起重机仿真操作系统是一项高技术产品，融合了起重机动力学、起重机运动学、数字图像处理、计算机图形学、传感与控制技术、信息技术、现代起重机操作技术、安全操作规范等多项学科的技术内容，代表了现代职业教育的发展方向，是一种绿色环保、无碳排放、低成本的现代化起重机操作训练及考核的先进技术。
WM-VS/QC型堆场集装箱起重机仿真操作系统由驾驶室、教员台控制系统、三维成像视景系统、动力学数学模型、PLC逻辑控制系统、音响系统、教学投影系统，网络通讯系统等模块组成。其工作原理如图2-1所示。
图2-1 半实物仿真系统工作原理图
其中，教员台控制系统为整个仿真系统的控制者，各个部分的运作可由它通过发送命令数据来控制，同时它也是数据传输的中转站。教员台系统接受来自PLC的数据，包括来自操纵台的数据，并实时发送给视景系统以通过动力学模型来驱动视景。同时它接受视景系统的反馈信息，并实时反馈信息和直接控制PLC以达到控制操作台及运动平台的目的。视景系统、音响系统用来产生图像和声音，座椅振动控制系统模拟实际振动。驾驶室内有操作台、投影屏等用于训练操作。PLC直接与操纵台，在控制的同时，接受它们的信息反馈。
（2）系统硬件技术
WM-VS/QC型起重机仿真操作系统主要硬件包括：司机驾驶操作台、软件运行服务器、投影系统、教员监控台。
硬件系统中关键部件采用日本、德国进口设备，包括传感器、精确定位步进机，高精度导轨，PLC编程控制器等。
（3）系统软件技术
系统系统软件系统包括有以下几个模块：
系统控制层：
1、模拟仿真服务器；
2、视景仿真系统；
3、音效仿真系统；
起重机操作层：
1、驾驶舱仿真系统；
2、模拟控制台；
教学监控与管理：
1、训练管理服务器；
2、学员管理服务器；
3、学员管理客户端；
4、学员训练数据库；
系统软件主要由仿真训练软件、考核软件、教学管理软件、环绕视景显示控制软件、操作台及其监控软件等部分组成。
（二）WM-VS/QC型起重机仿真操作系统总体功能
（1）系统能一机多用，已经具有堆场集装箱起重机的训练功能，并可再扩展其他机型的训练功能。
（2）起重机驾驶操作环境取自于大型港口和大型工业企业典型车间，环境高度逼真，沉浸感非常好，座椅及手动操作台与实际起重机司机驾驶室的一样，与实际驾驶环境一致。
（3）港口起重机模拟教学设备要具有一体化教学通迅接口。
（4）该系统可生成不同气候条件的训练工况；
（5）系统已经具备良好的兼容性和可扩充性，以后可以增加其他类型起重机的训练软件，而不需要增加或改变主要的硬件配置；
（6）系统具有起重机司机考试功能，考核程序和内容符合国家或行业标准，并可根据考核程序的变化而调整；
（7）系统的视景具有普通三维和立体两种显示功能，普通三维培训司机基本操作技能，立体视景培训司机的空间定位感觉，以供用户选择使用；
（8）系统设计思想新颖、设计目标明确，仅针对起重机司机的培训和考核，系统硬件组成简单、管理维护比较简便、可靠性高、稳定性好、使用方便。
（三）WM-VS/QC型起重机仿真操作系统技术规格参数
1、系统硬件技术组成及技术规格
系统硬件有：司机驾驶操作台、软件运行服务器、投影系统、教员监控台。
1.1司机操作台就是根据实际起重机驾驶操作台改造而成，大小尺寸与实际一致；操作台上的仪表、开关、指示灯等可根据仿真训练起重机的不同类型快速更换。
1.2软件运行服务器配置：CPUi5，内存4G，显卡1G，硬盘：320G。
1.3投影系统为环绕式。环绕图象显示面积为4×100英寸；投影幕布位于司机操作台的正前方、正下方、左侧和右侧；其中，正下方的投影硬件支持立体图象显示。
投影仪：配置超短焦距镜头，分辨率为1280×1024，亮度为3000Lum，视景效果连续，拼接完整，在操作座椅上观察与现实中的视觉效果一致。
投影幕布为背投成像方式。
1.4系统组合形式为拆装式；
1.5系统整体布置占地面积为20~25平方米，动态最大高度为3米。
1.6教员监控台主要用于实时监控学员的学习状况、设定训练参数，包括：训练记录、设定训练内容及难度，控制整个系统运行的开关等。
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