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摘要：现代船舶轮机模拟器是为了更好地培养轮机操作人员所研究出来的一种新型技术。随着技术的发展，融合不同的技术原理，轮机模拟器也分为物理与纯虚拟两种。它们各有特点，在现实应用中也渐渐取得了许多实践应用成果。但是，随着技术的进一步发展以及相关培养要求的不断提高，对现代船舶轮机模拟器的实践应用也有了更多思考。
关键词：内河船舶，轮机模拟器，实操探讨
1轮机模拟器的优劣
1.1优点
它为轮机教育提供了一种新型的综合性实践教学方法。优点具体包括：轮机模拟器通过模拟自动化船舶的轮机系统，为轮机学员提供先进的轮机系统的操作方法和练习平台；灵活安排各种各样的训练项目和试验项目；无副作用地反复练习现实中不方便进行或不允许随便实验的相关训练内容；能够快速掌握现实中需要很久才能够掌握的实践技术经验；能够有效避免操作不当带来的额外训练损失，并能够更为直观地表达训练中的不足；能够进行特定故障和现象的专门性训练，较好地配合教学内容；较好地控制训练成本；较为方便地开展远程教学，降低教学限制；能够自动形成相关训练的考核评价。
1.2缺点
虽然轮机模拟器具有诸多优点，但某些方面也有着很大的局限性，无论是传统的物理轮机模拟器还是纯虚拟的虚拟轮机模拟器。这主要表现在：与现实的轮机操作有着无法消除的差异，不能彻底代替轮机操作训练；物理轮机模拟器虽然模拟出各种主机的模型及与之相关的各种辅助设备，但与实际的轮机存在巨大差异；虚拟轮机模拟器只能在思维层次提供训练，没有实际的动手操作，更多的是对学员想象控制思维的练习；与实际的轮机模拟器存在操作感差异以及明显的逻辑关系和运行规律的不完善。
2我国内河船轮机模拟器的建设与实操教学现状
航海类院校及海员培训机构利用轮机模拟器进行实操训练和评估已有较长的历史，通过轮机模拟器的使用，学员能了解船舶机舱动力系统的基础知识和操作要点，掌握船舶主要动力装置如主机、柴油发电机、电站、锅炉及各种辅助设备的使用、日常维护保养及故障分析的基本要领和注意事项。轮机模拟器以理论授课及现场实操教学相结合的方式进行，使学员更加理解整个船舶动力系统，同时培养学员的动手操作能力。当前海船轮机模拟器技术已经非常成熟，已广泛应用于船员培训和实操考试评估。相对海船轮机模拟器而言，内河船轮机模拟器的开发应用及其实操教学模式研究起步较晚。2009年泰州市地方海事局与大连海事大学合作开发了“泰州市地方海事局内河船轮机模拟器”，该轮机模拟器成为国内地方海事系统的第一套轮机模拟器，填补了内河船轮机模拟器的空白。该模拟器总体方案设计合理，系统功能齐全，运行平稳，各项技术指标均满足“内河船舶船员实际操作大纲”的要求，为泰州地区内河船员的培训、评估考试规范化提供了更为坚实的基础。
尽管内河船轮机模拟器的建设技术已经非常成熟，但其应具有的功能及其实操教学模式还有待于进一步研究，特别是内河船员适任种类和船员职务繁多，《适任证书》分为一类、二类、三类，各类别又设置了相应的职务，如轮机员职务又分为轮机长、大管轮及轮机员等。因此如何充分挖掘内河船轮机模拟器硬软件的强大功能，对各种船型、各种轮机员职务逐步采用模拟器代替实船进行实操训练及考试评估，是一个值得探讨的问题。
3内河船轮机模拟器应具备的特点分析
考虑到内河船的特点，兼顾先进性、前瞻性的要求，内河船轮机模拟器应具有如下特点：以一类《适任证书》船员（适用在船舶总吨1000总吨以上或者主推进动力装置功率500千瓦以上的内河船舶上任职的船员）工作船作为母型船。涵盖二、三类及以下等级船舶的操作评估和考试大纲要求。主动力装置为双主机双螺旋桨推进装置，主柴油机应为内河船广泛采用的四冲程柴油机。主推进装置在正常航行条件下，可由驾驶台或集控室遥控。主机在正常航行工况下可燃用一定粘度的燃料油，机动航行时燃用轻柴油。
应设有主柴油发电机组、应急柴油发电机组、燃油辅锅炉。
考虑到内河水域防污染的要求，如长江、京杭运河等内河流域的污染问题越来越被重视，国家将会出台一系列的法规，因此应当加入油污水处理系统、油水分离器、生活污水处理装置等防污染设备的训练内容。轮机模拟器文字全部采用中文。模拟器软件中要体现一类、二类、三类船员训练内容的区别。具备各种故障设置功能，使学员能熟悉主要设备的常见故障现象和排除故障方法及程序，故障现象、故障原因和排除方法符合船舶轮机真实情况，具有可信度。具备多种系统功能训练演示程序，能形象地进行各种工况下轮机系统操作训练，配置在线帮助，便于熟练地掌握操作方法。具有系统完整性自检、自诊断和报警功能。具有与评估项目及考试大纲的要求相适应的自动评估系统。
4船舶轮机模拟器研发使用的最新理论和技术
4.1虚拟现实技术
虚拟现实技术是近几年来在计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术及传感技术基础上发展起来的一门交叉技术。该技术具有嵌入性、交互性、多感知性等特点。将虚拟现实技术引入轮机模拟器视景制作，通过三维虚拟漫游与场景设备的交互操作，能够逼真地展现机舱实景效果，实现机舱设备及其运行状态的立体化仿真模拟。
4.2微缩塑模技术
部分机舱系统和设备的运行状态可采用等比缩小的实物模型，该类模型可以采用剖面结构、透视结构的等视图方式辅之以一定的声、光效果来展示设备的动态运行状态。可以用来塑模的设备包括主机、发电机、空压机、锅炉、造水机、各类泵以及重要油／水管路等，从而能够为操作者展现设备内部的运行状态。
4.3无线通信技术
无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播信息的一种通信方式，该技术的引入，能够为轮机模拟器的布局方式带来革命性变化，如真正意义上移动式终端、无线操控将成为现实，盘台等设备的空间利用率将会显著增强，布置会更加灵活。
4.4先进的自动感测技术
自动感测就是在感应和测量过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预的过程，该技术是自动化科学技术的一个重要分支，是一门综合性技术。采用红外、微波、雷达、声音、激光等先进的自动感测技术实现模拟器中的某些特殊的功能，将提高系统的自动化及智能化水平，减少人为错误干扰和人为差错，提高系统运行的效率。
4.5分布式并行处理技术
随着船舶轮机模拟器的功能、运行速度、仿真程度的不断提高，设备及系统数学模型的不断完善和细化，系统方程如非线性方程组、稀疏伴随矩阵等愈加复杂，使系统核心处理器承受更大的计算负荷。针对该问题，最新的一种解决方案就是采用分布式并行处理技术将过于复杂的计算过程按系统或区域划分给不同的分布式处理单元（DPU），以实现在同一时钟周期内完成两种或两种以上的处理工作，从而在很大程度上提高系统的运行速度。
5结语
轮机模拟器是航海轮机教育与培训的一种实践教学方法，也是一种现代的教学手段。随着轮机模拟器技术的发展，新出现的轮机模拟器的教学作用将更加明显。应当深入思考分析轮机模拟器的技术特点，不断探索轮机模拟器的训练方法，设置合理的航海教学课程，以期使轮机模拟器能够更好地为航海教学服务。
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