本發(fā)明涉及航海模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單屏副本船分系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

船舶模擬訓(xùn)練是目前國(guó)際上較為先進(jìn)的船舶操作訓(xùn)練方式，既可以提高船舶官兵的實(shí)際操作水平和經(jīng)驗(yàn)積累，完成實(shí)船不能進(jìn)行和難以集中遇到的科目，也可以減少實(shí)船消耗，延長(zhǎng)船舶使用壽命、節(jié)省長(zhǎng)期的訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)。

高品質(zhì)航海模擬器采用先進(jìn)的分布交互仿真(DIS：DistributedInteractive Simulation)和高層體系結(jié)構(gòu)(HLA：High Level Architecture)的設(shè)計(jì)思想、可以和互聯(lián)網(wǎng)方便相連的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將系統(tǒng)的各計(jì)算機(jī)相互連接。該系統(tǒng)由1個(gè)教練員站、1條主副本船、若干條副本船構(gòu)成，各副本船之間通過(guò)三維視景和雷達(dá)圖象互見(jiàn)。教練員站與各副本船中的計(jì)算機(jī)均采用高性能微機(jī)，微機(jī)間采用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)。

模擬器中的各副本船功能完備，可完整地模擬船舶駕駛臺(tái)操作環(huán)境，可用于包括在受限水域進(jìn)行高級(jí)操縱和引航訓(xùn)練?？梢赃M(jìn)行STCW78/95公約所規(guī)定的模擬器培訓(xùn)和適任評(píng)估；高品質(zhì)航海模擬器具有較高的仿真精度，模擬器的性能指標(biāo)完全滿足挪威船級(jí)社(DNV)航海標(biāo)準(zhǔn)(Standard forCertification No2.14 Maritime Simulator Systems)和其他國(guó)際公認(rèn)的模擬器標(biāo)準(zhǔn)以及中國(guó)海事局和STCW 78/95公約對(duì)用于培訓(xùn)和適任評(píng)估的模擬器的性能要求，可用于全面履行STCW 78/95公約規(guī)定的各種訓(xùn)練和適任評(píng)估。

高品質(zhì)航海模擬器采用當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)手段和方法，如計(jì)算機(jī)成象技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、無(wú)縫拼接寬視場(chǎng)角環(huán)幕投影技術(shù)等，可將數(shù)字化地港口及相關(guān)設(shè)施動(dòng)態(tài)、逼真地展現(xiàn)在操作人員面前。所采用的技術(shù)手段和方法具有一定的先進(jìn)性和前瞻性，模擬器除了能滿足各種訓(xùn)練和適任評(píng)估的要求之外，還能進(jìn)行工程論證和海事分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種單屏副本船分系統(tǒng)，并能進(jìn)行工程論證和海事分析的高品質(zhì)航海模擬器及其開(kāi)發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

單屏副本船分系統(tǒng)，括駕駛臺(tái)系統(tǒng)和視景系統(tǒng)組成，所述副本船分系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)備集中設(shè)置在機(jī)柜上，所述視景系統(tǒng)包括液晶電視，所述液晶電視水平視場(chǎng)角為55°，垂直視場(chǎng)角為30，所述副本船分系統(tǒng)為船艇長(zhǎng)及駕駛臺(tái)人員實(shí)施針對(duì)性的操縱與航行訓(xùn)練和綜合能力的培養(yǎng)提供平臺(tái)，副本船分系統(tǒng)與主副本船和其它副本船之間進(jìn)行互操作，形成多船艇協(xié)同訓(xùn)練環(huán)境平臺(tái)。

本發(fā)明還存在以下特征：

所述駕駛臺(tái)系統(tǒng)包括導(dǎo)航雷達(dá)臺(tái)、電子海圖臺(tái)、自動(dòng)操舵儀與車(chē)。

所述駕駛臺(tái)系統(tǒng)設(shè)置在駕駛室內(nèi)，所述駕駛室設(shè)置有導(dǎo)航雷達(dá)臺(tái)、電子海圖臺(tái)、車(chē)舵控制臺(tái)、無(wú)線電通信臺(tái)、內(nèi)通臺(tái)、AIS綜合導(dǎo)航臺(tái)、監(jiān)視臺(tái)、號(hào)燈號(hào)型控制面板以及離靠碼頭起拋錨控制臺(tái)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的技術(shù)效果為：

