駕駛模擬器
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇駕駛模擬器范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。
駕駛模擬器范文第1篇
【關鍵詞】人為因素；駕駛模擬；交通事故
1研究過程
分心行為會直接影響駕駛員的駕駛表現，從而對交通安全以及交通效率產生影響。基于對交通安全的考慮以及實際觀測的困難，難以直接獲取駕駛員在分心時的駕駛特征、車輛特征等參數，所以我們一般通過駕駛模擬實驗，來得到不同分心行為時駕駛員的駕駛參數，量化分心行為對駕駛表現的影響。
1.1駕駛模擬實驗平臺
研究使用的駕駛模擬器為RTI的RDS-1000駕駛模擬平臺，其實際車輛設備占地面積最小，包括帶控制功能的真實方向盤、負載轉向、真實的加速、制動踏板以及完全可定制的虛擬儀表盤。RDS-1000采用四分之一駕駛室設計，標準150度視野，可擴展至210度。該實驗平臺主要由控制系統、顯示系統、駕駛艙系統、數據采集系統等組成。圖1駕駛模擬實驗平臺Realtime駕駛模擬器是一個綜合的駕駛模擬平臺，可應用于研究、培訓和汽車相關產品的開發。該平臺采用模塊化和可擴展的系統設計，具有很高的保真度。RTI始于1997年，總部位于汽車城底特律市，具有20余年的車輛動力學仿真及車輛模擬器開發與制造經驗，主要應用于一下幾個領域的研究：人因工程研究、人機交互研究、人交通安全研究、人機共駕研究、車輛動力學仿真實驗和3D圖像渲染技術研究。
1.2RTI駕駛模擬平臺應用領域
SimObserverPro是RTI歷經多年研發的數據采集及行為分析系統，可以從多個數據源采集數據，對數據進行同步處理后，可以在一個界面內進行顯示。同時，這個界面也可以同步顯示記錄的數據，以及由這些數據生成的曲線、圖表等，參見圖2。圖2SimObserverProSimObserverPro支持采集的數據包括視頻、音頻、眼動數據、生理數據、腦電數據等。同時，也可以采集真實車輛或駕駛模擬器的各種數據，包括車速、加速度、踏板開度、檔位、方向盤轉角、車道號、車道偏移、跟車距離等。另外，SimObserverPro也可以支持對在試驗過程中發生的事件進行標記，并建立索引。在進行數據后處理時，可以通過索引快速定位到事件發生的時刻。當進行事件定位時，視頻畫面、記錄的數據、生成的曲線等也會自動同步到該時刻，以方便對進行事件分析處理。SimObserverPro包括以下功能：支持采集多路攝像頭視頻數據（HD版本采用h.264編碼，UHD版本采用NVENCh.265編碼）；支持采集音頻數據；支持采集眼動儀、生理儀、腦電儀等數據；同步捕獲視頻和各種數據流；可在視頻畫面上實時顯示多種參數數據，顯示的格式可自定義；具有事件標記功能；可為標記的事件建立索引，以快速定位事件；支持視頻和數據流同步回放；支持對采集的數據進行分析、處理以及圖形化顯示；支持對采集的視頻和數據進行標記，以幫助識別事件發生的過程；支持通過腳本進行數據處理和圖形化數據顯示；數據采集頻率可定制；支持導出采集的數據到excel；支持遠程命令控制。
2實驗舉例
實驗選用低車流密度的高速公路場景，通過RTI的SimcreatorDX軟件自帶的場景庫編輯創建，參見圖3和圖4。道路為雙向四車道標準高速公路，限速為120km/h，車道寬度為3.75m，路面平整度良好。天氣為晴天，車流密度較小，以減小外界因素對駕駛員干擾，被試者盡量按照平時習慣駕駛車輛，總共有兩名被測人員參與。數據采集頻率為60Hz，輸出的車輛行為參數如表1所示。實驗使用三個攝像頭捕獲駕駛員的臉部特征、注視方向、操縱車輛動作等信息。如果需要分析駕駛員面部的細節特征及駕駛員的心理特性，可以外接第三方設備例如：眼動儀、生理分析儀和腦電分析儀等。通過RTI的駕駛模擬實驗平臺，分別獲取了兩種情景下的車輛運動參數，包括自由駕駛和使用手機打字駕駛，使用手機打字駕駛是一種具有代表性的常見分心行為。車輛運動參數包括縱向速度、縱向加速度、橫向速度、橫向加速度、方向盤轉角，全面的反映了車輛行駛時的狀態。
3數據分析
分心行為對駕駛員駕駛表現的影響包括兩個方面：一是對駕駛員自身的影響，主要是增加了駕駛員的駕駛負荷，分散了其駕駛注意力；二是對車輛行為產生影響，包括由于駕駛員駕駛操作的改變而引起的車輛速度、加速度、行駛穩定性等微觀參數的變化。
3.1車輛運動基本參數
