深水鋪管仿真系統(tǒng)軟件集成關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、深水管道的鋪設(shè)是一項復(fù)雜的工程作業(yè)，實際鋪管的過程當(dāng)中涉及多種工藝流程、以及多個操作過程包括起始鋪管、正常鋪管、棄管和收管過程，并受到海流、海浪、天氣等惡劣環(huán)境的影響。因此，很有必要開發(fā)一套視景仿真系統(tǒng)，以便于工程過程的演練以及操作人員的培訓(xùn)。為此，本人所在的仿真課題組開發(fā)了一套深水鋪管作業(yè)視景仿真系統(tǒng)。本文工作就是在研發(fā)深水鋪管視景仿真系統(tǒng)的同時，針對該仿真系統(tǒng)軟件集成中存在的問題進行研究，設(shè)計和提出相應(yīng)的模型和方法，進行實驗驗證，并

2、設(shè)計和實現(xiàn)關(guān)鍵模塊。論文工作主要包括以下方面：
　　首先，給出深水鋪管仿真系統(tǒng)的總體設(shè)計框架，并研究鋪管作業(yè)數(shù)學(xué)模型的建立和計算方法。鋪管作業(yè)數(shù)學(xué)模型的建立是系統(tǒng)開發(fā)的重點工作，而S型管道形態(tài)的仿真則是其中的關(guān)鍵。本文在已有數(shù)學(xué)模型的理論基礎(chǔ)之上，分析了數(shù)學(xué)模型的計算邏輯關(guān)系，提出了深水鋪管數(shù)學(xué)模型的建立過程，設(shè)計和實現(xiàn)了深水S型管道形態(tài)的計算算法，并將管道形態(tài)的計算結(jié)果以可視化的方式輸出。
　　其次，分析了鋪管作業(yè)視景仿真

3、系統(tǒng)軟件集成過程中的關(guān)鍵問題，提出解決的相關(guān)算法，并通過實驗驗證方法的可行性。這些關(guān)鍵問題包括三個方面：
　　1）程序與視景之間海量數(shù)據(jù)如何傳輸?shù)膯栴}。針對該問題，本文提出了一種海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃惴ǎ鉀Q了大數(shù)據(jù)傳輸時出現(xiàn)的視景卡頓現(xiàn)象，從而滿足了視景仿真的需求。
　　2）仿真系統(tǒng)內(nèi)部時間如何同步的問題。本文基于被動式時間同步算法，結(jié)合仿真系統(tǒng)的實際特點，設(shè)計和實現(xiàn)了一個時間同步算法，保證了各個分系統(tǒng)能夠按照預(yù)先設(shè)定的過程進行

4、，滿足了仿真系統(tǒng)對時間同步的精度要求。
　　3）各分系統(tǒng)之間如何進行消息傳輸?shù)膯栴}。本文采用基于消息的異步套接字通信模式，根據(jù)仿真系統(tǒng)的特點，設(shè)計了消息的格式，開發(fā)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊，從而能夠很好地滿足分布式的鋪管仿真系統(tǒng)中各分系統(tǒng)之間的信息交互需求。
　　最后，在對仿真系統(tǒng)的開發(fā)流程以及內(nèi)部數(shù)據(jù)流的設(shè)計基礎(chǔ)之上，完成鋪管仿真系統(tǒng)的關(guān)鍵功能子模塊，包括主控系統(tǒng)功能子模塊、系統(tǒng)回放功能子模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)測及曲線輸出功能子模塊的設(shè)