整個(gè)副本船系統(tǒng)被組織成一個(gè)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)。教練員站和各副本船海圖機(jī)組成一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，教練員站為主控計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)與各副本船海圖機(jī)交換信息。每個(gè)副本船中的各微機(jī)構(gòu)成第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于增減仿真結(jié)點(diǎn)(副本船)，也便于在副本船中增減設(shè)備，具有很大的靈活性。

附圖說(shuō)明

圖1是副本船分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是副本船駕駛室的具體布局；

圖3是副本船系統(tǒng)三維視圖；以及

圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)總體框圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1至圖4，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明：

該分系統(tǒng)主要由駕駛臺(tái)系統(tǒng)(導(dǎo)航雷達(dá)臺(tái)、電子海圖臺(tái)、自動(dòng)操舵儀與車(chē))和視景系統(tǒng)組成，所有設(shè)備集中到一個(gè)機(jī)柜10上。視景系統(tǒng)采用寸液晶電視11，水平視場(chǎng)角大約為55度，垂直視場(chǎng)角為30度。目的是構(gòu)建一種場(chǎng)地需求小，具有單船艇操縱能力的模擬分系統(tǒng)，為船艇長(zhǎng)及駕駛臺(tái)人員實(shí)施針對(duì)性的操縱與航行訓(xùn)練和綜合能力的培養(yǎng)提供平臺(tái)。同時(shí)，可與主副本船和其它副本船之間進(jìn)行互操作，形成多船艇協(xié)同訓(xùn)練環(huán)境平臺(tái)；

駕駛室的主要設(shè)備有導(dǎo)航雷達(dá)臺(tái)14、電子海圖臺(tái)14、車(chē)舵控制臺(tái)12、無(wú)線電通信臺(tái)15、內(nèi)通臺(tái)19、AIS綜合導(dǎo)航臺(tái)13、監(jiān)視臺(tái)18、號(hào)燈號(hào)型控制面板16和離靠碼頭起拋錨控制臺(tái)17等。

副本船分系統(tǒng)的軟件包括駕駛控制仿真軟件、導(dǎo)航雷達(dá)仿真軟件、電子海圖仿真軟件、多通道視景仿真軟件和船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型仿真軟件。上述軟件的設(shè)計(jì)同副本船分系統(tǒng)。

整個(gè)副本船系統(tǒng)被組織成一個(gè)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)。教練員站和各副本船海圖機(jī)組成一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，教練員站為主控計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)與各副本船海圖機(jī)交換信息。每個(gè)副本船中的各微機(jī)構(gòu)成第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于增減仿真結(jié)點(diǎn)(副本船)，也便于在副本船中增減設(shè)備，具有很大的靈活性。整個(gè)仿真系統(tǒng)的軟件工作流程如下：

1)副本船中的海圖機(jī)向教練員站發(fā)出注冊(cè)申請(qǐng)，教練員站收到申請(qǐng)后將該副本船加入該系統(tǒng)仿真實(shí)體隊(duì)列，并向該海圖機(jī)發(fā)出注冊(cè)成功信息。

2)教練員在教練員站計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)或編輯完練習(xí)后，將練習(xí)PDU發(fā)送至副本船海圖機(jī)。

3)副本船海圖機(jī)收到教練員站發(fā)送的練習(xí)PDU后，根據(jù)該副本船的軟、硬件配置將練習(xí)PDU轉(zhuǎn)發(fā)至雷達(dá)顯示PC、軟儀表顯示PC及多通道三維視景成象計(jì)算機(jī)，副本船仿真開(kāi)始。

4)仿真過(guò)程中，教練員站負(fù)責(zé)系統(tǒng)中目標(biāo)船的模型解算，并定時(shí)向各副本船海圖機(jī)發(fā)送運(yùn)行PDU信息，其中包含了系統(tǒng)中各船的位置、航向、速度、姿態(tài)等信息。教練員站還負(fù)責(zé)將故障設(shè)置PDU、環(huán)境設(shè)置PDU、系統(tǒng)控制PDU(包括系統(tǒng)暫停、恢復(fù)、退出等系統(tǒng)控制命令)發(fā)送至副本船海圖機(jī)。