通過駕駛模擬實驗平臺，分別獲取了兩種種情景下的車輛運動參數，包括自由駕駛和使用手機打字駕駛。車輛運動參數包括縱向速度、縱向加速度、橫向速度、橫向加速度和方向盤轉角，全面的反映了車輛行駛時的狀態。根據以上原始數據，可以計算每一名被試者駕駛時的縱向速度均值、縱向速度標準差、縱向加速度標準差、橫向速度均值、橫向速度標準差、橫向加速度標準差、方向盤轉角標準差等變量，來衡量駕駛的速度、穩定性、安全性等。每一名被試者的數據具有一定的個性和隨機性，因此本研究使用兩名被試者所得變量值的平均值作為分析對象。以自由駕駛情景下，縱向速度標準差的計算為例，首先分別計算每一名被試者在兩種情景下實驗得到的縱向速度標準差，然后再對這兩個數據值取平均值。車輛行駛的縱向速度（即行駛速度）是最直接反映車輛運動狀態的參數，與駕駛效率和駕駛安全息息相關。圖5給出了兩種駕駛情景下，車輛行駛的縱向速度均值和標準差，隨著分心行為對駕駛員的影響程度逐漸增大，駕駛員開車時的平均速度逐漸降低，而速度標準差則逐漸增加。使用手機打字對于駕駛員有較大影響。使用手機打字時，駕駛員的駕駛速度比自由駕駛時降低了約6.1%，而速度標準差則增加了17.2%，分心行為對駕駛速度存在著一定的影響。車輛橫向速度的變化，既反映了車輛換道的行為，也反映了駕駛時車輛橫向的振動，即駕駛時相對于車道中心線的偏離。圖6是兩種情景下的橫向速度的標準差，當駕駛員處于分心狀態時，車輛的橫向穩定性變差，會增加橫向速度的標準差。車輛縱向加速度的均值接近于0，這是因為車輛行駛時既有加速也有減速，加速度則既有正值也有負值，其平均值大約為0。因此有意義的是加速度的標準差，反映了駕駛員在操控車輛時的穩定性，縱向加速度標準差越大，車輛的行駛穩定性越差。圖7給出了兩種情景下的縱向加速度標準差，結果顯示，使用手機打字，駕駛穩定性明顯的降低了。對比自由駕駛，使用手機打字時的加速度標準差增加了66.7%。圖7車輛縱向速度標準差方向盤轉角直接反映了駕駛員對車輛的控制，由于方向盤的轉動有兩個方向，即順時針和逆時針，因此其轉角值也有正有負，轉角的均值大約為0。因此，圖8給出了方向盤轉角標準差，它主要反映了駕駛時的橫向穩定性。方向盤轉角與車輛的橫向加速度之間具有直接的相關性，因此它們的變化趨勢也是一致的。使用手機打字時方向盤轉角標準差顯著增加，說明使用手機打字時駕駛會變得更加不穩定。比起自由駕駛，使用手機打字時的方向盤轉角標準差增加了33.3%。
3.2行駛穩定性和駕駛特征對比
車輛運動穩定性和駕駛員對車輛的操控能力直接相關，而分心行為會增加駕駛員的操控難度，使得駕駛穩定性受到影響，也間接的影響駕駛安全。車輛運動穩定性包括縱向穩定性和橫向穩定性兩個方面，即車輛沿道路方向的穩定性和沿與道路垂直方向的穩定性。縱向穩定性主要由縱向速度標準差、縱向加速度標準差反映，而橫向穩定性則主要由方向盤轉角標準差反映，車輛運動基本參數部分已經對這些參數進行了初步的統計分析，下面將對一些微觀現象進行分析研究。以某一名被試者駕駛時的數據為代表進行分析，對比兩種情景下駕駛員的駕駛表現，分析分心行為對駕駛微觀特征的影響。通過我們的數據記錄和分析軟件（SimObserver和DataDistillery),記錄實驗過程的視頻和模擬器運行數據(記錄的數據可以保存成.xls格式，用于數據分析比較)。使用數據分析軟件，分別繪制出兩名實驗人員的車輛性能。第一名實驗人員正常駕駛的車輛性能曲線見圖9。第一名實驗人員使用手機打字駕駛的車輛性能曲線見圖10。第二名實驗人員正常駕駛的車輛性能曲線見圖11。
4結語
駕駛模擬器范文第2篇
關鍵詞：動車組 仿真模擬 實踐教學
1、背景
武漢鐵路職業技術學院于二八年七月十八日通過教育部、財政部聯合組織專家評審，被確立為“國家示范性高等職業院校建設計劃”2008年度立項建設院校。其中高速動車組檢修技術等四個重點建設專業正式列入了2008年度“國家示范性高等職業院校建設計劃”。
武漢鐵路職業技術學院動車組仿真培訓中心項目是高速動車組檢修技術重點建設專業中的一個重要建設項目，是一個依托于CRH3型動車組列車為原型，通過艙體設備、系統硬件、系統軟件組成一套動車組仿真培訓系統。
2、動車組CRH3模擬駕駛裝置系統概述
CRH3型動車組全功能模擬駕駛仿真系統是用于對CRH3型動車組列車司機、乘務人員、檢修人員、調度人員進行層次化和系統化培訓的一種多功能綜合性仿真培訓系統。
其中全功能模擬駕駛仿真系統能夠真實的模擬CRH3型動車組列車在各類運行環境和工況下的駕駛操縱、運行特性、運行狀況和視聽環境以及CRH3型動車組列車運行中的各類故障和突發事件，能夠有效地對CRH3型動車組列車司機進行列車操縱能力和列車運行中故障與突發事件應急處理能力的培訓和考核。調度集中指揮控制仿真系統能夠模擬真實的調度集中系統的所有的調度監督功能，能夠有效地對中心調度人員與車站值班員進行列車運營控制的培訓和考核。
2.1 系統所采用操作系統與軟件開發平臺
為確保系統穩定性和合理性，系統采用成熟穩定的操作系統與軟件開發平臺:
(1)操作系統：1)系統主要計算機系統包括視景控制計算機、系統服務器與教員計算機采用Microsoft windows XP操作系統；2)系統工業級平板電腦采用Microsoft Windows XPE操作系統。
(2)軟件開發平臺：1)Embedded Visual C++；2)Microsoft Visual C++ 6.0 (VC6)。
(3)視景開發平臺：Maya 7.01。
(4)數據庫平臺：Microsoft Sql Server 2005
以上操作系統與軟件開發平臺均在開發公司的模擬駕駛系統中得到過成功的應用和驗證。
2.2 硬、軟件系統架構
