工程机械应急抢险训练系统技术文件

1/13工程机械应急抢险训练系统技术文件2/131、技术要求系统应采用先进的设计思想、合理的体系架构，选用成熟的技术和软硬件产品，使系统功能最优化、模块化，将平台内部各组成部分在技术上的相互依赖性减至最低，确保平台具有较强的生命力。（一）基于HLA的系统架构系统的建设涉及多机互联的模拟器，在体系结构设计方面，需采用目前国际上通用的HLA体系结构。通过基于HLA体系结构的设计及实现，使连接到训练模拟器的各个分系统成为系统总线上的一个可更换的标准组件，HLA框架下的联邦组成逻辑关系如下图1所示。图1联邦组成逻辑关系示意图系统将接收教师端指挥人员提供目标地点的各种环境评估数据，包括水、气候、环境、道路等场景情况，以及目标区域的地形地貌、地表附着物情况等，输入平台后，形成原始工程环境信息。ARCGIS导出的RAW格式的地形高度栅格数据图，通过平台的数据对接接口读入数据，用算法在虚拟现实引擎内初步绘制场景并进入场景编辑阶段。工程环境信息要求可视，一是不同色彩表示环境情况，使用色块示例标出不同色彩的环境信息；二是不同区域的环境信息可形成报表，可后台生成和运行，也可随机调出查看和打印。（二）应用程序的编程语言应按照J2EE规格，采用VC++或Java编程语言和服务器端Java技术。（三）面向对象的组件技术应采用面向对象的组件技术开发可重复使用的组件，以便利用这些组件能顺利地建立分布式应用程序。3/13（四）扩展性要求所有模块基于组件开发，可插拔。项目建成的系统模块间应相对独立，接口清晰，内部的业务流程升级和改造与其它模块无关，应为二次开发提供标准的API等，以满足今后业务规模、业务类型及集成范围的扩展性需要。2、产品原则（一）实用性和可能性系统应具有方便实用、易于部署维护的特点。要着重提高系统整体运行效率，同时方便用户使用和系统管理。（二）可靠性和稳定性系统的设计应从系统整体结构、技术措施、运行管理等方面综合着手，实现最大的平均无故障时间。（三）先进性和成熟性平台设计应采用目前先进成熟的技术，开发制作应采用规范的系统工程方法，确保方案的合理性，技术的可行性，方法的科学性。（四）开放性和标准化原则系统平台应是开放的、符合业界主流技术标准的，力求硬件环境，通信环境，软件环境、操作系统平台之间的相互依赖性达到最小，易于数据扩充维护，便于新建应用系统部署。（五）可扩展性为适应应用的不断扩展，信息资源的不断丰富，系统平台的软硬件环境必须具有良好的扩展性，并易于升级更新。（六）业务流程易于定制新建业务系统应面向业务应用，便于部队根据编制体制、教学训练任务的调整变化，随时、方便地调整定制业务流程。（七）可管理性和可维护性为便于日常管理与维护，系统本身及第三方软件应具有良好的可管理性和可维护性。3、系统总体框架结构该系统可开展工程作战保障环境方案设置、单机模拟训练、单装训练考核、4/13联合训练考核以及保障方案推演验证等实验及训练。系统平台由装备模拟器、联合作业虚拟场景软件、模拟器互联互通软硬件平台和运行环境编辑器等部分组成。3.1设备参数要求3.1.1中央监控台（1）可监控任意1台半实物模拟操作装备当前的操作、运行状态，分发任务，具备集成各种推演数据进行分析评估的功能，得出验证结果；可以查询联网的每1台模拟操作装备当前操作的明细情况，并打印训练成绩。可通过摄像监控查看并且可以随机切换各种图像，投向融合监控大屏幕。（2）除基本的硬件建设外，为发挥硬件的实验功能，有完善的配套软件，包括模拟器单装训练与考核软件、模拟器联合作业软件、联合作业指挥监控与评估软件、联合作业虚拟场景编辑软件等。(3)技术参数要求功能要求详细技术要求总述1、▲信息化管理功能：要求通过“特种设备作业人员智能IC卡”写入、读取、修改、删除学员身份信息、学籍编号、联系方式、培训科目等功能，实现局域网信息联机管理。2、▲由于采购方现有的多媒体教学系统均采用UE3引擎开发，为实现与原有系统对接，故该程序需采用虚幻引擎UnrealEngine3开发。