[發(fā)明專利]一種虛實(shí)結(jié)合的綜合艦橋裝備測試平臺及測試方法

在審

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• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113721481A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬柳梅;于海濤;胡春洋;榮凱;韓慶楠;孫為康;胡文妹;張政;崔哲;馬向?qū)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 中船航海科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海智力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

本發(fā)明提供一種虛實(shí)結(jié)合的綜合艦橋裝備測試平臺及測試方法，所述綜合艦橋裝備測試平臺包括包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及測試系統(tǒng)，測試系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信連接并調(diào)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括船舶模型庫、三維場景庫、測試場景庫及測試用例庫；所述測試系統(tǒng)包括導(dǎo)控站、艦橋操縱模塊、本船運(yùn)動數(shù)據(jù)模塊、三維視景顯示模塊、雷達(dá)回波生成模塊、目標(biāo)物生成模塊、傳感器設(shè)備模擬模塊；所述導(dǎo)控站與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與交互連接并調(diào)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，導(dǎo)控站與綜合艦橋裝備交互連接，導(dǎo)控站向綜合艦橋裝備發(fā)送測試指令及模擬報(bào)文，綜合艦橋裝備向?qū)Э嘏_發(fā)送測試操作及操作結(jié)果。本發(fā)明可以降低試驗(yàn)成本、縮短試驗(yàn)周期、降低試驗(yàn)執(zhí)行的復(fù)雜性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶仿真測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種虛實(shí)結(jié)合的綜合艦橋裝備測試平臺及測試方法。

背景技術(shù)

考慮到綜合艦橋裝備的信息化水平和復(fù)雜程度越來越高，逐漸顯示出技術(shù)集成化、控制智能化、精準(zhǔn)高能化的特點(diǎn)，這使得摸清裝備性能底數(shù)所需的試驗(yàn)樣本量越來越大，試驗(yàn)周期和經(jīng)費(fèi)之間的矛盾也越來越突出；而實(shí)船試驗(yàn)鑒定難度大、費(fèi)用高，在外部環(huán)境與內(nèi)在要求的驅(qū)動下，對綜合艦橋裝備的試驗(yàn)與評估提出了更高的要求。為了支持在接近實(shí)船各種航行操縱環(huán)境下的綜合艦橋裝備試驗(yàn)，迫切需要一種有效的試驗(yàn)方法，它可以考核驗(yàn)證新裝備的能力，能夠相對真實(shí)充分地暴露裝備的使用風(fēng)險(xiǎn)問題，有效解決因裝備日趨復(fù)雜而帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題，為裝備的設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)和編配訓(xùn)練各階段計(jì)劃的審定提供可靠的科學(xué)依據(jù)，還可大幅度降低裝備的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和試驗(yàn)費(fèi)用。

根據(jù)試驗(yàn)位置的不同，綜合艦橋裝備的試驗(yàn)可分為實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與實(shí)船試驗(yàn)兩種。其中實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)即虛擬仿真試驗(yàn)，是利用計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)，結(jié)合測試技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為裝備試驗(yàn)提供支持的方法。它具有研制周期短、研制費(fèi)用低、研制風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)點(diǎn)。虛擬仿真試驗(yàn)利用室內(nèi)試驗(yàn)場資源開展試驗(yàn)，可以提供在實(shí)船通常難以獲得的較為全面的場景環(huán)境。實(shí)船試驗(yàn)指的是面向不同海洋環(huán)境、氣象條件、航路條件、運(yùn)行工況下，開展實(shí)船航行試驗(yàn)，積累航行數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，不斷積累設(shè)備實(shí)船使用經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)備實(shí)用性。

這兩種試驗(yàn)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)在無實(shí)裝設(shè)備進(jìn)行實(shí)船測試時，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是有效的測試手段；(2)對于綜合艦橋裝備這種信息化程度高、功能復(fù)雜的裝備而言，試驗(yàn)體量龐大，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)、高效，且重復(fù)性好；(3)在進(jìn)行極端條件測試，如大風(fēng)浪、能見度不良、故障等場景，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)場景獲取容易、安全性高。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的缺點(diǎn)主要在于受數(shù)據(jù)源、仿真模型的準(zhǔn)確度影響，仿真的精確度不高。實(shí)船試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)與之相對，成本高、效率低、安全性差，但精度更有保障。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種虛實(shí)結(jié)合的綜合艦橋裝備測試平臺，本發(fā)明有效結(jié)合實(shí)船試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的優(yōu)勢，可完成綜合艦橋裝備的IEC標(biāo)準(zhǔn)測試、邊界條件測試、極端條件測試、基于FEMA的故障測試等測試內(nèi)容，虛擬試驗(yàn)用于指導(dǎo)實(shí)船試驗(yàn)的有效開展，實(shí)船采集的數(shù)據(jù)用于補(bǔ)充部分虛擬試驗(yàn)的真實(shí)數(shù)據(jù)，使得綜合艦橋裝備的測試具有安全性高、成本低、周期短、可信度高、重復(fù)性好等特點(diǎn)。此外，本發(fā)明還要提供一種虛實(shí)結(jié)合的綜合艦橋裝備測試方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一方面，提供一種虛實(shí)結(jié)合的綜合艦橋裝備測試平臺，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信連接并調(diào)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括船舶模型庫、三維場景庫、測試場景庫及測試用例庫；

所述測試系統(tǒng)包括導(dǎo)控站、艦橋操縱模塊、本船運(yùn)動數(shù)據(jù)模塊、三維視景顯示模塊、雷達(dá)回波生成模塊、目標(biāo)物生成模塊、傳感器設(shè)備模擬模塊；

所述導(dǎo)控站與所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與交互連接并調(diào)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，所述導(dǎo)控站與綜合艦橋裝備交互連接，導(dǎo)控站向綜合艦橋裝備發(fā)送測試指令及模擬報(bào)文，綜合艦橋裝備向?qū)Э嘏_發(fā)送測試操作及操作結(jié)果；