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駕駛模擬器范文第1篇

【關(guān)鍵詞】人為因素；駕駛模擬；交通事故

1研究過程

分心行為會直接影響駕駛員的駕駛表現(xiàn)，從而對交通安全以及交通效率產(chǎn)生影響。基于對交通安全的考慮以及實(shí)際觀測的困難，難以直接獲取駕駛員在分心時的駕駛特征、車輛特征等參數(shù)，所以我們一般通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)，來得到不同分心行為時駕駛員的駕駛參數(shù)，量化分心行為對駕駛表現(xiàn)的影響。

1.1駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺

研究使用的駕駛模擬器為RTI的RDS-1000駕駛模擬平臺，其實(shí)際車輛設(shè)備占地面積最小，包括帶控制功能的真實(shí)方向盤、負(fù)載轉(zhuǎn)向、真實(shí)的加速、制動踏板以及完全可定制的虛擬儀表盤。RDS-1000采用四分之一駕駛室設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)150度視野，可擴(kuò)展至210度。該實(shí)驗(yàn)平臺主要由控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、駕駛艙系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。圖1駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺Realtime駕駛模擬器是一個綜合的駕駛模擬平臺，可應(yīng)用于研究、培訓(xùn)和汽車相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。該平臺采用模塊化和可擴(kuò)展的系統(tǒng)設(shè)計，具有很高的保真度。RTI始于1997年，總部位于汽車城底特律市，具有20余年的車輛動力學(xué)仿真及車輛模擬器開發(fā)與制造經(jīng)驗(yàn)，主要應(yīng)用于一下幾個領(lǐng)域的研究：人因工程研究、人機(jī)交互研究、人交通安全研究、人機(jī)共駕研究、車輛動力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)和3D圖像渲染技術(shù)研究。

1.2RTI駕駛模擬平臺應(yīng)用領(lǐng)域

SimObserverPro是RTI歷經(jīng)多年研發(fā)的數(shù)據(jù)采集及行為分析系統(tǒng)，可以從多個數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理后，可以在一個界面內(nèi)進(jìn)行顯示。同時，這個界面也可以同步顯示記錄的數(shù)據(jù)，以及由這些數(shù)據(jù)生成的曲線、圖表等，參見圖2。圖2SimObserverProSimObserverPro支持采集的數(shù)據(jù)包括視頻、音頻、眼動數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、腦電數(shù)據(jù)等。同時，也可以采集真實(shí)車輛或駕駛模擬器的各種數(shù)據(jù)，包括車速、加速度、踏板開度、檔位、方向盤轉(zhuǎn)角、車道號、車道偏移、跟車距離等。另外，SimObserverPro也可以支持對在試驗(yàn)過程中發(fā)生的事件進(jìn)行標(biāo)記，并建立索引。在進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理時，可以通過索引快速定位到事件發(fā)生的時刻。當(dāng)進(jìn)行事件定位時，視頻畫面、記錄的數(shù)據(jù)、生成的曲線等也會自動同步到該時刻，以方便對進(jìn)行事件分析處理。SimObserverPro包括以下功能：支持采集多路攝像頭視頻數(shù)據(jù)（HD版本采用h.264編碼，UHD版本采用NVENCh.265編碼）；支持采集音頻數(shù)據(jù)；支持采集眼動儀、生理儀、腦電儀等數(shù)據(jù)；同步捕獲視頻和各種數(shù)據(jù)流；可在視頻畫面上實(shí)時顯示多種參數(shù)數(shù)據(jù)，顯示的格式可自定義；具有事件標(biāo)記功能；可為標(biāo)記的事件建立索引，以快速定位事件；支持視頻和數(shù)據(jù)流同步回放；支持對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理以及圖形化顯示；支持對采集的視頻和數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，以幫助識別事件發(fā)生的過程；支持通過腳本進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形化數(shù)據(jù)顯示；數(shù)據(jù)采集頻率可定制；支持導(dǎo)出采集的數(shù)據(jù)到excel；支持遠(yuǎn)程命令控制。

2實(shí)驗(yàn)舉例

實(shí)驗(yàn)選用低車流密度的高速公路場景，通過RTI的SimcreatorDX軟件自帶的場景庫編輯創(chuàng)建，參見圖3和圖4。道路為雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)高速公路，限速為120km/h，車道寬度為3.75m，路面平整度良好。天氣為晴天，車流密度較小，以減小外界因素對駕駛員干擾，被試者盡量按照平時習(xí)慣駕駛車輛，總共有兩名被測人員參與。數(shù)據(jù)采集頻率為60Hz，輸出的車輛行為參數(shù)如表1所示。實(shí)驗(yàn)使用三個攝像頭捕獲駕駛員的臉部特征、注視方向、操縱車輛動作等信息。如果需要分析駕駛員面部的細(xì)節(jié)特征及駕駛員的心理特性，可以外接第三方設(shè)備例如：眼動儀、生理分析儀和腦電分析儀等。通過RTI的駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺，分別獲取了兩種情景下的車輛運(yùn)動參數(shù)，包括自由駕駛和使用手機(jī)打字駕駛，使用手機(jī)打字駕駛是一種具有代表性的常見分心行為。車輛運(yùn)動參數(shù)包括縱向速度、縱向加速度、橫向速度、橫向加速度、方向盤轉(zhuǎn)角，全面的反映了車輛行駛時的狀態(tài)。

3數(shù)據(jù)分析

分心行為對駕駛員駕駛表現(xiàn)的影響包括兩個方面：一是對駕駛員自身的影響，主要是增加了駕駛員的駕駛負(fù)荷，分散了其駕駛注意力；二是對車輛行為產(chǎn)生影響，包括由于駕駛員駕駛操作的改變而引起的車輛速度、加速度、行駛穩(wěn)定性等微觀參數(shù)的變化。

3.1車輛運(yùn)動基本參數(shù)

通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺，分別獲取了兩種種情景下的車輛運(yùn)動參數(shù)，包括自由駕駛和使用手機(jī)打字駕駛。車輛運(yùn)動參數(shù)包括縱向速度、縱向加速度、橫向速度、橫向加速度和方向盤轉(zhuǎn)角，全面的反映了車輛行駛時的狀態(tài)。根據(jù)以上原始數(shù)據(jù)，可以計算每一名被試者駕駛時的縱向速度均值、縱向速度標(biāo)準(zhǔn)差、縱向加速度標(biāo)準(zhǔn)差、橫向速度均值、橫向速度標(biāo)準(zhǔn)差、橫向加速度標(biāo)準(zhǔn)差、方向盤轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差等變量，來衡量駕駛的速度、穩(wěn)定性、安全性等。每一名被試者的數(shù)據(jù)具有一定的個性和隨機(jī)性，因此本研究使用兩名被試者所得變量值的平均值作為分析對象。以自由駕駛情景下，縱向速度標(biāo)準(zhǔn)差的計算為例，首先分別計算每一名被試者在兩種情景下實(shí)驗(yàn)得到的縱向速度標(biāo)準(zhǔn)差，然后再對這兩個數(shù)據(jù)值取平均值。車輛行駛的縱向速度（即行駛速度）是最直接反映車輛運(yùn)動狀態(tài)的參數(shù)，與駕駛效率和駕駛安全息息相關(guān)。圖5給出了兩種駕駛情景下，車輛行駛的縱向速度均值和標(biāo)準(zhǔn)差，隨著分心行為對駕駛員的影響程度逐漸增大，駕駛員開車時的平均速度逐漸降低，而速度標(biāo)準(zhǔn)差則逐漸增加。使用手機(jī)打字對于駕駛員有較大影響。使用手機(jī)打字時，駕駛員的駕駛速度比自由駕駛時降低了約6.1%，而速度標(biāo)準(zhǔn)差則增加了17.2%，分心行為對駕駛速度存在著一定的影響。車輛橫向速度的變化，既反映了車輛換道的行為，也反映了駕駛時車輛橫向的振動，即駕駛時相對于車道中心線的偏離。圖6是兩種情景下的橫向速度的標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)駕駛員處于分心狀態(tài)時，車輛的橫向穩(wěn)定性變差，會增加橫向速度的標(biāo)準(zhǔn)差。車輛縱向加速度的均值接近于0，這是因?yàn)檐囕v行駛時既有加速也有減速，加速度則既有正值也有負(fù)值，其平均值大約為0。因此有意義的是加速度的標(biāo)準(zhǔn)差，反映了駕駛員在操控車輛時的穩(wěn)定性，縱向加速度標(biāo)準(zhǔn)差越大，車輛的行駛穩(wěn)定性越差。圖7給出了兩種情景下的縱向加速度標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果顯示，使用手機(jī)打字，駕駛穩(wěn)定性明顯的降低了。對比自由駕駛，使用手機(jī)打字時的加速度標(biāo)準(zhǔn)差增加了66.7%。圖7車輛縱向速度標(biāo)準(zhǔn)差方向盤轉(zhuǎn)角直接反映了駕駛員對車輛的控制，由于方向盤的轉(zhuǎn)動有兩個方向，即順時針和逆時針，因此其轉(zhuǎn)角值也有正有負(fù)，轉(zhuǎn)角的均值大約為0。因此，圖8給出了方向盤轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差，它主要反映了駕駛時的橫向穩(wěn)定性。方向盤轉(zhuǎn)角與車輛的橫向加速度之間具有直接的相關(guān)性，因此它們的變化趨勢也是一致的。使用手機(jī)打字時方向盤轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差顯著增加，說明使用手機(jī)打字時駕駛會變得更加不穩(wěn)定。比起自由駕駛，使用手機(jī)打字時的方向盤轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差增加了33.3%。