硬件系統包括以下子系統：CRH3動車組（01號車）實物一比一模型、動車組模擬駕駛室、車載顯示操縱屏系統、通信系統、故障/突發事件模擬與排除系統、調度集中控制系統、視景投影系統、計算機系統、移動聯掛系統。系統主要用于動態仿真的全過程培訓，包括列車司機進行列車操縱能力、列車運行中故障和突發事件處理能力的培訓與考核等。
系統軟件包含以下子系統：DMI（車載設備人機界面）仿真系統、CIR（機車綜合無線通信設備）系統仿真系統、GSM-R無線通信單元仿真模塊、列車信息控制系統、車載安全計算機仿真模塊、軌道信息接收單元、應答器信息接收單元仿真模塊、TCU牽引控制單元仿真模塊、CCU中央控制單元仿真模塊、模擬駕駛教學子系統軟件、調度指揮中心子系統、 車站指揮子系統軟件、考核子系統軟件等。
2.3 整個系統基于網絡技術構建
本系統基于網絡技術構建，系統中的各個計算單元網絡互聯，所有數據信息使用同一基礎平臺實現信息交換，保證模擬即使系統運行時各個數據傳輸的及時有效。
系統的所有功能模塊都通過網絡技術聯成動態的、有機的整體，并全部處在教師的監控與管理之下。系統配備快速或高速以太網交換機，為系統提供網絡通信，網絡傳輸介質具備很強的抗干擾能力。
本系統運用的基于TCP/IP通訊協議的網絡通訊技術，已經是現代計算機網絡不可缺少的技術，經過近年的飛速發展，該技術應用已經非常普及且技術水平成熟。
3、動車組CRH3模擬駕駛裝置系統功能描述
3.1 系統包含的高鐵運輸模塊和其他模塊
(1)CRH3型動車組全功能模擬駕駛仿真系統：系統包括列車模擬駕駛室、列車運行仿真系統、視景模擬系統、投影系統、車載顯示操縱屏仿真系統、通信系統、聲音模擬系統、音響系統、故障/突發事件模擬與排除系統、計算機系統、采集與輸出系統、閉路監視系統、移動聯掛系統。該系統主要用于動態仿真的全過程培訓，包括列車司機進行列車操縱能力、列車運行中故障和突發事件處理能力的培訓與考核。
(2)調度集中指揮控制仿真系統：調度集中指揮控制仿真系統由一個調度中心子系統和三個車站指揮子系統組成。該系統完全和真實調度集中指揮控制系統的工作原理一致、操作方式及操作習慣，操作界面和功能按鈕完全與實際系統相同；該模塊能夠與模擬駕駛仿真系統組成了一個動態的、綜合性的仿真培訓系統，從而可以模擬出行車調度、車站值班、司機三方在正常行車、突發事件及非正常行車情況下的實際工作情況。
(3)交互式學員演練系統：該系統包含十套交互式學員演練終端，交互式學員演練終端由CRH3司機駕駛臺和24寸的向前視景顯示屏組成，屬于部分功能的模擬駕駛仿真系統。
交互式學員演練終端能夠在教員控制臺監控下聯網使用，又可作為獨立的訓練系統使用。學員在上全功能模擬器之前，通過網絡化的交互式學員演練終端系統先進行基本操作、應急故障處理、非正常行車的學習、演練，待學員熟悉了司機操縱臺的設備、儀表、顯示設備等基本信息、掌握了列車基本操作流程后，再上全功能模擬駕駛仿真系統進行更深入的提高訓練。
(4)學員觀摩系統：觀摩學員可通過觀摩系統所配備的觀摩投影以及音響系統對模擬培訓或考核過程進行觀摩。觀摩投影的畫面包括完整的駕駛仿真器的所有子系統顯示畫面。
(5)教員工作站系統：教員系統具有完整的系統控制、評價、監視、管理功能，能夠對整套司機駕駛模擬裝置系統的培訓、考核、記錄進行管理、評價和控制。
3.2 系統實用功能包括教學、演練、考核三大模塊
系統能夠充分體現教學、演練、考核等實用功能，具體是：
3.2.1 教學功能
采用多媒體動畫形式進行呈現，具備交互式人機界面，可以方便的進行動畫的播放控制，如：快進、快退、暫停、聲音控制等。多媒體教學的內容包括：動車組運用、維護、檢修、應急故障處理等的基礎知識。
3.2.2 演練功能
演練功能以任務形式存在，可由教師提前設置演練任務，內容包括：列車類別、列車牽引重量、運行區段、列車故障發生位置及類型、臨時限速位置、非正常情況發生位置及類別、天氣變化的位置及類別等參數。在運行過程中還可以由教師實時向操作學員發出列車故障、天氣、事故的設置。學員可進行正常情況下的模擬駕駛、應急故障處理、非正常情況下行車的相應的操作與處理。
(1)學員可進行正常情況下的模擬駕駛:列車起車作業程序的模擬操作：通過系統可以使培訓學員熟悉出勤作業流程及注意事項，如帶齊司機證等行車必備物品等，到值班室報道，核對運行報單及記錄注意事項，到調度處領取物品，了解車輛停留位置及車輛狀態信息。
列車正線模擬駕駛：仿真軟件能夠真實地模擬CRH3列車在各種運行環境與工況下的運行狀況、操縱特性、牽引/制動特性以及其它特性，可以提供為學員提供正線運營時各種操作模式下的模擬駕駛運營環境，通過對正線運營線路的全程上下行線路取景，根據線路真實參數進行3D建模，使用先進的投影技術為培訓學員提供大角度逼真畫面，根據需要可以在上下行線路上任意一段或全程線路上進行模擬駕駛培訓，使學員熟練掌握不同線路參數下的各路段的駕駛技巧。
(2)非正常行車駕駛演練：系統可模擬CRH3型動車組運行中的各類突發事件，實現學員非正常行車駕駛演練。例如：行人掉道、天氣突變、障礙物、火災、站內停電等突發事件。培訓司機對故障及突發事件的處理方法、處理規程及處理步驟，突發事件和非正常狀態的處理等；突發事件發生條件，地點、事件等條件可由教員控制臺人工設置。
