CN118155470A - 整合教练机功能的测深仪模拟训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，主要包括模拟器、教控台以及多媒体培训系统。所述教控台搭载教控软件，所述教控软件包括用于系统管理模块、人员管理模块、通信管理模块以及训练管理模块，所述训练管理模块包括训练学习子模块和考核评估子模块。所述模拟器包括若干套第一模拟器和至少一套第二模拟器，所述第一模拟器和第二模拟器均搭载有模拟器软件，所述模拟器软件用于执行教控台软件发布的指令并进行相应的操作使用训练和故障维修训练。本发明主要利用实体模拟器、教控台以及多媒体培训系统，最大程度模拟真机使用情景，以高效实现测深仪使用教学培训。

Description

整合教练机功能的测深仪模拟训练系统

技术领域

本发明涉及模拟教学技术领域，具体来说涉及一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统。

背景技术

在工程实践中测深仪是一种常见的空间探测仪器。目前最常用的回声测深仪，其工作原理是利用换能器在水中发出声波，当声波遇到障碍物而反射回换能器时，根据声波往返的时间和所测水域中声波传播的速度，就可以求得障碍物与换能器之间的距离。

测深仪的检测精度与使用者的操作规范程度强相关，因此在实际操作之前需要对使用者进行培训。而通过目前常规的真机操作方式进行培训，不仅容易对真机造成损坏，而且培训效率低下，无法满足实际应用需求。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统。本发明主要利用实体模拟器、教控台以及多媒体培训系统，最大程度模拟真机使用情景，以高效实现测深仪使用教学培训。

本发明采用的技术手段如下：

一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，包括：模拟器以及教控台，所述模拟器和教控台通过交换机实现数据交互；

所述教控台搭载教控软件，所述教控软件包括用于系统管理模块、人员管理模块、通信管理模块以及训练管理模块，所述训练管理模块包括训练学习子模块和考核评估子模块，所述训练学习子模块用于进行系统教学、理论学习和操作训练，所述考核评估子模块用于进行模拟考试和考核评估；

所述模拟器包括若干套第一模拟器和至少一套第二模拟器，所述第一模拟器的硬件模拟真实测深仪的显控分机，用于仿真完成真实测深仪操作和功能，所述第二模拟器的硬件模拟真实测深仪整机，便于进行拆卸装备训练，所述第一模拟器和第二模拟器均搭载有模拟器软件，所述模拟器软件用于执行教控台软件发布的指令并进行相应的操作使用训练和故障维修训练。

进一步地，所述系统还包括多媒体培训系统，所述多媒体培训系统与教控台通过网络通信实现数据交换，所述多媒体培训系统搭载多媒体软件，所述多媒体软件用于结合测深仪装备的工作原理和工作流程，实时响应操作者的交互动作，实现对测深仪的机械结构演示和操作方法培训，教学内容包括基础理论知识、工作机理、机械结构、系统操作以及维护保养。

进一步地，所述多媒体培训系统包括教学培训模块和虚拟训练模块，所述教学培训模块用于进行装备拆装演示和装备维修演示，所述虚拟训练模块用于进行虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练以及虚拟操作训练。

进一步地，所述教控软件包括应用层、模型支撑层以及数据交互层；

所述应用层包括系统设置界面、海图操作界面、过程监控界面、虚拟训练界面、人员管理界面、训练科目管理界面、通信管理界面和故障管理界面；

所述模型支撑层包括数据库以及与应用层各工作界面相对应的系统设置模块、海图操作模块、过程监控模块、虚拟训练模块、人员管理模块、训练科目管理模块、通信管理模块和故障管理模块；

所述数据交互层用于实现服务器、网络设备、节点计算机、集成式开发环境以及操作系统之间的数据交互。

进一步地，所述虚拟训练模块包括理论学习训练与考核模块、虚拟拆装训练与考核模块、虚拟操作训练模块、虚拟维修训练模块、实装模拟器操作训练模块以及实装模拟器维修训练模块