3.2行駛穩(wěn)定性和駕駛特征對比

車輛運(yùn)動穩(wěn)定性和駕駛員對車輛的操控能力直接相關(guān)，而分心行為會增加駕駛員的操控難度，使得駕駛穩(wěn)定性受到影響，也間接的影響駕駛安全。車輛運(yùn)動穩(wěn)定性包括縱向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性兩個方面，即車輛沿道路方向的穩(wěn)定性和沿與道路垂直方向的穩(wěn)定性。縱向穩(wěn)定性主要由縱向速度標(biāo)準(zhǔn)差、縱向加速度標(biāo)準(zhǔn)差反映，而橫向穩(wěn)定性則主要由方向盤轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差反映，車輛運(yùn)動基本參數(shù)部分已經(jīng)對這些參數(shù)進(jìn)行了初步的統(tǒng)計分析，下面將對一些微觀現(xiàn)象進(jìn)行分析研究。以某一名被試者駕駛時的數(shù)據(jù)為代表進(jìn)行分析，對比兩種情景下駕駛員的駕駛表現(xiàn)，分析分心行為對駕駛微觀特征的影響。通過我們的數(shù)據(jù)記錄和分析軟件（SimObserver和DataDistillery),記錄實(shí)驗(yàn)過程的視頻和模擬器運(yùn)行數(shù)據(jù)(記錄的數(shù)據(jù)可以保存成.xls格式，用于數(shù)據(jù)分析比較)。使用數(shù)據(jù)分析軟件，分別繪制出兩名實(shí)驗(yàn)人員的車輛性能。第一名實(shí)驗(yàn)人員正常駕駛的車輛性能曲線見圖9。第一名實(shí)驗(yàn)人員使用手機(jī)打字駕駛的車輛性能曲線見圖10。第二名實(shí)驗(yàn)人員正常駕駛的車輛性能曲線見圖11。

4結(jié)語

駕駛模擬器范文第2篇

關(guān)鍵詞：動車組 仿真模擬 實(shí)踐教學(xué)

1、背景

武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院于二八年七月十八日通過教育部、財政部聯(lián)合組織專家評審，被確立為“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃”2008年度立項建設(shè)院校。其中高速動車組檢修技術(shù)等四個重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)正式列入了2008年度“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃”。

武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院動車組仿真培訓(xùn)中心項目是高速動車組檢修技術(shù)重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)中的一個重要建設(shè)項目，是一個依托于CRH3型動車組列車為原型，通過艙體設(shè)備、系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件組成一套動車組仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。

2、動車組CRH3模擬駕駛裝置系統(tǒng)概述

CRH3型動車組全功能模擬駕駛仿真系統(tǒng)是用于對CRH3型動車組列車司機(jī)、乘務(wù)人員、檢修人員、調(diào)度人員進(jìn)行層次化和系統(tǒng)化培訓(xùn)的一種多功能綜合性仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。

其中全功能模擬駕駛仿真系統(tǒng)能夠真實(shí)的模擬CRH3型動車組列車在各類運(yùn)行環(huán)境和工況下的駕駛操縱、運(yùn)行特性、運(yùn)行狀況和視聽環(huán)境以及CRH3型動車組列車運(yùn)行中的各類故障和突發(fā)事件，能夠有效地對CRH3型動車組列車司機(jī)進(jìn)行列車操縱能力和列車運(yùn)行中故障與突發(fā)事件應(yīng)急處理能力的培訓(xùn)和考核。調(diào)度集中指揮控制仿真系統(tǒng)能夠模擬真實(shí)的調(diào)度集中系統(tǒng)的所有的調(diào)度監(jiān)督功能，能夠有效地對中心調(diào)度人員與車站值班員進(jìn)行列車運(yùn)營控制的培訓(xùn)和考核。

2.1 系統(tǒng)所采用操作系統(tǒng)與軟件開發(fā)平臺

為確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和合理性，系統(tǒng)采用成熟穩(wěn)定的操作系統(tǒng)與軟件開發(fā)平臺:

(1)操作系統(tǒng)：1)系統(tǒng)主要計算機(jī)系統(tǒng)包括視景控制計算機(jī)、系統(tǒng)服務(wù)器與教員計算機(jī)采用Microsoft windows XP操作系統(tǒng)；2)系統(tǒng)工業(yè)級平板電腦采用Microsoft Windows XPE操作系統(tǒng)。

(2)軟件開發(fā)平臺：1)Embedded Visual C++；2)Microsoft Visual C++ 6.0 (VC6)。

(3)視景開發(fā)平臺：Maya 7.01。

(4)數(shù)據(jù)庫平臺：Microsoft Sql Server 2005

以上操作系統(tǒng)與軟件開發(fā)平臺均在開發(fā)公司的模擬駕駛系統(tǒng)中得到過成功的應(yīng)用和驗(yàn)證。

2.2 硬、軟件系統(tǒng)架構(gòu)

硬件系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)：CRH3動車組（01號車）實(shí)物一比一模型、動車組模擬駕駛室、車載顯示操縱屏系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、故障/突發(fā)事件模擬與排除系統(tǒng)、調(diào)度集中控制系統(tǒng)、視景投影系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)、移動聯(lián)掛系統(tǒng)。系統(tǒng)主要用于動態(tài)仿真的全過程培訓(xùn)，包括列車司機(jī)進(jìn)行列車操縱能力、列車運(yùn)行中故障和突發(fā)事件處理能力的培訓(xùn)與考核等。

系統(tǒng)軟件包含以下子系統(tǒng)：DMI（車載設(shè)備人機(jī)界面）仿真系統(tǒng)、CIR（機(jī)車綜合無線通信設(shè)備）系統(tǒng)仿真系統(tǒng)、GSM-R無線通信單元仿真模塊、列車信息控制系統(tǒng)、車載安全計算機(jī)仿真模塊、軌道信息接收單元、應(yīng)答器信息接收單元仿真模塊、TCU牽引控制單元仿真模塊、CCU中央控制單元仿真模塊、模擬駕駛教學(xué)子系統(tǒng)軟件、調(diào)度指揮中心子系統(tǒng)、 車站指揮子系統(tǒng)軟件、考核子系統(tǒng)軟件等。