5)仿真過(guò)程中，副本船海圖機(jī)負(fù)責(zé)副本船的車(chē)、舵、拖輪、錨、纜、側(cè)推器等助操設(shè)備以及航行燈、甲板燈等信號(hào)的采集，接收教練員站發(fā)送的故障設(shè)置PDU、環(huán)境設(shè)置PDU、系統(tǒng)控制PDU，解算副本船模型，并向教練員站和副本船雷達(dá)顯示計(jì)算機(jī)、多通道三維視景成象計(jì)算機(jī)、軟儀表顯示計(jì)算機(jī)發(fā)送副本船的運(yùn)行PDU。

6)多通道三維視景成象計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)接收海圖機(jī)發(fā)送的練習(xí)PDU、運(yùn)行PDU，根據(jù)PDU中的副本船和目標(biāo)船船位、航向，環(huán)境狀況，實(shí)時(shí)繪制三維圖形。中間通道計(jì)算機(jī)還負(fù)責(zé)向其它通道發(fā)送同步PDU，以保證各通道的水天線在同一條直線上以及波浪模型的同步。

2.信息流向

從整個(gè)系統(tǒng)的工作流程分析，教練員站成為仿真系統(tǒng)事實(shí)上的主控機(jī)，教練員在教練員站設(shè)計(jì)練習(xí)，然后將設(shè)計(jì)好的練習(xí)本系統(tǒng)的各副本船并控制各副本船的運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，各副本船還要將自身的運(yùn)行信息告知教練員站，并通過(guò)教練員站發(fā)送至其它副本船。

1)教練員站至各副本船的PDU信息

航行環(huán)境信息：主要包括訓(xùn)練海區(qū)(海圖號(hào))、風(fēng)、流、白天/夜晚、能見(jiàn)度等。

各副本船信息：主要包括船名、裝載狀態(tài)、初始位置、航向、速度等。

目標(biāo)船信息：主要包括船名、初始位置、航向、速度、轉(zhuǎn)向點(diǎn)位置及轉(zhuǎn)向點(diǎn)之間的速度、航行燈信號(hào)等。

控制信息：主要包括啟動(dòng)、退出、現(xiàn)場(chǎng)凍結(jié)/恢復(fù)、重演等。

2)副本船至教練員站的PDU信息

主要包括：

由船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型解算所得的副本船位置、航向、速度、加速度、回轉(zhuǎn)加速度。

副本船主機(jī)轉(zhuǎn)速、實(shí)際舵角、霧號(hào)信息、航行燈信息、拖輪信息。

3)副本船中各微機(jī)間的信息交換

副本船中的海圖機(jī)是副本船的核心機(jī)，海圖機(jī)接收由教練員站發(fā)送來(lái)的信息，同時(shí)將接收的信息轉(zhuǎn)發(fā)至副本船的其它微機(jī)。海圖機(jī)每個(gè)周期根據(jù)操作人員的輸入，解算出副本船的船位，在自身的顯示器上顯示副本船及目標(biāo)船動(dòng)態(tài)俯視圖形，同時(shí)將副本船信息發(fā)送至雷達(dá)顯示PC、望遠(yuǎn)鏡通道PC、多通道三維視景成象計(jì)算機(jī)及其他計(jì)算機(jī)(報(bào)警系統(tǒng)PC、GMDSS和儀器仿真PC)。

(1)從海圖機(jī)發(fā)送至雷達(dá)機(jī)的信息

主要包括副本船位置、速度、航向，目標(biāo)船船名、位置、速度、航向以及航行環(huán)境信息。

(2)從海圖機(jī)發(fā)送至視景系統(tǒng)的信息

除了與從海圖機(jī)發(fā)送至雷達(dá)機(jī)的相同信息之外，還應(yīng)包括白天/夜晚等環(huán)境信息以及能見(jiàn)度信息、目標(biāo)船航行燈信息。副本船信息中還需包括加速度、回轉(zhuǎn)加速度、副本船航行燈信息。

(3)海圖機(jī)發(fā)送至儀表機(jī)的信息視選定軟儀表的種類(lèi)而定，目前系統(tǒng)中發(fā)送副本船的航向、速度以及水深信息。

視景系統(tǒng)要生成由多通道構(gòu)成的大視場(chǎng)角視景，但由于各通道構(gòu)成的硬件存在一定的差異，各通道在某一特定時(shí)刻需要顯示的景物復(fù)雜程度也不相同，需要采取一定的措施保持多通道視景的幀同步，這一點(diǎn)在模擬副本船縱搖、橫搖時(shí)尤其顯得重要，所以在視景系統(tǒng)中，中間通道需向左、右各邊通道發(fā)送幀同步信息。

