JT-T-1379.1-2021海船船员培训模拟器技术要求第1部分：船舶操作模拟器

Ⅰ前言 2规范性引用文件 4分级及总体要求 5物理真实感要求 6行为真实感要求 7环境真实感要求 8教练站功能和设备配备要求 附录A(资料性附录)A级和B级船舶操纵模拟器和适任能力对照表 参考文献 Ⅱ—第1部分:船舶操纵模拟器;—第2部分:轮机模拟器;—第3部分:雷达模拟器;—第4部分:电子海图显示与信息系统模拟器; —第5部分:全球海上遇险与安全系统模拟器。本部分由交通运输航海安全标准化技术委员会提出并归口。本部分起草单位:大连海事大学、上海海事大学、辽宁海事局、上海海事局。1海船船员培训模拟器技术要求第1部分:船舶操纵模拟器JT/T1379的本部分规定了船舶操纵模拟器的分级及总体要求,以及物理真实感、行为真实感、环境真实感、教练站功能和设备配备等要求。本部分适用于海船船员适任培训及适任能力保持所需的船舶操纵模拟器。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。下列术语和定义适用于本文件。对船舶航行环境、运行状态、驾驶台设备操控进行仿真的设备。海船船员培训模拟器在人机界面、外观、功能等方面达到真实设备的相似程度。海船船员培训模拟器的操作响应与真实设备的相似程度。海船船员培训模拟器所提供的操作环境与真实环境的相似程度。用作用力大小和方向模拟的拖轮。在船舶主动力(如螺旋桨推力、舵力等)或外力(如锚、缆、拖轮、风、流、浪等的作用力)作用下船体2在船舶主动力(如螺旋桨推力、舵力等)或外力(如锚、缆、拖轮、风、流、浪等的作用力)作用下船体由受训人员操作的含有仿真驾驶台设备的模拟船舶。所模拟的由教员设定和控制的船舶,包括连接在系统中的其他本船。下列缩略语适用于本文件。4分级及总体要求4.1.1船舶操纵模拟器应分为三级:—全任务模拟器(A级):所模拟的船舶操作和操纵设备,能满足《海员培训、发证和值班标准国际公约》(STCW公约)规定的管理级船员和操作级船员实际操作训练和适任要求。—有限任务模拟器(B级):所模拟的航行与值班设备,能满足STCW公约规定的操作级船员实际操作训练和适任要求。—特定任务模拟器(S级):能模拟特定驾驶台仪器的操作、维护,或特定航行情景、操纵情景的效果,并满足STCW公约规定的特定任务实际操作训练和适任要求。4.1.2A级、B级船舶操纵模拟器和适任能力对照表参见附录A。4.2全任务模拟器(A级)4.2.1应至少配备1个教练站、3条本船。若本船数量大于3条,则教练站需包括1个主工作站和1个分工作站。4.2.2至少1条本船应配备水平视场角240°及240°以上弧幕投影无缝拼接视景系统和模拟驾驶舱,其他本船的视景系统可以采用液晶或投影显示,但至少1条副本船水平视场角应不低于180°,其他本船水平视场角应不低于120°;各本船应配备必备的模拟驾驶台设备和驾驶台内视听监控设备,具有3360°三维视景漫游及望远镜功能。4.2.3应配置至少可控制8条拖轮的控制设备,拖轮马力和作用力方向可控,其中至少2条本船配备真实拖轮的控制设备。4.3有限任务模拟器(B级)4.3.2至少1条本船应配备水平视场角180°弧幕投影无缝拼接视景系统和模拟驾驶舱,其他本船的视景系统可以采用液晶或投影显示,但水平视场角不低于120°;各本船应配备必备的模拟驾驶台设备和驾驶台内视听监控设备,具有360°三维视景漫游及望远镜功能。4.3.3应配置至少可控制6条矢量拖轮的控制设备,拖轮马力和作用力方向可控。4.4特定任务模拟器(S级)特定任务模拟器(S级)的物理真实感、行为真实感、环境真实感、教练站功能和设备配备的技术要求应根据适任评估要求单独制定。5物理真实感要求A级和B级船舶操纵模拟器的物理真实感要求见表1。