2.3 整個系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建

本系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建，系統(tǒng)中的各個計算單元網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，所有數(shù)據(jù)信息使用同一基礎(chǔ)平臺實(shí)現(xiàn)信息交換，保證模擬即使系統(tǒng)運(yùn)行時各個數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r有效。

系統(tǒng)的所有功能模塊都通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)成動態(tài)的、有機(jī)的整體，并全部處在教師的監(jiān)控與管理之下。系統(tǒng)配備快速或高速以太網(wǎng)交換機(jī)，為系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)通信，網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)具備很強(qiáng)的抗干擾能力。

本系統(tǒng)運(yùn)用的基于TCP/IP通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，已經(jīng)是現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不可缺少的技術(shù)，經(jīng)過近年的飛速發(fā)展，該技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常普及且技術(shù)水平成熟。

3、動車組CRH3模擬駕駛裝置系統(tǒng)功能描述

3.1 系統(tǒng)包含的高鐵運(yùn)輸模塊和其他模塊

(1)CRH3型動車組全功能模擬駕駛仿真系統(tǒng)：系統(tǒng)包括列車模擬駕駛室、列車運(yùn)行仿真系統(tǒng)、視景模擬系統(tǒng)、投影系統(tǒng)、車載顯示操縱屏仿真系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、聲音模擬系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、故障/突發(fā)事件模擬與排除系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)、采集與輸出系統(tǒng)、閉路監(jiān)視系統(tǒng)、移動聯(lián)掛系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于動態(tài)仿真的全過程培訓(xùn)，包括列車司機(jī)進(jìn)行列車操縱能力、列車運(yùn)行中故障和突發(fā)事件處理能力的培訓(xùn)與考核。

(2)調(diào)度集中指揮控制仿真系統(tǒng)：調(diào)度集中指揮控制仿真系統(tǒng)由一個調(diào)度中心子系統(tǒng)和三個車站指揮子系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)完全和真實(shí)調(diào)度集中指揮控制系統(tǒng)的工作原理一致、操作方式及操作習(xí)慣，操作界面和功能按鈕完全與實(shí)際系統(tǒng)相同；該模塊能夠與模擬駕駛仿真系統(tǒng)組成了一個動態(tài)的、綜合性的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，從而可以模擬出行車調(diào)度、車站值班、司機(jī)三方在正常行車、突發(fā)事件及非正常行車情況下的實(shí)際工作情況。

(3)交互式學(xué)員演練系統(tǒng)：該系統(tǒng)包含十套交互式學(xué)員演練終端，交互式學(xué)員演練終端由CRH3司機(jī)駕駛臺和24寸的向前視景顯示屏組成，屬于部分功能的模擬駕駛仿真系統(tǒng)。

交互式學(xué)員演練終端能夠在教員控制臺監(jiān)控下聯(lián)網(wǎng)使用，又可作為獨(dú)立的訓(xùn)練系統(tǒng)使用。學(xué)員在上全功能模擬器之前，通過網(wǎng)絡(luò)化的交互式學(xué)員演練終端系統(tǒng)先進(jìn)行基本操作、應(yīng)急故障處理、非正常行車的學(xué)習(xí)、演練，待學(xué)員熟悉了司機(jī)操縱臺的設(shè)備、儀表、顯示設(shè)備等基本信息、掌握了列車基本操作流程后，再上全功能模擬駕駛仿真系統(tǒng)進(jìn)行更深入的提高訓(xùn)練。

(4)學(xué)員觀摩系統(tǒng)：觀摩學(xué)員可通過觀摩系統(tǒng)所配備的觀摩投影以及音響系統(tǒng)對模擬培訓(xùn)或考核過程進(jìn)行觀摩。觀摩投影的畫面包括完整的駕駛仿真器的所有子系統(tǒng)顯示畫面。

(5)教員工作站系統(tǒng)：教員系統(tǒng)具有完整的系統(tǒng)控制、評價、監(jiān)視、管理功能，能夠?qū)φ姿緳C(jī)駕駛模擬裝置系統(tǒng)的培訓(xùn)、考核、記錄進(jìn)行管理、評價和控制。

3.2 系統(tǒng)實(shí)用功能包括教學(xué)、演練、考核三大模塊

系統(tǒng)能夠充分體現(xiàn)教學(xué)、演練、考核等實(shí)用功能，具體是：

3.2.1 教學(xué)功能

采用多媒體動畫形式進(jìn)行呈現(xiàn)，具備交互式人機(jī)界面，可以方便的進(jìn)行動畫的播放控制，如：快進(jìn)、快退、暫停、聲音控制等。多媒體教學(xué)的內(nèi)容包括：動車組運(yùn)用、維護(hù)、檢修、應(yīng)急故障處理等的基礎(chǔ)知識。

3.2.2 演練功能

演練功能以任務(wù)形式存在，可由教師提前設(shè)置演練任務(wù)，內(nèi)容包括：列車類別、列車牽引重量、運(yùn)行區(qū)段、列車故障發(fā)生位置及類型、臨時限速位置、非正常情況發(fā)生位置及類別、天氣變化的位置及類別等參數(shù)。在運(yùn)行過程中還可以由教師實(shí)時向操作學(xué)員發(fā)出列車故障、天氣、事故的設(shè)置。學(xué)員可進(jìn)行正常情況下的模擬駕駛、應(yīng)急故障處理、非正常情況下行車的相應(yīng)的操作與處理。

(1)學(xué)員可進(jìn)行正常情況下的模擬駕駛:列車起車作業(yè)程序的模擬操作：通過系統(tǒng)可以使培訓(xùn)學(xué)員熟悉出勤作業(yè)流程及注意事項，如帶齊司機(jī)證等行車必備物品等，到值班室報道，核對運(yùn)行報單及記錄注意事項，到調(diào)度處領(lǐng)取物品，了解車輛停留位置及車輛狀態(tài)信息。

列車正線模擬駕駛：仿真軟件能夠真實(shí)地模擬CRH3列車在各種運(yùn)行環(huán)境與工況下的運(yùn)行狀況、操縱特性、牽引/制動特性以及其它特性，可以提供為學(xué)員提供正線運(yùn)營時各種操作模式下的模擬駕駛運(yùn)營環(huán)境，通過對正線運(yùn)營線路的全程上下行線路取景，根據(jù)線路真實(shí)參數(shù)進(jìn)行3D建模，使用先進(jìn)的投影技術(shù)為培訓(xùn)學(xué)員提供大角度逼真畫面，根據(jù)需要可以在上下行線路上任意一段或全程線路上進(jìn)行模擬駕駛培訓(xùn)，使學(xué)員熟練掌握不同線路參數(shù)下的各路段的駕駛技巧。

(2)非正常行車駕駛演練：系統(tǒng)可模擬CRH3型動車組運(yùn)行中的各類突發(fā)事件，實(shí)現(xiàn)學(xué)員非正常行車駕駛演練。例如：行人掉道、天氣突變、障礙物、火災(zāi)、站內(nèi)停電等突發(fā)事件。培訓(xùn)司機(jī)對故障及突發(fā)事件的處理方法、處理規(guī)程及處理步驟，突發(fā)事件和非正常狀態(tài)的處理等；突發(fā)事件發(fā)生條件，地點(diǎn)、事件等條件可由教員控制臺人工設(shè)置。