3.系統(tǒng)各部分的功能

3.1教練員站的功能

教練員站能在整個(gè)模擬器訓(xùn)練中控制、監(jiān)視并重放、分析學(xué)員的訓(xùn)練過(guò)程。教練員站可改變訓(xùn)練難度，設(shè)置航海環(huán)境、交通狀況和特殊海域等來(lái)創(chuàng)建練習(xí)。教練員站通過(guò)圖形、對(duì)話框、菜單、工具條等簡(jiǎn)便的操作，為教練員提供友好的界面，通過(guò)這種界面，教練員站可以方便地用來(lái)：

1)制作、編輯各種練習(xí)

教練員可選擇

練習(xí)類(lèi)型：操縱、ARPA、人工標(biāo)繪

訓(xùn)練模式：多船同組對(duì)抗訓(xùn)練、多船分組對(duì)抗訓(xùn)練、各船獨(dú)立訓(xùn)練

練習(xí)課目：錨泊、靠泊、離泊、系離浮筒、狹水道航行、進(jìn)出港、避碰等

訓(xùn)練海域的海圖、雷達(dá)圖

選擇副本船的船舶類(lèi)型、名稱(chēng)和裝載狀態(tài)：

系統(tǒng)提供包括雜貨船、散貨船、集裝箱船、油船、客船、滾裝船等各種船型、多種噸位(從7000噸到30萬(wàn)噸)、不同載態(tài)的船舶數(shù)據(jù)。船舶各種參數(shù)的在線顯示：選中某一船舶后，可在線船舶的各種參數(shù)(船長(zhǎng)、船寬、吃水、噸位等)。

副本船初始位置、航向、速度的設(shè)置。初始位置可采用數(shù)據(jù)輸入(輸入船舶的經(jīng)緯度)或用鼠標(biāo)在電子海圖上直接拖動(dòng)的方法設(shè)置。

副本船可使用的拖輪、纜繩的個(gè)數(shù)(系統(tǒng)可提供14個(gè)拖輪作用點(diǎn)、20個(gè)出纜孔位置)、拖輪馬力(1800、3000、4800、7000馬力可選)的設(shè)置。

設(shè)置目標(biāo)船。包括選擇目標(biāo)船類(lèi)型、名稱(chēng)，設(shè)置目標(biāo)船速度、轉(zhuǎn)向點(diǎn)位置以及轉(zhuǎn)向點(diǎn)的刪除、添加和更改，設(shè)置目標(biāo)船霧號(hào)、號(hào)型。目標(biāo)船的轉(zhuǎn)向點(diǎn)個(gè)數(shù)不限。

船舶間動(dòng)態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示：動(dòng)態(tài)參數(shù)包括副本船和副本船、副本船和目標(biāo)船間的距離、方位、TCPA、DCPA等。當(dāng)編輯練習(xí)時(shí)(船舶位置、速度、航向變化)，這些參數(shù)可實(shí)時(shí)顯示，以便于設(shè)置練習(xí)。

設(shè)置航行環(huán)境，如風(fēng)、流、潮汐、時(shí)間以及能見(jiàn)度等。

2)練習(xí)預(yù)演

設(shè)置完練習(xí)或打開(kāi)練習(xí)后，教練員可進(jìn)行練習(xí)預(yù)演，以保證設(shè)置的練習(xí)滿足訓(xùn)練的要求。預(yù)演時(shí)，教練員可調(diào)整預(yù)演速度，可“暫?！?、“繼續(xù)”或“停止”預(yù)演。

3)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)各副本船進(jìn)行監(jiān)視

在電子海圖上實(shí)時(shí)顯示各副本船和目標(biāo)船的動(dòng)態(tài)俯視圖形。

監(jiān)視各副本船和目標(biāo)船的船位、航向和速度。

實(shí)時(shí)顯示各副本船和目標(biāo)船間的動(dòng)態(tài)參數(shù)(包括副本船和副本船、副本船和目標(biāo)船間的距離、方位、TCPA、DCPA等)。

