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实验条件

  工程中心的具有代表型的实验平台有 :

  

  1. 交通安全监控与装备实验平台

  该平台主要支持特种船舶的关键性能试验、船舶与车辆运行状态安全监测及控制、大型结构物的在线监测集成等研究方向。 

  1)面向高速巡逻船等安全装备的大型深浅水两用拖曳水池升级改造。在原有大型深浅水两用拖曳水池基础上,新增了风浪环境模拟实验系统。24单元摇板式造波机,可造规则波、二维长峰非规则波和三维方向波,规则波最大波高可达400 mm(峰值);造风装置出风口截面宽度5m、高度1m,出风口风速为0.1—12m/s,出口风速截面均匀性为10%以下,出口左右风向调节角为-30度—30度,出风口可调高度以距水深2m时的水面高0.5m处为基准向下可调0—1.5m。  

  

  风浪环境模拟实验系统 

  风浪环境模拟系统主要进行复杂环境下的船舶性能试验,对新船型研究开发提供技术支持:一是在水池内对各种舰船模型开展有航速情形下通过规则波或二维长峰非规则波试验,检测试验模型在各种海况下的运动响应及波浪载荷;二是进行零航速、三维方向波条件下的海洋工程结构物的波浪特性试验研究;三是进行风浪环境下船舶及海洋工程结构物的水动力和结构应力试验测试。

  2)大型结构物安全检测系统升级改造。在已有的光纤光栅传感技术试验系统的基础上,完善了传感系统集成与网络试验系统,建立了安全监测专家系统软件开发平台,可用于检测桥梁、边坡、隧道等大型结构物的安全检测。

  3)新建移动道路参数检测实验车,该车由驾驶员视觉增强系统、前方图像与视频系统、路面图像采集系统、驾驶行为采集系统和车路协调研究系统等五个部分组成。

  移动道路参数检测实验车  

  驾驶员视觉增强系统主要用于低能见度道路环境图象增强方法研究、基于信息融合的低能见度道路环境感知技术研究、低能见度道路场景再现的理论与方法研究、低能见度驾驶安全预警与报警装备的开发;前方图像与视频系统主要开展前方视频与图像采集系统采集技术研究、道路安全设施状况自主判别技术研究、道路设施视频与图像管理软件的开发;路面图像采集系统主要开展路面图像采集技术研究、路面破损识别技术研究、路面数据管理软件开发;驾驶行为采集系统主要开展驾驶行为检测传感器的开发、驾驶行为记录与管理系统的开发、交通行为与驾驶行为及油耗间互动关系研究、驾驶行为安全性研究、智能车辆技术对驾驶行为影响研究、驾驶行为对物流运输车辆的运行效率的影响研究;车路协调研究系统主要开展车路通信技术、车路协调控制方法研究等。

  1. 交通系统仿真实验平台

  该平台主要支持船员和机动车驾驶员生理和心理特性研究、交通行为建模与仿真、船舶操纵模拟器研制、船舶轮机模拟器的研制、汽车驾驶模拟器的研制等。建设内容主要包括:

  1)全任务大型船舶操纵模拟器(NTPRO 4000)的升级改造。主要新增了3D Perception图象拼接及处理单元、网络文件服务器、驾驶台控制面板及显示系统、电子海图系统(ECDIS)、导航仪器(NavAids)模拟系统。全任务大型船舶操纵模拟器除满足《STCW公约》第A-I/12节的一般性能标准外,同时能模拟符合IMO 通过的所有适用的性能标准的航海雷达设备的操作性能。可用于船舶安全驾驶实验、船桥系统的设计仿真、船舶驾驶操作分析、船舶驾驶故障仿真和训练仿真的研究和开发。

  2)船舶轮机仿真模拟器的升级改造。在原有船舶轮机模拟器(WMS2004)基础上增加了船舶动力装置动态仿真及控制系统,油轮、化学品及LNG船舶模拟系统。该系统可以为大型科学计算、复杂系统动态特性建模研究、过程仿真培训、系统优化设计与调试、故障诊断与专家系统等提供通用的、一体化的、全过程支撑的基于微机环境的开发与运行支撑平台。软件采用了动态内存机器码生成技术、分布式实时数据库技术和面向对象的图形化建模方法。