(3)應(yīng)急故障處理演練：故障和突發(fā)事件模擬系統(tǒng)在交互性學(xué)員演練終端中采用硬件實(shí)物和軟件相結(jié)合的方式進(jìn)行故障設(shè)置和排除的模擬。凡可在操作臺上能排除的列車故障則使用硬件實(shí)做的方式實(shí)現(xiàn)，凡無法在操作臺上排除的列車故障，例如部分車底設(shè)備故障，采用視景顯示屏進(jìn)行多媒體故障處理模擬。

交互性學(xué)員演練終端上，視景顯示屏在故障處理時自動切換置故障處理畫面，能夠提供故障部件顯示、排除操作部位選擇、排除操作方法選擇等一系列故障排除培訓(xùn)功能。例如列車某部件發(fā)生故障，顯示屏顯示此部件三維效果圖并給出可能進(jìn)行故障排除操作部位的選擇，學(xué)員需首先操作鼠標(biāo)進(jìn)行部位選擇，選取后顯示屏的下拉菜單會顯示可能進(jìn)行故障排除操作方法的選擇，學(xué)員需選擇正確的處理方法來完成整個故障排除操作。

3.3 考核功能

系統(tǒng)具備完整的考核評價體系，學(xué)員的每一次訓(xùn)練都作為一個訓(xùn)練記錄保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，包括學(xué)員信息和訓(xùn)練記錄數(shù)據(jù)，并按標(biāo)準(zhǔn)對操作過程做出評價，給出最終的得分，并能夠?qū)⒉僮饔涗浬蠄蠓?wù)器，教員可對學(xué)員試卷進(jìn)行進(jìn)一步的審閱、評判、管理，最后教員成績。

學(xué)員參加考核后，考核數(shù)據(jù)自動上傳到教師機(jī)，教師機(jī)可以自動進(jìn)行智能評分，也可以由教師進(jìn)行一次干預(yù)，得出學(xué)員成績，系統(tǒng)根據(jù)成績自動排名，結(jié)果可以顯示或打印。

4、動車組CRH3模擬駕駛裝置系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)

4.1 原型開發(fā)方法

原型法是近年來提出的一種以計算機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)開發(fā)方法，利用原型法開發(fā)系統(tǒng)時首先構(gòu)造一個功能簡單的原型系統(tǒng)，然后通過對原型系統(tǒng)逐步求精，不斷擴(kuò)充完善得到最終的軟件系統(tǒng)。

本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)開發(fā)中，從最初構(gòu)造一個最簡單的系統(tǒng)原型，原型包含：自檢系統(tǒng)、駕駛模式模擬，控制電路模擬、動力學(xué)計算、終端系統(tǒng)模擬、故障/非正常行車處理模擬、課程管理/、教員管理/評價系統(tǒng)。經(jīng)過實(shí)踐使用，這套原型構(gòu)建合理，擴(kuò)展方便有效，如控制電路模擬，可任意增加控制電路邏輯，課程可根據(jù)用戶需要，定制、增加，可配置豐富的教學(xué)課程。運(yùn)用這套軟件模型能快速滿足用戶的需求。通過對原型系統(tǒng)逐步求精，不斷擴(kuò)充完善，最終得到了滿意的軟件系統(tǒng)。

4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)視景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)（簡稱VR），是綜合利用了計算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機(jī)生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。

本系統(tǒng)根據(jù)高鐵線路的實(shí)拍圖和規(guī)劃方案構(gòu)建的3D場景，根據(jù)數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)采集的圖像，制作相應(yīng)線路上的各個物件、實(shí)景景物3D模型等。根據(jù)得到的線路平面數(shù)據(jù)，線路縱斷面數(shù)據(jù)，制作出真實(shí)彎度，坡道線路3D場景，再通過maya進(jìn)行模型優(yōu)化。

本系統(tǒng)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，成功地實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景的管理控制，如控制車速、信號燈、道岔，會車等常規(guī)控制，并能模擬、和交互式處理非正常行車事件：如行人臥軌，擠岔，落石、小車擋道、火災(zāi)、水淹道床等等事件。

4.3 多層分級結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)

整個系統(tǒng)采用先進(jìn)的分層式、多級結(jié)構(gòu)，教員機(jī)和學(xué)員機(jī)之間以及相鄰學(xué)員機(jī)之間通過局域網(wǎng)連接，采用C/S即客戶/服務(wù)器模式，網(wǎng)絡(luò)通信使用通用的TCP\IP協(xié)議，保證數(shù)據(jù)和命令的正確傳輸。

系統(tǒng)采用分層式結(jié)構(gòu)，教員機(jī)做為控制層，完成整個系統(tǒng)的管理以及各類控制命令的下發(fā)，例如機(jī)車邏輯運(yùn)算、故障設(shè)置與恢復(fù)、學(xué)員機(jī)的監(jiān)視等工作；司機(jī)操控臺做為業(yè)務(wù)邏輯層，執(zhí)行動車組機(jī)車的各類具體操作，例如啟動列車、加減速等操作；CAN下位機(jī)做為操作表示層，負(fù)責(zé)司機(jī)控制臺實(shí)際按鈕、信號燈、手柄的操作和狀態(tài)讀取等工作。

采用這種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)模型，可以使教員機(jī)、學(xué)員機(jī)等各個層面各司其職，不會發(fā)生邏輯錯誤，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率；教員機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)層和操作層分開，有利于對數(shù)據(jù)的保護(hù)和統(tǒng)一管理。

駕駛模擬器范文第3篇

關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境 大氣鹽霧 混凝土結(jié)構(gòu) 人工模擬 相似性

中圖分類號：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0235-02

目前，許多混凝土結(jié)構(gòu)處于海洋環(huán)境中并承受鹽霧作用。鹽霧是由大氣中含鹽微小液滴所構(gòu)成的，其中的氯離子侵蝕會破壞鋼筋表面的鈍化膜，進(jìn)而引起鋼筋的銹蝕，降低混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和使用性能，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。如何選擇合適的試驗(yàn)方法來研究該環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕規(guī)律是十分重要的。而人工氣候模擬加速試驗(yàn)方法是通過多功能氣候試驗(yàn)室人為地控制某一種或幾種因素來模擬自然氣候環(huán)境使試件耐久性能退化的一種試驗(yàn)方法。該試驗(yàn)方法具有試驗(yàn)周期短、試驗(yàn)條件控制嚴(yán)格、重現(xiàn)性好、成本和復(fù)雜程度低、結(jié)果可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)[1]。同時，金偉良[2]等人提出的多重環(huán)境時間相似理論為研究該環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的試驗(yàn)方法奠定了理論基礎(chǔ)。該文以連云港某港口為例對海洋大氣鹽霧區(qū)的侵蝕機(jī)理與環(huán)境影響參數(shù)進(jìn)行分析，提出一種有效的模擬現(xiàn)場環(huán)境的加速試驗(yàn)方案來研究混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。

1 鹽霧侵蝕機(jī)理

自然界的鹽霧是強(qiáng)電解質(zhì)，其中NaCl占電解質(zhì)的77.8%，導(dǎo)電能力較強(qiáng)，能加速電極反應(yīng)使陽極活化，加快腐蝕速度。

鹽霧的腐蝕是以電化學(xué)方式進(jìn)行的，其機(jī)理是基于原電池腐蝕，腐蝕過程如下：陽極過程腐蝕電池中電位較負(fù)的金屬為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)。陽極溶解過程由以下幾個連續(xù)步驟組成。

（1）金屬原子離開晶格轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻嫖皆樱篗e晶格Me吸附。

（2）電位差導(dǎo)致金屬氧化，其反應(yīng)為MeMen+ne-。放出等量的電子。由此形成的金屬離子既可溶液到電解液中，也可以與侵襲介質(zhì)中的成分發(fā)生反應(yīng)后淀析于金屬上。