動(dòng)態(tài)監(jiān)視各副本船操作人員的操船動(dòng)作：車(chē)、舵、錨、拖輪等使用。

控制主副本船拖輪的操作。

暫停(恢復(fù))某一副本船的運(yùn)行，以便教練員根據(jù)需要進(jìn)行講解。

4)設(shè)置副本船故障

設(shè)置副本船故障，以便進(jìn)行故障時(shí)的應(yīng)急操作訓(xùn)練。包括：

主機(jī)故障、錨機(jī)故障、絞纜機(jī)故障、操舵故障、自動(dòng)舵故障、舵損壞、羅經(jīng)故障、雷達(dá)故障、計(jì)程儀故障、GPS故障、風(fēng)速指示儀故障、風(fēng)向指示儀故障、航速表故障、舵角指示表故障、主機(jī)轉(zhuǎn)速表故障。

5)航行環(huán)境的實(shí)時(shí)控制

模擬開(kāi)始后，教練員可隨時(shí)改變航行環(huán)境信息，包括：

風(fēng)向、風(fēng)速(海面動(dòng)態(tài)海面的海況與風(fēng)速、風(fēng)向相關(guān))

流向、流速(模擬器中的流的計(jì)算采用多種方式，根據(jù)港口不同，程度自動(dòng)選擇變速流計(jì)算方式或采用教練員設(shè)定的方式)

潮高、潮時(shí)

可任意設(shè)置初始模擬時(shí)間，包括白天、夜晚、晨昏朦影等，動(dòng)態(tài)設(shè)定后，太陽(yáng)的位置開(kāi)始連續(xù)變化，視景圖象的光照自動(dòng)變化，并可在白天、夜晚、晨昏朦影間自動(dòng)連續(xù)切換

能見(jiàn)度等級(jí)的控制：從能見(jiàn)度良好至濃霧共5級(jí)，也可根據(jù)需要連續(xù)無(wú)級(jí)變化

設(shè)定雷、雨、雪等不同天氣情況

6)目標(biāo)船號(hào)燈、號(hào)型的實(shí)時(shí)控制

教練員可根據(jù)需要打開(kāi)或關(guān)閉目標(biāo)船的號(hào)燈、號(hào)型。

號(hào)燈包括：

航行燈：前、后桅燈，左、右舷燈，尾燈

前錨燈、后錨燈

環(huán)照燈：三個(gè)白燈、三個(gè)紅燈

甲板燈：4個(gè)

各種燈光的能見(jiàn)距離、光弧范圍嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定制作。

可控制如下特殊情況下的號(hào)型：

錨泊船：前桅一個(gè)黑球

擱淺船：后桅三個(gè)黑球

失控船：后桅兩個(gè)黑球

操縱能力受限船：大桅上兩個(gè)黑球，一個(gè)棱形

吃水受限船：大桅上一個(gè)圓柱體

7)雷達(dá)回波的控制、雨區(qū)的設(shè)置

可設(shè)定雷達(dá)處于超折射、次折射狀態(tài)，SART信號(hào)的模擬，雷達(dá)干擾的模擬等，并可設(shè)置雨區(qū)范圍，雨的大小。設(shè)置結(jié)果將在雷達(dá)圖象上反映出來(lái)。

8)人員落水設(shè)置、海面漂浮物設(shè)置

人員左舷落水

人員右舷落水

沒(méi)有人員落水

可設(shè)置多個(gè)海面漂浮物

9)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄和各船航跡的動(dòng)態(tài)顯示或打印

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，教練員站計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)記錄下如下數(shù)據(jù)：

各副本船的類(lèi)型、載態(tài)、船舶尺度

各副本船的經(jīng)緯度、速度、航向

各副本船的車(chē)、舵、拖輪等的使用信息

目標(biāo)船的經(jīng)緯度、速度、航向

各副本船航行環(huán)境(風(fēng)、流、能見(jiàn)度等)信息

利用記錄的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，教練員可隨時(shí)顯示或打印各船的航跡。

10)各副本船訓(xùn)練過(guò)程的事后重演和打印功能。

利用記錄的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后，教練員可根據(jù)需要隨時(shí)動(dòng)態(tài)重演各副本船訓(xùn)練過(guò)程，副本船和目標(biāo)船的各種動(dòng)態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示?？扇我庠O(shè)定重演的位置，重演的速度可隨意設(shè)置。

模擬結(jié)果可以用兩種方式進(jìn)行打印。

圖形方式：海圖輪廓+副本船航跡+目標(biāo)船航跡

數(shù)字方式：各副本船航行環(huán)境信息、船位、速度、航向、各種操船數(shù)據(jù)

