三维船舶内部结构模拟系统
(V2.0版)
安装及使用说明书
上海海事大学
2008年11月
地址:上海市浦东大道1550号
电话:021‐58855200‐2506
传真:021‐58850828
邮编:200135
网址:https://www.doczj.com/doc/ec15424572.html,
目 录
1系统功能 (3)
2硬件要求 (3)
3系统安装 (4)
4软件使用 (6)
5模拟船型 (13)
6使用帮助 (20)
1.系统功能
三维船舶内部结构模拟系统,是基于视景仿真及虚拟现实技术开发的,通过计算机交互虚拟显示三维船舶,旨在模拟使用人员上船参观船舶视景,包括游览船舶甲板、驾驶室、机舱、货舱等区域,以及在船上所看到的船舶周围水域或者陆域视景,包括停泊码头、岸上装卸机械、集装箱堆场、驳运车辆等,此外,为了更加具有逼真的效果,本系统还嵌入三维陆地地形及海浪等景物。整体通过三维场景组合,显示一个逼真的航海环境,使用人员通过鼠标或者键盘控制,进行交互式游览三维船舶,可以感受到和实际参观船舶相同的效果。
本系统的开发应用,在培养高等院校航海技术、轮机工程、物流工程、港口与航运管理等专业学生对于初步了解船舶构造,具有良好的效果;同时,也使得学生对所从事的航运专业及运输工具船舶有更加清晰的认识。另外,本系统的应用,也可以取代部分专业学生以往需要上船参观的实习方式,解决了上船难的问题,节约了时间和成本。
本系统模拟的船型包括现代具有代表类型的集装箱船、油船、散货船、液化气船和件杂货船等,涵盖了主要航运船型。游览方式可以通过手动控制鼠标或者键盘操作,也可以按预定的游览路线,自动漫游船舶。对于集装箱船舶可以参观各层甲板—驾驶室—机舱—货舱等部位,不同部位的船舶主要设备有相应提示,模拟船舶的尺度和设备配置与实际船舶一致,对于无法到达的舱室,如压载水舱等以图示说明。其他四种船舶可以进行甲板等外观漫游,以及具有相应的码头泊位和装卸机械等景观。
本系统三维结构模型采用真实纹理贴图技术,具有丰富的光照与材质效果,模型尺寸根据实际船舶设计图或者图片,具有LOD模型,模型结构科学简洁,采用模块化处理,后续更新和维护方便。
2. 硬件要求
该系统最低要求配置如下:
CPU:英特尔奔4处理器
CPU主频:1.5GHz
物理内存:512M
硬盘大小:20G
操作系统:Windows XP
显卡:独立显存64M
声卡:音响设备
3.系统安装
在使用软件前需要安装系统支持环境,在系统安装盘中“软件”目录下,双击安装“Client”目录下的“client.exe”,完成客服端环境安装。再双击安装“FlashPlayer”目录下的“install_flash_player_active_x.exe”,完成flash显示软件。
完成上述安装后,把ntx1280或者ntx1024目录拷贝到本机硬盘D盘。如果本机显示分辨率为1024*768就用ntx1024,如果是1280*1024就用ntx1280。
首次使用时需要进行软件证书注册,把安装盘中“软件”—》“证书”目录下的相应lic文件拷到ntx1280或者ntx1024目录。具体实验室机器对应的lic文件可参考“三维系统使用证书.xls”文件,如下表所示编号:
107(刘老师)
108(新机器)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45
表1:实验室机器Lic编号
随后打开ntx1280或者ntx1024,双击main.hta,开始使用三维船舶内部模拟系统软件。出现如下初始界面:
鼠标单击中间界面,弹出如下对话框:
选择相应的lic证书文件,如果证书登记成功,则弹出如下对话框,点击OK 即可。
否则弹出如下对话框,表示证书不对,确认是否授权。
如果通过了首次证书登记,以后使用就不需要了这步了,直接进入漫游界面。 4.软件使用
单击主程序链接main.htm,进入如下页面,图示1数字动态显示模型装载
进度,根据模型大小不同,所需的导入时间有差异。
图1.导入模型界面
转载模型结束后,进入片头,可以点击右下角“SKIP”跳过本段。
图2.片头画面
然后就进入了程序的主界面。
6黄色标志显示视点位置和方向
4.三维船舶漫游窗口
2.