3、视频监视功能：要求实现对每台模拟教学设备屏幕进行实时监控。4、协同作业管理：要求实现推土机、挖掘机、装载机模拟教学设备（最多30台）的协同作业训练。5、考核设定功能：需实现开设考核房间的功能，可对模拟教学设备、考核时间、考核科目进行自主设定，完成对学员的考核鉴定。6、考核信息管理：需对不同设备、不同科目的训练进行数据分析，实现所有数据的图表分析。例如某一训练课题、协同作业，也可细化到某一考核点。7、超级管理员可实现对教师管理者的身份注册、注销等功能。8、▲应包含多种灾害处置应急抢险方案供教员进行讲解：分洪坝填筑战法、裂缝处置战法、塌岸处置战法、泄洪槽开挖战法、渗水处置战法、管涌抢险战法、泥石流抢险战法等。通过对多种抢险战法3D视频预演可实现教员对各种战法的指导教学。功能模块系统登陆功能：管理员可通过输入用户名、密码登入系统。信息管理功能：1)所有学员查询可按学号、姓名、班级、时间来查询学员信息（个人身份信息、培训信息等），并且可以针对对学员的历史成绩，进行评定。2)在线学员查看5/13可列出正在上机的所有学员信息、并可实时通过视频查看当前学员正在进行的训练项目。3)添加学员功能可增加新学员（个人信息、班级信息、有效期限等）4)编辑学员信息可修改、删除学员信息（个人信息、班级信息、有效期限等）考核管理功能：1)创建房间：可创建考核房间进行统一考核管理（考核科目、考核时长等）2)考核房间列表：可列出正在进行的考核房间列表信息（房间名称、所用机器、考核科目等）。班级管理功能：1)添加班级。2)编辑班级信息。教师管理功能：1)添加教师：新增教师（个人信息、登陆信息）。2)编辑教师：可修改、删除教师信息（个人信息、登陆信息）。协同服务端管理功能：1)启动协同服务端2)重启协同服务端3)关闭协同服务端2、硬件配置参数项目技术参数操作平台1、操作台采用1.2-1.5mm优质ABS无毒材质制作，表面去脂，磷化，酸洗后喷防锈粉。2、采用高温静电喷涂﹐表面处理细腻、美观。3、采用全拆装式结构﹐安装方便、便于运输。4、采用高透气设计﹐配有风扇,百叶窗透风确保系统正常运行。5、下柜体配层板﹐存储教师物品、教具安全防盗。服务器系统运行主机采用Intel酷睿系列处理器、2G内存、GT4601G独立显卡、不低于22寸液晶显示器。IC卡读写器通讯接口：标准RS232卡座寿命：10万次主控制器：8位51系列单片机电磁辐射：抗干扰CE89/336插卡自检：判断卡的正反向和卡片类型通讯速率：自动选择波特率（57600bp和9600bps)读写卡型：SIEMENS：SLE4404/4406/4432/4442/4428单台机器提供至少5张特种设备作业人员IC卡用于教学使用。成绩打印四色喷墨打印机。局域网路由器、国标网线、水晶头等辅件。整机尺寸长x宽x高=1250x750x11006/133.1.2推土机机训练系统一推土机模拟机台数序号名称技术参数、功能要求单位数量1视景装置1、成像标准：32'；对比度:5000:1；反应时间:6.5毫秒；清晰度：≥1080p；扫描频率：≥64KHz；使用寿命：≥150000小时套12基座1、▲主体框架结构需采用玻璃钢复合（FRP）材质，具有良好的介电绝缘性能和隔热性能以及防水、密度小、热膨胀小等性能，能够确保教学使用安全；其物理性能：拉伸强度：≥290MPa，密度1.5~2.0之间，导电系数4.0～4.8，导热系数：0.40。2、需采用真机高档悬置式座椅固定在底座上，与真机驾驶座舱舒适感相同。其表面材料为黑色PVC材质；座椅上下调节范围：65mm；前后端高度不低于9度；体重调节功能及调节范围：40～130Kg；外观尺寸(L*W*H):560*570*900mm。3、基座外观需具备真机相似外形，最大限度仿真于真实机器，如车辆的配重、中控操作台等。4、根据实训室布局设计要求设备尺寸应不小于：(L*W*H):165*85*120mm；方可满足实训室建设的实用性及美观性。