記錄的數(shù)據(jù)可以用文本方式提供給教練員，以便對(duì)其進(jìn)行分析和引用。

11)訓(xùn)練后的評(píng)估

系統(tǒng)以圖形和數(shù)據(jù)兩種方式實(shí)時(shí)給出各副本船訓(xùn)練過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)，以便教練員對(duì)學(xué)員的訓(xùn)練進(jìn)行評(píng)估。模擬結(jié)束后，系統(tǒng)可將記錄的各種數(shù)據(jù)以圖形和數(shù)據(jù)兩種方式輸出，以便教練員對(duì)各副本船學(xué)員的訓(xùn)練進(jìn)行綜合評(píng)分。

3.2副本船的基本功能

1)電子海圖顯示系統(tǒng)

電子海圖顯示系統(tǒng)應(yīng)符合IMO與IHO及有關(guān)ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)的要求。具有無(wú)級(jí)放大和縮小、區(qū)域放大、自動(dòng)漫游、分層顯示，白天、黑夜顯示；應(yīng)具有海圖要素拾取、航線設(shè)計(jì)，可進(jìn)行海圖編輯、改正。提供可覆蓋中國(guó)沿海港口、主要水道及世界常用海域(包括馬六甲海峽、新加坡水域、英吉利海峽、東京灣等)海圖。為盡可能發(fā)揮設(shè)備的作用，系統(tǒng)提供操作手段，通過(guò)簡(jiǎn)單操作，即可將顯示內(nèi)容切換到雷達(dá)-ARPA圖象顯示，用于雷達(dá)標(biāo)繪、ARPA功能訓(xùn)練，為用戶增加一部模擬雷達(dá)。

2)以ECDIS為背景的船舶動(dòng)態(tài)顯示

在ECDIS上可動(dòng)態(tài)顯示副本船、目標(biāo)船及拖輪的船位。其大小隨船舶噸位大小變化。副本船靠離碼頭時(shí)纜繩的受力情況。

3)副本船數(shù)學(xué)模型的解算

船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型不少于10個(gè)類(lèi)型，每種類(lèi)型中應(yīng)包括不同噸位與載況。船舶操縱數(shù)學(xué)模型中包括影響副本船運(yùn)動(dòng)的各種效應(yīng)(風(fēng)、流、車(chē)、舵、錨、纜、拖輪、岸壁效應(yīng)、船間效應(yīng)、淺水效應(yīng)等)。附有精度說(shuō)明及測(cè)試結(jié)果。根據(jù)車(chē)、舵、錨、纜、拖輪的操作，航行環(huán)境信息(風(fēng)、流、潮等)，實(shí)時(shí)解算副本船的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(船位、航向、速度、航向變化率、加速度等)。

4)舵控制

具有可進(jìn)行選擇的隨動(dòng)舵、自動(dòng)舵、應(yīng)急舵。命令舵角、實(shí)際舵角、船舶轉(zhuǎn)頭速率、三面舵角指示器、航向的動(dòng)態(tài)顯示。陀螺分羅經(jīng)指示器動(dòng)態(tài)變化。提供自動(dòng)舵控制、操作單元以及應(yīng)急舵控制手柄。

5)車(chē)鐘控制

根據(jù)船舶模型本身的推進(jìn)器套數(shù)，可使用單車(chē)或雙車(chē)控制；主機(jī)轉(zhuǎn)速、空氣啟動(dòng)壓力動(dòng)態(tài)變化。

6)可變螺距調(diào)節(jié)

對(duì)采用可調(diào)螺距槳的船舶，可進(jìn)行螺距調(diào)節(jié)。螺距指示動(dòng)態(tài)顯示。

7)船舶艏、艉側(cè)推控制

對(duì)有艏、艉側(cè)推的船舶，可進(jìn)行艏、艉側(cè)推的控制，并實(shí)時(shí)顯示螺距比。

8)副本船纜的控制

根據(jù)船舶的大小，可同時(shí)進(jìn)行多達(dá)20根纜的帶纜、解纜、絞纜操作，絞纜速度可調(diào)。在電子海圖上可選擇纜樁或浮筒的位置，每根纜的受力、長(zhǎng)度可動(dòng)態(tài)顯示在電子海圖上。

