基本信息
- 项目名称：
- 船舶应急电站建模与仿真研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品是基于.NET开发平台，采用C#编程等手段在外观、操作、功能等方面对实船应急电站进行模拟的一套软硬件相结合的设备。作为船舶轮机模拟器的重要组成部分，它主要用于航运院校和海员培训机构的教学、实验和研究，具有高度仿真度和适用性，价格相对国外同类产品较低，且相对国内产品具有无法比拟的技术优势，具有很好的市场前景。
- 详细介绍：
- 船舶应急电站是在船舶主电网失电时，向影响船舶航行安全的重要设备（如舵机.应急照明.导航设备等）提供应急电源的一套系统。本作品是在外观、操作、功能等方面对实船应急电站进行模拟的一套设备，由软件和硬件两个部分组成：软件部分包括数学模型、电站逻辑和交互界面，采用C#编程语言实现；硬件部分主要包括应急配电板和机旁控制箱，通过自行设计板卡、电路图和外形图，并选择相关元器件后由合作厂家生产。 本作品逻辑功能完全按照某远洋教学实习船的PLC和电路图逻辑设计，能够完全模拟实船电站的逻辑功能。主要功能如下：模拟船舶应急发电机组的运行；模拟应急电网的功率输入输出；实时显示应急发电机和应急电网重要参数；实现应急电网和主电网间联锁功能；可以进行配电板和机旁的各项操作，进行各种故障的设置，达到教学培训和实验研究的目的。 软件开发采用模块化开发，提高了程序的可读性和通用性，便于软件的更新和维护。硬件向软件通信采用主动发送和异步处理的方式，保证程序安全、可靠和快速地运行。仿真软件具有美观逼真的操作界面、界面各控件与实物高度相似，具有完备的交互式功能，能实现和硬件的同步通信，在国内具有领先水平。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一．目的 通过提高我国自主研发轮机模拟器的仿真度和适用性，降低轮机模拟器研发成本，进而打破国外的垄断，并在国际市场上获取一定的市场份额。 二．基本思路 1. 选取C#作为开发语言，以.NET 2.0作为仿真软件的开发平台。 2. 采用MVC框架结构，即用模块化开发方法开发图形用户界面的结构。 3. 以大连海事大学远洋教学实习船“育鲲”轮应急电站为研究母体，获取实际船舶应急电站系统的相关参数，建立仿真对象的数学模型，并保持模型在要求偏差内。编制模型的组件，将模型组件嵌入仿真软件系统中。完善船舶电站软件仿真系统的其它功能。 三．关键技术与作品特点 1. 仿真软件以实际船舶应急电站为对象进行设计与开发，能够完全模拟实船电站的逻辑功能。 2. 程序中大量使用代理，采用事件触发和资源及时释放的机制以确保系统资源合理利用。硬件向软件通信采用主动发送和异步处理的方式，保证程序安全、可靠和快速地运行。 3. 仿真软件采用模块化开发，对每一个功能模块进行实例化，提高了程序的可读性和通用性，便于软件的更新和维护。 4. 仿真软件建立了自己的控件库，所有控件设置了丰富的属性，给软件的开发提供了丰富的接口元素。 5. 该软件具有美观逼真的操作界面、界面各控件与实物高度相似，具有完备的交互式功能，能实现和硬件的同步通信。 6. 模拟器逻辑功能完全按照实船的PLC和电路图逻辑设计。
科学性、先进性
- 本作品是新一代基于PC机的轮机模拟器研制工作的一部分。承担的主要任务是建立轮机模拟器的重要部分 —— 船舶电站模块的动态过程模型、与电站动态过程密切相关的发电机模型及相应软件，并根据电站仿真训练操作的需要，设计和编制电站信息流的部分人机交互界面。 突出特点是模拟器逻辑功能和操作界面部分完全按照实船功能和实物进行设计生产，能够完全模拟实船应急电站的逻辑功能，达到海事局和国内外船级社的相关要求。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年参加第九届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛获得省级一等奖
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 投资、融资或股份合作
作品可展示的形式
- 图片、图纸、软件演示、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品作为船舶轮机模拟器的重要组成部分，主要用于航运院校和海员培训机构的教学培训和实验研究，具有高度仿真度和适用性，价格相对国外同类产品较低，且相对国内产品具有无法比拟的技术优势。目前，随着航运业的兴起，主要的船员输出国大力兴办航海类专业，而轮机模拟器作为相关专业教学培训必须，因而，具有很好的市场前景。本产品在国内市场份额逐步扩大，并且已经开始走向国际市场。
同类课题研究水平概述
- 上世纪七十年代以来，挪威的挪控公司(Norcontrol)、英国船商公司(TRANSS)、德国西门子公司（SIEMENS)、日本三菱公司(MITSUBISHI)、意大利的菲亚特等大公司均开始研制和生产包括船舶电站模拟器在内的轮机模拟器。其中以Norcontrol公司最为著名，产品居世界领先水平，已有近500部模拟器交付商船公司、海军及航海院校、研究所和职业培训中心使用，约占整个市场份额的80%。 总的来说，进口模拟器虽然性能优良，但价格昂贵，维修不便，可升级性差，加上外国公司对我国用户技术保密，且不能满足海事局的“轮机员补电训练要求”，使得进口模拟器在我国难以普及发展。 我国的轮机模拟器研究工作起步较晚，总体技术水平落后于发达国家。在上世纪70年代末，大连海运学院率先从Norcontrol公司引进了轮机模拟器。上世纪80年代中期，青岛远洋船员学院也从该公司进口了同类产品。这些产品目前已显得陈旧落后。1994年武汉交通科技大学和亚洲仿真控制系统工程有限公司共同研制了以杂货船舶为仿真对象的国产轮机模拟器。上海海运学院自1997研制了大型集装箱船舶机舱系统为仿真对象的国产轮机模拟器。上世纪90年代末大连海事大学开始启动新一代轮机模拟器研制项目，现已完成并投入使用。