（3）陽極過程可持續(xù)到它所生成的電子被陰極耗盡為止。陰極發(fā)生反應(yīng)：O2+2H2O +4e4OH-，在中性或堿性介質(zhì)中被還原成羥基離子。羥基離子又可與金屬離子發(fā)生反應(yīng)，而在酸性介質(zhì)中氫離子通過形成游離氫得到還原，氫則作為氣體逸出。

（4）在電解液中，氯化鈉離解成為鈉離子和氯離子，部分氯離子、金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)生成金屬腐蝕物：2nMe++ 2nCl+2nOHnMeCl+nMe（OH）。

2 影響氯離子侵蝕的鹽霧環(huán)境因素

2.1 鹽霧沉降率的影響

鹽霧沉降率是指單位時間內(nèi)在單位面積上的鹽霧沉降量，它受鹽霧含量的影響，是一個非常重要的參數(shù)。研究表明：空氣中的鹽霧含量越高，則鹽霧沉降率增大，腐蝕速度加快[3]。

2.2 霧粒直徑的影響

霧粒直徑越小，所形成的表面積越大，被吸附的氧量越多，腐蝕性也越強(qiáng)。研究成果表明：直徑1μm的鹽霧顆粒表面所吸附的氧量與內(nèi)部溶解的氧量是相對平衡的。鹽霧顆粒再小，所吸附的氧量也不在增加。

2.3 溫度和濕度的影響

在清潔的空氣中，材料腐蝕與溫度，相對濕度的關(guān)系可以用下面的公式來表示：

（1）

式中A為大氣腐蝕度；ψ為相對濕度（RH）；t為溫度（℃）

從式（1）中可以看出，相對濕度大于等于65%RH，材料容易腐蝕，并且隨著溫度和濕度的增加而增加。

2.4 干濕時間比的影響

混凝土曝露于大氣鹽霧區(qū)中，位于該區(qū)域的溶液是非飽和狀態(tài)。該狀態(tài)下的氯離子是在混凝土構(gòu)件表層風(fēng)干，再接觸到海水時，靠混凝土毛細(xì)管吸收作用而侵入的。風(fēng)干時水分向外遷移，而鹽分則向內(nèi)遷移；被海水潤濕時，鹽分以溶液的形式帶進(jìn)混凝土的毛細(xì)管孔隙中。鹽分向內(nèi)遷移的程度取決于風(fēng)干與潤濕交替期的長短。一般認(rèn)為風(fēng)干的時間越長再接觸海水后能夠更多更深入地帶進(jìn)氯化物。

3 鹽霧環(huán)境因素的人工模擬

連云港某港口的建筑物在大氣鹽霧區(qū)受到的侵蝕包括表層毛細(xì)作用和內(nèi)部擴(kuò)散作用，主要環(huán)境影響因素為鹽霧沉降率、霧粒直徑、溫度、濕度、干濕時間。設(shè)計人工氣候模擬試驗(yàn)時以自然環(huán)境下的參數(shù)變化規(guī)律為依據(jù)進(jìn)行模擬，為該港口的人工氣候加速環(huán)境設(shè)計提供依據(jù)。

人工氣候模擬加速試驗(yàn)的關(guān)鍵在于：一方面要達(dá)到模擬環(huán)境與自然環(huán)境具有相關(guān)性的效果；另一方面要達(dá)到加速氯離子侵蝕的效果。由于人工氣候模擬試驗(yàn)方法具有試驗(yàn)時間短、試驗(yàn)條件可以嚴(yán)格控制、試驗(yàn)結(jié)果的可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)[4]。因此，該文根據(jù)該港口的氣候環(huán)境特點(diǎn)提出一種有效的人工氣候模擬試驗(yàn)方案來研究該環(huán)境下海工混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能退化規(guī)律。

3.1 鹽霧沉降率模擬

在選定鹽霧沉降率時，以本海域自然沉降量為基礎(chǔ)，并且考慮加速作用，進(jìn)行理論修正來確定。將一個直徑為10 cm的漏斗固定在一個50 mL的量筒上放置試驗(yàn)箱中，連續(xù)噴霧12 h后讀取量筒內(nèi)鹽霧沉降量的體積，通過式（2）計算出鹽霧沉降率。

（2）

式中G為鹽霧沉降率，mL/（8cm2?h）；V為鹽霧沉降量，mL/80cm2；t為連續(xù)噴霧時間，h。

連續(xù)噴霧12 h要求的鹽霧量為（12～24） mL/（80cm2），所以鹽霧量沉降率為（1.0～2.0 mL/80（cm2?h）。

3.2 霧粒直徑模擬

霧粒直徑的大小影響腐蝕速度，該海域的鹽霧直徑較小，大都在2μm以下，有90%以上小于5μm。將一塊20×50 cm的薄玻璃片放在玻璃培養(yǎng)皿中加蓋，放置于箱內(nèi)測試位置上，待連續(xù)噴霧5 min后，取掉培養(yǎng)皿蓋子，讓鹽霧在玻璃片上沉降30 s，再加上蓋子，并取出箱外，在300～1000倍顯微鏡下測出玻璃片上固定位置內(nèi)霧粒的直徑，并統(tǒng)計百分率。這樣得出霧粒直徑在1～5μm內(nèi)占85%以上。

3.3 溫度模擬

環(huán)境溫度升高，混凝土中氯離子的活動加劇，從而氯離子在混凝土中的擴(kuò)散速度提高。該港口年氣溫如圖1所示。

為了方便試驗(yàn)操作，該文將每月氣溫平均值劃分成幾個月氣溫平均值，如圖2所示。Nernst-Einstein方程給出了混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)與溫度之間的關(guān)系：

（3）

式中：DCL、D0分別為溫度θ、θ0時的氯離子擴(kuò)散系數(shù)；q為活化能系數(shù)；與水灰比有關(guān)，當(dāng)水灰質(zhì)量比為0.4時，q=6000 K；當(dāng)水灰質(zhì)量比為0.5時，q=5450 K；當(dāng)水灰質(zhì)量比為0.6時，q=3850 K。式（3）為提高溫度加速氯離子侵蝕提供了理論依據(jù)。通過式（3）可以推導(dǎo)出不同溫度下擴(kuò)散系數(shù)的比值，如下式：

（4）

式中：x為擴(kuò)散系數(shù)的提高倍數(shù)。

從上式中能夠得出，當(dāng)x較大時，室內(nèi)加速試驗(yàn)溫度較高，計算得出設(shè)計試驗(yàn)方案時升高溫度使氯離子擴(kuò)散系數(shù)提高到現(xiàn)場環(huán)境下的4倍比較合理。結(jié)合該港口月氣溫平均值分別計算室內(nèi)加速試驗(yàn)的溫度，結(jié)果如表1。

3.4 濕度模擬

水是氯離子在混凝土中擴(kuò)散的前提條件。相對濕度越高，混凝土中的氯離子傳輸越快。Bazant和Najjar提出了一個模型用來計算相對濕度的影響系數(shù)：

（5）

式中：為臨界相對濕度，一般取=75%。

在混凝土內(nèi)部和接觸外界的表層之間，相對濕度是漸變而又連續(xù)的，但經(jīng)過一定時間內(nèi)部混凝土相對濕度能達(dá)到一個穩(wěn)定值，該值介于空氣相對濕度和飽水狀態(tài)濕度之間。假設(shè)構(gòu)件內(nèi)部混凝土相對濕度為90%，其相對濕度影響系數(shù)為0.98。若構(gòu)件與海水接觸時間較長，則相對濕度對擴(kuò)散的影響可以忽略，若構(gòu)件風(fēng)干時間較長，則要考慮相對濕度對擴(kuò)散的影響。因此，該試驗(yàn)可以忽略濕度的影響。