(3)應急故障處理演練：故障和突發事件模擬系統在交互性學員演練終端中采用硬件實物和軟件相結合的方式進行故障設置和排除的模擬。凡可在操作臺上能排除的列車故障則使用硬件實做的方式實現，凡無法在操作臺上排除的列車故障，例如部分車底設備故障，采用視景顯示屏進行多媒體故障處理模擬。
交互性學員演練終端上，視景顯示屏在故障處理時自動切換置故障處理畫面，能夠提供故障部件顯示、排除操作部位選擇、排除操作方法選擇等一系列故障排除培訓功能。例如列車某部件發生故障，顯示屏顯示此部件三維效果圖并給出可能進行故障排除操作部位的選擇，學員需首先操作鼠標進行部位選擇，選取后顯示屏的下拉菜單會顯示可能進行故障排除操作方法的選擇，學員需選擇正確的處理方法來完成整個故障排除操作。
3.3 考核功能
系統具備完整的考核評價體系，學員的每一次訓練都作為一個訓練記錄保存在系統數據庫中，包括學員信息和訓練記錄數據，并按標準對操作過程做出評價，給出最終的得分，并能夠將操作記錄上報服務器，教員可對學員試卷進行進一步的審閱、評判、管理，最后教員成績。
學員參加考核后，考核數據自動上傳到教師機，教師機可以自動進行智能評分，也可以由教師進行一次干預，得出學員成績，系統根據成績自動排名，結果可以顯示或打印。
4、動車組CRH3模擬駕駛裝置系統先進技術特點
4.1 原型開發方法
原型法是近年來提出的一種以計算機為基礎的系統開發方法，利用原型法開發系統時首先構造一個功能簡單的原型系統，然后通過對原型系統逐步求精，不斷擴充完善得到最終的軟件系統。
本系統軟件系統開發中，從最初構造一個最簡單的系統原型，原型包含：自檢系統、駕駛模式模擬，控制電路模擬、動力學計算、終端系統模擬、故障/非正常行車處理模擬、課程管理/、教員管理/評價系統。經過實踐使用，這套原型構建合理，擴展方便有效，如控制電路模擬，可任意增加控制電路邏輯，課程可根據用戶需要，定制、增加，可配置豐富的教學課程。運用這套軟件模型能快速滿足用戶的需求。通過對原型系統逐步求精，不斷擴充完善，最終得到了滿意的軟件系統。
4.2 虛擬現實視景技術
虛擬現實（簡稱VR），是綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互，創建了一種適人化的多維信息空間。
本系統根據高鐵線路的實拍圖和規劃方案構建的3D場景，根據數碼相機、攝像機采集的圖像，制作相應線路上的各個物件、實景景物3D模型等。根據得到的線路平面數據，線路縱斷面數據，制作出真實彎度，坡道線路3D場景，再通過maya進行模型優化。
本系統通過虛擬現實技術，成功地實現了虛擬現實3D場景的管理控制，如控制車速、信號燈、道岔，會車等常規控制，并能模擬、和交互式處理非正常行車事件：如行人臥軌，擠岔，落石、小車擋道、火災、水淹道床等等事件。
4.3 多層分級結構設計技術
整個系統采用先進的分層式、多級結構，教員機和學員機之間以及相鄰學員機之間通過局域網連接，采用C/S即客戶/服務器模式，網絡通信使用通用的TCP\IP協議，保證數據和命令的正確傳輸。
系統采用分層式結構，教員機做為控制層，完成整個系統的管理以及各類控制命令的下發，例如機車邏輯運算、故障設置與恢復、學員機的監視等工作；司機操控臺做為業務邏輯層，執行動車組機車的各類具體操作，例如啟動列車、加減速等操作；CAN下位機做為操作表示層，負責司機控制臺實際按鈕、信號燈、手柄的操作和狀態讀取等工作。
采用這種先進的結構模型，可以使教員機、學員機等各個層面各司其職，不會發生邏輯錯誤，提高了系統的運行效率；教員機設置數據中心數據庫，將數據層和操作層分開，有利于對數據的保護和統一管理。
駕駛模擬器范文第3篇
關鍵詞：海洋環境 大氣鹽霧 混凝土結構 人工模擬 相似性
中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0235-02
目前，許多混凝土結構處于海洋環境中并承受鹽霧作用。鹽霧是由大氣中含鹽微小液滴所構成的，其中的氯離子侵蝕會破壞鋼筋表面的鈍化膜，進而引起鋼筋的銹蝕，降低混凝土結構的承載能力和使用性能，影響結構的耐久性。如何選擇合適的試驗方法來研究該環境中混凝土結構的侵蝕規律是十分重要的。而人工氣候模擬加速試驗方法是通過多功能氣候試驗室人為地控制某一種或幾種因素來模擬自然氣候環境使試件耐久性能退化的一種試驗方法。該試驗方法具有試驗周期短、試驗條件控制嚴格、重現性好、成本和復雜程度低、結果可靠性較高等優點[1]。同時，金偉良[2]等人提出的多重環境時間相似理論為研究該環境下混凝土結構耐久性的試驗方法奠定了理論基礎。該文以連云港某港口為例對海洋大氣鹽霧區的侵蝕機理與環境影響參數進行分析，提出一種有效的模擬現場環境的加速試驗方案來研究混凝土結構的耐久性能。
1 鹽霧侵蝕機理
自然界的鹽霧是強電解質，其中NaCl占電解質的77.8%，導電能力較強，能加速電極反應使陽極活化，加快腐蝕速度。
