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摘要：本文主要对现代船舶轮机中模拟器的作用，以及其在航海教育以及船员培训中的应用情况进行分析，在对船舶轮机模拟器的概念、特点、研究目的进行确定后，进一步分析国内外针对船舶轮机模拟器的研究现状以及研究中使用的最新的技术和理论，并进行分析归纳，并与最新的应用处理技术相结合，对应新形势下的特殊要求，展望船舶轮机模拟器的未来发展方向。
关键词：模拟器技术；轮机模拟器；船员培训
在轮机工程专业进行教学和培训的过程中，现代船舶轮机模拟器能够为其提供一个非常完整的模拟型操作平台。模拟器是由其外部设备以及声响、灯光等效果所组成的，其设计是能够实现与母型船保持基本的一致的，也能够实现操作其设备及系统的方式，以及工作进行的流程与实体船最大程度的接近，甚至在一些情况下，还能够将母型船的一些缺陷克服掉，达到一定的超越。相关的国际和国内法规都对使用船舶轮机进行培训有强制性的要求，以更好地将船舶机械人员的操作以及分析故障的能力得以提高，另外对模拟器本身功能也有规范性的要求，以推动模拟器发展以及其更好的应用于培训、教学等领域中。本文主要从这样的背景下展开分析。
一、船舶轮机模拟器的基本概念以及研究的目的
1.船舶轮机模拟器的基本概念及其特点
船舶轮机模拟器是利用了数学建模技术的一种对机舱设备进行模拟的系统和实物，在计算机的联合计算之后，将计算结果通过类实物的形式在人机交互装置上进行显示。操作者可以通过类机舱的操作方式，参考交互过程中产生的数据，将真实机舱系统以及设备中的真实运行状态呈现出来，以更好的对操作者进行其专业技能的训练、评价以及考核的相关工作，并能够达到实效、环保、节能以及安全的效果。
2.评价船舶轮机模拟器的相应标准
整体的船舶轮机模拟器是复杂并且庞大的，其操作过程是借助内部的逻辑关系来再现模拟的效果。无论是工作人员的受馈方式还是操作依据都是非常复杂的。因而对其衡量的标准需要与实船的状态达到一致。
3.研究船舶轮机模拟器的目的及其作用
首先，能够让新学员对于其专业有初步的理解和认识，对模拟器的状体和形成概念有一些的了解，为将来的学习和工作建立基础；其次，教师可以将理论教学融入到模拟器的操作过程中去，在提高操作技能的同时，加深专业知识的理解，可以实现事半功倍的效果。最后，可以实现学生针对专项内容的强化型训练，让学生能够体验更为真实的操作状态，以为后续的上岗做好准备。
二、船舶轮机模拟器目前的发展情况
随着信息技术的发展，船舶轮机模拟器已经从原有的小型台式训练及转变为拥有多种体验、交互形式、结构以及多角色的专业大型模拟设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前国外使用较多的为“通用型”模拟器，这类产品具有的母型船和面板等功能和布置的设计是具有通用性的，这样就能够将其开发以及维护的过程得到很大的简化，但这类系统存在过于抽象的缺点。另外一种ERS系列系统，可以实现结合使用，也可以进行单独的配置，并且能够应用虚拟现实来实现平台之间的交互操作过程，但其却有不完善的数学逻辑，以及过于游戏化和简单化的操作流程，这是其突出的缺点。
国内的模拟器主要有DSS系列，其能够实现最快速率的通信，并实现多人多点的同时测试过程，更具稳定性和实时性的特点。另外，上海海事大学以及武汉理工大学等单位对于模拟器的技术具有较强的实力，其在虚拟现实的应用上都有了很好的成果，但在实时渲染和联合交互等方面还需要进一步加强，以更好的实现与国际的同步。
三、船舶轮机模拟器在其功能以及技术上的发展方向
目前针对模拟器的研发，已经逐步地向驾机合一、智能化、网络化、液晶化等方向发展，实物类模型需要与虚拟设备进行紧密的结合，对于先进的网络技术进行借助，远程的教学和训练的过程就会很快实现，模拟器未来的趋势是更加智能、灵活和先进的。
1.集群协作的分布式模式
在系统中使用的网络结构是分布式的，每个节点都被视为一个工作站，其是完全自治的且具有一定的角色，并在每个站配置分布式处理单元（DPU），其具有特别的操作权限以及自然属性。在运行系统时，其节点的相关操作人员所具备的职能是和实船相一致的，其每项任务都要求操作人员之间进行合作才能够完成。
2.职能诊断以及模拟故障
在相应的数学系统和模型中融入对故障类因素的反馈机制以及数学描述，能够将故障的激活状态更为真实的反应出来，并与专家系统的相关知识库进行结合，应用智能诊断等相关技术，诊断模拟中的故障现象，以加强学员对于故障信息的积累和认知。
3.再现情境以及多感知技术
引入虚拟现实技术，一个具有高度真实感和沉浸感的机舱环境就能生成出来，再对光影再现、烟雾释放、雷达及激光探测以及红外感应等技术进行借助，就能实现更为逼真和丰富的人机交互的形态，达到将系统的情境再现以及感知效果得以提高的目的。
4.管理机舱中的资源
管理机舱中的资源应是管理科学范围的事项，管理的过程有效且科学可以达到轮机人员对物力、人力等资源进行充分利用的目的，将各部分的责任和义务进行明确，在船舶得以安全航行的前提下，尽可能地将人为的失误减少甚至杜绝，针对突发事件须有相应应急措施进行有效应对。使用模拟器管理机舱中的资源，实现对船员进行培训的目的，使其对自身任务进一步了解，加强船员的团队意识以及沟通等方面的能力。
5.驾机合一的模拟训练中心的构建
在实现与航海操控模拟器进行交互的过程中，将驾机合一的训练平台构建起来。这一领域的技术已经比较成熟，只需要双方使用的通信协议达到统一，并将通信形式约定好，对平台之间的交互数据进行合理的规划，就能够很好的实现。
四、结语
随着各项技术的不断发展和成熟，船舶轮机模拟器领域中的应用也在不断完善。此领域对于培养相关专业学生的专业性和实训经验方面具有非常重要的作用。因而就更需要结合最新的技术以及最新的发展形势来推动模拟机的优化和发展，以期将模拟机自身的作用得到最大化的发挥。
参考文献
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论文作者:卢亚锋,魏烽烊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/23
标签：模拟器论文; 轮机论文; 船舶论文; 机舱论文; 目的论文; 技术论文; 船员论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;