3.5 干濕時間比例模擬

該海域的大氣區(qū)是“濕潤-干燥”的循環(huán)過程。為了能更好地模擬大氣環(huán)境和加速腐蝕，真實(shí)地再現(xiàn)自然環(huán)境下大氣區(qū)風(fēng)干和潤濕交替循環(huán)過程，試驗(yàn)每24 h一個循環(huán)過程，間斷噴霧，噴霧時間與干燥時間的比例為1∶1。

4 海洋大氣鹽霧區(qū)人工模擬加速試驗(yàn)的設(shè)計

對該港口大氣鹽霧區(qū)人工模擬加速試驗(yàn)設(shè)計時，鹽霧沉降率為（1.0～2.0）mL/80（cm2?h），霧粒直徑在1～5μm內(nèi)的占85%以上，溫度采用之前模擬所得出的室內(nèi)加速試驗(yàn)的溫度。噴霧時間與干燥時間的比例為1∶1，一個循環(huán)過程是24 h，每噴霧12 h后在溫度不變的情況下干燥12 h。整個試驗(yàn)過程是在多功能氣候?qū)嶒?yàn)室中進(jìn)行，模擬過程中的參數(shù)如表2所示。

5 結(jié)語

該文介紹了連云港某港口大氣鹽霧區(qū)的人工氣候模擬加速試驗(yàn)方案，得出以下結(jié)論。

（1）該區(qū)的鹽霧腐蝕是以電化學(xué)方式進(jìn)行的，其機(jī)理是基于原電池腐蝕。

（2）在該試驗(yàn)中主要考慮的環(huán)境影響因素有：鹽霧沉降率、霧粒直徑、溫度、濕度及干濕時間比例。

（3）鹽霧區(qū)的結(jié)構(gòu)物絕大部分時間都受到氣溫影響，可以直接模擬氣溫的變化規(guī)律。

（4）由于大氣鹽霧區(qū)的構(gòu)件長期受到鹽霧作用，該文忽略濕度對其的影響。

（5）該實(shí)驗(yàn)將“濕潤-干燥”的循環(huán)過程考慮進(jìn)來，能夠真實(shí)再現(xiàn)自然環(huán)境下的干濕循環(huán)過程。

（6）該文設(shè)計的人工氣候模擬實(shí)驗(yàn)方案能夠有效的模擬該港口大氣區(qū)主要因素的變化，與自然環(huán)境具有一定的相似性，為以后海洋環(huán)境的人工氣候模擬加速試驗(yàn)設(shè)計提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建東，張俊芝，魯列，等.多功能氣候試驗(yàn)室模擬效果研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（4）：42-45.

駕駛模擬器范文第4篇

【關(guān)鍵詞】ESPRIT；二次側(cè)非能動余熱排出系統(tǒng)；RELAP5

華龍一號二次側(cè)非能動余熱排出系統(tǒng)（PRS系統(tǒng)）利用放置在換熱水箱內(nèi)的熱交換器，將蒸汽發(fā)生器二次側(cè)產(chǎn)生的蒸汽冷卻，進(jìn)而將熱量釋放到換熱水箱。蒸汽冷卻產(chǎn)生的凝水通過管道流回到蒸汽發(fā)生器。蒸汽發(fā)生器吸收一回路冷卻劑的熱量產(chǎn)生蒸汽，再流入到熱交換器中，這樣就形成了兩相自然循環(huán)流動。該系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)停堆后能夠長期排出堆芯余熱和儲熱，保證反應(yīng)堆處于安全狀態(tài)。

為驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行能力，建立了二次側(cè)非能動余熱排出系統(tǒng)試驗(yàn)臺架ESPRIT。試驗(yàn)內(nèi)容包括了穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)和啟動試驗(yàn)。在啟動試驗(yàn)前，首先利用RELAP5程序?qū)釉囼?yàn)進(jìn)行了預(yù)先計算研究，獲得試驗(yàn)過程中的主要現(xiàn)象，為啟動試驗(yàn)提供支持和參考。

1 ESPRIT臺架

ESPRIT實(shí)驗(yàn)裝置流程圖見圖1，該系統(tǒng)主要由蒸汽發(fā)生器模擬體（SG）、蒸汽管道、蒸汽管道手動調(diào)節(jié)閥、蒸汽管道文丘里流量計、冷卻器（EX）、凝水管道、凝水管道手動調(diào)節(jié)閥、凝水管道快開（關(guān)）閥、凝水管道文丘里流量計、凝水管道阻力件、總給水管道手動調(diào)節(jié)閥、總給水流量計、1#應(yīng)急補(bǔ)水箱模擬體、2#應(yīng)急補(bǔ)水箱模擬體、補(bǔ)水箱模擬體下游快開（關(guān)）閥、補(bǔ)水箱模擬體支路流量計、補(bǔ)水箱模擬體支路手動調(diào)節(jié)閥、事故冷卻水箱模擬體、蒸汽排放支路管道、蒸汽排放支路氣動調(diào)節(jié)閥、蒸汽支路排放手動截止閥、大氣旁路排放閥和安全閥等組成。

SG蒸汽發(fā)生器；ST事故冷卻水箱模擬體；HT加熱器；FEV文丘里流量計；EST應(yīng)急補(bǔ)水箱；SV安全閥；EX應(yīng)急余熱排出冷卻器模擬體；LV手動調(diào)節(jié)閥；CHV止回閥；V手動截止閥；PV氣動調(diào)節(jié)閥；HVS快開閥。

2 RELAP5程序模型

將實(shí)驗(yàn)裝置主要分成蒸汽發(fā)生器模擬體、蒸汽管道、冷卻器、凝水管道和補(bǔ)水箱支路等部分進(jìn)行程序建模。RELAP5程序模型圖見圖2。3 啟動試驗(yàn)工況

實(shí)驗(yàn)過程中功率按照給定變化曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，曲線形狀為原型PRS系統(tǒng)投入后通過蒸汽發(fā)生器向二次側(cè)導(dǎo)出的功率曲線。實(shí)驗(yàn)工況見表1。工況1考慮瞬態(tài)過程中補(bǔ)水箱可用，稱為注水啟動。工況2不考慮補(bǔ)水箱投入，稱為液柱啟動。

圖2 實(shí)驗(yàn)裝置RELAP5程序模型圖

表1 啟動實(shí)驗(yàn)工況

啟動試驗(yàn)1試驗(yàn)方法如下：

1）在換熱器支路啟動閥和補(bǔ)水箱支路啟動閥關(guān)閉的狀態(tài)下，通過調(diào)整上充流量和蒸汽發(fā)生器模擬體氣動閥開度，建立功率為0.5MW，壓力為7.85MPa的（水和蒸汽溫度均為飽和溫度）蒸汽發(fā)生器模擬體初始工況。

2）逐漸增大蒸汽發(fā)生器模擬體氣動閥開度，同時逐漸提升U形電加熱元件功率，待功率3.13%額定功率穩(wěn)定時間長于20s且蒸汽發(fā)生器模擬體壓力和水位達(dá)到目標(biāo)值時，投入功率曲線，同時開啟換熱器支路啟動閥、關(guān)閉蒸汽發(fā)生器模擬體氣動閥。大氣旁路排放閥閥門根據(jù)壓力信號開啟和關(guān)閉，開啟定值為7.85MPa，關(guān)閉定值為7.5MPa。

