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摘要：新时期复杂繁重的海上试验任务，对人才队伍的建设提出了很大挑战。传统的以理论灌输、现场讲解为模式的训练方法已略显单一，并存在诸多限制。多媒体技术的引入，产生了全新的模拟训练方式，打破了时间和空间的限制，是传统训练方式的有效补充和完善。本文介绍了MAN B&W型柴油机模拟操控训练系统的开发环境和关键技术，着重阐述了该训练系统的主要功能和具体实现方法。
关键词：柴油机 模拟训练 设计实现
0 引言
当前，日益复杂繁重的海上试验任务对人才队伍建设提出了很大挑战。如何使岗位人员迅速形成独立执掌设备的能力，提升综合实战水平，以适应新时期海上试验任务的需要，这是亟需解决的首要问题。但是，平时业务训练中存在着诸多实际问题，大大延缓了岗位人员对设备深入学习了解的步伐，也降低了业务训练的实效。一是机舱环境特殊，现场教学受到限制。机舱高温、高噪的的环境给以往训练方式中最有效的实地教学带来了很大的困难。二是设备状态特殊，实操训练受到限制。在海上动力设备长期处于运行状态，不具备随时、随地改变其状态的条件，留给新人实操训练的机会少之甚少。三是设备重要性特殊，受到训练风险的限制。主机控制系统属于动力设备的核心部分，很多零件都是精密部件，不允许对其进行随意拆解，在日常操作维护中要求尽量避免对其进行拆解。
MAN B&W型柴油机模拟操控训练系统提供一个全方位、交互式模拟训练环境，很好的解决了主机岗位训练的以上难题。参训人员不仅可以通过操作仿真环境中的设备，进行交互式对话，产生逼真的试验效果，还可以直接用鼠标来点击操作，一改以往课本灌输、PPT演示的传统训练模式，在空间和时间上均得到了有效延伸，是传统训练方式的有效补充和完善。
1 系统开发关键技术
1.1 Director多媒体制作技术
系统主要技术是采用Adobe公司的Director搭建系统。使用Director可以创建包含高品质图像、数字视频、音频、动画、三维模型、文本、数据库、Flash文件等多种元素的多媒體程序。同时其强大的插件支持功能和面向对象的Lingo语言，可以对程序中各个部分进行精确的控制。
1.2 图形图像生成技术
模拟训练系统的设计与开发，其主要的依据及评判标准为虚拟现实程度的高低，即仿真度的高低。逼真的虚拟环境，在很大程度上需要图形图像的视觉支持。利用3D MAX三维图形生成技术及PhotoShop图像处理技术绘制逼真的虚拟环境及设备控件，再编写程序将设备控件按一定的逻辑关系联系起来，实现特定的功能或达到特定的效果。用户通过鼠标、键盘等输入输出设备，操作和控制虚拟环境中的设备仪器，实现交互式的对话，达到特定的训练效果。
1.3 3D交互技术
Cult3D 是一种崭新 3D交互技术，它可以直接利用3D MAX生成的.c3d格式的文件，并通过图形化窗口设置交互动作。用户只要用鼠标在3D物件上直接拖动，可以移动、旋转、放大缩小，还可以在Cult3D物件中加入音效和操作指引。Cult3D对硬件要求相对较低，即使是低配置的桌面或笔记本电脑用户也能流畅浏览Cult3D作品。同时其生成的.co文件与director具有高度的兼容性。
1.4 FLASH动画交互技术
动画交互技术主要基于adobe Flash payer的帧动画技术和 ActionScript编程语言控制技术。使用帧动画技术，可以做出丰富多彩的动画效果，给使用者以良好的视觉感官；使用ActionScript语言，不仅可以动态的控制动画的进行，而且还能够进行各种运算，更可以运用多种方式获取使用者的鼠标及键盘动作，并且即时地做出回应，有效地响应用户事件，触发响应的脚本来控制动画的播放，实现动画交互技术。
2 系统功能实现
2.1实现主机操控系统的原理讲解和关键阀件的拆装演示
2.1.1 功能描述
