《全断面隧道掘进机模拟系统要求》

1JB/T15102—202X全断面隧道掘进机模拟系统要求本文件规定了全断面隧道掘进机模拟系统的分类、型号和技术要求，描述了相应的试验方法，规定了检验规则、标志、包装、运输和贮存等要求。本文件适用于全断面隧道掘进机模拟系统的制造。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GB/T191包装储运图示标志GB/T4026人机界面标志标识的基本和安全规则设备端子、导体终端和导体的标识GB/T5095.2—1997电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法第2部分:一般检查、电连续性和接触电阻测试、绝缘试验和电压应力试验GB/T9174一般货物包装运输通用技术条件GB/T14776人类工效学工作岗位尺寸设计原则及其数值GB/T34354—2017全断面隧道掘进机术语和商业规格GB/T38259信息技术虚拟现实头戴式显示设备通用规范SJ/T11343数字电视液晶显示器通用规范3术语和定义GB/T34354界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1全断面隧道掘进机fullfacetunnelboringmachine通过开挖并推进式前进实现隧道全断面成型，且带有周边壳体的专用机械设备。[来源：GB/T34354—2017，2.1，有修改]3.2全断面隧道掘进机模拟系统simulationsystemoffullfacetunnelboringmachine具有全断面隧道掘进机（3.1）操作仿真功能，用于教学、培训和考试的设备。注：主要由操作台、显示装置、仿真运算系统、数据采集模块及管图1全断面隧道掘进机模拟系统构成2JB/T15102—202X3.3土压平衡盾构机模拟系统simulationsystemofearthpressurebalanceshiedmachine模拟采用螺旋输送机保压方式、用于软土地层作业的土压平衡盾构机主要作业工序的仿真设备。3.4泥水平衡盾构机模拟系统simulationsystemofslurryshiedmachine模拟采用泥水仓保压方式、用于软土地层作业的泥水平衡盾构机主要作业工序的仿真设备。3.5岩石隧道掘进机模拟系统simulationsystemofhardrocktunnelboringmachine模拟采用撑靴支撑在隧道岩壁上提供推进反力、用于岩石地层作业的隧道掘进机主要作业工序的仿真设备。3.6虚拟掘进机virtualtunnelboringmachine具有与全断面隧道掘进机（3.1）功能相似的系统，基于计算机仿真的模型。4分类与型号4.1分类按照所模拟全断面隧道掘进机的类型，将全断面隧道掘进机模拟系统（以下简称“模拟系统”）划分为土压平衡盾构机模拟系统(E型)、泥水平衡盾构机模拟系统(S型)和岩石隧道掘进机模拟系统(T型)。4.2型号模拟系统型号由产品代号、类别代号和版本序号组成，其表示方法如下：□——□□类别代号：E-土压平衡盾构机，S-泥水平衡盾构机，T5技术要求5.1工作条件在以下工作条件下，模拟系统应能正常运行：a)温度为0℃~35℃;b)相对湿度为20%～80%；c)工作电源为AC198V～242V和49Hz～51Hz；d)电路工作电压不大于24V。5.2电路电路和连接导线应满足以下要求：a)电路有电源开关及熔断器；b)连接导线采用扁馈线或软绞线，导线颜色符合GB/T4026的规定；c)导线端有标号，标号清晰牢固、不脱色。5.3外观3JB/T15102—202X模拟系统可见表面应光滑、涂层均匀,无凹痕、划伤、裂缝、变形和污损等,不应起泡、龟裂、脱落和磨损。5.4安全防护5.4.1模拟系统外壳绝缘电阻应大于0.5MΩ。5.4.2模拟系统外壳抗电强度不应小于1500V、50Hz,且不应出现击穿或飞弧现象。