进一步地，所述虚拟拆装训练与考核模块包括考核内容设置子模块、考核时间设置子模块、考核成绩查看模块、考核结果分析模块以及历次考核排名模块。

进一步地，所述虚拟维修训练模块包括维修过程控制模块、虚拟视景显示模块、图形用户界面模块、交互操作模块以及故障案例库模块。

进一步地，所述人员管理模块用于对所有人员信息进行管理，包括账号新增模块、权限设置模块以及人员分组模块，其中对人员信息进行管理包括为每个新增人员分配权限，所述权限包括管理员、教员和学员，管理员权限对系统进行测试、账号注册，教员权限对学员端进行控制，学员权限参加考核或自行训练。

进一步地，所述通信管理模块用于监控参加本次训练的台位及其网络各节点的联网在线情况，分为二个区域，一个是用户使用区，在此区域用户可直观看到各节点的联网在线情况，另一个区域是专业使用区，专门为系统开发和维护人员使用，用于监测和检查整个系统的数据通信情况。

进一步地，所述训练科目管理模块用于完成对装备训练科目的管理与过程监控，其中包括理论训练与考核、虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，利用实体模拟器、教控台以及多媒体培训系统，最大程度模拟真机使用情景，以高效实现测深仪使用教学培训。不仅提高了学员培训效率，且避免了利用真机进行培训容易造成巨大损失的问题，能够在船员基础技能培训领域得到广泛的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统网络拓扑结构图。

图2为实施例中教控软件功能模块组成图。

图3为实施例中教控软件系统架构图。

图4为实施例中系统管理模块架构图。

图5为实施例中人员管理模块工作流程图。

图6为实施例中通信管理模块工作流程图。

图7为实施例中训练管理模块工作流程图。

图8为实施例中虚拟训练模块架构图。

图9为实施例中虚拟训练模块工作流程图。

图10为实施例中虚拟拆装模块架构图。

图11为实施例中虚拟拆装训练与考核模块的工作流程图。

图12为实施例中维修训练模块架构图。

图13为实施例中维修训练与考核模块工作流程图。

图14为实施例中多媒体软件功能架构图。

图15为实施例中多媒体软件执行虚拟造作训练的工作流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，包括：模拟器以及教控台，所述模拟器和教控台通过交换机实现数据交互。作为本发明优选的实施方式，该系统还可以包括多媒体培训系统，多媒体培训系统与教控台通过网络通信实现数据交换。

进一步地，教控台搭载教控软件，如图2所示，教控软件包括用于系统管理模块、人员管理模块、通信管理模块以及训练管理模块，所述训练管理模块包括训练学习子模块和考核评估子模块，所述训练学习子模块用于进行系统教学、理论学习和操作训练，所述考核评估子模块用于进行模拟考试和考核评估。

具体来说，系统管理包含训练台位的设置、系统时间以及训练方案生成等内容，记录历史训练数据，给不同的分机分配不同的训练科目。训练方案生成，是指为模拟训练提供初始化数据，包括训练海区选取、航路规划的设置等。系统可对生成的训练方案进行保存、编辑、调出等操作。人员管理可以根据权限进行人员设定，可增加教师、学员等其他账号，并设置对应权限。通信管理采用网络体系的方式进行，模拟器内部采用串口通讯进行信息传输。训练模拟系统内部组建桌面交换1000M的以太网，实现全系统训练仿真的全部信息交换，协议采用UDP协议。训练管理包括管理训练科目中的两个模块：训练学习、考核评估模块，在训练学习模块下包含系统教学、理论学习、训练等功能，内容涵盖测深仪组成结构、设备启停操作、参数设置、故障排除、日常维护保养等；考核评估模块包含模拟考试和考核评估等功能。

系统管理模块的主要包括学员登录管理、时间统一管理、训练方案管理、训练过程管理、训练科目管理、题库成绩管理等六个功能。如图4所示。其中：学员登录管理用于统一控制各训练台位进入系统登录界面和系统登出。时间统一管理包括系统时间统一、训练时间(开始、暂停、继续、停止)统一等功能。训练方案管理包括训练方案生成与保存、训练方案修改与删除、已有训练方案调出等功能。训练过程管理包括控制训练开始、训练暂停、训练结束等功能。训练科目管理包括理论训练与考核、虚拟操作训练、虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练、模拟器操作训练、模拟器维修训练等功能。训练考核管理包括理论题库维护、理论考核成绩维护、虚拟拆装考核成绩维护等功能。

