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港口機械仿真
堆場(chǎng)集裝箱起重機模擬器
堆場(chǎng)集裝箱起重機仿真操作系統起重機仿真操作系統是一項高技術(shù)產(chǎn)品，結合了起重機動(dòng)力學(xué)、起重機運動(dòng)學(xué)、數字圖像處理、計算機圖形學(xué)、傳感與控制技術(shù)、信息技術(shù)、現代起重機操作技術(shù)、安全操作規范等多項學(xué)科的技術(shù)內容，代表了現代職業(yè)教育的發(fā)展方向，是一種綠色環(huán)保、無(wú)碳排放、低成本的現代化起重機操作訓練及考核的先進(jìn)技術(shù)。
堆場(chǎng)集裝箱起重機仿真操作系統由駕駛室、教員臺控制系統、三維成像視景系統、動(dòng)力學(xué)數學(xué)模型、PLC邏輯控制系統、音響系統、教學(xué)投影系統，網(wǎng)絡(luò )通訊系統等模塊組成。
其中，教員臺控制系統為整個(gè)仿真系統的控制者，各個(gè)部分的運作可由它通過(guò)發(fā)送命令數據來(lái)控制，同時(shí)它也是數據傳輸的中轉站。教員臺系統接受來(lái)自PLC的數據，包括來(lái)自操縱臺的數據，并實(shí)時(shí)發(fā)送給視景系統以通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)驅動(dòng)視景。同時(shí)它接受視景系統的反饋信息，并實(shí)時(shí)反饋信息和直接控制PLC以達到控制操作臺及運動(dòng)平臺的目的。視景系統、音響系統用來(lái)產(chǎn)生圖像和聲音，座椅振動(dòng)控制系統模擬實(shí)際振動(dòng)。駕駛室內有操作臺、投影屏等用于訓練操作。PLC直接與操縱臺，在控制的同時(shí)，接受它們的信息反饋。
起重機仿真操作系統總體功能
（1）系統能一機多用，已經(jīng)具有堆場(chǎng)集裝箱起重機的訓練功能，并可再擴展其他機型的訓練功能。
（2）起重機駕駛操作環(huán)境取自于大型港口和大型工業(yè)企業(yè)典型車(chē)間，環(huán)境高度逼真，沉浸感非常好，座椅及手動(dòng)操作臺與實(shí)際起重機司機駕駛室的一樣，與實(shí)際駕駛環(huán)境一致。
（3）港口起重機模擬教學(xué)設備要具有一體教學(xué)通迅接口。
（4）該系統可生成不同氣候條件的訓練工況；
（5）系統已經(jīng)具備良好的兼容性和可擴充性，以后可以增加其他類(lèi)型起重機的訓練軟件，而不需要增加或改變主要的硬件配置；
（6）系統具有起重機司機考試功能，考核程序和內容符合國家或行業(yè)標準，并可根據考核程序的變化而調整；
（7）系統的視景具有普通三維和立體兩種顯示功能，普通三維培訓司機基本操作技能，立體視景培訓司機的空間定位感覺(jué)，以供用戶(hù)選擇使用；
（8）系統設計思想新穎、設計目標明確，僅針對起重機司機的培訓和考核，系統硬件組成簡(jiǎn)單、管理維護比較簡(jiǎn)便、可靠性高、穩定性好、使用方便。
1.1系統硬件技術(shù)組成及技術(shù)規格
系統硬件有：司機駕駛操作臺、軟件運行服務(wù)器、投影系統、教員監控臺。
1.1司機操作臺就是根據實(shí)際起重機駕駛操作臺改造而成，大小尺寸與實(shí)際一致；操作臺上的儀表、開(kāi)關(guān)、指示燈等可根據仿真訓練起重機的不同類(lèi)型快速更換。
1.2軟件運行服務(wù)器配置：CPUi5，內存4G，顯卡1G，硬盤(pán)：320G。
1.3投影系統為環(huán)繞式。環(huán)繞圖象顯示面積為4×100英寸；投影幕布位于司機操作臺的正前方、正下方、左側和右側；其中，正下方的投影硬件支持立體圖象顯示。
投影儀：配置超短焦距鏡頭，分辨率為1280×1024，亮度為3000Lum，視景效果連續，拼接完整，在操作座椅上觀(guān)察與現實(shí)中的視覺(jué)效果一致。
投影幕布為背投成像方式。
1.4系統組合形式為拆裝式；
1.5系統整體布置占地面積為20~25平方米，動(dòng)態(tài)最大高度為3米。
1.6教員監控臺主要用于實(shí)時(shí)監控學(xué)員的學(xué)習狀況、設定訓練參數，包括：訓練記錄、設定訓練內容及難度，控制整個(gè)系統運行的開(kāi)關(guān)等。
系統軟件技術(shù)功能
起重機仿真操作系統軟件主要由仿真訓練軟件、考核軟件、教學(xué)管理軟件、環(huán)繞視景顯示控制軟件、操作臺及其監控軟件等組成
