2h-4000輪機仿真訓(xùn)練器數(shù)據(jù)通訊方案設(shè)計

1、2H4000輪機仿真訓(xùn)練器數(shù)據(jù)通訊方案設(shè)計輪機仿真訓(xùn)練器數(shù)據(jù)通訊方案設(shè)計摘要：要：針對2H4000輪機仿真訓(xùn)練器的通訊量大、高可靠性的要求，設(shè)計了如下的數(shù)據(jù)通訊方案：軟件模型采用分布式運算架構(gòu)，用通訊代理實現(xiàn)數(shù)據(jù)在共享內(nèi)存中的通訊；采用USB2.0技術(shù)實現(xiàn)盤臺數(shù)據(jù)與計算機之間的通訊。實際運行效果顯示，數(shù)據(jù)通訊方案實現(xiàn)了2H4000輪機仿真訓(xùn)練器的可靠性、易維護性、可擴展性和數(shù)據(jù)通訊的快速性。關(guān)健詞關(guān)健詞：輪機仿真訓(xùn)練器；數(shù)據(jù)通訊；USB

2、2.0技術(shù)；分布式運算；通訊代理中圖分類號中圖分類號：TK223.5文獻標(biāo)志碼：ATheDataCommunicationof2H4000MarineSimulatAbstract:Tosatisfythecommunicationrequirementsof2H4000MarineSimulatthefollowingdatacommunicationprogramhasbeendesigned:thedistributedcompu

3、tingsoftwaremodelhasbeenoncommunicationbydelegatethroughthesharedmemythecommunicationbetweenhardwarePChasbeenachievedbyUSB2.0communicationagreement.Therunningresultsshowthatreliabilitymaintainabilityscalability，datacommu

4、nicationrapidityhasbeenachievedbythecommunicationprogram.Keywds:MarineSimulatDataCommunication；USB2.0DistributedComputingDelegate0引言引言在輪機管理人員適任能力培訓(xùn)中，輪機仿真訓(xùn)練器以其培訓(xùn)的經(jīng)濟性、安全性、高效性得到了越來越廣泛的應(yīng)用。STCW7895公約要求輪機仿真訓(xùn)練器必須具有足夠的仿真環(huán)境，使受訓(xùn)者能

5、夠獲得并表現(xiàn)出培訓(xùn)目標(biāo)所要求的技能。該公約同時還規(guī)定輪機模擬器要能夠模擬船上有關(guān)設(shè)備的操作，達到規(guī)定培訓(xùn)目標(biāo)的實際水平，并包括這種設(shè)備的性能、局限性和可能產(chǎn)生的誤差[1]。目前，國內(nèi)外已有多家公司和科研機構(gòu)研究和開發(fā)了輪機仿真訓(xùn)練器，較有代表性的有：國外主要包括挪威N0RCON公司、英國Transas公司，國內(nèi)主要有武漢理工大學(xué)（WMS2000型，充分體現(xiàn)STCW公約要求的功能，具有很強的實用性、實時性和以及較高仿真精度）[2]、上海海

6、事大學(xué)（SMSC－2000型，首次應(yīng)用了基于人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)，起點高，功能強大，技術(shù)先進，可靠性和穩(wěn)定性好）[3]和大連海事大學(xué)（DMS2000型，采用VR技術(shù)[4]，成本較高）。作為培養(yǎng)符合STCW7895公約的國際型高技能輪機管理人才的高職院校，我院（南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院，下同）在上世紀(jì)末同上海宏皓公司合作，以“邊研發(fā)、邊使用、邊更新改造”的思路開展2H4000輪機仿真訓(xùn)練器的研發(fā)工作。2H4000輪機仿真訓(xùn)練器以上圖

7、1數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)組成框圖2分布式運算架構(gòu)下的通信代理技術(shù)分布式運算架構(gòu)下的通信代理技術(shù)2H4000輪機仿真訓(xùn)練器的計算機系統(tǒng)采用最新的分布式運算架構(gòu)。所謂分布式計算就是在兩個或多個軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺計算機上運行，也可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的多臺計算機上運行[5]。2H4000輪機仿真訓(xùn)練器中包括多個管路系統(tǒng)和主機遙控系統(tǒng)，細分為近百個數(shù)學(xué)模型和邏輯模型；同時涉及到上千個點的硬件控制顯示。所有這些工作如果集中在一起來實現(xiàn)

8、，會因為大量的模型計算導(dǎo)致系統(tǒng)資源的極度消耗。因此，合理地將模型計算分布到各計算機中，將大大降低單臺計算機的資源，保證仿真系統(tǒng)的實時性。在這種架構(gòu)下，系統(tǒng)的模型分布在各模塊中，每個模塊單獨進行運算，并將計算結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給其他模塊。這種架構(gòu)的特點是各模塊相對獨立，模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)通訊傳遞數(shù)據(jù)。這種松散的藕合結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)調(diào)試更為方便，即在其他模塊不工作的情況下，可以進行單模塊調(diào)試，所有的模塊集中到一個局域網(wǎng)內(nèi)，又可以進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，這也體