优选地，本实施例中教控软件包括应用层、模型支撑层以及数据交互层。所述应用层包括系统设置界面、海图操作界面、过程监控界面、虚拟训练界面、人员管理界面、训练科目管理界面、通信管理界面和故障管理界面；所述模型支撑层包括数据库以及与应用层各工作界面相对应的系统设置模块、海图操作模块、过程监控模块、虚拟训练模块、人员管理模块、训练科目管理模块、通信管理模块和故障管理模块；所述数据交互层用于实现服务器、网络设备、节点计算机、集成式开发环境以及操作系统之间的数据交互。

具体来说，教控软件采用层次化结构的设计模式，如图3所示，自下而上分为数据交互层、模型支撑层和应用层。其中，数据交互层集合了台位软件所需的各种数据信息；模型支撑层是为了实现系统教控模块的模块化设计，规范而高效的开发和集成，提供应用支撑服务功能，包括系统设置模块、海图操作模块、过程监控模块等；应用层是按照实际需要，在数据交互层、模块支撑上，按需部署功能构建，形成满足要求的系统模块，通过软件的人机交互界面实现软件功能。

进一步地，所述人员管理模块用于对所有人员信息进行管理，包括账号新增模块、权限设置模块以及人员分组模块，其中对人员信息进行管理包括为每个新增人员分配权限，所述权限包括管理员、教员和学员，管理员权限对系统进行测试、账号注册，教员权限对学员端进行控制，学员权限参加考核或自行训练。人员管理模块可对所有人员信息进行管理，主要包括账号新增、权限设置、人员分组模块。权限包括管理员、教员、学员等，管理员可对系统进行测试，账号注册等，教员可以对学员端进行控制，学员可以参加考核或自行训练。如图5所示为人员管理模块的工作流程，包括：(1)增加账号，按照必填项要求，填写账号信息；(2)判断人员类型，若为教师，则添加到教师编组中；若为学员，则添加到学员编组中；(3)判断是否赋予上传权限，如果是，则分配该账号上传权限；否则进行下一步；(4)判断是否赋予下载权限，如果是，则分配该账号下载权限；否则进行下一步；(5)判断是否赋予预览权限，如果是，则分配该账号预览权限；否则进行下一步；(6)判断是否赋予移除权限，如果是，则分配该账号移除权限；否则进行下一步；(7)判断是否赋予修改权限，如果是，则分配该账号修改权限；否则进行下一步；(8)判断是否赋予导出权限，如果是，则分配该账号导出权限；否则结束。

进一步地，所述通信管理模块用于监控参加本次训练的台位及其网络各节点的联网在线情况，分为二个区域，一个是用户使用区，在此区域用户可直观看到各节点的联网在线情况，另一个区域是专业使用区，专门为系统开发和维护人员使用，用于监测和检查整个系统的数据通信情况。通信管理模块主要用于执行信息接收管理、信息发送管理和异常通信管理。信息接收管理，主要完成教控台的网络信息接收，接收信息来源包括各训练台位、系统内其他软件模块以及各个仿真硬件模块等。如教控台接收到训练台位传输的网络信息后，对各训练台位传输的信息需分类管理，进行标记是否需要回复，判断是否需要存档等管理操作。信息发送管理主要完成教控台的网络信息发送，发送信息去向包括各训练台位、系统内其他软件模块以及各个仿真硬件模块等。如教控台发送指令信息到各训练台位，或回复各训练台位的上传信息等管理操作。其主要工作流程如图6所示，包括：(1)查询是否有报文收到，如果没有报文收到，则结束；否则进行下一步；(2)判断是否为正确报文，如果不是正确报文，则丢弃错误报文，以免错误报文侵占内存；否则进行下一步；(3)读取报文长度，在判断为正确报文后，信息接收管理模块读取本次接收报文的长度；(4)读取报文信息，根据读取的报文长度，按长度读取报文信息；(5)显示报文信息，教控台界面显示本次读取的报文信息。

通信异常管理主要工作流程主要包括：(1)判断异常原因，当发生通信异常时，首先判断异常原因，查找解决方法，制定异常解决方案；(2)修复异常状态，在明确异常原因后，根据异常解决方案，修复异常状态。