鹽霧的腐蝕是以電化學方式進行的，其機理是基于原電池腐蝕，腐蝕過程如下：陽極過程腐蝕電池中電位較負的金屬為陽極，發生氧化反應。陽極溶解過程由以下幾個連續步驟組成。
（1）金屬原子離開晶格轉變為表面吸附原子：Me晶格Me吸附。
（2）電位差導致金屬氧化，其反應為MeMen+ne-。放出等量的電子。由此形成的金屬離子既可溶液到電解液中，也可以與侵襲介質中的成分發生反應后淀析于金屬上。
（3）陽極過程可持續到它所生成的電子被陰極耗盡為止。陰極發生反應：O2+2H2O +4e4OH-，在中性或堿性介質中被還原成羥基離子。羥基離子又可與金屬離子發生反應，而在酸性介質中氫離子通過形成游離氫得到還原，氫則作為氣體逸出。
（4）在電解液中，氯化鈉離解成為鈉離子和氯離子，部分氯離子、金屬離子和氫氧根離子反應生成金屬腐蝕物：2nMe++ 2nCl+2nOHnMeCl+nMe（OH）。
2 影響氯離子侵蝕的鹽霧環境因素
2.1 鹽霧沉降率的影響
鹽霧沉降率是指單位時間內在單位面積上的鹽霧沉降量，它受鹽霧含量的影響，是一個非常重要的參數。研究表明：空氣中的鹽霧含量越高，則鹽霧沉降率增大，腐蝕速度加快[3]。
2.2 霧粒直徑的影響
霧粒直徑越小，所形成的表面積越大，被吸附的氧量越多，腐蝕性也越強。研究成果表明：直徑1μm的鹽霧顆粒表面所吸附的氧量與內部溶解的氧量是相對平衡的。鹽霧顆粒再小，所吸附的氧量也不在增加。
2.3 溫度和濕度的影響
在清潔的空氣中，材料腐蝕與溫度，相對濕度的關系可以用下面的公式來表示：
（1）
式中A為大氣腐蝕度；ψ為相對濕度（RH）；t為溫度（℃）
從式（1）中可以看出，相對濕度大于等于65%RH，材料容易腐蝕，并且隨著溫度和濕度的增加而增加。
2.4 干濕時間比的影響
混凝土曝露于大氣鹽霧區中，位于該區域的溶液是非飽和狀態。該狀態下的氯離子是在混凝土構件表層風干，再接觸到海水時，靠混凝土毛細管吸收作用而侵入的。風干時水分向外遷移，而鹽分則向內遷移；被海水潤濕時，鹽分以溶液的形式帶進混凝土的毛細管孔隙中。鹽分向內遷移的程度取決于風干與潤濕交替期的長短。一般認為風干的時間越長再接觸海水后能夠更多更深入地帶進氯化物。
3 鹽霧環境因素的人工模擬
連云港某港口的建筑物在大氣鹽霧區受到的侵蝕包括表層毛細作用和內部擴散作用，主要環境影響因素為鹽霧沉降率、霧粒直徑、溫度、濕度、干濕時間。設計人工氣候模擬試驗時以自然環境下的參數變化規律為依據進行模擬，為該港口的人工氣候加速環境設計提供依據。
人工氣候模擬加速試驗的關鍵在于：一方面要達到模擬環境與自然環境具有相關性的效果；另一方面要達到加速氯離子侵蝕的效果。由于人工氣候模擬試驗方法具有試驗時間短、試驗條件可以嚴格控制、試驗結果的可靠性較高等優點[4]。因此，該文根據該港口的氣候環境特點提出一種有效的人工氣候模擬試驗方案來研究該環境下海工混凝土結構的耐久性能退化規律。
3.1 鹽霧沉降率模擬
在選定鹽霧沉降率時，以本海域自然沉降量為基礎，并且考慮加速作用，進行理論修正來確定。將一個直徑為10 cm的漏斗固定在一個50 mL的量筒上放置試驗箱中，連續噴霧12 h后讀取量筒內鹽霧沉降量的體積，通過式（2）計算出鹽霧沉降率。
（2）
式中G為鹽霧沉降率，mL/（8cm2?h）；V為鹽霧沉降量，mL/80cm2；t為連續噴霧時間，h。
連續噴霧12 h要求的鹽霧量為（12～24） mL/（80cm2），所以鹽霧量沉降率為（1.0～2.0 mL/80（cm2?h）。
3.2 霧粒直徑模擬
霧粒直徑的大小影響腐蝕速度，該海域的鹽霧直徑較小，大都在2μm以下，有90%以上小于5μm。將一塊20×50 cm的薄玻璃片放在玻璃培養皿中加蓋，放置于箱內測試位置上，待連續噴霧5 min后，取掉培養皿蓋子，讓鹽霧在玻璃片上沉降30 s，再加上蓋子，并取出箱外，在300～1000倍顯微鏡下測出玻璃片上固定位置內霧粒的直徑，并統計百分率。這樣得出霧粒直徑在1～5μm內占85%以上。
3.3 溫度模擬
環境溫度升高，混凝土中氯離子的活動加劇，從而氯離子在混凝土中的擴散速度提高。該港口年氣溫如圖1所示。
為了方便試驗操作，該文將每月氣溫平均值劃分成幾個月氣溫平均值，如圖2所示。Nernst-Einstein方程給出了混凝土氯離子擴散系數與溫度之間的關系：
（3）
式中：DCL、D0分別為溫度θ、θ0時的氯離子擴散系數；q為活化能系數；與水灰比有關，當水灰質量比為0.4時，q=6000 K；當水灰質量比為0.5時，q=5450 K；當水灰質量比為0.6時，q=3850 K。式（3）為提高溫度加速氯離子侵蝕提供了理論依據。通過式（3）可以推導出不同溫度下擴散系數的比值，如下式：
（4）
式中：x為擴散系數的提高倍數。
從上式中能夠得出，當x較大時，室內加速試驗溫度較高，計算得出設計試驗方案時升高溫度使氯離子擴散系數提高到現場環境下的4倍比較合理。結合該港口月氣溫平均值分別計算室內加速試驗的溫度，結果如表1。
3.4 濕度模擬
水是氯離子在混凝土中擴散的前提條件。相對濕度越高，混凝土中的氯離子傳輸越快。Bazant和Najjar提出了一個模型用來計算相對濕度的影響系數：
