特定橋區(qū)和閘區(qū)通航方案的模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、航海仿真技術(shù)是系統(tǒng)仿真技術(shù)與航海技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代仿真技術(shù)的一個(gè)重要分支。船舶操縱模擬器的研制開發(fā)就是航海仿真技術(shù)的具體應(yīng)用。它是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合類似于實(shí)際船舶駕駛臺(tái)內(nèi)的操作面板，來(lái)模擬船舶在一定的環(huán)境下操縱運(yùn)動(dòng)情況，船員在進(jìn)行這種操作時(shí)，能獲得類似于實(shí)船操縱的經(jīng)歷。 航行安全一直是人們關(guān)注的最重要的問(wèn)題，水上工程的建設(shè)將改變工程所處水域的通航環(huán)境，使該航段通航環(huán)境更加復(fù)雜，使船舶操縱和避讓都增加

2、一定的難度，因此有必要對(duì)船舶在水上工程水域的航行方法進(jìn)行方案研究論證，以保證船舶的安全航行。在通常情況下，方案的設(shè)計(jì)是依據(jù)己有的各種規(guī)范及設(shè)計(jì)者和航海者的經(jīng)驗(yàn)判斷來(lái)決定的，這種方法對(duì)于各種環(huán)境因素的影響評(píng)價(jià)，特別是各種環(huán)境因素綜合在一起時(shí)船舶操縱的合理性、安全性很難做出評(píng)價(jià)，而且風(fēng)、流本身就是隨時(shí)間變化的因素，不可能每一種情況都用實(shí)船來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，這樣所耗費(fèi)的人力、物力、財(cái)力都是非常大的。因此利用新技術(shù)如船舶操縱模擬器來(lái)進(jìn)行通航方案的模擬

3、試驗(yàn)研究成為一種新的發(fā)展趨勢(shì)。運(yùn)用船舶操縱模擬器來(lái)進(jìn)行船舶通航的模擬試驗(yàn)，分析工程水域的航道特征、水文特征、典型環(huán)境條件，在模擬器中來(lái)模擬船舶在這些環(huán)境條件下的航行狀況，在不同的環(huán)境因素組合下反復(fù)試驗(yàn)擬訂的通航方案，這樣即可以修改設(shè)計(jì)方案不合理的地方、預(yù)估船舶航行風(fēng)險(xiǎn)，還可以優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)、提出一些保障安全的對(duì)策。所以船舶操縱模擬器在通航方案論證上有著廣泛的應(yīng)用。 本文在縱覽船舶操縱模擬器的發(fā)展歷程、主要用途及其目前國(guó)內(nèi)外船舶操

4、縱模擬器在港航設(shè)計(jì)論證領(lǐng)域應(yīng)用狀況的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者參加的“中山市35號(hào)路長(zhǎng)江大橋通航環(huán)境安全評(píng)估報(bào)告”和“紅水河橋鞏水電站工程通航安全技術(shù)論證”這兩個(gè)具體通航方案論證項(xiàng)目中模擬試驗(yàn)研究環(huán)節(jié)，敘述了運(yùn)用船舶操縱模擬器進(jìn)行通航方案論證模擬試驗(yàn)的整個(gè)具體流程，用具體實(shí)例證明了運(yùn)用船舶操縱模擬器進(jìn)行通航方案論證的巨大優(yōu)勢(shì)；在此基礎(chǔ)上，探討了運(yùn)用船舶操縱模擬器進(jìn)行通航方案論證模擬試驗(yàn)的具體步驟與方法。其中重點(diǎn)研究了有關(guān)電子海圖制作的內(nèi)容，包括電

5、子海圖數(shù)據(jù)的采集方法，著重分析了電子海圖數(shù)據(jù)采集過(guò)程中涉及到的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，即大地坐標(biāo)、平面坐標(biāo)和屏幕坐標(biāo)相互轉(zhuǎn)換的原理。針對(duì)整個(gè)屏幕顯示區(qū)域由多幅海圖組成的情況下，重畫海圖會(huì)比較費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題，提出了筆者研究的快速拼圖的兩個(gè)方法，即針對(duì)讀海圖文件的緩沖技術(shù)和畫海圖時(shí)的內(nèi)存位圖技術(shù)。視景系統(tǒng)是船舶操縱模擬器的重要組成部分，影響著航海仿真系統(tǒng)的整體逼真度和模擬試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，因此本文比較完整的歸納總結(jié)出了航海仿真系統(tǒng)中常用三維物體模型建立方法