信息发送管理主要工作流程主要包括：(1)查询是否有报文正在发送，如果有报文正在发送，则推迟本次发送，待系统当前无正在发送报文时，重新发送本次报文；否则进行下一步；(2)发送本次报文，当判断系统当前无正在发送报文时，执行发送本次报文操作；(3)确认发送状态，确认本次报文发送状态，如果发送状态正常，则结束；否则进行下一步；(4)重新发送，当本次发送状态异常时，系统判断此次报文发送失败，需重新发送，并再次确认发送状态。

训练管理模块用于完成对装备相关训练科目的管理与过程监控，训练管理模块与多媒体培训系统配合实现理论训练与考核、虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练。其中理论训练与考核用于控制运行于学员端电脑的多媒体虚拟训练软件，主要针对基础知识、操作使用方法与流程、维修理论、器件与仪器仪表知识等理论知识，以发布试卷的形式进行，实现装备理论学习训练与考核功能。虚拟拆装训练与考核用于控制运行于学员端电脑的多媒体虚拟训练软件，主要针对装备主要零部件的拆分和安装，以发布训练科目的形式进行，实现装备虚拟拆装训练与考核功能。虚拟维修训练用于控制运行于学员端电脑的多媒体虚拟训练软件，主要针对装备出现的故障以及解决方案，以发布训练科目的形式进行，实现装备虚拟维修训练功能。还包括虚拟操作训练，用于控制运行于学员端电脑的多媒体虚拟训练软件，主要针对装备的操作使用，以发布训练科目的形式进行，实现装备虚拟操作训练。

具体来说，训练管理模块的工作流程如图7所示，包括(1)判断训练类型，如果为训练学习，则进入(2)；否则，进如(6)；(2)进行科目选择，如果是系统教学，则进入(3)；如果是理论学习，进入(4)；如果是训练，则进入(5)；(3)进入系统教学板块；(4)进入理论学习板块；(5)进入训练板块；(6)进行评估项选择，如果是模拟考试，则进入模拟板块；如果是考核评估，进入考核评估板块。

虚拟训练模块将采用层次化结构的设计模式，自下而上分为数据交互层、模型支撑层和应用层。其中，数据交互层集合了台位软件所需的各种数据信息；模型支撑层是为了实现虚拟训练模块的模块化设计，规范而高效的开发和集成，提供应用支撑服务功能，包括数据库、模型库、理论学习训练与考核模块、虚拟拆装训练与考核模块、虚拟维修训练与考核模块等；应用层是按照实际需要，在数据交互层、模块支撑上，按需部署功能构建，形成满足要求的系统模块，通过软件的人机交互界面实现软件功能，虚拟训练模块架构如图8所示。其工作流程如图9所示。

进一步地，所述系统还包括，所述多媒体培训系统搭载多媒体软件，所述多媒体软件用于结合测深仪装备的工作原理和工作流程，实时响应操作者的交互动作，实现对测深仪的机械结构演示和操作方法培训，教学内容包括基础理论知识、工作机理、机械结构、系统操作以及维护保养。相应的，多媒体培训系统包括教学培训模块和虚拟训练模块，所述教学培训模块用于进行装备拆装演示和装备维修演示，所述虚拟训练模块用于进行虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练以及虚拟操作训练。所述虚拟训练模块包括理论学习训练与考核模块、虚拟拆装训练与考核模块、虚拟操作训练模块、虚拟维修训练模块、实装模拟器操作训练模块以及实装模拟器维修训练模块。所述虚拟拆装训练与考核模块包括考核内容设置子模块、考核时间设置子模块、考核成绩查看模块、考核结果分析模块以及历次考核排名模块。所述虚拟维修训练模块包括维修过程控制模块、虚拟视景显示模块、图形用户界面模块、交互操作模块以及故障案例库模块。