（5）
式中：為臨界相對濕度，一般取=75%。
在混凝土內部和接觸外界的表層之間，相對濕度是漸變而又連續的，但經過一定時間內部混凝土相對濕度能達到一個穩定值，該值介于空氣相對濕度和飽水狀態濕度之間。假設構件內部混凝土相對濕度為90%，其相對濕度影響系數為0.98。若構件與海水接觸時間較長，則相對濕度對擴散的影響可以忽略，若構件風干時間較長，則要考慮相對濕度對擴散的影響。因此，該試驗可以忽略濕度的影響。
3.5 干濕時間比例模擬
該海域的大氣區是“濕潤-干燥”的循環過程。為了能更好地模擬大氣環境和加速腐蝕，真實地再現自然環境下大氣區風干和潤濕交替循環過程，試驗每24 h一個循環過程，間斷噴霧，噴霧時間與干燥時間的比例為1∶1。
4 海洋大氣鹽霧區人工模擬加速試驗的設計
對該港口大氣鹽霧區人工模擬加速試驗設計時，鹽霧沉降率為（1.0～2.0）mL/80（cm2?h），霧粒直徑在1～5μm內的占85%以上，溫度采用之前模擬所得出的室內加速試驗的溫度。噴霧時間與干燥時間的比例為1∶1，一個循環過程是24 h，每噴霧12 h后在溫度不變的情況下干燥12 h。整個試驗過程是在多功能氣候實驗室中進行，模擬過程中的參數如表2所示。
5 結語
該文介紹了連云港某港口大氣鹽霧區的人工氣候模擬加速試驗方案，得出以下結論。
（1）該區的鹽霧腐蝕是以電化學方式進行的，其機理是基于原電池腐蝕。
（2）在該試驗中主要考慮的環境影響因素有：鹽霧沉降率、霧粒直徑、溫度、濕度及干濕時間比例。
（3）鹽霧區的結構物絕大部分時間都受到氣溫影響，可以直接模擬氣溫的變化規律。
（4）由于大氣鹽霧區的構件長期受到鹽霧作用，該文忽略濕度對其的影響。
（5）該實驗將“濕潤-干燥”的循環過程考慮進來，能夠真實再現自然環境下的干濕循環過程。
（6）該文設計的人工氣候模擬實驗方案能夠有效的模擬該港口大氣區主要因素的變化，與自然環境具有一定的相似性，為以后海洋環境的人工氣候模擬加速試驗設計提供了借鑒。
參考文獻
[1] 王建東，張俊芝，魯列，等.多功能氣候試驗室模擬效果研究[J].實驗技術與管理，2011，28（4）：42-45.
駕駛模擬器范文第4篇
【關鍵詞】ESPRIT；二次側非能動余熱排出系統；RELAP5
華龍一號二次側非能動余熱排出系統（PRS系統）利用放置在換熱水箱內的熱交換器，將蒸汽發生器二次側產生的蒸汽冷卻，進而將熱量釋放到換熱水箱。蒸汽冷卻產生的凝水通過管道流回到蒸汽發生器。蒸汽發生器吸收一回路冷卻劑的熱量產生蒸汽，再流入到熱交換器中，這樣就形成了兩相自然循環流動。該系統設計目標是實現停堆后能夠長期排出堆芯余熱和儲熱，保證反應堆處于安全狀態。
為驗證系統運行能力，建立了二次側非能動余熱排出系統試驗臺架ESPRIT。試驗內容包括了穩態運行試驗和啟動試驗。在啟動試驗前，首先利用RELAP5程序對啟動試驗進行了預先計算研究，獲得試驗過程中的主要現象，為啟動試驗提供支持和參考。
1 ESPRIT臺架
ESPRIT實驗裝置流程圖見圖1，該系統主要由蒸汽發生器模擬體（SG）、蒸汽管道、蒸汽管道手動調節閥、蒸汽管道文丘里流量計、冷卻器（EX）、凝水管道、凝水管道手動調節閥、凝水管道快開（關）閥、凝水管道文丘里流量計、凝水管道阻力件、總給水管道手動調節閥、總給水流量計、1#應急補水箱模擬體、2#應急補水箱模擬體、補水箱模擬體下游快開（關）閥、補水箱模擬體支路流量計、補水箱模擬體支路手動調節閥、事故冷卻水箱模擬體、蒸汽排放支路管道、蒸汽排放支路氣動調節閥、蒸汽支路排放手動截止閥、大氣旁路排放閥和安全閥等組成。
SG蒸汽發生器；ST事故冷卻水箱模擬體；HT加熱器；FEV文丘里流量計；EST應急補水箱；SV安全閥；EX應急余熱排出冷卻器模擬體；LV手動調節閥；CHV止回閥；V手動截止閥；PV氣動調節閥；HVS快開閥。
2 RELAP5程序模型
將實驗裝置主要分成蒸汽發生器模擬體、蒸汽管道、冷卻器、凝水管道和補水箱支路等部分進行程序建模。RELAP5程序模型圖見圖2。3 啟動試驗工況
實驗過程中功率按照給定變化曲線進行調節，曲線形狀為原型PRS系統投入后通過蒸汽發生器向二次側導出的功率曲線。實驗工況見表1。工況1考慮瞬態過程中補水箱可用，稱為注水啟動。工況2不考慮補水箱投入，稱為液柱啟動。
圖2 實驗裝置RELAP5程序模型圖
表1 啟動實驗工況
啟動試驗1試驗方法如下：
1）在換熱器支路啟動閥和補水箱支路啟動閥關閉的狀態下，通過調整上充流量和蒸汽發生器模擬體氣動閥開度，建立功率為0.5MW，壓力為7.85MPa的（水和蒸汽溫度均為飽和溫度）蒸汽發生器模擬體初始工況。
2）逐漸增大蒸汽發生器模擬體氣動閥開度，同時逐漸提升U形電加熱元件功率，待功率3.13%額定功率穩定時間長于20s且蒸汽發生器模擬體壓力和水位達到目標值時，投入功率曲線，同時開啟換熱器支路啟動閥、關閉蒸汽發生器模擬體氣動閥。大氣旁路排放閥閥門根據壓力信號開啟和關閉，開啟定值為7.85MPa，關閉定值為7.5MPa。
3）蒸汽發生器模擬體內水位低至設定值，手動開啟補水箱支路啟動閥，補水箱開始向蒸汽發生器模擬體注水。