2.1仿真訓練軟件具備的技術(shù)性能
2.1.1已具備港口堆場(chǎng)集裝箱起重機的訓練功能：
堆場(chǎng)集裝箱橋式起重機訓練模塊中包含岸橋、集裝箱、集卡、船舶、泊位場(chǎng)景等元素。在此訓練模塊中，司機需要駕駛岸橋，進(jìn)行多機構的協(xié)同操作以完成集裝箱的卸船和裝船作業(yè)。操作流程如前節所述。岸橋訓練模塊中又包含多個(gè)子模塊，如開(kāi)關(guān)機訓練、裝船訓練、卸船訓練、大車(chē)行走、吊具控制、前伸臂俯仰等，還可以進(jìn)行意外事件的處置訓練，訓練內容總體符合港口行業(yè)常規。
2.1.2可在一定范圍內設置或改變起重機的速度參數
堆場(chǎng)集裝箱起重機
起升速度：40-180m/min；起重小車(chē)行駛速度：30-350m/min；大車(chē)行走速度：10-50m/min；堆場(chǎng)集裝箱起重機前伸臂俯仰時(shí)間：小于6分鐘；
2.1.3天氣條件設置的無(wú)級化功能
晴天——多云——陰天——小雨——中雨——大雨，雷電,無(wú)級可調；
風(fēng)力：無(wú)風(fēng)——6級，無(wú)級可調，風(fēng)向可變；
霧：無(wú)霧——小霧——大霧，無(wú)級可調；
白天——夜晚，無(wú)級可調。
2.1.4能模擬場(chǎng)橋的作業(yè)流程，設置各種機械、氣候參數。訓練模擬過(guò)程真實(shí)。場(chǎng)橋模型、吊具、集裝箱、集卡模型清晰真實(shí)；
2.1.5集裝箱起重機能進(jìn)行20尺、40尺、雙20尺集裝箱的裝卸訓練；
2.1.6訓練強度和難度能根據在規定的時(shí)間內要求學(xué)員完成的裝卸貨物量、學(xué)員做關(guān)鍵操作動(dòng)作時(shí)的難易程度等條件進(jìn)行分級設定。
2.1.7 WM-VS/YC型起重機系統吊具的動(dòng)態(tài)模型是根據理論和實(shí)際現場(chǎng)綜合研究的成果所建立，其動(dòng)態(tài)特性與實(shí)際工況對應一致。
2.1.8系統還可根據用戶(hù)需求定制各種作業(yè)場(chǎng)景。
2.1.9 WM-VS/YC型起重機系統司機室的動(dòng)態(tài)模型是根據理論和實(shí)際現場(chǎng)綜合研究的成果所建立，可擴展運動(dòng)功能，使司機室動(dòng)態(tài)特性與實(shí)際工況相符。
2.2考核軟件具備的技術(shù)性能
2.2.1堆場(chǎng)集裝箱起重機的考核程序和內容符合港口行業(yè)標準的要求；
2.2.2系統能夠自動(dòng)給學(xué)員判分。
2.3教學(xué)管理軟件具備的技術(shù)性能
2.3.1學(xué)員可以根據學(xué)號登記上機，每位學(xué)生都有單獨的訓練記錄條目；
2.3.2能記錄和查詢(xún)學(xué)員在訓練或考核中的失誤次數或不規范操作的次數，包括吊具或貨物碰到其它物體的次數及強度，碰撞強度等級分為4-5級。
2.3.3能記錄和查詢(xún)學(xué)員在訓練或考核中的平均作業(yè)效率；
2.3.4能記錄和查詢(xún)學(xué)員的總體訓練時(shí)間和每次上機的課時(shí)訓練時(shí)間；
2.3.5能記錄和查詢(xún)學(xué)員操作的起重機吊具運行軌跡；
2.3.6能記錄和查詢(xún)學(xué)員在歷次考核中的分數；
2.3.7能打印學(xué)員的成績(jì)報告單；
2.3.8能進(jìn)行訓練條件或參數的設定。
2.3.9集卡管、氣象管理、場(chǎng)景設置布局管理、機械參數設置管理、訓練難度設置、時(shí)間管理、故障管理、監控吊具作業(yè)軌跡、統計作業(yè)效率、統計操作失誤等、控制臺軟件可同時(shí)管理32臺操作訓練終端。
2.3.10教師或管理人員可以遠程維護系統，設置各類(lèi)參數和考試科目，設置故障考核點(diǎn)，實(shí)時(shí)跟蹤訓練軌跡，記錄訓練全過(guò)程及結果考核，并能回放訓練過(guò)程，可發(fā)現需改進(jìn)動(dòng)作訓練及方法等。
2.4環(huán)繞視景顯示控制軟件具備的技術(shù)性能
2.4.1能選擇訓練環(huán)境的圖象顯示方式：3D立體模式或普通三維模式；
2.4.2投影光亮度不低于3000流明；
2.5操作臺及其監控軟件具備的技術(shù)性能
軟件能支持教師完成學(xué)員學(xué)習及考核的全程監控，可進(jìn)行訓練或考核內容、難度的設定。
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