虚拟拆装训练模块架构如图10所示，分为装备结构组成训练、结构原理训练、模拟实操训练和警告提示四个部分内容。

1)装备结构组成训练。装备结构组成训练的功能如下：(1)包含系统仪器组成、关键结构(台体、框架)、器件、零部件、线路板三维模型；(2)包含三维交互式部件明细和虚拟拆装拆解过程；(3)系统采用3D零部件目录生成技术，将复杂组件的零部件通过3D零部件目录的方式展现出来；(4)用户可以通过鼠标点击3D模型，模型中对应的零件会在目录中高亮显示；(5)用户可以通过点击目录中的每个零件的复选框来隐藏或显示该零件；(6)可以通过鼠标对零部件目录中的3D模型进行旋转、平移、缩放等操作,可对模型显示视角进行选择；(7)可以对选中的零部件进行修改透明度操作。

2)结构原理训练。结构原理训练主要用于用户对结构的原理内容进行训练，主要以答题方式为主，题型包括填空、选择、判断等。

3)模拟实操训练。模拟实操训练主要用于用户对系统装备结构进行模拟拆装的训练，可通过鼠标点击等方式完成对仪器的拆分、组装等操作。

4)警告提示。警告提示功能主要为用户在训练中涉及到错误操作、人员安全、设备安全问题时，以弹窗或醒目字体显示的方式进行提示。方便用户在训练时对于错误操作以及安全问题有更深刻的了解。如图11所示为虚拟拆装训练与考核模块的工作流程。

虚拟维修训练与考核模块用于实现可交互的故障虚拟维修训练与考核功能。故障维修包括故障现象描述、故障隔离定位流程、故障原因、以及故障维修方法与所需工具等，通过播放教学片使学员自行学习同时定位故障问题。

虚拟维修训练包括虚拟维修演示多媒体教学、维修过程控制模块、虚拟视景显示模块、图形用户界面模块、交互操作模块和故障案例库模块等六个部分模块组成，如图12所示。具体来说，包括：

1.虚拟维修演示多媒体教学

以教学片的形式播放装备维修的方法和流程，学员可自主观看学习。

2.维修过程控制模块

维修过程控制模块是负责维修过程计算的核心算法模块，在系统初始化时，需要把维修所需要的所有信息数据加载到环境中，包括规定路径的3D组件模型、3D场景模型、组件属性信息、场景数据信息、操作约束信息、拆装路径规划、XML中配置的场景切换信息等。通过这些信息的合理组织和调用，维修过程控制模块能完成维修过程的识别、判定、评价。维修过程的识别是对维修操作的每一步系统都会有相应的记录和反馈，方便查询和调用；维修过程的判定是指在识别维修操作的基础上，通过综合组件属性信息、操作约束信息和拆装路径规划来判定当前的操作是否与匹配，并给于一定的提示；维修过程的评价是对总体的一个把握，记录每一步操作以及操作序列，最后对操作人员的维修过程进行评价和纠正，从而达到训练和引导的目的。

3.维修教学演示模块

学员可通过系统自带的教学视频学习基础的维修知识和技巧，通过视频引导在三维虚拟部件中复现维修的整个操作流程。

4.虚拟视景显示模块

虚拟视景是3D模型和场景的载体，是维修过程模型的呈现。所有模型使用分层加载的方式对3D模型进行有序的组织，对一些3D特效进行明确的显示。虚拟视景中呈现某型回声测深仪模拟器的结构和布局，能很清楚的观察出各部分的内容，和某一组件所在仪器内的位置。因为底层包含维修过程模型，所以我们在虚拟场景中可以通过鼠标的点击，键盘的操作等交互性动作移动所要维修的组件，在虚拟视景中呈现动态渲染效果。拥有物理运动等属性的物体，在虚拟视景中要呈现出实时运动的特点，这些均是系统仿真度的体现和关键。

5.图形用户界面模块

图形用户界面模块是为了增加用户与计算机的交互而设计的窗口，简化用户操作。友好、漂亮并且功能强大的用户界面能很好的帮助用户使用程序，一个应用程序除具有必要的功能外，用户界面的好坏是用户对应用程序是否满意的一个重要方面。本系统的GUI包括如下用户功能：主从窗口，图标，下拉式菜单及弹出菜单和选择列表，按钮等。在诸多可视化操作系统中，图形用户界面与用户的交互是直观、方便且高效的；在虚拟维修系统中，限于当前技术发展水平，部分操作用GUI实现虽然有失拟真度，略显僵硬，但还是可以提高系统的可操作性。