表1物理真实感要求序号要求1模拟驾驶台设备、控制台和工作站的安装、布置宜参照《钢质海船入级与建造规范》及《船舶与海上设施法定检验规则》中船舶驾驶台设计准则中的相应要求√√2应配备与实际拖轮推进装置外观及功能相似的模拟设备,以及拖轮顶推或拖带作业的控制设备√—3应配置至少可控制6条矢量拖轮的控制设备,拖轮马力和作用力方向可控√√4应配备推进装置操作控制设备,包括双车钟、螺距控制和艏艉侧推器控制设备。应具有主机转速和螺旋桨螺距指示√√5应配备外观和实船设备相似的车钟和操舵设备√√6应配备带缆作业时动力装置的控制设备。在进行这些控制操作时,不论采用何种方法,应能观察到本船侧面及码头√√7应配备推进装置和轮机系统与设施的遥控设备,并实现驾机联动、机舱报警监控。应提供用于驾机联动、机舱报警监控的通信接口协议与数据格式,并提供示例源码,以便由第三方完成系统扩展√—8应配备操舵控制台,包括随动舵、自动舵、应急舵设备、自动舵参数设置及调节设备。应配备随动舵、自动舵、应急舵三种操舵方式之间的转换控制。应有舵机转换、舵角与转向速率指示√√9操舵罗经和方位罗经(或复示器)应具有至少1°的精度√—应配备操舵罗经—√应配备满足A级船舶导航雷达模拟器性能要求的雷达模拟器√√4表1(续)序号要求应配备满足A级GMDSS模拟器性能要求的GMDSS模拟器√√通信设备应包括用于船内通信的通信系统(公共广播系统、声力电话、手持VHF)√√应配备满足ECDIS模拟器性能要求的ECDIS模拟器√√应配备可与船舶操纵模拟器联机运行的模拟测深仪和模拟计程仪对小于80000DWT的船舶显示纵向对水速度,对80000DWT以上的船舶还应显示船舶纵向和横向对地速度和距离。可与船舶操纵模拟器联机运行的定位设备真机或模拟设备√√风速仪应可显示相对风向和风力√√应配备符合国际海上避碰规则的声响控制面板√√应配备号灯、号型控制面板√√应具备发送视觉信号的功能,应可设置SOS信号、信号旗、闪光灯信号√√应配备火警报警控制系统√√应配备可与系统联机运行的AIS真机或模拟设备√√应配备BNWAS及可调时间系统√√应配备设置冰区厚度、面积等参数的设备√—应配备冰区航行时可控制的探照灯√—应配备冰区航行时从船艉可见的闪红灯,当船舶停止前进时,可通过手动操作给出提示√—应配备VDR或具有为教练员提供船舶历史航迹和学员操作记录功能的设备√√应配备可接收冰情通报、结冰警告和气候信息图的设备√—应配备至少一种速度和距离测量设备,可提供对水和对地速度√√应配备至少一种卫星定位设备,并具备落水人员位置设置功能√√应具有用于火灾应急演练的火灾指令及响应设置功能的设备√√应具有用于应急演练的Radar-SART、EPIRB功能演示的设备√√应具有海面溢油区域设置功能的设备√—6行为真实感要求A级和B级船舶操纵模拟器的行为真实感要求见表2。5表2行为真实感要求序号要求1应配备本船的船舶六自由度运动水动力数学模型,能真实模拟船舶纵荡、横荡、√—2应配备本船的船舶四自由度运动水动力数学模型,能真实模拟船舶纵荡、横荡、—√3本船水动力数学模型应真实模拟本船在开阔水域的水动力学特性,包括风、流对船舶运动的影响、船间效应√√4本船水动力数学模型应真实模拟本船在受限水域的船舶六自由度水动力学特效应√—5本船水动力数学模型应真实模拟本船在受限水域的船舶四自由度水动力学特性,包括风、流、岸壁等对船舶运动的影响,以及船间效应、浅水效应、岸壁效应—√6所包含的本船数学模型数量应不少于与训练目的相符的本船类型数量√√7应包括至少一种拖船模型,拖船模型可模拟本船机动时的助操作业,应能模拟拖√ 8拖船模型应能体现受本船速度、被拖船类型等引起的性能下降等影响。