海上起重船作業(yè)視景仿真系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、起重船是海洋工程作業(yè)中的必備工程船，在海上平臺安裝、大型橋梁工程建設(shè)、海洋能源開發(fā)等工程項目中起著不可替代的作用。海上起重作業(yè)是一個極其復(fù)雜的多系統(tǒng)協(xié)同過程，利用先進的虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建海上起重作業(yè)視景仿真系統(tǒng)，不僅能夠滿足海上起重作業(yè)人員培訓(xùn)、方案預(yù)演等功能，一定程度上解決實船訓(xùn)練高風險、耗資巨大等問題，而且能起到顯著提高作業(yè)效率和提升作業(yè)安全性等目的。
　　 本文以海上起重作業(yè)實際工藝流程為基礎(chǔ)，以作業(yè)過程中不同工位人員的實際

2、操作為依據(jù)，設(shè)計出仿真培訓(xùn)科目，在此基礎(chǔ)上結(jié)合仿真培訓(xùn)人員的實際需求，構(gòu)建起海上起重作業(yè)半物理仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用先進的HLA框架模式，具體包括：集成管理系統(tǒng)、多通道視景系統(tǒng)、教練員系統(tǒng)、半物理操作系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)、UI系統(tǒng)、動力定位系統(tǒng)等模塊。
　　 本文在上述研究、策劃的基礎(chǔ)上著重進行了如下方面的工作：(1)設(shè)計開發(fā)出仿真系統(tǒng)的可視化模塊，為用戶提供逼真、高沉浸感的實時作業(yè)場景，具體包括：作業(yè)船、輔助船、海洋大氣環(huán)境、海

3、洋組塊、主輔吊機等甲板作業(yè)機械等；(2)仿真實施過程人機交互動作行為的設(shè)計，包括吊機的變幅、回轉(zhuǎn)，吊繩(柔性體)的真實擺動，船舶六自由度運動等；(3)可視化模塊數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)，包括船、吊機、吊物等對象與動力定位、數(shù)學(xué)模型、操作臺等仿真盟員的數(shù)據(jù)通訊；(4)仿真系統(tǒng)的人機交互界面的設(shè)計。
　　 本文最后用實船工藝數(shù)據(jù)對仿真系統(tǒng)進行了總體測試，結(jié)果顯示：仿真系統(tǒng)能順利完成整個起重作業(yè)過程，系統(tǒng)運行流暢、視景效果逼真，動作行為真實可信