主机操作系统大而杂，单单控制阀件就一百多个，之间的联系管路更是交织在一起，遍布主机的各个角落。要想掌握其控制原理，就必须弄明白各个阀件之间的信号联系及动作原理。然而对于新人来说，去机旁实地查找与试验，不仅效率低，且极易受到设备状态、机舱环境等诸多因素的限制而无法进行。鉴于此，MAN B&W型柴油机模拟操控训练系统的设计与开发以实现操纵系统的整体原理讲解为最基本功能。通过反复研究学习系统的基本原理、各阀件的功能及之间的信号联系、关键阀件的结构、主机各种状态的操作步骤，使岗位能力的训练在时间上和空间上都得到了很大的延伸。具体实现功能包括：
（1）结合视屏、动画、声音解说对控制系统的基本理论进行动态讲解。
（2）对各阀件的功用进行动态显示及解说。
（3）对各阀件之间的信号联系进行动态演示。
（4）对关键阀件的结构进行3D模拟及拆装演示。
2.1.2实现方法
2.2实现主机操纵过程的全过程模拟
2.2.1 功能描述
仿真实现主机操纵的全过程操作及状态的模拟。平时业务训练及实战任务中，设备状态参数不能随意改变，作为系统的核心部分，为了达到了良好的模拟训练效果，系统对主机的冲车、换向试车、调速、停车进行了全过程逼真的模拟。我们在进行设计时，采用了多界面显示，分别以视频教学，操作流程图，操作文字说明等系统的对操作人员进行引导，使操作人员对主机操纵的全过程理解更加深刻和形象。具体实现功能包括：
（1）实现了模拟操作中的错误报警，系统根据操作顺序及仪表参数情况进行操作报警。
（2）实现了模拟操作中的数据判读，系统根据实际情况设置有仪表参数异常，供操作人员判断。
（3）实现了仪表数据的智能化显示，根据实际仪表及不同状态的，提供逼真的数据显示。 2.2.2实现方法
采用ActionScript编程语言，分别采用不同的逻辑控制顺序，对主机的冲车、换向試车、调速、停车进行逻辑控制，同时根据逻辑顺序设置一定的操作报警，出现严重操作错误时，系统停止操作过程，需复位至初始状态，使模拟操作更加逼真，同时采用帧控制技术，对不同帧实现主机操纵各种动作的全过程模拟。
2.3实现理论、实操、排障考核的全过程模拟
2.3.1 功能描述
利用flash数据库技术和交互技术，进行人员培训效果的考核检查。设备实际操作和故障的定位与排查训练是提高设备掌握能力最有效和直接的手段，但由于实际设备操作带有一定的风险，设备状态参数不能随意改变，出现故障学习排查的机会又比较少。基于此，本系统模拟实现了理论、实操、系统中典型故障排障考核的全过程模拟，共使用者训练学习。具体功能包括：
（1）实现主机操纵控制系统中典型故障点的设置。
（2）实现实操故障告警及故障现象模拟。
（3）实现了故障故障现象及故障原因分析，实现正常与故障状态对比显示。
（4）实现故障定位、故障排除的模拟。
（5）实现了理论考核的数据库的增删、更新等操作。
（6）实现了考核结果与正确答案的比对和查看。
2.3.2实现方法
理论考核部分主要采用flash技术分不同等级对考核数据库进行随机抽题，并将考试人员输入的答案录入系统，生成xls文本，考试人员查看考试结果。
实操考核及故障排障采用ActionScript编程语言，获取不同的鼠标及键盘事件，设置对应的控制点以及控制逻辑，实现模拟考核操作的全部过程。该功能主要采用事件控制、button插件、逻辑判断语句，根据考试人员所提供的答案，进行真确与否判断，实现即时错误报警，并根据用户事件关键程度判断，一旦出现严重错误，考试功能立即结束，并给出用户错误原因。
3 系统设计框架及界面
3.1系统设计总体框架
3.2系统设计主要界面
4 结束语
本系统实现的基础是MAN B&W型柴油机操控系统基础知识和计算机技术的结合。这是一种全新训练方式，它打破了时间和空间的限制，同时也解决了目前训练模式单一，效果不佳的问题，是传统训练方式的有效补充和完善，对于迅速提高机电岗位人员实操能力、综合实战能力，满足日益繁重的海上测控任务需要有着重大的意义。
参考文献
[1] MAN B&W型柴油机控制系统操作使用说明书[M].日本三井，1994
