船舶辅锅炉模拟器发展探讨

摘 要：船舶辅锅炉是船舶的重要设备之一，也是船舶较早实现自动控制的设备之一。船舶辅锅炉的操作管理对船舶安全非常重要。随着计算机技术的发展，船舶辅锅炉模拟器也得到了很快的发展。近几年国内各院校也先后研发了船舶辅锅炉模拟器，为我国优质船员的培养做出了重要贡献。

关键词：船舶辅锅炉 模拟器 操作管理

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0063-01

随着现代科技的发展，船舶配员越来越少，船舶对船员的技术素质要求也越来越高，对船舶辅锅炉安全、有效地操作要求也越来越高。船舶辅锅炉操作是船舶二、三管轮必考的实操评估项目之一。

1 船舶辅锅炉模拟器开发的意义

1.1 船舶辅锅炉是船舶的重要设备

现代船舶上，推进装置主要以柴油机为主，船舶辅锅炉主要指燃油锅炉和废气锅炉。船舶辅锅炉是船舶机舱的重要设备，所产蒸汽主要作用有：饱和蒸汽用于船舶重油的逐级加热，船舶滑油的加热；热水柜、空调等设备用汽；过热蒸汽驱动蒸汽辅机（比如发电机、货油泵等设备）。船舶辅锅炉设备复杂，包括燃油系统、给水系统、蒸汽系统、凝水系统、电气系统，操作不当可能会引起严重损伤。船舶故障，据海事部门统计，80%是人为因素。为保证船舶辅锅炉的正常工作，轮机员既需要有良好的理论知识，也需要有熟练地操作技能，并能迅速的处理故障。

1.2 船舶辅锅炉模拟器训练的重要性

欧美、日本等发达的西方国家，大部分大型的企业都采用模拟器度员工进行设备操作培训，取得了非常好的效果。员工通过在模拟器上进行操作训练可以短期内取得实际参加工作2～5年才可能获得的经验。

STCW公约马尼拉修正案，对轮机模拟器培训做了明确的规定。辅锅炉模拟器作为轮机模拟器的一部分同样必须达到这些要求。船舶辅锅炉模拟器可以模拟船舶相同的操作环境，通过模拟器对轮机员进行培训，可实现在没有危险的状态下进行包括点火升汽、运行管理、故障排除等各种操作。

1.3 辅锅炉模拟器训练的优点

全国航海院校及各级培训机构越来越多，仅山东省就有20多家，它们船舶辅锅炉设备质量参差不齐，训练效果也有较大差距。如采用模拟器进行训练，既可减少设备置办及运行维护的投入，又可提高培训质量。同时，船舶技术在不断地发展，设备也越来越先进，辅锅炉设备也在不断的发展更新，各院校不可能随时更新设备，但模拟器更新灵活。尤其是基于计算机的软件系统更便于开发和改进，可很多名学员在计算机上同时训练，互不影响，可大大减少设备的资金投入，提高训练效率和训练质量。

2 国内外仿真技术发展概况

仿真基本概念框架是“建模一试验一分析”。是通过建立模型来体现系统本质过程，并通过对系统模型的研究来对系统进行探讨。仿真建模的方法有黑箱建模、白箱建模及灰箱建模。所建立的模型包括连续的和离散的、静态的和动态的，物理的和数学的。仿真技术的应用相当广泛，机械、化工、水力社会、生态、热力、经济、电气、管理等系统，都可采用仿真系统。

从20世纪40年代开始，人们开始将计算机引入到仿真技术中，20世纪60年代前的数SZR/znROK3h2ATEXnbyfioAHrn1tGzuig+pgg5b4e0Y=字计算机由于运算速度低和人机交互性差，在仿真中的应用受到限制。随着计算机技术的发展，仿真技术也得到飞速发展。现代的数字计算机出现以后，其巨大的存储能力和高速的计算能力使得复杂的数值计算成为可能，已能满足大部分系统的实时仿真的要求，同时软件、接口和终端技术的发展，人机交互性也已有很大提高。随着数字仿真技术的蓬勃发展，仿真成为了一门专门的领域—— 系统仿真。

3 船舶辅锅炉模拟器的发展概况

3.1 船舶辅锅炉模拟器的类型

早期为物理模拟器。当时计算机技术很落后，船舶辅锅炉模拟器以模仿船舶锅炉的纯硬件设备为主。此种模拟器制造不方便，投入较大成本，而且模拟效果差，操作不方便。

随着计算机技术的发展，开发除了基于个人计算机的软件模拟器。这种模拟器，仿真度高，便于研发和改进，设备投入较少，可同时多人进行训练，因而软件模拟器得到了迅速的发展。

软件模拟器虽然有较多的优点，但不够形象，与实物有较大的差距，因而现在船舶辅锅炉模拟器大多采用物理硬件与计算机相结合的办法。这样训练效果更明显。计算机虚拟现实技术发展以后，船舶辅锅炉模拟器可以三维直观展现系统，进行动态仿真实现虚拟现实。

3.2 国内外船舶辅锅炉的发展概况

国外对航海领域的计算机仿真研究始于20世纪60年代末，到90年代己发展成为十分成熟的技术。国外研制的轮机模拟器一般软、硬件水平比较高，价格也比较昂贵。比较著名的轮机模拟器生产厂家有挪威的KMSS公司、英国的Transas公司、德国的STN公司。

我国轮机模拟器的研制起步比较晚，条件比较差，但研究的起点高，发展也很快，国内具有代表性的轮机模拟器研制单位有大连海事大学、上海海事大学、武汉理工大学，青岛远洋船员职业技术学院。其中大连海事大学、集美大学分别研制的虚拟现实模拟器，实现了机舱漫游。青岛远洋船员学院开发的船舶辅锅炉模拟器将物理硬件与计算机相结合，并可实现自动评估考核。

4 结语

船舶辅锅炉模拟器在教学与培训中起到了很大的作用，各个航海院校和培训机构纷纷开发与引进，其模拟水平越来越高，声光逼真、量变齐全、界面友好。随着计算机技术的进一步发展船舶辅锅炉模拟器将更加完善。

参考文献

[1] 曾青山.轮机模拟器的现状和发展趋势[J].集美大学学报（自然科学版），2003，8（1）：74-79.

[2] 李成玉.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，2006.