  船舶动力装置动态仿真及控制系统主要用于能源、电力、化工、航空航天、国防军事、经济等研究领域。本次建设设备主要用于舰船动力、电力及船体性能系统的设计仿真、分析仿真、故障仿真和训练仿真的研究和开发。

  3)新建交通安全研究型汽车驾驶模拟器。该模拟器由视景系统、控制台系统、通讯系统组成。其中视景系统用于提供多种场景(包括城市道路、高速公路、一般道路和山路等)和不同天气情况下的视景(包括晴天、雨天、雾天以及黑夜等天气视景)。视景中车辆运行符合交通流模型,可以和驾驶车辆实现互动。控制台系统用于教练对学员培训过程的管理和监控。通讯系统用于完成模拟座舱和控制台系统间的双向高速数据传送,1个控制台系统可以带多台模拟驾驶座舱。试验数据处理单元可以不大于10ms的时间间隔同步保存驾驶员操作信息、仿真车辆动力学参数、交通场景相关数据到后台数据库。

  交通安全研究型汽车驾驶模拟器组成

  

  系统具有四方面的功能:驾驶行为特性实验功能、道路交通安全评价功能、道路交通事故致因分析功能、汽车安全辅助驾驶产品的评价功能。

  1. 交通安全评价与预警实验室

  该实验室支持水运工程(含水工建筑)安全性评价、道路安全性评价、交通安全控制、交通应急方案的仿真与决策支持系统等研究,重点建设了水路运输安全监控实验系统和道路交通机电实验系统。

  1)新建水路运输安全监控实验系统。该系统也是内河海事安全监管决策支持仿真平台,由宏观水上交通流的计算机模拟系统和水上应急决策支持仿真系统(包括通信仿真模块,预测预警模块,智能辅助决策模块,调度仿真模块等)等组成。

  水路运输安全监控实验系统架构

 

  水路运输安全监控实验系统示意图  

  系统具有四项功能:内河交通流建模与仿真、内河交通流信息采集试验、内河交通系统安全监管试验、内河助航与导航装置检测。

  系统主要支持宏观与微观内河交通流模型、内河船舶交通流实时仿真、多源信息的内河交通流检测、信息传输系统优化、信息采集装置研制、内河航运系统应急决策仿真、内河事故数据库建设、水域污染监测智能化等方面的研究。

  2)新建道路交通机电实验系统。该系统由沙盘、智能模型小车、交通控制系统、交通诱导系统、电子收费系统、通信网络等部分组成,用于开展道路交通信号控制、交通诱导、电子收费、智能车辆、车路协调等方面的教学实验和科学研究。

  道路交通仿真实验系统以武汉市内环线道路网为原型,包括城市道路、河流、建筑设施、绿化景观等,涵盖武汉市主要交通设施(如主干道、长江大桥、长江二桥、过江隧道、立交桥等)。

  图6 道路交通仿真实验系统实物图

 

  图7 道路交通仿真实验系统组成示意图 

  系统具有教学和科研实验功能。在教学方面,主要用于道路交通控制、交通诱导、电子收费、车辆安全辅助驾驶和自动驾驶等方面的教学演示;在科研方面,支持智能车辆自动驾驶控制实验、车车通信实验、车路通信实验、车辆编队自动驾驶实验等。

  3)新建了VIT模拟器、雷达/ARPA模拟器、SRS-WH船用雷达/ARPA模拟器和VTS模拟器。SRS-WH船用雷达/ARPA模拟器模拟Bridge Master 340型雷达/ARPA操作面板及相应功能,除满足《STCW公约》第A-I/12节的一般性能标准外,同时能模拟符合IMO 通过的所有适用的性能标准的航海雷达设备的操作性能。

  VTS模拟器由系统服务器、教师工作站、两个学生船台操作工作站、PISCES II溢油模拟子系统以及八个学生VTS操作工作站组成,各个工作站设备通过局域网相互连接,能全面模拟雷达、VHF通信、雷达数据处理、AIS、船舶信息处理和CCTV等VTS主要子系统和总系统的性能和操作功能;可模拟VTS的信息采集、信息评估、信息服务、交通组织服务等服务管理功能;GMDSS(全球海上遇险与安全系统)模拟器能够模拟常用的16套GMDSS设备的所有功能和模拟岸台的通信功能。

  

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