确定训练的相关信息；训练的相关信息包括学员数量、训练科目和学员训练要求；

第二步：教练员确定学员训练端(4)数量

教练员根据已经确定的学员数量确定学员训练端(4)数量，提前申请并安排学员训练端(4)设备；

第三步：教练员在系统指挥模块(2)设定训练科目

教练员通过系统指挥模块(2)制作和编辑各种练习，设定训练科目，训练科目包括单个克令吊(11)单人操作、单个克令吊(11)单人装卸货操作、单个克令吊(11)多人装卸货操作和多克令吊(11)多货舱(12)装卸货；

第四步：教练员在系统指挥模块(2)确定操作任务和训练场景

教练员通过系统指挥模块(2)根据已设定的训练科目确定操作任务，并根据操作任务确定训练场景；训练场景包括船舶横倾、白天、夜晚、晨昏朦影以及低能见度天气状况场景；

第五步：教练员在系统指挥模块(2)配置训练角色

教练员在系统指挥模块(2)根据训练操作任务配置训练角色，配置训练角色包括设计训练角色和分配角色任务，每个角色负责一项或者多项操作任务；

第六步：教练员初始化学员训练端(4)

教练员通过系统指挥模块(2)和系统管理模块(3)初始化学员训练端(4)；在系统管理模块(3)动态加载和监管虚拟训练系统的三维模型，并设定训练场景，在系统指挥模块(2)根据训练角色量及学员训练端(4)数量，将训练任务转换成训练任务数据，发送到各个学员训练端(4)，并为学员训练端(4)分配训练角色，分为三种情况：若学员训练端(4)数量等于训练角色量，每个学员训练端(4)担任一个训练角色；若学员训练端(4)数量多于训练角色量，其中有多个学员训练端(4)担任同一个训练角色；若学员训练端(4)量少于训练角色量，每个学员训练端(4)担任一个训练角色，剩余的训练角色由虚拟辅助学员担任；

第七步：学员选择并登陆学员训练端(4)

学员根据各自的训练要求选择学员训练端(4)，在学员训练端(4)上担任某个训练角色，登陆训练系统，在用户界面模块(8)点击开始操作菜单开始进行特定操作的训练；

第八步：学员进行单人操作训练或者多人协同训练完成装卸货操作

单人操作训练包括单个克令吊(11)单人操作、单个克令吊(11)单人装卸货操作，多人协同训练包括单个克令吊(11)多人装卸货操作和多克令吊(11)多货舱(12)装卸货操作；对于单人操作训练，学员在本人的学员训练端(4)上进行操作训练；对于多人协同训练，需要学员在学员训练端(4)根据训练角色的任务与其他训练角色进行协同训练，运用VHF(10)进行语音通信；多人协同训练的方式有两种，分别是“学员与学员间的协同训练”和“学员与虚拟辅助学员间的协同训练”；所述的“学员与学员间的协同训练”是指训练角色全部为真实的学员，每个人担任不同的训练角色，通过局域网(9)连接进行协同训练，学员以第一人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，并在训练场景中互见，协作完成训练科目；所述的“学员与虚拟辅助学员间的协同训练”是训练角色除了真实的学员外还存在部分的虚拟辅助学员，学员以第一人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，学员通过系统用户界面模块(8)的角色命令菜窗对虚拟辅助船员进行控制，虚拟辅助学员以第三人称方式在训练场景中漫游和完成操作任务，学员和虚拟辅助学员协作完成训练科目；

学员通过操控远程遥控式抓斗(13)完成克令吊(11)装卸货过程。在进行单个克令吊(11)单人装卸货操作时，学员控制克令吊(11)，使吊钩(18)到达远程遥控式抓斗(13)的正上方，下放吊钩(18)，吊钩(18)与远程遥控式抓斗(13)上梁发生碰撞，远程遥控式抓斗(13)自动成为吊钩(18)的子物体，随吊钩(18)一起运动，吊钩(18)吊起远程遥控式抓斗(13)，学员在用户界面模块(8)的命令菜单窗上远程控制远程遥控式抓斗(13)的开合，完成装卸货操作；在进行单个克令吊(11)多人装卸货操作时，学员或虚拟辅助学员担任训练角色，学员或者虚拟辅助学员把远程遥控式抓斗(13)挂在吊钩(18)上，吊起远程遥控式抓斗(13)，学员在用户界面模块(8)的命令菜单窗上远程控制远程遥控式抓斗(13)的开合，完成装卸货操作；在进行多克令吊(11)多货舱(12)装卸货操作时，学员或者虚拟学员担任训练角色，学员或者虚拟辅助学员在训练场景中同时进行单个克令吊(11)多人装卸货操作，完成多货舱(12)装卸货过程，学员进行操作训练的过程中，学员训练端(4)记录操作数据，教练员可在系统管理模块(3)设定克令吊(11)故障，以增强学员应对克令吊(11)故障的反应能力，并录制操作过程视频；

第九步：训练操作结束，训练单元提交操作

学员在用户界面模块(8)点击提交操作菜单结束训练操作，学员训练端(4)将操作数据传到系统管理模块(3)；

第十步：教练员在教练员站(1)对训练操作进行综合评判

教练员在系统管理模块(3)根据操作数据及操作过程视频进行综合评估，并给出评估分数，最后将操作数据、操作过程视频和评估分数发送到系统指挥模块(2)；学员退出训练系统；若需再次进行训练，则重新登陆训练系统，循环第八步的操作。