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液压起货机与锚绞机仿真训练系统的开发
| 论文题名： | 液压起货机与锚绞机仿真训练系统的开发 |
| 关键词： | 起货机;锚绞机;液压系统;船舶设施;数学建模;可视化仿真 |
| 摘要： | 在商船中，起货机与锚绞机作为船舶的重要配套设施，对于确保船舶安全靠、离泊和装卸货作业具有重要的作用。根据资料表明，有超过80%的甲板机械事故是人为因素造成的。因船员不熟悉起货机与锚绞机操作和应急处理程序，造成巨大经济损失的事故并不少见。因此，加强船员在甲板机械方面的训练尤为重要。 利用轮机模拟器提升船员对起货机与锚绞机的管理水平，既符合STCW公约和《海员适任评估大纲》的要求，也可以减少人为因素导致的各种事故。在现有的轮机模拟器中，起货机与锚绞机仿真模型存在不同程度的简化，仿真模型只能完成基本操作，无法进行更深入的故障模拟及故障排查训练，且没有自动评估功能。 为了解决上述问题，本文结合中国海事服务中心“海船船员适任考试智能试题库建设”项目的要求，对船舶起货机与锚绞机进行了比较深入的研究，开发了一套具有自动评估功能的船舶起货机与锚绞机仿真训练系统。 首先，根据起货机与锚绞机系统的组成和工作原理，利用模块化建模方法，分别建立了锚绞机、起货机及其液压管路系统和阀件的数学模型，模型充分考虑到了各种常见故障对模型的影响。 其次，利用VC++6.0设计完成了数学模型的计算程序，给出了锚绞机和起货机在不同工况下的稳态和动态仿真结果。仿真计算结果表明，模型能准确反映实际系统的动态特性和稳态特性，故障状态下的仿真结果与实际系统的故障现象一致，验证了所建仿真模型正确性，模型仿真精度能够满足评估训练的要求。 然后，利用AutoCAD设计了起货机与锚绞机的可视化操作界面，利用VC++6.0完成了操作程序设计。起货机界面可实现正常启停、紧急制动、起升、回转、变幅操作、补油冷却、安全限位和常见故障的排查；锚绞机界面可实现正常启停、收放锚、收放缆绳、离合器切换等功能；利用3dsMax和Unity3D，创建三维物理模型，完成了三维虚拟现实界面的开发，增强了人机交互，使评估训练更为逼真；界面测试结果表明，操作界面友好，运行流畅，功能与实际系统相同，并可根据终端分辨率自动调整大小。 最后，结合本系统评估的操作特点，深入研究了基于状态参数变化的自动评估推理算法，并将推理机融入到仿真系统中；根据评估算法开发了相应的评估试题，通过试题的测试结果，验证了自动评估算法的可行性和合理性。 |
| 作者： | 郑辉 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 孙建波;黄党和 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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