应能体现不同类型推进器拖船的作业方式和效果√—9矢量拖轮的功率和作用力方向应可控,应可实现顶推和拖带作业√√景和雷达图像显示效果的一致性及信息同步√√雷达模拟单元应满足A级雷达模拟器有关性能要求√√ECDIS模拟单元应满足ECDIS模拟器有关性能要求√√应提供与本船主机功率输出相应的声响√√应模拟锚作业的能力,模型应能真实模拟本船水动力与所用的锚、锚链参数,以及不同抓地底质之间的相互作用,包括风、浪、流和潮汐的影响√√应模拟真实本船缆绳和拖轮缆绳作用√√本船和目标船的声号效果应随船舶距离和方位变化√√本船模型应有效模拟与坚冰相互作用的水动力√—本船模型应有效模拟冰的聚积结果对稳性降低的影响√—应真实模拟本船-本船、本船-目标船、目标船-本船的拖带作业过程,包括前拖、后拖和边拖,拖缆类型可选√—应可模拟海面溢油的扩散效果√—7环境真实感要求A级和B级船舶操纵模拟器的环境真实感要求见表3。6表3环境真实感要求序号要求1应可显示至少50条不同吨位、不同种类的目标船,目标船均具有数学模型。数√ 2应可显示至少50条不同吨位、不同种类的目标船,目标船按照设定的计划航线运动,在转向点处目标船的转向和船舶吨位、速度相关。教练员可以分别为每艘目标船编制至少20段航行路线—√3目标船应配备国际海上避碰规则要求的号灯、号型,并由教练员分别加以控制。能见距离和实际船舶的号灯、号型相符√√4条件,且随时间及浓度变化√—5应提供白天、黄昏和晚上真实的视景,包括可变化的天气能见度—√6视景系统和/或运动平台应充分体现船舶六自由度运动√ 7视景系统应能体现船舶四自由度运动 √8场景及典型船舶码头。图像更新速率应不低于30Hz√—9应显示实施海上人员搜救、援助遇险船舶和对在港口发生的紧急情况作出响应的视景目标图像,至少包括:a)火箭降落伞照明弹;b)漂浮烟雾信号;d)EPIRB;e)救生艇;f)救生筏;g)救助直升机;h)落水人员√—用于训练的场景不少于6个,涵盖开阔水域、狭窄水道、定线制及典型船舶码头。图像更新速率应不低于30Hz—√主本船视景投影的放置距离和方式应能保证从驾驶台准确测量视景中的物标方位√—主本船视景系统应能投影显示水平方向至少240°的视景,其余部分通过漫游功能实现;副本船的视景系统可采用液晶或投影显示,但至少1条副本船视景系统的水平视场角应不低于180°,其他副本船水平视场角应不低于120°。此外左舷至右舷至少240°的水平视场视景,应可通过其他任何手段可见√—主本船视景系统应能投影显示水平方向至少180°的视景,其余部分通过漫游功能实现;副本船的视景系统可采用液晶或投影显示,视景系统的水平视场角应不低于120°。此外从左舷至右舷至少240°的水平视场视景,应可通过其他任何手段可见—√7表3(续)序号要求当船舶纵摇和横摇时,视景系统显示的垂直场景在水面上升至某一水准时应能用视觉监测到水面上的对象√√在系缆作业时应能观察到本船侧面与码头的位置√√视景系统应显示与所用海图相对应的导航标志√√视景显示的物标应具有足够的真实感√√视景系统应按张力显示足够真实的缆、拖缆和拖轮的三维图像√√视景系统应提供和船舶速度及气象条件相关的艏艉浪花和尾迹√√视景系统应提供和速度及气象条件相关的烟气排放和信号旗显示√—应能提供与所模拟的状况相对应的环境声响,如海浪和风声√√应能提供有方向性且随距离衰减的本船及目标船声号效果,可由教练员或本船控制其类型和鸣放周期√—应能提供本船及目标船声号效果,可由教练员或本船控制其类型和鸣放周期—√航行水域应包括与所使用海图相对应的随时间变化的流场模型,并随时间变化√√应包括与所用海图相对应的水深,潮高可设置并随时间变化√√应提供和模拟的海况对应的基于波浪谱的海浪效果,海浪的方向、高度和周期随所模拟的海况变化√—应提供和模拟的海况对应的海浪效果—√应能模拟冰的类型、冰的密集度、冰的厚度等对冰况的影响√ 应能显示出不同厚度坚冰和碎冰的凝聚√ 应能显示出包括破开、双破和航道由碎冰聚集在内的破冰结果√—应能显示出探照灯效果√—应能显示海面溢油的扩散效果√—应能显示救助船或拖船拖带、顶推的作业视景√—应能显示船舶失火的灾害场景√—应能显示船舶灭火的动态场景√—8教练站功能和设备配备要求A级和B级船舶操纵模拟器教练站功能和设备配备要求见表4。