9)副本船錨的控制

用錨操作面板進(jìn)行左、右錨的操作：拋錨、絞錨、松放、剎停操作，并動(dòng)態(tài)顯示錨鏈的長(zhǎng)度和張力。

10)副本船拖輪的控制

通過(guò)VHF，由教練員操作主副本船的拖輪，拖輪的圖形動(dòng)態(tài)地顯示在電子海圖和三維視景中。拖輪的用力情況實(shí)時(shí)顯示?？蓱?yīng)教練員/駕駛員的要求，將拖輪操作在教練員站與主副本船駕駛臺(tái)間切換。

11)副本船聲號(hào)的控制

用號(hào)燈、號(hào)型的控制面板，可控制如下號(hào)燈：

號(hào)燈包括：

航行燈：前、后桅燈，左、右舷燈，尾燈

前錨燈、后錨燈

環(huán)照燈：三個(gè)白燈、三個(gè)紅燈系統(tǒng)可控制如下特殊情況下的號(hào)型：

副本船錨泊：前桅一個(gè)黑球

副本船擱淺：后桅三個(gè)黑球

副本船失控：后桅兩個(gè)黑球

副本船操縱能力受限：大桅上兩個(gè)黑球，一個(gè)棱形

副本船吃水受限：大桅上一個(gè)圓柱體

能見(jiàn)度不良時(shí)，可手動(dòng)或自動(dòng)鳴放霧號(hào)，自動(dòng)霧號(hào)包括：一長(zhǎng)聲、二長(zhǎng)聲、一長(zhǎng)兩短、一長(zhǎng)三短、一短一長(zhǎng)一短、一長(zhǎng)四短、五短聲、可手動(dòng)鳴放船頭鈴聲、船尾鑼聲

12)視景漫游和望遠(yuǎn)鏡功能

副本船的駕駛臺(tái)中設(shè)置單獨(dú)的通道用于視景的左右環(huán)視、仰視、俯視和自由漫游功能。該通道同時(shí)具有望遠(yuǎn)鏡功能，可用望遠(yuǎn)鏡左右環(huán)視、仰視、俯視或自由漫游整個(gè)視景，望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)可調(diào)，并可進(jìn)行多視點(diǎn)顯示選擇。

13)甲板燈控制

可控制多達(dá)4個(gè)副本船的甲板燈；副本船甲板燈的改變可隨時(shí)反映在副本船的視景系統(tǒng)和其他副本船的視景系統(tǒng)中。

14)其他儀器的仿真

包括GPS、勞蘭C、測(cè)深儀、計(jì)程儀的仿真?？稍O(shè)置測(cè)深儀的富裕水深報(bào)警。

15)船間、船內(nèi)通信

通過(guò)VHF可進(jìn)行船間通信、船岸通信，通過(guò)船內(nèi)電話可與教練員站進(jìn)行船內(nèi)各部門(mén)間的通信模擬。

16)船舶數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示；

在頂部?jī)x表中可實(shí)時(shí)顯示風(fēng)向、風(fēng)速、轉(zhuǎn)向速率、左/右車(chē)鐘主機(jī)轉(zhuǎn)速、舵角指示、航速、水深、三面舵角指示和時(shí)間顯示；

17)航行綜合信息顯示

1號(hào)控制臺(tái)的21寸高分辯率顯示器上顯示如下綜合信息：

真風(fēng)向、真風(fēng)速、相對(duì)風(fēng)向、相對(duì)風(fēng)速、水深、龍骨下水深、設(shè)定航向、羅經(jīng)航向、轉(zhuǎn)向速率、時(shí)間、模擬訓(xùn)練時(shí)間、船速(LOG，GPS)、縱向船速、橫向船速、離岸距離(前)、離岸距離(后)、GPS船位、流向、流速；

副本船基本參數(shù)：船型、排水量、船長(zhǎng)、船寬、吃水、裝載狀態(tài)；

自動(dòng)舵參數(shù)設(shè)置

故障報(bào)警，主要包括：主機(jī)故障、操舵故障、自動(dòng)舵故障、舵損壞、羅經(jīng)故障、雷達(dá)故障、計(jì)程儀故障、GPS故障、風(fēng)速指示儀故障、風(fēng)向指示儀故障、航速表故障、舵角指示表故障、主機(jī)轉(zhuǎn)速表故障；

