SMD “DriROV”模拟器系统

2013-08-15余征宇帅天成

科技传播 2013年6期

余征宇，帅天成

海洋石油工程股份有限公司深圳分公司，广东深圳 518067

0 引言

SMD DriROV™模拟器系统是一种为领航员提供实时培训和评估的工具，能对任务进行计划编制和演练。这种模拟器使ROV 领航员只需借助一种模拟ROV 及其作业环境的“虚拟”模型而不需要操作“真实”的ROV 就可以获得实践经验。

领航员从仿真软件制作的虚拟摄像头、声纳等模拟仪器产生的数据中得到反馈。这个模型还对机械手、TMS、系缆和脐带缆等进行了模拟，并为实习领航员提供了几乎和真实ROV界面一样的模拟用户界面。培训师在另外一个单独的培训师控制台对仿真进行设定和控制。这个控制台用来监控受训生的操作并根据需要修改作业剧情和环境参数。

该系统也能用来制订作业计划，模拟作业，评估新工具或者评估潜器配置发生如增加工具托架等变化时的效果。

1 构造

该系统既可以作为一个独立的系统使用又可以整合进实体ROV（带潜器和LARS 等）的控制系统中以在实体系统空闲时用作培训。

1.1 独立系统

独立系统安装在一个固定的或者半固定的地方如基础培训室、维修间甚至是船上或者平台上的一间办公室。构造和标准ROV 控制间一模一样。

1.2 整合系统

整合系统则是被装到实体ROV（包括潜器、TMS、LARS 等）中作为其中的一部分。这种系统使用实体ROV 的控制台和显示器作为用户界面并形成虚拟的ROV 和作业环境。也就是说，ROV 控制台可以在“真实”ROV 操作和“虚拟”ROV 操作之间简单切换。这种系统使领航员在停工时、陆地上或者待机时都能进行培训、练习和演练。

2 系统描述

上述的独立系统包括一个领航员和观察者控制台，前面是一排显示器用于显示虚拟摄像头画面、声纳图像和潜器控制状态。该套设备适合装在一个培训室或者控制集装箱中。

2.1 概述

一般来讲上述模拟器主要由四个部分组成：

1） ROV 顶端控制系统；

2）领航员/操作者用户界面；

3）ROV 仿真系统；

4）培训师界面。

2.2 ROV 顶端控制系统

模拟器控制部分包括用于Quantum WROV 的SMD DVECS控制系统，这套系统配置有控制电脑、网络硬件、ROV 控制软件和图像分配功能。顶端控制系统用与“真实”系统类似的方法与领航员用户界面通信。控制台也和代替并模拟ROV 行为的仿真系统通信。

2.3 领航员用户界面

1）控制台

控制系统的显示屏和屏幕分配与“真实”的QUANTUM系统相同。该套系统可让受训领航员加深对已有信息和控制屏布局的了解。虚拟ROV 的状态变化方式与真实系统类似。

2）控制面板

控制面板按钮、操纵杆、触摸屏电脑面板的控制页面等的布局与“真实”控制间相同而且能够用仿真软件产生相同的ROV 功能。

2.4 ROV 仿真系统

ROV 仿真系统由许多功能强大的联网电脑组成，运行包括摄像头和声纳图像形成等仿真软件。虚拟ROV 模型通过ROV 顶端控制系统由领航员用户界面进行控制并把得到的反馈数据和图像在显示器上展示给领航员。

其他人造的水下物件如阀、管汇、BOP 组件、海管和基盘等也可以导入该系统中，系统按标准配备了一系列普通的物件。基础仿真软件主要用来进行领航员培训。系统可以很轻易地升级成具有任务编制和预演的功能。

2.4.1 培训师界面

培训师界面在笔记本或者台式机上运行并被用来控制和监视整个仿真过程，ROV 和周围环境的3D 虚拟画面使培训师能很好地观察ROV 执行领航员指令的情况。

培训师也能制造一些障碍剧情，修改环境参数并在领航员对这些变化做出反应的同时调整仿真的剧情。录像和回放工具也由培训师界面控制。

2.4.2 DriROV 的特点

1）领航员基本操作到复杂机械手操作的培训；

2）ROV、TMS、系缆和脐带缆的完整动态仿真；

3）任务编制和任务预演双模式选择；

4）控制间整合系统和独立复制系统两种构造方式；

5）剧情录像和回放；

6）多种机械手仿真模型可供选择。

3 设备特征

物理构造：

一个完整的模拟器包括一个运行仿真软件的个人电脑系统和辅助设备。这些电脑在已有硬件的基础上通过双绞线进行以太网通讯。这个系统在电脑故障时有另一个电脑作为备用，备用电脑预先安装了所有必要的软件可代替系统中任何一台仿真电脑以确保将培训的中断时间降至最少，而这一转换只需短短的5 分钟就可以由最终用户或者系统维护人员独立完成。

当连接到ROV 控制台时，模拟器和控制台进行数字和模拟图像信号的交换，根据需要还可以实时仿真ROV 的操作。在这种构造中，领航员与系统的互动将通过ROV 控制台和显示屏完成，并为培训师提供了一个独立的控制台来进行整个仿真过程的控制和监视。