8表4教练站功能和设备配备要求序号要求1教练站与本船应在物理空间隔离√√2√√3应具备本船船型和装载状态、目标船船型及航线设计等的设置、编辑、加载及保存功能√√4应具备各本船独立运行模式和多本船协作运行模式√√5√√6应具备训练过程中随时设置故障与环境条件的功能√√7应具备离线故障设置模式。离线故障设置内容应能保存到练习中,加载该练习进行训练过程中应可根据所设置的触发时间自动触发√—8应具备记录各本船船舶姿态数据、故障情况、学员操作数据的功能√√9应能在教练站加载和回放各本船的训练数据,回放速度可调√√应能实现教练站和本船同步回放训练数据,回放速度可调√ 应能提供系统所记录的、可用于训练结果评估的数据内容及其格式,以及通信接口协议,并提供接口的程序样例,以便于训练评估模块的开发和系统扩展√—应能自动给出学员训练结果的评分和扣分细项报告,评分标准应允许教练员根据不同训练科目进行修改√—应提供用于调整数据库中助航标志、目标船号灯号型的编辑工具和使用说明书√—应配备显示器两台,分别显示电子海图和各本船的操作信息,尺寸不小于24"√—应配备显示器一台,尺寸不小于24"—√应配备至少一部具备DSC功能的VHF设备、联网型GMDSS教练站软件√—应配备一部具备DSC功能的VHF设备—√应具备远程监控、记录和回放各本船训练过程声音和图像的功能√√应提供与船舶操纵模拟器配套的设备使用及系统维护说明书√√9(资料性附录)A级和B级船舶操纵模拟器和适任能力对照表A级和B级船舶操纵模拟器和适任能力对照表见表A.1。表A.1A级和B级船舶操纵模拟器和适任能力对照表适用对象海船船员培训大纲(2016版)索引索引适任能力及以上船舶的船长航行(管理级)制订航次计划并引导航行√—航行(管理级)协调搜寻和救助行动√—航行(管理级)确定值班安排和程序√—航行(管理级)使用有助于指挥决策的从导航设备和系统获得的信息,以保持航行安全√—航行(管理级)通过使用协助指挥决策的EC-DIS和关联导航系统,以保持航行安全√—航行(管理级)航行中的应急反应√—航行(管理级)在各种条件下操纵和操作船舶√ 航行(管理级)遥控操作推进装置和轮机系统与设施√ 船舶作业管理和人员管理(管理级)领导力和管理技能的运用√—船舶的船长航行(操作级)计划并引导沿海航行和定位√√航行(操作级)保持安全的航行值班√√航行(操作级)航行中的应急反应√√航行(操作级)对海上遇险信号的反应√√航行(操作级)操纵船舶和操作小型船舶动力装置√√表A.1(续)适用对象海船船员培训大纲(2016版)索引索引适任能力及以上船舶的大副航行(管理级)制订航次计划并引导航行√—航行(管理级)协调搜寻和救助行动√—航行(管理级)确定值班安排和程序√—航行(管理级)使用有助于指挥决策的从导航设备和系统获得的信息,以保持航行安全√—航行(管理级)通过使用协助指挥决策的EC-DIS和关联导航系统,以保持航行安全√—航行(管理级)航行中的应急反应√—航行(管理级)在各种条件下操纵船舶√—航行(管理级)遥控操作推进装置和轮机系统与设施√—船舶作业管理和人员管理(管理级)领导力和管理技能的运用√—船舶的大副航行(操作级)计划并引导沿海航行和定位√√航行(操作级)保持安全的航行值班√√航行(操作级)航行中的应急反应√√航行(操作级)对海上遇险信号的反应√√航行(操作级)操纵船舶和操作小型船舶动力装置√√500总吨及以上船舶的二副/三副航行(操作级)表7/1.1计划并引导航行和定位√√表A.1(续)适用对象海船船员培训大纲(2016版)索引索引适任能力500总吨及以上船舶的二副/三副航行(操作级)表7/1.2保持安全的航行值班√√航行(操作级)表7/1.2使用雷达和APRA保持航行安全√√航行(操作级)表7/1.3使用ECDIS保持航行安全√