飞行模式
图3.程序主界面
进入如图所示的主界面后,
窗口表示如下功能:
图示1全景视点,单击后改为全景视点,进行飞行游览港口所有船舶,单击右边区域预设视点,可快速飞到改位置。
图示2飞行模式切换,如果是行走模式,单击该按钮改为飞行模式。 图示3显示船舶的基本信息。
图示4为三维船舶漫游窗口,实时动态显示三维船舶内外部结构模型,使用鼠标进行控制,操作方法:
鼠标操作方法:
1、鼠标左键:控制视点运动和视角变换,单击视景屏幕后,按住不放, 然后移动鼠标四个方向,表示视点前进、后退,视角左转、右转。
2、鼠标中健:视点不变,控制视角变换,单击视景屏幕后,按住不放, 然后移动鼠标四个方向,表示视角仰视、俯视、左转、右转。
3、鼠标右键:视角不变,控制视点移动,单击视景屏幕后,按住不放,
然后移动鼠标四个方向,表示视点左移、右移、上升、下降。
(如果不是飞行模式则不可上升和下降视点)
图示5窗口根据三维参观的视点,实时更新平面位置。
图示6黄色标志即表示视点的位置和方向。
图示7各个箭头表示预设的视点位置和方向,鼠标单击它们,三维窗口就可以快速进入相应区域。
图示8是切换不同的船型。包括集装箱船、油轮、散货船、液化气船、杂货船
4.1集装箱船漫游
如下图所示,右边显示集装箱船的俯视图和预设视点,包括4段自动的漫游:登船路径、整体甲板漫游、驾驶台和机舱漫游。单击这4个按钮可以进行自动漫游,可暂停和停止。右边四个按钮可以切换集装箱船的不同装置状态:满载,半载,空载,开舱状态。
如果单击船的俯视图上不同颜色块区域,可以快速进入甲板、驾驶台、机舱、货舱和后甲板,视点模拟为行走,如果进入的是货舱则为飞行模式。
图4.集装箱船漫游界面
集装箱船上具有主要设备的解说功能,在漫游时鼠标单击这些这些设备,就会弹出相应的图片和解说词。这些设备包括:
1)驾驶台包括:AIS设备 、ARPA雷达、GPS定位系统、操舵装置 、电子海图、VHF通讯设备、车钟、控制信息系统、罗经、航行信号灯、
舵角指示器、侧推器、生活区、、汽笛、应急示位标、仪表显示器、
NAVTEX接收机;
2)机舱包括:主机、发电机、锅炉,集控室;
3)甲板设备包括:锚设备、系泊设备、起重设备、救生艇 、舵叶 、螺旋桨,前甲板、后甲板;
4)货舱结构包括:左右船舷、各种舱盖、舱底结构、舱壁结构、舱底结构、压载水舱。
4.1.1驾驶台漫游
游览驾驶台时,可以自动漫游和手动漫游,许多设备都有图片和语音解说。单击驾驶台上电子海图设备时,弹出电子海图解说词在中间,单击可以关闭掉它。
图5 电子海图解说词弹出画面
压载水舱解说词,如下所示。
图6 压载水舱解说词弹出画面
4.1.2机舱漫游
机舱漫游界面如下,有3种途径进入机舱,可从驾驶台乘电梯进入。
图7 机舱画面
4.1.3货舱漫游
货舱漫游界面如下,右边按钮有快速通道进入货舱。或者单击船中黄色
块直接进入货舱,货舱内有船体结构的链接,包括舱底结构、舱壁结构和龙骨结
构。以及转载的集装箱位置。
图8 货舱漫游画面
4.1.4改变装载状态
集装箱船有四种装载状态:满载、半载、空载和开舱状态。在集装箱船漫游界面上可以单击2D信息界面的右边四个按钮可以任意切换。或者在全景视点下,单击如下的四个按钮可以切换
装载状态切换按钮
图9 装置状态切换按钮面
4.1.5船舶剖面状态
在主界面左下面集装箱船按钮上方的“船舶剖面按钮”可以切换到船舶剖面状态,可以看到舱内布置和机舱设备等。如下图所示:
图9 船舶剖面状态
4.2其他船舶漫游
其他四种船舶具有外观和甲板漫游界面,可以进行甲板自动漫游。其中杂货
船也有驾驶台视景。
图10 油轮甲板画面
在杂货船漫游界面,可以单击图示的链接,弹出起重机解说,以及不同的舱盖解
说。
舱盖解说按钮
起重机解说按钮
图11 杂货船漫游画面
5.模拟船型
本系统模拟的船型包括集装箱船、散货船、油船、LNG 船和杂货船。其中集装箱船具有内外部结构模型,其余船舶只有外部结构模型。 5.1集装箱船