4）待補水箱注水量達到設定時（補水箱水位低于0.1m），關閉補水箱支路啟動閥停止向補水箱注水。
啟動試驗2試驗方法與啟動試驗1的差別是：瞬態中不開啟補水箱支路啟動閥。
4 RELAP5程序模擬
4.1 初始點模擬
啟動試驗1和2初始點狀態相同，程序使用的調節方法為：
Step1：不引入功率。初始水溫為20℃，蒸汽管道排氣閥打開，給定壓力邊界為1MPa，給定模擬體初始水裝量，水位為14.267m，其余部分為飽和蒸汽。
Step2：投入模擬體熱源，假定功率為300kW，模擬體內水蒸發，系統壓力逐漸上升，水蒸氣通過蒸汽管道排氣閥排出。當壓力升高一定程度后，關閉排氣閥，手動打開大氣旁路排放閥閥門排出冷卻劑，使蒸汽發生器下降段水位下降到9.2m。
Step3：模擬體熱源功率加到600kW，關閉大氣旁路排放閥閥門，系統壓力繼續上升。當壓力升高到7.85MPa時，投入PRS系統。
4.2 瞬態模擬
在初始點調節Step3中，當壓力達到7.85MPa時，打開換熱器支路啟動閥。啟動試驗1中打開補水箱支路啟動閥。啟動試驗2中不打開補水箱支路啟動閥。
4.2.1 環路流量
與注水啟動1相比，液柱啟動2流向蒸汽發生器模擬體的流量偏低，但是流經換熱器的流量偏高，可見由于投入補水箱支路抑制了換熱器支路流量（圖3、圖4）。
注水啟動1中，在補水箱被隔離后，換熱器支路流量上升更快。
圖3 總凝水流量
圖4 換熱器支路流量
4.2.2 環路壓力
由于液柱啟動2流經換熱器流量較大，因此，其換熱能力較高，系統壓力下降較快。注水啟動1中大氣旁路排放閥開啟5次，而液柱啟動2中僅開啟3次（圖5）。
圖5 蒸汽壓力
4.2.3 蒸汽發生器模擬體下降段液位
注水啟動1中在補水箱投入后，液位逐漸上升，約3600s時水位最高達到14m，隨后逐漸下降。液柱啟動2中液位快速上升，隨后緩慢下降，約3500s后液位出現震蕩（圖6）。
圖6 蒸汽發生器模擬體下降段水位
5 結論
針對PRS系統啟動試驗進行了RELAP5程序模擬預算，結果顯示啟動過程呈現以下特征：
（1）兩種啟動過程均能順利建立自然循環流量，并形成穩定的自然循環，排出系統熱量；
（2）液柱啟動早期排熱功率高于注水啟動，系統壓力下降更快，大氣旁路排放閥開啟次數更少；
（3）注水啟動早期流向蒸汽發生器模擬體的流量較高，模擬體下降段液位上升更高。
駕駛模擬器范文第5篇
關鍵詞：內河；船舶操縱模擬器
中圖分類號：U661.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006―7973（2016）12-0043-02
自20世紀60年代末世界上第一臺用于船舶操縱訓練的航海仿真器于荷蘭建成以來，船舶操縱模擬器不僅得到了國際航運界的普遍認可，而且也受到了國際海事組織的高度重視。在《STCW78/10公約》中，國際海事組織進一步強調了船舶模擬器的作用，并且將駕駛臺資源管理（BRM）納入了強制培訓項目。交通運部海事局對船舶操縱模擬器在內河船員考試中的重視程度也在不斷提高，在《交通運輸部關于深化內河船員管理改革的若干意見》和《中國船員發展規劃（2016-2020年）》中分別指出，支持內河船員培訓機構加大對模擬器投入，研究制定實操模擬器規范和技術標準。由此可見船舶操縱模擬器在船員培訓、考試中的作用越來越重要。
1 安徽省內河船舶操縱模擬器的發展現狀及優勢
安徽省第一臺內河船舶操縱模擬器是由上海海事大學自主研發的SMU大型內河船舶操縱模擬器系統，包括控制室、駕駛室、180°實景大屏幕和視景投影系統以及監控系統，于2008年底建成于馬鞍山星航聯船員職業培訓學校，2009年7月通過了部局評審驗收。2009年8月，經交通部海事局研究批復，同意安徽省地方海事局使用該模擬器開展船員實際操作考試工作。批復中指出“采用內河船舶操縱模擬器開展船員實際操作考試工作有利于降低船員考試費用，提高實操考試的公平公正和工作效率，在內河船員實操考試方面具有指導作用和推廣價值，符合今后內河船員實操考試的發展方向。”并要求安徽省地方海事局“應統籌規劃轄區內內河模擬器系統建設，規范模擬器實操考試工作，保證實操考試工作質量。”收到批復后，安徽省地方海事局按照部局要求，結合轄區內培訓機構和考試機構的具體情況，統籌安排位于合肥市的安徽省交通職業技術學院和位于蚌埠市的安徽省航運技工學校兩家內河公辦的內河船員培訓機構，分別建設各自的內河船舶操縱模擬器。2013年初，建設于安徽省航運技工學校的轄區內第三套內河船舶操縱模擬器通過了部海事局組織的專家評審，并經部海事局研究，同意其用于開展內河船員實際操作考試工作。至此，安徽省地方海事局順利完成了轄區內內河船舶操縱模擬器的布點工作。三套內河船舶操縱模擬器分別坐落于皖南、皖中，皖北的中心地帶，設計統一、布局合理，依托各自所在培訓機構的船員培訓業務和皖江、江淮、淮河三個船員管理中心的一、二類駕駛部船員實際操作考試業務，成為轄區內船員管理工作的重要手段。