[2] 张豪，何方.Director交互式多媒体开发[M].清华大学出版社，.2009
[3] 胡崧，于慧.FLASH CS5从入门到精通[M].中国青年出版社，2011
[4] 火星时代，3ds Max 2011白金手册[M].人民邮电出版社，2011
关键词：柴油机 模拟训练 设计实现
0 引言
当前，日益复杂繁重的海上试验任务对人才队伍建设提出了很大挑战。如何使岗位人员迅速形成独立执掌设备的能力，提升综合实战水平，以适应新时期海上试验任务的需要，这是亟需解决的首要问题。但是，平时业务训练中存在着诸多实际问题，大大延缓了岗位人员对设备深入学习了解的步伐，也降低了业务训练的实效。一是机舱环境特殊，现场教学受到限制。机舱高温、高噪的的环境给以往训练方式中最有效的实地教学带来了很大的困难。二是设备状态特殊，实操训练受到限制。在海上动力设备长期处于运行状态，不具备随时、随地改变其状态的条件，留给新人实操训练的机会少之甚少。三是设备重要性特殊，受到训练风险的限制。主机控制系统属于动力设备的核心部分，很多零件都是精密部件，不允许对其进行随意拆解，在日常操作维护中要求尽量避免对其进行拆解。
MAN B&W型柴油机模拟操控训练系统提供一个全方位、交互式模拟训练环境，很好的解决了主机岗位训练的以上难题。参训人员不仅可以通过操作仿真环境中的设备，进行交互式对话，产生逼真的试验效果，还可以直接用鼠标来点击操作，一改以往课本灌输、PPT演示的传统训练模式，在空间和时间上均得到了有效延伸，是传统训练方式的有效补充和完善。
1 系统开发关键技术
1.1 Director多媒体制作技术
系统主要技术是采用Adobe公司的Director搭建系统。使用Director可以创建包含高品质图像、数字视频、音频、动画、三维模型、文本、数据库、Flash文件等多种元素的多媒體程序。同时其强大的插件支持功能和面向对象的Lingo语言，可以对程序中各个部分进行精确的控制。
1.2 图形图像生成技术
模拟训练系统的设计与开发，其主要的依据及评判标准为虚拟现实程度的高低，即仿真度的高低。逼真的虚拟环境，在很大程度上需要图形图像的视觉支持。利用3D MAX三维图形生成技术及PhotoShop图像处理技术绘制逼真的虚拟环境及设备控件，再编写程序将设备控件按一定的逻辑关系联系起来，实现特定的功能或达到特定的效果。用户通过鼠标、键盘等输入输出设备，操作和控制虚拟环境中的设备仪器，实现交互式的对话，达到特定的训练效果。
1.3 3D交互技术
Cult3D 是一种崭新 3D交互技术，它可以直接利用3D MAX生成的.c3d格式的文件，并通过图形化窗口设置交互动作。用户只要用鼠标在3D物件上直接拖动，可以移动、旋转、放大缩小，还可以在Cult3D物件中加入音效和操作指引。Cult3D对硬件要求相对较低，即使是低配置的桌面或笔记本电脑用户也能流畅浏览Cult3D作品。同时其生成的.co文件与director具有高度的兼容性。
1.4 FLASH动画交互技术
动画交互技术主要基于adobe Flash payer的帧动画技术和 ActionScript编程语言控制技术。使用帧动画技术，可以做出丰富多彩的动画效果，给使用者以良好的视觉感官；使用ActionScript语言，不仅可以动态的控制动画的进行，而且还能够进行各种运算，更可以运用多种方式获取使用者的鼠标及键盘动作，并且即时地做出回应，有效地响应用户事件，触发响应的脚本来控制动画的播放，实现动画交互技术。
2 系统功能实现
2.1实现主机操控系统的原理讲解和关键阀件的拆装演示
2.1.1 功能描述
主机操作系统大而杂，单单控制阀件就一百多个，之间的联系管路更是交织在一起，遍布主机的各个角落。要想掌握其控制原理，就必须弄明白各个阀件之间的信号联系及动作原理。然而对于新人来说，去机旁实地查找与试验，不仅效率低，且极易受到设备状态、机舱环境等诸多因素的限制而无法进行。鉴于此，MAN B&W型柴油机模拟操控训练系统的设计与开发以实现操纵系统的整体原理讲解为最基本功能。通过反复研究学习系统的基本原理、各阀件的功能及之间的信号联系、关键阀件的结构、主机各种状态的操作步骤，使岗位能力的训练在时间上和空间上都得到了很大的延伸。具体实现功能包括：