5.5操作台5.5.1操作台应设有可编程逻辑控制器（PLC）和模拟系统控制面板，见附录A，其相关组成部件应包括但不限于一般性操作按键、动力源控制面板、刀盘系统控制面板及推进系统控制面板。5.5.2操作台宜与被模拟的全断面隧道掘进机操作台的尺寸、外观、颜色和手感一致。5.5.3操作台上的开关、按钮和指示灯应与被模拟的全断面隧道掘进机有相同的功能，控制逻辑、操作方式与全断面隧道掘进机保持一致，启动控制逻辑应包含顺序逻辑和非顺序逻辑，且开关、按钮和旋钮等部件的控制应灵敏可靠。5.5.4操作台高度应符合GB/T14776的规定。5.6显示装置5.6.1显示装置应为多视景显示屏(幕)，宜配置虚拟现实头戴式显示设备。5.6.2多视景显示屏(幕)应满足以下要求：a)符合SJ/T11343的规定，显示屏(幕)按照功能包括且不限于视频监控界面、姿态界面、参数监控界面及驱动模型运动界面，画面的水平视角（可视范围角度）不小于178°;b)画面显示速率不小于每秒30帧，显示图像分辨率不低于1920dpi×1080dpi。5.6.3当配有虚拟现实头戴式显示设备时，应满足以下要求：a)符合GB/T38259的规定；b)单眼视景画面显示分辨率不低于1200dpi×1080dpi，全视场平均角分辨率不低于15像素/每度，画面显示速率不小于每秒60帧，视场角不小于80°。5.7仿真运算系统仿真运算系统应满足以下要求：a)能实现环境仿真、三维模型仿真和交互操作仿真等功能；b)能至少模拟3种不同地层条件下的掘进操作；c)能模拟全断面隧道掘进机启动、掘进和停机各工序功能；d)能在相应界面显示被模拟的全断面隧道掘进机基本参数，且参数应符合实际运行逻辑；e)显示界面应清晰、稳定，画面衔接应过渡流畅，操作显示响应滞后时间不应大于1s；f)具有参数超限报警功能；g)能在单个场景内旋转视角，能从不同单个场景内旋转视角，能从不同/多个角度观察全断面隧道掘进机动作仿真过程；h)能展现全断面隧道掘进机的整体结构、动态演示效果、工作全过程和维护保养培训资料（形式包括文档、PPT和视频等），资料能通过管理终端进行添加、修改和删除；i)能展现虚拟掘进机，虚拟掘进机能实时模拟全断面隧道掘进机施工的各种动作；j)能实现姿态控制，姿态数据能同时驱动虚拟掘进机的运动，同步模拟运行状态变化，姿态数据中的姿态参数包括不限于俯仰角、滚动角、盾首水平偏差和盾首垂直偏差，姿态参数变化与姿态控制油缸等执行部件有关联数学关系；k)能实现参数监控，将实时运算结果显示在参数监控界面，同时驱动虚拟掘进机的相应动作；l)能实现单机仿真、联机教学和联机考试等模式。5.8数据采集模块5.8.1数据采集模块应遵循实时性和可靠性的原则。5.8.2数据采集模块应能采集操作台按键、旋钮、指示灯、数码管等元件的电信号。5.8.3数据采集模块数据通信延迟不应大于20ms。4JB/T15102—202X5.8.4数据采集模块应具有抗干扰、断电保护、短路保护等稳定安全功能，并能长时间稳定运行。5.9管理终端5.9.1一般要求模拟系统管理终端应能在教学和考试过程中对各子训练平台授权与操作、参数监控、界面监控和投屏操作。5.9.2联机教学联机教学应满足以下要求：a)模拟系统讲解：实现操作方法和考核方法的讲解；b)全断面隧道掘进机讲解：实现被模拟的全断面隧道掘进机的一般性按键和各个系统的操作讲解；c)引导操作：根据拟定的带有操作提示的操作题目进行操作，同时自动进行当前动作的评判和计分，操作完成后应显示操作的评分详情表；d)自由操作：根据拟定的无操作提示的操作题目进行操作，同时自动进行当前动作的评判和计分，操作完成后应显示操作的评分详情表。5.9.3联机考试联机考试应满足以下要求：a)基础题目：满足对虚拟掘进机基础操作题目的考核；b)综合题目：满足对虚拟掘进机“过程异常”和“故障处理”等复杂操作题目的考核；c)自动评判：进行考核结果的自动评判，并能进行操作过程及相关参数变化的记录；d)试题管理：进行题目的自定义添加、修改和删除等操作。