5、需配置万向轮、支撑脚，方便设备移动或固定。要求万向轮承重：≥150Kg，尺寸：2寸，数量：4个；支撑脚：材质45#钢，高度50mm,高度调整范围：±30mm，数量：6个。6、底座采用不低于2.0mm铁板+防滑铝板制作，承重范围：90～150Kg。套13数据处理单元1、CPU：E6600、2.3Ghz、MS-N520L；2GB；500G2、电源：220V350W台14机械装置1、高精度摇杆，采用与液压先导阀手柄机械部分相同的制造原理，材质为铁制材料及线切割工艺生产。2、制动器,采用原厂配件，要求高灵敏度。3、转向操纵杆，铁质材料制作，要求造型美观、手感舒适、坚固耐用、操作方便灵活。4、变档器，铁质材料，操纵方便灵活。5、油门摇杆，铁质材料，操纵方便灵活、灵敏度高。6、减速踏板，需采用原装电子脚踏，操作动作与画面实时响应。7、松土器摇杆，操纵灵活、线切割工艺生产。套15中央操控台1、功能键需包含油门旋钮、退出、视角切换、点火钥匙、鸣笛按钮、变速档位、菜单选择摇杆。2、视角调整摇杆需实现第一人称视角、第三人称视角内的360°全景查看。套17/136集成控制器1、▲需配备特种设备作业人员IC卡，5张/台；不低于CPU8bit/RAM512B/3DES加密。2、具备USB接口、RS232接口、可以扩展无线接口，可与上位机软件进行数据交互。模拟量输入：16路，0-5v模拟量输入精度：12位模拟量内部基准电压：2.4V，开关量输入路数：32路。套17程序功能1、▲由于采用UE3引擎开发的虚拟系统可以最大限度的模拟现实，故该程序需采用虚幻引擎UnrealEngine3开发。2、系统需提供多种外设接口，具体包含IC卡、3D头盔、动感平台、集成控制器、蓝牙设备等，可实现信息识别、头部跟踪、动作感受、集成控制、资料共享等功能，满足采购方丰富的教学需求。3、要求培训数据通过联机传输至教师管理平台进行存储、调阅、打印。4、需实现记录学员培训或考核的成绩功能，要求配备彩色打印机，即时进行联网成绩打印。5、教师可自主设定训练或考核评分标准，并对受训者进行文字、语音等安全提示。6、需设置多种视角，如：第三人称视角、驾驶室视角、侧方视角、360度全视景查看等。7、需体现出机器状态参数的实时变化，如：燃油、速度、正反手、安全锁等。8、▲需具有配合土石方施工设备完成协同作业的课题或场景，协同作业场景不低于6个以实现对人员的培训考核。9、▲程序需体现油压、油温、水温、变速箱、气压等状态变化。套18包装1、产品包装箱外应有“小心轻放”、“向上”等符合GB/T191-2009《包装储运图示标志》要求，不应因运输条件和自然条件而褪色。2、外形尺寸(长×宽×高)175x110x130。3、材质为木质包装箱。个19线材1、VGA线，USB、HDMI线；2、提供实验室整体网线布局所需线材；3、提供插线板、信号转换头等辅助设备。批13.1.3挖掘机训练系统1、软件功能参数功能要求详细技术要求总述▲1、软件系统需实现局域网内多种设备多机协同；具有开设协同作业房间、开设单机考核房间、开设协同考核房间的功能，在同一施工场景内完成多种设备联合或独立施工作业。2、需实现最大30台套的挖掘机、推土机、装载机模拟器联网协同作业训练。3、需实现学员挖掘机单机训练、协同作业、文本教学、图片教学、视频教学、理论考核等教学功能。4、需实现教师自主添加或修改理论考核题库、文档、图片、视频等教学资料。▲5、实现教师自主录入学员身份信息，如姓名、学籍号、班级、组别、身份ID信息，并通过局域网联机传输至教师管理平台控制系统中进行存储、调阅、打印。8/136、数据存储功能：需记录受训者的各种操作信息、错误信息、考核成绩，存储至教师端服务器。7、需对不规范的操作给予文字和语音提示，同时以图片和文字的形式规范学员操作。8、软件需设置多个视角，如：第三人称视角、驾驶室视角、侧方视角等；并可通过视角摇杆进行360度全视角查看。9、需具有显示挖掘机各项参数及实时状态的