（1）结合视屏、动画、声音解说对控制系统的基本理论进行动态讲解。
（2）对各阀件的功用进行动态显示及解说。
（3）对各阀件之间的信号联系进行动态演示。
（4）对关键阀件的结构进行3D模拟及拆装演示。
2.1.2实现方法
2.2实现主机操纵过程的全过程模拟
2.2.1 功能描述
仿真实现主机操纵的全过程操作及状态的模拟。平时业务训练及实战任务中，设备状态参数不能随意改变，作为系统的核心部分，为了达到了良好的模拟训练效果，系统对主机的冲车、换向试车、调速、停车进行了全过程逼真的模拟。我们在进行设计时，采用了多界面显示，分别以视频教学，操作流程图，操作文字说明等系统的对操作人员进行引导，使操作人员对主机操纵的全过程理解更加深刻和形象。具体实现功能包括：
（1）实现了模拟操作中的错误报警，系统根据操作顺序及仪表参数情况进行操作报警。
（2）实现了模拟操作中的数据判读，系统根据实际情况设置有仪表参数异常，供操作人员判断。
（3）实现了仪表数据的智能化显示，根据实际仪表及不同状态的，提供逼真的数据显示。 2.2.2实现方法
采用ActionScript编程语言，分别采用不同的逻辑控制顺序，对主机的冲车、换向試车、调速、停车进行逻辑控制，同时根据逻辑顺序设置一定的操作报警，出现严重操作错误时，系统停止操作过程，需复位至初始状态，使模拟操作更加逼真，同时采用帧控制技术，对不同帧实现主机操纵各种动作的全过程模拟。
2.3实现理论、实操、排障考核的全过程模拟
2.3.1 功能描述
利用flash数据库技术和交互技术，进行人员培训效果的考核检查。设备实际操作和故障的定位与排查训练是提高设备掌握能力最有效和直接的手段，但由于实际设备操作带有一定的风险，设备状态参数不能随意改变，出现故障学习排查的机会又比较少。基于此，本系统模拟实现了理论、实操、系统中典型故障排障考核的全过程模拟，共使用者训练学习。具体功能包括：
（1）实现主机操纵控制系统中典型故障点的设置。
（2）实现实操故障告警及故障现象模拟。
（3）实现了故障故障现象及故障原因分析，实现正常与故障状态对比显示。
（4）实现故障定位、故障排除的模拟。
（5）实现了理论考核的数据库的增删、更新等操作。
（6）实现了考核结果与正确答案的比对和查看。
2.3.2实现方法
理论考核部分主要采用flash技术分不同等级对考核数据库进行随机抽题，并将考试人员输入的答案录入系统，生成xls文本，考试人员查看考试结果。
实操考核及故障排障采用ActionScript编程语言，获取不同的鼠标及键盘事件，设置对应的控制点以及控制逻辑，实现模拟考核操作的全部过程。该功能主要采用事件控制、button插件、逻辑判断语句，根据考试人员所提供的答案，进行真确与否判断，实现即时错误报警，并根据用户事件关键程度判断，一旦出现严重错误，考试功能立即结束，并给出用户错误原因。
3 系统设计框架及界面
3.1系统设计总体框架
3.2系统设计主要界面
4 结束语
本系统实现的基础是MAN B&W型柴油机操控系统基础知识和计算机技术的结合。这是一种全新训练方式，它打破了时间和空间的限制，同时也解决了目前训练模式单一，效果不佳的问题，是传统训练方式的有效补充和完善，对于迅速提高机电岗位人员实操能力、综合实战能力，满足日益繁重的海上测控任务需要有着重大的意义。
参考文献
[1] MAN B&W型柴油机控制系统操作使用说明书[M].日本三井，1994
[2] 张豪，何方.Director交互式多媒体开发[M].清华大学出版社，.2009
[3] 胡崧，于慧.FLASH CS5从入门到精通[M].中国青年出版社，2011
[4] 火星时代，3ds Max 2011白金手册[M].人民邮电出版社，2011