6.交互操作模块

对用户输入到系统中的各种指令进行响应，常见的外部输入设备有鼠标、键盘和手柄等。事件驱动包含了事件本体和事件响应内容。事件本体一般是指整个系统中将会出现的任何一个事件；事件响应内容指该事件被触发后，系统将会进行的一系列处理动作。

在虚拟系统中，常见用户交互事件有：

1)交互漫游：培训人员可以使用键盘和鼠标来改变视点的位置，程序实时修正场景相机的观察矩阵，来实现对场景平移、旋转和缩放等一系列的操作，实现了全方位多角度浏览场景，并且可以指定漫游的起点和终点。

2)拆装操作：对测深仪维护分为两部分一是对故障设备的拾取和拖动，二是根据相应故障现象和维护步骤，对维修组件进行拆装，通过使用鼠标点击、拾取和拖动，以及GUI的界面操作交互，来完成一系列动作。

7.故障案例库模块

故障案例库模块连接故障案例数据库，数据库内存储训练内容和故障案例，学员可选择所需训练内容和故障案例进行维修训练与考核。训练内容包括：线路板检测孔信号测量；元器件及线路板拆装和更换。故障现象呈现和故障排除，故障诊断和维修操作体验基本一致。本模块工作流程如图13所示。

更进一步地，多媒体软件部署和运行于学员端，完成多媒体教学培训(虚拟拆装、虚拟维修)、理论训练与考核、各种虚拟训练(虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练、虚拟操作训练)等功能，其功能组成如图14所示。包括：(1)多媒体教学培训。以播放教学片的形式，为学员讲解装备拆装和装备维修的方法和流程。(2)理论学习训练与考核。接收教控台发布的理论训练与考核试卷，学员可在界面上进行答题和提交，实现装备理论学习训练与考核功能。教控台软件可对成绩和考核情况进行统计。(3)虚拟拆装训练与考核。接收和执行教控台发布的虚拟拆装训练与考核的指令，实现装备虚拟拆装训练与考核功能，便于学员更加直观地认识学习装备的结构组成、结构原理、故障维修等相关知识。(4)虚拟维修训练。接收和执行教控台发布的虚拟维修训练的指令，实现装备虚拟维修训练功能。训练内容包括线路板检测孔信号测量、电路板拆装和更换，故障范围覆盖主要系统。如图15所示为多媒体软件执行虚拟训练操作的流程图。

再进一步地，模拟器包括若干套第一模拟器和至少一套第二模拟器，所述第一模拟器的硬件模拟真实测深仪的显控分机，用于仿真完成真实测深仪操作和功能，所述第二模拟器的硬件模拟真实测深仪整机，便于进行拆卸装备训练，所述第一模拟器和第二模拟器均搭载有模拟器软件，所述模拟器软件用于执行教控台软件发布的指令并进行相应的操作使用训练和故障维修训练。本发明实施例中优选设置了11套测深仪模拟器，如图1所示。第1～10套测深仪模拟器主要硬件模拟某型测深仪的显控分机和主机，可以仿真完成其全部操作和功能，包括自检、显示、参数设置、打印、报警以及故障模拟维修等功能，也可以用于学习、操作与考核。第11套模拟器从系统组成和硬件外观上全面仿真实装，便于学员拆卸装备，熟悉结构组成，同时也可模拟更换打印纸训练等。全套系统训练装置外观尺寸、部件布局、颜色、操作使用及响应与实装一致。系统采用1000M以太网为主干网，实现全系统仿真的全部信息交换，协议采用UDP协议，内部数据通讯以WinSock方式实现。模拟训练仿真分系统的全部节点均与教控台通过网控实现数据交换。计算机群以星形拓朴结构连接，易于系统扩展和维护利用。操作系统选用Windows 7；软件开发工具主要以VC++为主；仿真计算部分基于专业仿真开发工具建设。