船舶報(bào)警：碰撞、擦淺、擱淺、走錨；

18模擬雷達(dá)/ARPA

模擬雷達(dá)/ARPA指采用高分辨率顯示器顯示完全由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生雷達(dá)/ARPA圖象的雷達(dá)模擬器，有別于采用真實(shí)雷達(dá)/ARPA設(shè)備的雷達(dá)/ARPA模擬器，其性能指標(biāo)符合IMO和STCW78/95公約的有關(guān)規(guī)定。提供可覆蓋中國(guó)沿海及世界常用海域(主要有馬六甲海峽、新加坡水域、英吉利海峽等)的雷達(dá)圖數(shù)據(jù)，其主要性能指標(biāo)如下：

1)雷達(dá)圖象包括：岸線、固定助航標(biāo)志、雷達(dá)應(yīng)答器、SART等；

目標(biāo)船回波，回波的形狀與目標(biāo)船大小、距離、相對(duì)方位有關(guān)；

雨雪雜波及海雜波應(yīng)符合實(shí)際情況；

假回波：間接回波，多次反射，旁瓣假回波，二次掃描；

雷達(dá)同頻干擾：同頻同步干擾，同頻異步干擾；

目標(biāo)間的遮擋；

接收機(jī)噪聲；

盲區(qū)，短量程時(shí)船首對(duì)雷達(dá)圖象的影響；

2)雷達(dá)/ARPA功能

雷達(dá)/ARPA采用目前船上流行的型號(hào)面板，對(duì)于模擬雷達(dá)/ARPA具備標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)/ARPA功能，主要有：

顯示方式：首向上，北向上，航向向上；

真運(yùn)動(dòng)及相對(duì)運(yùn)動(dòng)顯示；

X-波段/S-波段切換；

長(zhǎng)脈沖、短脈沖；

超折射、次折射；

固定距標(biāo)圈、活動(dòng)距標(biāo)圈。雷達(dá)距離檔與固定距標(biāo)圈的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

偏心顯示

電子方位線：兩條，其中一條起點(diǎn)可移動(dòng)；

試操船：在不中斷目標(biāo)信息更新的情況下，模擬副本船機(jī)動(dòng)時(shí)與所有被跟蹤目標(biāo)的新態(tài)勢(shì)。

自動(dòng)錄取、手動(dòng)錄取，跟蹤目標(biāo)至少20個(gè)，0.3-32海里；

ARPA距離檔：1.5，3，6，12，24海里；

速度矢量：真運(yùn)動(dòng)矢量與相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量可切換，矢量時(shí)間長(zhǎng)度可調(diào)，1分鐘內(nèi)顯示出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，3分鐘內(nèi)顯示出目標(biāo)預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)。

目標(biāo)船數(shù)據(jù)顯示：目標(biāo)船編號(hào)，距離，方位，CPA，TCPA，真航向，真速度(可顯示相對(duì)航向、相對(duì)速度；

CPA、TCPA可根據(jù)需要合理設(shè)置；

報(bào)警：碰撞危險(xiǎn)、目標(biāo)丟失、目標(biāo)侵入、目標(biāo)航跡變化、走錨、操作錯(cuò)誤等，報(bào)警形式有聲、光、符號(hào)與文字；

歷史航跡顯示：對(duì)每個(gè)被跟蹤目標(biāo)最多可顯示5個(gè)歷史點(diǎn)跡，每個(gè)歷史點(diǎn)跡所用的點(diǎn)間隔以1分鐘為增量，最多可達(dá)12分鐘。

警戒圈設(shè)置：由操作員設(shè)定一個(gè)警戒圈。當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入警戒圈時(shí)，目標(biāo)閃亮，并有音響報(bào)警，警戒圈為圓弧或整圓，由操作人員設(shè)定。闖入目標(biāo)可自動(dòng)錄??；

19)GMDSS模擬子系統(tǒng)

GMDSS模擬子系統(tǒng)性能符合STCW78/95公約的規(guī)定。

20)音響模擬

模擬器應(yīng)提供與模擬海況對(duì)應(yīng)的環(huán)境聲響(風(fēng)、浪、聲號(hào)等)及工作環(huán)境(主機(jī)、輔機(jī)、錨、纜操作等)聲響。能模擬船舶碰撞、擱淺、觸礁等海損事故的音響效果，如：

機(jī)艙噪音、海浪聲、副本船的汽笛、車(chē)鐘、拋錨/起錨、絞纜、斷纜等聲音、拖輪汽笛、它船汽笛、拋錨/起錨、絞纜、斷纜等聲音、船舶碰撞、擱淺、觸礁、爆炸等海損事故的音響效果；

實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。