3）蒸汽發(fā)生器模擬體內(nèi)水位低至設(shè)定值，手動開啟補(bǔ)水箱支路啟動閥，補(bǔ)水箱開始向蒸汽發(fā)生器模擬體注水。

4）待補(bǔ)水箱注水量達(dá)到設(shè)定時（補(bǔ)水箱水位低于0.1m），關(guān)閉補(bǔ)水箱支路啟動閥停止向補(bǔ)水箱注水。

啟動試驗(yàn)2試驗(yàn)方法與啟動試驗(yàn)1的差別是：瞬態(tài)中不開啟補(bǔ)水箱支路啟動閥。

4 RELAP5程序模擬

4.1 初始點(diǎn)模擬

啟動試驗(yàn)1和2初始點(diǎn)狀態(tài)相同，程序使用的調(diào)節(jié)方法為：

Step1：不引入功率。初始水溫為20℃，蒸汽管道排氣閥打開，給定壓力邊界為1MPa，給定模擬體初始水裝量，水位為14.267m，其余部分為飽和蒸汽。

Step2：投入模擬體熱源，假定功率為300kW，模擬體內(nèi)水蒸發(fā)，系統(tǒng)壓力逐漸上升，水蒸氣通過蒸汽管道排氣閥排出。當(dāng)壓力升高一定程度后，關(guān)閉排氣閥，手動打開大氣旁路排放閥閥門排出冷卻劑，使蒸汽發(fā)生器下降段水位下降到9.2m。

Step3：模擬體熱源功率加到600kW，關(guān)閉大氣旁路排放閥閥門，系統(tǒng)壓力繼續(xù)上升。當(dāng)壓力升高到7.85MPa時，投入PRS系統(tǒng)。

4.2 瞬態(tài)模擬

在初始點(diǎn)調(diào)節(jié)Step3中，當(dāng)壓力達(dá)到7.85MPa時，打開換熱器支路啟動閥。啟動試驗(yàn)1中打開補(bǔ)水箱支路啟動閥。啟動試驗(yàn)2中不打開補(bǔ)水箱支路啟動閥。

4.2.1 環(huán)路流量

與注水啟動1相比，液柱啟動2流向蒸汽發(fā)生器模擬體的流量偏低，但是流經(jīng)換熱器的流量偏高，可見由于投入補(bǔ)水箱支路抑制了換熱器支路流量（圖3、圖4）。

注水啟動1中，在補(bǔ)水箱被隔離后，換熱器支路流量上升更快。

圖3 總凝水流量

圖4 換熱器支路流量

4.2.2 環(huán)路壓力

由于液柱啟動2流經(jīng)換熱器流量較大，因此，其換熱能力較高，系統(tǒng)壓力下降較快。注水啟動1中大氣旁路排放閥開啟5次，而液柱啟動2中僅開啟3次（圖5）。

圖5 蒸汽壓力

4.2.3 蒸汽發(fā)生器模擬體下降段液位

注水啟動1中在補(bǔ)水箱投入后，液位逐漸上升，約3600s時水位最高達(dá)到14m，隨后逐漸下降。液柱啟動2中液位快速上升，隨后緩慢下降，約3500s后液位出現(xiàn)震蕩（圖6）。

圖6 蒸汽發(fā)生器模擬體下降段水位

5 結(jié)論

針對PRS系統(tǒng)啟動試驗(yàn)進(jìn)行了RELAP5程序模擬預(yù)算，結(jié)果顯示啟動過程呈現(xiàn)以下特征：

（1）兩種啟動過程均能順利建立自然循環(huán)流量，并形成穩(wěn)定的自然循環(huán)，排出系統(tǒng)熱量；

（2）液柱啟動早期排熱功率高于注水啟動，系統(tǒng)壓力下降更快，大氣旁路排放閥開啟次數(shù)更少；

（3）注水啟動早期流向蒸汽發(fā)生器模擬體的流量較高，模擬體下降段液位上升更高。

駕駛模擬器范文第5篇

關(guān)鍵詞：內(nèi)河；船舶操縱模擬器

中圖分類號：U661.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006―7973（2016）12-0043-02

自20世紀(jì)60年代末世界上第一臺用于船舶操縱訓(xùn)練的航海仿真器于荷蘭建成以來，船舶操縱模擬器不僅得到了國際航運(yùn)界的普遍認(rèn)可，而且也受到了國際海事組織的高度重視。在《STCW78/10公約》中，國際海事組織進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了船舶模擬器的作用，并且將駕駛臺資源管理（BRM）納入了強(qiáng)制培訓(xùn)項目。交通運(yùn)部海事局對船舶操縱模擬器在內(nèi)河船員考試中的重視程度也在不斷提高，在《交通運(yùn)輸部關(guān)于深化內(nèi)河船員管理改革的若干意見》和《中國船員發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》中分別指出，支持內(nèi)河船員培訓(xùn)機(jī)構(gòu)加大對模擬器投入，研究制定實(shí)操模擬器規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由此可見船舶操縱模擬器在船員培訓(xùn)、考試中的作用越來越重要。

1 安徽省內(nèi)河船舶操縱模擬器的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢

安徽省第一臺內(nèi)河船舶操縱模擬器是由上海海事大學(xué)自主研發(fā)的SMU大型內(nèi)河船舶操縱模擬器系統(tǒng)，包括控制室、駕駛室、180°實(shí)景大屏幕和視景投影系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)，于2008年底建成于馬鞍山星航聯(lián)船員職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校，2009年7月通過了部局評審驗(yàn)收。2009年8月，經(jīng)交通部海事局研究批復(fù)，同意安徽省地方海事局使用該模擬器開展船員實(shí)際操作考試工作。批復(fù)中指出“采用內(nèi)河船舶操縱模擬器開展船員實(shí)際操作考試工作有利于降低船員考試費(fèi)用，提高實(shí)操考試的公平公正和工作效率，在內(nèi)河船員實(shí)操考試方面具有指導(dǎo)作用和推廣價值，符合今后內(nèi)河船員實(shí)操考試的發(fā)展方向。”并要求安徽省地方海事局“應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃轄區(qū)內(nèi)內(nèi)河模擬器系統(tǒng)建設(shè)，規(guī)范模擬器實(shí)操考試工作，保證實(shí)操考試工作質(zhì)量。”收到批復(fù)后，安徽省地方海事局按照部局要求，結(jié)合轄區(qū)內(nèi)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和考試機(jī)構(gòu)的具體情況，統(tǒng)籌安排位于合肥市的安徽省交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院和位于蚌埠市的安徽省航運(yùn)技工學(xué)校兩家內(nèi)河公辦的內(nèi)河船員培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，分別建設(shè)各自的內(nèi)河船舶操縱模擬器。2013年初，建設(shè)于安徽省航運(yùn)技工學(xué)校的轄區(qū)內(nèi)第三套內(nèi)河船舶操縱模擬器通過了部海事局組織的專家評審，并經(jīng)部海事局研究，同意其用于開展內(nèi)河船員實(shí)際操作考試工作。至此，安徽省地方海事局順利完成了轄區(qū)內(nèi)內(nèi)河船舶操縱模擬器的布點(diǎn)工作。三套內(nèi)河船舶操縱模擬器分別坐落于皖南、皖中，皖北的中心地帶，設(shè)計統(tǒng)一、布局合理，依托各自所在培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的船員培訓(xùn)業(yè)務(wù)和皖江、江淮、淮河三個船員管理中心的一、二類駕駛部船員實(shí)際操作考試業(yè)務(wù)，成為轄區(qū)內(nèi)船員管理工作的重要手段。