6试验方法6.1目测检查目测检查模拟系统的外观、电路和连接导线。6.2安全防护6.2.1按GB/T5095.2—1997中试验3a的方法测量模拟系统外壳的绝缘电阻。6.2.2抗电强度测试：断开内部电路，在输入端和保护地之间接上调压变压器，调节输入电压至1500V、50Hz持续时间1min，观察绝缘层及电弧等的状况。6.3操作台6.3.1按GB/T5095.2给出的方法进行按钮、旋钮等操作部件的测试。6.3.2按照GB/T14776给出的方法测量操作台的高度。6.4显示装置6.4.1检查多视景显示屏(幕)产品说明书所标明的型号、画面显示速率和显示图像分辨率，以及执行的产品标准。6.4.2按SJ/T11343给出的方法检验多视景显示屏(幕)大小以及显示画面的水平视角等。6.4.3检查虚拟现实头戴式显示设备产品说明书所标明的显示分辨率、全视场平均角分辨率、画面显示速率和视场角等，以及执行的产品标准。6.5仿真运算系统在通电状态下，按照产品使用说明书进行操作，检查是否符合5.7的要求。6.6数据采集模块使用相关测试软件（如上位机软件）结合数据采集模块24小时运行，并定时检查数据通信是否正常。5JB/T15102—202X6.7管理终端在通电状态下，按照产品使用说明书进行操作，检查是否符合5.9的要求。7检验规则7.1检验分类和检验项目7.1.1模拟系统分为出厂检验和型式检验。7.1.2模拟系统检验项目应符合表1的规定。表1检验项目1√√2√√3—√4—√5√√6√√7√√8√√9√√√√块√√√√√√7.2出厂检验7.2.1每台产品应进行出厂检验，检验中出现任何一项不合格时，则判定为不合格。7.2.2出厂检验合格后，应出具出厂检验合格证。7.3型式检验7.3.1有下列情况之一时，应进行型式检验：a)产品新设计试生产或新产品定型鉴定时；b)老产品转厂生产时；c)正式生产后，在设计、工艺或材料有重大改变，可能影响产品质量及性能时；d)产品停产一年以上，再次恢复生产时；e)出厂检验结果与上一次型式检验结果有明显差异时；6JB/T15102—202Xf)行业或用户提出进行型式检验要求时。7.3.2随机抽取一台样品进行型式检验，全部项目检验合格判定为合格。8标志、包装、运输和贮存8.1标志8.1.1每台产品应有产品标牌，并固定在明显部位。标牌应包括下列内容：a)产品名称、型号；b)产品标准编号；c)出厂日期或生产批号；d)电源电压、频率；e)制造商名称。8.1.2产品包装箱外应有“小心轻放”“向上”“防潮”等符合GB/T191规定的运输标志。标志不应因运输条件和自然条件而褪色、脱落。产品包装箱外应标明下列内容：a)产品名称、型号；b)外形尺寸（长×宽×高）；c)净重、毛重；d)出厂日期或生产批号；e)制造商名称、地址。8.2包装8.2.1产品在运输前应按照GB/T9174的要求进行包装。8.2.2包装箱内应附有产品使用说明书、装箱清单及检验合格证。检验合格证上应有下列内容：a)制造商名称；b)产品名称及型号；c)产品标准编号；d)检验日期、检验员签名/检验员代号。8.2.3包装尺寸应符合铁路、公路和航运的有关规定。8.3运输8.3.1产品运输途中应防尘、防雨雪，不应与易燃、易爆、易腐蚀的物品一同装运。8.3.2产品在运输过程中应固定牢固。8.4贮存产品应贮存在室内，室内应无腐蚀性气体，无易燃、易爆品，不受灰尘、雨和雪的侵害。7JB/T15102—202X（资料性）操作台组成部件操作台组成部件见表A.1。表A.1操作台组成部件一1√√√2√√√3√√√4√√√5√√√二1√√√2√√√3√√√4√√√5√√○6√√√7√√○8√××9√√○√√○√√○√√×○××○××√○√××√√√○√√√√√○×√×××○××√××√××√√√√×√××√×三1√××2√××3√××4√××5√××8JB/T15102—202X6√××四1√√√2√√√3√√×4√√√5○×√