內河船舶操縱模擬器應用了現代電子計算機和仿真技術，不僅可以設置各種自然條件，也可模擬各種不同的通航環境、緊迫會遇局和設備故障，只需投入電力成本就能實現對內河船員適任實際操作能力的培訓和考核。轄區內河船舶操縱模擬器的投入使用，大大降低了考試的風險和工作量，也逐步解決了困擾在內河船員實船培訓和考試中多年的幾個難題：①無法保證及時調集符合實船操作培訓和考試需求的船舶；②所調集船舶類別和種類的不同會限制培訓和考試的項目，不能覆蓋培訓和考試大綱的全部內容；③使用實船訓練和考試均存在很大的安全風險，事故時有發生。如2008年5月，南京港集團公司一艘考試船與另一艘船舶發生碰撞，造成船舶翻沉、9人死亡的較大安全事故；④實船訓練和考試無法在惡劣氣象條件下組織和實施。受“東方之星”號客輪翻沉事件的影響，部海事局在公布《內河船舶船員適任考試大綱》時增加了對遭遇雷暴，颮線、熱帶氣旋天氣時的應急，這在實船考試中是無法進行的。
2 內河船舶操縱模擬器使用中存在的問題
目前，內河船舶操縱模擬器既沒有建立統一的建設規范、技術標準，也沒有建立完整的培訓體系和考試題庫，轄區內三套內河船舶操縱模擬器雖型號相同，但建設標準和配置不一，培訓機構培訓內容和方式各不相同，考試機關的考試方式也存在差異。因此，隨著內河船舶操縱模擬器在轄區船員培訓和考試工作中的使用不斷增多，暴露出了不少亟待解決的問題：
（1）轄區內個別培訓機構的內河船舶操縱模擬器在建設過程中受到場地的限制，造成投影儀與屏幕之間的距離偏小，水平視角、垂直視角縮減，投影變形。水平視角的縮減影響駕駛臺到船頭的距離感，垂直視角的縮減則影響駕駛臺高度差感，對駕駛員正規t望的保持和目標的識別產生了影響，很多在船多年的高級船員對此很不適應。
（2）轄區內三臺內河船舶操縱模擬器全部是由上海海事大學以大型海船為原型研發建設，駕駛臺儀器、操縱設備和部分助航設備的標識多為英文，對文化水平有限的內河船員來說識別難度很大，給船員培訓和考試帶來不少的麻煩。
（3）培訓機構的模擬器管理員水平有限，只能承擔對系統的使用和簡單耗材的更換，無法對模擬器進行必要的維護和保養。因此，各個培訓機構的模擬器都多多少少存在一定的系統和設備問題。筆者在擔任主考官的過程中多次遇到模擬器因投影設備、駕駛臺設備以及監控設備出現問題而只能中止考試的現象。
（4）內河船舶操縱模擬器中可選航線不足，不能對長江干線進行全覆蓋，參加過模擬器實訓的船員在考試時所考航線和平時訓練時的航線是同樣的幾率很大，而未參加模擬器實訓的船員則可能因無法及時掌握航道信息，而影響考試結果，背離了考試的公平公正。
（5）轄區內二類及以上培訓機構的不斷增加造成二類的培訓生源被分流，有模擬器的培訓機構開班間隔時間不斷延長，開班規模也在不嗨跣。導致模擬器使用率不高，甚至長時間閑置，而無模擬器的二類船員培訓機構本身師資力量較弱、船員自身綜合素質不高，同時又無法進行模擬器實訓，在實際操作考試中的通過率明顯偏低。這種雙輸的局面也讓主管機關頗為為難。
3 對轄區內內河船舶操縱模擬器使用的建議
使用內河船舶操縱模擬器既是加強內河船員培訓和考試的重要手段，也是深化內河船員管理改革的要求。而內河船舶操縱模擬器從購置、安裝、人員培訓再加上后期的使用管理、維修保養，動輒需要幾百萬的成本，費用十分高昂。因此不管是從管理的角度還是經濟的角度，都要加強對內河船舶操縱模擬器的管理和使用。
首先，安徽省地方海事局作為轄區內船員培訓和考試的主管機關，應盡快建立內河船舶操縱模擬器培訓和考試的規范、標準，促進相關培訓和考試工作的規范開展；及時了解每個模擬器的現狀和使用情況，定期組織主考官、評估員、海事管理人員、培訓機構資深教師、航運專家以及模擬器設計和承建方對模擬器進行會審和考核，建立模擬器考試的退出機制，對存在重大軟硬件問題模擬器取消其承考資格；組織研究基于模擬器的內河船員實操考試模塊化設計，完善內河船員適任能力技能評估方法，提高運用模擬器進行船員適任能力技能考試的能力和效率；督促培訓機構加強與模擬器設計和承建方的溝通與合作，盡快對模擬器駕駛臺的設備標識進行漢化，及時更新和增加航線考試模塊，引導培訓機構組織模擬器管理人員在使用和保養方面的培訓，保證其對模擬器能做到會使用、能維護、保養好。
其次，培訓機構要充分發揮內河船舶操縱模擬器的仿真模擬優勢，利用其各項實際操作功能在培訓、考試、科研等方面的作用，拓寬其使用渠道和范圍，提高內河船舶操縱模擬器的使用率。①加強與轄區內沒有模擬器的培訓機構的合作，為其提供船員實船培訓前短期的模擬器實際操作培訓；②加強與當地航運企業的合作，為其提供船員見習前的模擬器實際操作培訓；③可與地方海事、漁政部門合作，開展小型船舶、客渡船、漁船等船員的實際操作培訓；④開發內河橋梁、碼頭等水工作業通航安全評估、海事事故調查與分析等實驗項目。
4 結語
安徽省地方海事局作為利用內河船舶操縱模擬器進行船員培訓和考試的先行者，已取得了巨大成績。轄區僅2014年至今已有超過一萬名船員通過使用內河船舶操縱模擬器進行了實際操作培訓和考試，對提高安徽省內河船員實際操作技能，保障水上交通安全起到了十分重要的作用。同時，也給上級主管機關對于改革和創新內河船員教育培訓方式，促進內河船員實際操作考試工作的規范、公平、公正和便利，提供了保貴的經驗。
參考文獻：
