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用仿真技術(shù)進行起重機操作培訓(xùn)
時間:2022-03-05來源:起重機廠家瀏覽次數(shù):220
用仿真技術(shù)對港口起重機械操作人員進行上崗前培訓(xùn),就是借助計算機,采用真實的駕駛室和操作臺制成港口起重機械仿真操作訓(xùn)練器,使受培訓(xùn)人員在訓(xùn)練器操作臺上接受操作訓(xùn)練時,感覺就像在真實的起重機上操作時一樣,受培訓(xùn)人員在這種環(huán)境中能較快的獲得類似實機操作的經(jīng)驗。
1、仿真操作培訓(xùn)原理
港口起重機仿真訓(xùn)練器主要由駕駛室操作系統(tǒng)、教員控制臺系統(tǒng)、三位圖象視景系統(tǒng)、動力學(xué)模型、信號采集和A/D轉(zhuǎn)換、音響系統(tǒng),教學(xué)投影系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)等模塊組成。其工作原理如附圖所示。
仿真駕駛時采用真實的駕駛室,包括一套完整的操作臺,內(nèi)含各種操作手柄、按鈕、儀表、指示器以及駕駛員座椅等。駕駛室原來的玻璃窗口用系統(tǒng)的屏幕來代替,通過“窗口”可以看到由高性能投影儀投放到屏幕上的視景圖像和操作情況。音響系統(tǒng)可以發(fā)出港口實際作業(yè)中的各種現(xiàn)場聲音。
教員控制臺系統(tǒng)包括教員控制臺主機、視景監(jiān)視屏、駕駛室操作監(jiān)視器以及相關(guān)的輸入、輸出設(shè)備。該系統(tǒng)具有以下主要功能:系統(tǒng)自檢,系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置,操作訓(xùn)練環(huán)境條件設(shè)定,系統(tǒng)控制及仿真過程監(jiān)視,故障設(shè)置,仿真過程記錄和重演,自動評分和操作錯誤分析等。
動力學(xué)數(shù)學(xué)模型是仿真技術(shù)的核心,通過建立模型,對人、機、物、環(huán)境及相互關(guān)系進行本質(zhì)的描述,才能在計算機上實現(xiàn)裝卸作業(yè)的仿真。動力學(xué)模型包括各運動部件運動規(guī)律的教學(xué)描述,還包括碰撞檢測。建模時還考慮了不同風速、風向的影響。
信號采集和A/D轉(zhuǎn)換將實時操作手柄、按鈕開關(guān)的位移量傳送給動力學(xué)模型。
2、港口起重機斜仿真操作訓(xùn)練器的基本功能
仿真訓(xùn)練器的關(guān)鍵就是仿真的真實性,只有保證仿真的正確性,仿真系統(tǒng)才具有實際應(yīng)用價值和意義,才真正具有生命力。主要表現(xiàn)在以下兩個方面:一是各項數(shù)據(jù)模型的準確性,就是當駕駛員進行操作時,起重機的各機構(gòu)進行操作時,起重機的各機構(gòu)運行速度的變化要非常逼近于實際作業(yè)情況,否則受培訓(xùn)人員由此而獲得的錯誤操作技術(shù)和經(jīng)驗,不僅與他們?nèi)蘸蟮膶嶋H操作無益,反而具有相當?shù)奈:π?,即受培?xùn)人員在模擬駕駛室所得到的感受應(yīng)盡量接近實際情況,以便使受培訓(xùn)人員能盡快的實現(xiàn)從模擬操作到實際操作的過渡。
仿真操作訓(xùn)練器的主要功能包括:
(1)具有完整的起重機械駕駛操作系統(tǒng),可進行起重機械各機構(gòu)的各種操作,以便將來能安全、高效、高質(zhì)量的完成裝卸作業(yè)。
(2)建立起重機械系統(tǒng)動力學(xué)模型,是操作人員的操縱動作實時仿真,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可獲得各機構(gòu)在啟動、運行、制動時的各種真實感覺,包括人的感官對視景、聲響、振動的真實感覺。
(3)用高級圖形建模擬平臺,應(yīng)用先進的多媒體技術(shù)和圖像處理技術(shù)進行真實場景和運動模型的建模,可以跟據(jù)需要模擬各種天氣情況時的起重機械的作業(yè)情況,如晴天、陰天等不同能見度下的作業(yè)情況及不同風向、風速時對其裝卸作業(yè)影響等的仿真。
(4)提供不同內(nèi)容、不同難度的培訓(xùn)操作工況,以對操作人員進行全面的培訓(xùn)。
(5)教員可通過教員控制臺實時了解學(xué)院的操作情況,并能隨時改變其環(huán)境設(shè)置、調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容和難度,必要時可定格場景進行時實講評。
(6)通過教員控制臺可隨時記錄學(xué)院操作吊具的運動情況,并在需要時進行重演以進行講評,以提高學(xué)院的操作技能。
(7)評估軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)操作錯誤提示,根據(jù)學(xué)院的操作步驟、質(zhì)量、故障處理以及教員綜合印象對其進行評分和打印成績報告。
仿真操作訓(xùn)練器相對于實機訓(xùn)練來說,性能價格比極高,而且非常方便,它能很方便的模擬出實際訓(xùn)練中很少遇到的突發(fā)性事件。教員可以根據(jù)學(xué)員的心理特點和訓(xùn)練要求,很容易地模擬出如突遇大風、超負荷、停電等情況,這樣可以培訓(xùn)學(xué)員具有準確的判斷能力、良好的心理素質(zhì),具備處理緊急情況的能力。因此,仿真訓(xùn)練具有實機訓(xùn)練不可代替的優(yōu)點,當然仿真操作訓(xùn)練也不可能完全代替實際操作訓(xùn)練,但學(xué)員經(jīng)過仿真操作訓(xùn)練后,就有了一定的操作經(jīng)驗和技術(shù),再上真起重機上實習就能很快地掌握實際操作技術(shù)。
3、港口起重機仿真操作訓(xùn)練的特點
港口起重機仿真操作培訓(xùn)技術(shù)具有實際操作培訓(xùn)無法比擬的優(yōu)點:
(1)安全性好。杜絕了培訓(xùn)事故的發(fā)生,減少了培訓(xùn)損失。
(2)效果好。應(yīng)用計算機仿真軟件,通過人機對話方式,可模擬出港口作業(yè)過程中各種工作狀況和天氣情況,并可進行各種特殊工況和事故處理能力的全面培訓(xùn),從而可大大縮短培訓(xùn)周期,提高培訓(xùn)質(zhì)量。
(3)經(jīng)濟效益好。仿真訓(xùn)練器能耗低,不影響港口正常生產(chǎn),可大大降低培訓(xùn)費用。
(4)功能強。通過對仿真軟件及硬件的維護和擴充,可適應(yīng)不斷發(fā)展的港口起重機械的培訓(xùn)要求,并可一機多用,一個仿真訓(xùn)練系統(tǒng)可進行多種機型的操作訓(xùn)練。
可以預(yù)見,模擬仿真培訓(xùn)技術(shù)將在起重機械操作人員培訓(xùn)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。(end)
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