具体来说，实装模拟器采用软件仿真和硬件模拟的方法，达到与实际装备基本一致的操作响应感受。应用软件运行于模拟器显控分机，嵌入式软件运行于信号仿真电路。学员通过模拟操作训练，熟悉装备的操作使用方法和流程。模拟器所需要本舰位置及海深等数据由教控台统一发送。模拟器采用软件仿真和硬件模拟的方法，达到与实际装备基本一致的维修响应感受。应用软件运行于模拟器显控分机，嵌入式软件运行于信号仿真电路。学员通过模拟维修训练，熟悉装备的故障诊断与故障排除的方法与步骤。故障维修科目内容由教控台统一发送指令，模拟器相关部件接收到指令后执行相应动作，营造出故障现象，学员判断和正确进行更换备板备件后，由教控台发送故障复位指令，装备恢复正常。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，包括：模拟器以及教控台，所述模拟器和教控台通过交换机实现数据交互；

所述教控台搭载教控软件，所述教控软件包括用于系统管理模块、人员管理模块、通信管理模块以及训练管理模块，所述训练管理模块包括训练学习子模块和考核评估子模块，所述训练学习子模块用于进行系统教学、理论学习和操作训练，所述考核评估子模块用于进行模拟考试和考核评估；

所述模拟器包括若干套第一模拟器和至少一套第二模拟器，所述第一模拟器的硬件模拟真实测深仪的显控分机，用于仿真完成真实测深仪操作和功能，所述第二模拟器的硬件模拟真实测深仪整机，便于进行拆卸装备训练，所述第一模拟器和第二模拟器均搭载有模拟器软件，所述模拟器软件用于执行教控台软件发布的指令并进行相应的操作使用训练和故障维修训练。

2.根据权利要求1所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述系统还包括多媒体培训系统，所述多媒体培训系统与教控台通过网络通信实现数据交换，所述多媒体培训系统搭载多媒体软件，所述多媒体软件用于结合测深仪装备的工作原理和工作流程，实时响应操作者的交互动作，实现对测深仪的机械结构演示和操作方法培训，教学内容包括基础理论知识、工作机理、机械结构、系统操作以及维护保养。

3.根据权利要求2所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述多媒体培训系统包括教学培训模块和虚拟训练模块，所述教学培训模块用于进行装备拆装演示和装备维修演示，所述虚拟训练模块用于进行虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练以及虚拟操作训练。

4.根据权利要求1所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述教控软件包括应用层、模型支撑层以及数据交互层；

所述应用层包括系统设置界面、海图操作界面、过程监控界面、虚拟训练界面、人员管理界面、训练科目管理界面、通信管理界面和故障管理界面；

所述模型支撑层包括数据库以及与应用层各工作界面相对应的系统设置模块、海图操作模块、过程监控模块、虚拟训练模块、人员管理模块、训练科目管理模块、通信管理模块和故障管理模块；

所述数据交互层用于实现服务器、网络设备、节点计算机、集成式开发环境以及操作系统之间的数据交互。

5.根据权利要求4所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟训练模块包括理论学习训练与考核模块、虚拟拆装训练与考核模块、虚拟操作训练模块、虚拟维修训练模块、实装模拟器操作训练模块以及实装模拟器维修训练模块。

6.根据权利要求5所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟拆装训练与考核模块包括考核内容设置子模块、考核时间设置子模块、考核成绩查看模块、考核结果分析模块以及历次考核排名模块。

7.根据权利要求5所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟维修训练模块包括维修过程控制模块、虚拟视景显示模块、图形用户界面模块、交互操作模块以及故障案例库模块。

8.根据权利要求5所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述人员管理模块用于对所有人员信息进行管理，包括账号新增模块、权限设置模块以及人员分组模块，其中对人员信息进行管理包括为每个新增人员分配权限，所述权限包括管理员、教员和学员，管理员权限对系统进行测试、账号注册，教员权限对学员端进行控制，学员权限参加考核或自行训练。

9.根据权利要求5所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述通信管理模块用于监控参加本次训练的台位及其网络各节点的联网在线情况，分为二个区域，一个是用户使用区，在此区域用户可直观看到各节点的联网在线情况，另一个区域是专业使用区，专门为系统开发和维护人员使用，用于监测和检查整个系统的数据通信情况。

10.根据权利要求5所述的一种整合教练机功能的测深仪模拟训练系统，其特征在于，所述训练科目管理模块用于完成对装备训练科目的管理与过程监控，其中包括理论训练与考核、虚拟拆装训练与考核、虚拟维修训练。