专门用以装运集袋箱的船舶。它与一般杂货船不同,其货舱内有格栅式货架,装有垂直导轨,便于集装箱沿导轨放下,四角有格栅制约,可防倾倒。集装箱船的舱内可堆放三至九层集装箱,甲板上还可堆放三至八层。 集装船货仓的尺寸都按载箱的要求规格化。集装箱船装卸效率高,有效地缩短了在港时间。这种船的航速一般较高。
模拟的8063TEU Container Vessel ,船型尺寸如下: 322.97m 89,097t 船长 总吨 42.8m 船宽 净吨 99,518t 吃水 14.5m 主机功率 93,000hp 建造日期
2003
25.2kn
最大速度
5.2超级油轮
油轮(Oil Tanker)主要装运液态石油类货物。它的特点是机舱都设在船尾,船壳衣身被分隔成数个贮油舱,有油管贯通各油舱。
油舱大多采用纵向式结构,并没有纵向舱壁,在未装满货时也能保持船舶的平稳性。为取得较大的经济效益,二战以后油轮的载重吨泣不断地增加,目前世界上最大的油轮载重吨位已达到60多万吨。
模拟的30万吨级油轮,船型参数尺度下:
船长 332.99m 298,370t
排水量
60m
船宽 载重吨 275,000t
吃水 19.2m 主机功率 110,000hp
建造日期 2000 最大速度 16kn
5.3散货船
干散货船(Bulk Cargo Ship)是用以装载无包装的大宗货物的船舶。依所装货物的种类不同,又可分为粮谷船(Grain Ship)、煤船(Collier)和矿砂船(Ore Ship)。这种船大都为单甲板,舱内不设支柱,但设有隔板,用以防止在风浪中
运行的舱内货物错位。
模拟的Capsize型散货船,船型参数尺度下:
289.00m 192,000t
船长 排水量
45m
船宽 载重吨 175,000t
吃水 16.5m 主机功率 16860kw×91r/min
建造日期 2005 最大速度 15kn
5.4 LNG船
LNG船是指将LNG从液化厂运往接收站的专用船舶。LNG船的储罐是独立于
船体的特殊构造。在该船舶的设计中,考虑的主要因素是能适应低温介质的材料,对易挥发或易燃物的处理。目前世界液化天然气船的储罐系统有自撑式和薄膜式两种。液化天然气接收终端液化天然气的接收终端建有专用码头,用于LNG运输船的靠泊和卸船作业。储罐用于容纳从LNG运输船上卸载的液化天然气。
模拟的14万立方米级液化天然气轮,船型参数尺度下:
排水量
船长 292.0m 73,100t
43.35m
船宽 载重吨 63,100t
吃水 14.43m 主机功率 60,000hp
建造日期 2000 最大速度 19.5kn
5.5杂货船
杂货船(General Cargo Ship)又称普通货船、通用干货船或统货船,主要用于装载一般包装、袋装、箱装和桶装的件杂货物。
典型的载货量在1~2万吨左右,一般为双层甲板,配备完善的起货设备。货舱和甲板分层较多,便于分隔货物。新型的杂货船一般为多用途型,既能运载普通件杂货,也能运载散货、大件货、冷藏货和集装箱。特征是货舱设计成多层甲板结构通常为2‐3层甲板,为便于装卸,各货舱的舱口尺寸均较大,并配吊杆(2‐5T)或起重机(120T)。
模拟的万吨级多用途船,船型参数尺度下:
148.0m 13,100t
船长 排水量
27.0m
船宽 载重吨 9,100t
吃水 8.0m 主机功率 45,000hp
建造日期 1996 最大速度 13.5kn
6.使用帮助
本系统受深圳职业技术学院委托,由上海海事大学负责开发,已登记软件著作权。
如有疑问,请联系:
上海海事大学商船学院,关克平
邮箱:kpguan@https://www.doczj.com/doc/ec15424572.html,
电话:021‐58855200‐2506(2009年9月前有效)
主要研究方向有:港口航道通航论证、航海仿真技术、航海模拟器开发、海事过程仿真和港口监控等,具体请参考下列网址:
https://www.doczj.com/doc/ec15424572.html,
https://www.doczj.com/doc/ec15424572.html,