內(nèi)河船舶操縱模擬器應(yīng)用了現(xiàn)代電子計算機(jī)和仿真技術(shù)，不僅可以設(shè)置各種自然條件，也可模擬各種不同的通航環(huán)境、緊迫會遇局和設(shè)備故障，只需投入電力成本就能實(shí)現(xiàn)對內(nèi)河船員適任實(shí)際操作能力的培訓(xùn)和考核。轄區(qū)內(nèi)河船舶操縱模擬器的投入使用，大大降低了考試的風(fēng)險和工作量，也逐步解決了困擾在內(nèi)河船員實(shí)船培訓(xùn)和考試中多年的幾個難題：①無法保證及時調(diào)集符合實(shí)船操作培訓(xùn)和考試需求的船舶；②所調(diào)集船舶類別和種類的不同會限制培訓(xùn)和考試的項目，不能覆蓋培訓(xùn)和考試大綱的全部內(nèi)容；③使用實(shí)船訓(xùn)練和考試均存在很大的安全風(fēng)險，事故時有發(fā)生。如2008年5月，南京港集團(tuán)公司一艘考試船與另一艘船舶發(fā)生碰撞，造成船舶翻沉、9人死亡的較大安全事故；④實(shí)船訓(xùn)練和考試無法在惡劣氣象條件下組織和實(shí)施。受“東方之星”號客輪翻沉事件的影響，部海事局在公布《內(nèi)河船舶船員適任考試大綱》時增加了對遭遇雷暴，颮線、熱帶氣旋天氣時的應(yīng)急，這在實(shí)船考試中是無法進(jìn)行的。

2 內(nèi)河船舶操縱模擬器使用中存在的問題

目前，內(nèi)河船舶操縱模擬器既沒有建立統(tǒng)一的建設(shè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有建立完整的培訓(xùn)體系和考試題庫，轄區(qū)內(nèi)三套內(nèi)河船舶操縱模擬器雖型號相同，但建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和配置不一，培訓(xùn)機(jī)構(gòu)培訓(xùn)內(nèi)容和方式各不相同，考試機(jī)關(guān)的考試方式也存在差異。因此，隨著內(nèi)河船舶操縱模擬器在轄區(qū)船員培訓(xùn)和考試工作中的使用不斷增多，暴露出了不少亟待解決的問題：

（1）轄區(qū)內(nèi)個別培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)河船舶操縱模擬器在建設(shè)過程中受到場地的限制，造成投影儀與屏幕之間的距離偏小，水平視角、垂直視角縮減，投影變形。水平視角的縮減影響駕駛臺到船頭的距離感，垂直視角的縮減則影響駕駛臺高度差感，對駕駛員正規(guī)t望的保持和目標(biāo)的識別產(chǎn)生了影響，很多在船多年的高級船員對此很不適應(yīng)。

（2）轄區(qū)內(nèi)三臺內(nèi)河船舶操縱模擬器全部是由上海海事大學(xué)以大型海船為原型研發(fā)建設(shè)，駕駛臺儀器、操縱設(shè)備和部分助航設(shè)備的標(biāo)識多為英文，對文化水平有限的內(nèi)河船員來說識別難度很大，給船員培訓(xùn)和考試帶來不少的麻煩。

（3）培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的模擬器管理員水平有限，只能承擔(dān)對系統(tǒng)的使用和簡單耗材的更換，無法對模擬器進(jìn)行必要的維護(hù)和保養(yǎng)。因此，各個培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的模擬器都多多少少存在一定的系統(tǒng)和設(shè)備問題。筆者在擔(dān)任主考官的過程中多次遇到模擬器因投影設(shè)備、駕駛臺設(shè)備以及監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)問題而只能中止考試的現(xiàn)象。

（4）內(nèi)河船舶操縱模擬器中可選航線不足，不能對長江干線進(jìn)行全覆蓋，參加過模擬器實(shí)訓(xùn)的船員在考試時所考航線和平時訓(xùn)練時的航線是同樣的幾率很大，而未參加模擬器實(shí)訓(xùn)的船員則可能因無法及時掌握航道信息，而影響考試結(jié)果，背離了考試的公平公正。

（5）轄區(qū)內(nèi)二類及以上培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的不斷增加造成二類的培訓(xùn)生源被分流，有模擬器的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開班間隔時間不斷延長，開班規(guī)模也在不嗨跣。導(dǎo)致模擬器使用率不高，甚至長時間閑置，而無模擬器的二類船員培訓(xùn)機(jī)構(gòu)本身師資力量較弱、船員自身綜合素質(zhì)不高，同時又無法進(jìn)行模擬器實(shí)訓(xùn)，在實(shí)際操作考試中的通過率明顯偏低。這種雙輸?shù)木置嬉沧屩鞴軝C(jī)關(guān)頗為為難。

3 對轄區(qū)內(nèi)內(nèi)河船舶操縱模擬器使用的建議

使用內(nèi)河船舶操縱模擬器既是加強(qiáng)內(nèi)河船員培訓(xùn)和考試的重要手段，也是深化內(nèi)河船員管理改革的要求。而內(nèi)河船舶操縱模擬器從購置、安裝、人員培訓(xùn)再加上后期的使用管理、維修保養(yǎng)，動輒需要幾百萬的成本，費(fèi)用十分高昂。因此不管是從管理的角度還是經(jīng)濟(jì)的角度，都要加強(qiáng)對內(nèi)河船舶操縱模擬器的管理和使用。

首先，安徽省地方海事局作為轄區(qū)內(nèi)船員培訓(xùn)和考試的主管機(jī)關(guān)，應(yīng)盡快建立內(nèi)河船舶操縱模擬器培訓(xùn)和考試的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)相關(guān)培訓(xùn)和考試工作的規(guī)范開展；及時了解每個模擬器的現(xiàn)狀和使用情況，定期組織主考官、評估員、海事管理人員、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)資深教師、航運(yùn)專家以及模擬器設(shè)計和承建方對模擬器進(jìn)行會審和考核，建立模擬器考試的退出機(jī)制，對存在重大軟硬件問題模擬器取消其承考資格；組織研究基于模擬器的內(nèi)河船員實(shí)操考試模塊化設(shè)計，完善內(nèi)河船員適任能力技能評估方法，提高運(yùn)用模擬器進(jìn)行船員適任能力技能考試的能力和效率；督促培訓(xùn)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)與模擬器設(shè)計和承建方的溝通與合作，盡快對模擬器駕駛臺的設(shè)備標(biāo)識進(jìn)行漢化，及時更新和增加航線考試模塊，引導(dǎo)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)組織模擬器管理人員在使用和保養(yǎng)方面的培訓(xùn)，保證其對模擬器能做到會使用、能維護(hù)、保養(yǎng)好。

其次，培訓(xùn)機(jī)構(gòu)要充分發(fā)揮內(nèi)河船舶操縱模擬器的仿真模擬優(yōu)勢，利用其各項實(shí)際操作功能在培訓(xùn)、考試、科研等方面的作用，拓寬其使用渠道和范圍，提高內(nèi)河船舶操縱模擬器的使用率。①加強(qiáng)與轄區(qū)內(nèi)沒有模擬器的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的合作，為其提供船員實(shí)船培訓(xùn)前短期的模擬器實(shí)際操作培訓(xùn)；②加強(qiáng)與當(dāng)?shù)睾竭\(yùn)企業(yè)的合作，為其提供船員見習(xí)前的模擬器實(shí)際操作培訓(xùn)；③可與地方海事、漁政部門合作，開展小型船舶、客渡船、漁船等船員的實(shí)際操作培訓(xùn)；④開發(fā)內(nèi)河橋梁、碼頭等水工作業(yè)通航安全評估、海事事故調(diào)查與分析等實(shí)驗(yàn)項目。

4 結(jié)語

安徽省地方海事局作為利用內(nèi)河船舶操縱模擬器進(jìn)行船員培訓(xùn)和考試的先行者，已取得了巨大成績。轄區(qū)僅2014年至今已有超過一萬名船員通過使用內(nèi)河船舶操縱模擬器進(jìn)行了實(shí)際操作培訓(xùn)和考試，對提高安徽省內(nèi)河船員實(shí)際操作技能，保障水上交通安全起到了十分重要的作用。同時，也給上級主管機(jī)關(guān)對于改革和創(chuàng)新內(nèi)河船員教育培訓(xùn)方式，促進(jìn)內(nèi)河船員實(shí)際操作考試工作的規(guī)范、公平、公正和便利，提供了保貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：