失事潜艇高压援救快速减压控制仿真研究

研究快速对失事潜艇救生问题,高压援救/饱和减压技术是目前援潜救生领域的研究重点.针对现有失事潜艇通风系统不具备高压环境快速减压控制功能,且通风量无法满足破损状况下艇内实际需求.为改善失事潜艇通风条件,实现快速减压技术建模,开发了基于MPTT的减压模型和基于混杂Petri网(HPN)理论的失事潜艇高压援救过程控制系统.通过对系统的一系列仿真研究,结果证明系统能够稳定地维持失事潜艇艇内生存环境,能够执行快速减压操作保障艇员安全返回水面.     

援潜救生新概念—立体救生系统的发展思路

本文对库尔斯克号核潜艇失事过程及原因作了简要分析，从潜艇立体救生需求出发，根据国内外援潜救生设备的状况，提出了立体援潜救生系统的发展思路。     

世界各国援潜救生系统发展状况

本文根据世界各国援潜救生系统的发展状况,简要介绍了世界上一些海军强国的援潜救生系统和装备,其中重点介绍了美国和其它北约国家援潜救生的历史和现状以及其拥有的主要援潜救生设备。     

援潜救生新概念──立体救生系统的发展思路

本文对库尔斯克号核潜艇失事过程及原因作了简要分析，从潜艇立体救生需求出发，根据国内外援潜救生设 备的状况，提出了立体援潜救生系统的发展思路。     

潜器对接及其虚拟现实仿真技术的研究

海洋空间对接是援潜救生技术中最关键的内容．根据援潜救生机器人的作业特点，本 文对其进行了基于离散事件系统（DES）的作业规划［1］；给出了各阶段必要的信息 处理方法；并针对基于DES控制系统用常规方法仿真结果不直观的缺陷，设计了潜器对接虚 拟现实系统，最后展示了运用该系统对潜器对接过程仿真的结果．     

弹射救生系统通用模块化仿真模型

工作于应急离机状态的弹射救生装置是一个复杂的动态系统,其工作环境复杂、不确定因素多。如何利用仿真技术来研究系统的动态特性一直是仿真工作的难点。该文提出了一种在弹射救生仿真通用平台上利用系统建模技术,将弹射救生划分为三个阶段,分阶段建立模型,复用此算法模型,通过各模块输出,输人变量名的连接方式,建立弹射救生仿真模型。针对不同型号的弹射救生仿真,只需要建立和修改各模块的控制模式类即可完成整个建模过程,不需要用户编制和修改算法源程序,并在仿真试验研究的基础上提出了弹射救生系统仿真的今后发展的重点。     

基于XML面向Agent的视景仿真开发技术

提出基于XML面向Agent的视景仿真开发技术,用面向Agent的方法描述各个仿真实体的动作行为,将对各个仿真实体的动作行为描述存储到XML文件中,将仿真实体动作行为的描述控制与仿真软件分开。将该视景仿真开发技术应用于援潜救生视景仿真系统的开发能够提高系统的健壮性和开发效率。     

联合战役仿真演示系统

联合战役仿真系统是为研究联合战役中各军种之间的战法和协同而建立的基于HLA的仿真系统。演示系统则是联合战役仿真系统的重要组成部分,其功能是适时表现联合战役仿真系统运行中的作战过程以及作战实体状态的变化,并为人工干预仿真过程提供人机交互界面。该文主要介绍了联合战役仿真演示系统物理环境的设计以及需要演示的态势信息在应用环境中的流程,提出了仿真演示系统的运行机理,阐述了演示系统的功能,重点介绍了在仿真演示系统开发的过程中涉及的相关关键技术及其实现方法。该文的论述可对类似仿真演示系统的设计和开发有所帮助。     

基于数据驱动的弹射救生可视化软件开发

以第三代弹射救生系统为基本仿真对象,根据实际座椅系统的工作过程,基于Unity3D游戏引擎,数据驱动3DsMax建模软件建立的三维仿真实体模型,结合基于C#编程开发语言的Visual Studi0 2010开发平台,利用计算机图形图像生成技术,将弹射救生过程中的相关信息以三维图像直观地显示出来,表现人椅系统出舱过程、离机过程和人伞系统工作过程在真实的实验数据驱动下弹射救生全过程;通过开发弹射救生可视化软件系统,把弹射救生这一复杂过程直观形象地展现出来,为研究防护救生技术提供一条行之有效的手段.     

水下机器人主动对接装置的协调控制研究

水下机器人主动对接装置在对接裙外侧安装有4只两自由度对接机械手,其主要功能是在恶劣的海洋环境中能实现水下机器人与失事潜艇的准确对接,完成救生任务．为了实现自主作业,根据作业特点提出了将水下机器人与对接机械手的作业过程抽象成自动机模型的方法,应用离散事件系统理论实现4只机械手与水下机器人的协调控制．在此基础上,进一步介绍了赋时离散事件系统理论,并应用于水下机器人主动对接装置的协调控制中,解决了系统的时间性问题,使之成为切实可行的控制方法．     

基于HLA的潜艇作战训练系统设计

通过对潜艇作战流程的分析,设计了潜艇作战训练系统的基本结构。系统基于分布式高层体系结构技术,和潜艇作战系统互连,构成一个逼真、交互性强的半实物仿真训练环境。与传统的潜艇训练系统相比,不仅支持作战设备操作流程的训练,还支持特定战场态势下的战术对抗演练,满足潜艇作战训练的新要求。另外,以特定训练任务为例,对联邦开发过程进行了初步研究。     

SubSafe: a games-based training system for submarine safety and spatial awareness (Part 1)

Recent advances in hardware and software technologies for computer games have proved to be more than capable of delivering quite detailed virtual environments on PC platforms and gaming consoles for so-called “serious” applications, at a fraction of the cost than was the case 8 years ago. SubSafe is a recent example of what can be achieved in part-task naval training applications using gaming technologies, exploiting freely available, freely distributable software. SubSafe is a proof-of-concept demonstrator that presents end users with an interactive, real-time three-dimensional model of part of a Trafalgar Class submarine. This “Part 1” paper presents the background to the SubSafe project and outlines the experimental design for a pilot study being conducted between August 2008 and January 2009, in conjunction with the Royal Navy’s Submarine School in Devonport. The study is investigating knowledge transfer from the classroom to a real submarine environment (during week 7 of the students’ “Submarine Qualification Dry” course), together with general usability and interactivity assessments. Part 2 of the paper (to be completed in early 2009) will present the results of these trials and consider future extensions of the research into other submarine training domains, including periscope ranging and look-interval assessment skills, survival systems deployment training and the planning and rehearsal of submersible rescue operations.     

Regulating incoming international search and rescue teams in the response phase

The paper explores the reason why International Search and Rescue Advisory Group (INSARAG) introduced the classification system for international search and rescue (SAR) teams, INSARAG External Classification (IEC), by reviewing the INSARAG’s lessons‐learned process. The past lessons show that there was a need to register qualified SAR teams that meet the operational standards agreed by the international SAR network and to ensure that these qualified teams are ready to respond. The paper also provides some recommendations to improve the system, such as more awareness and support for receiving countries is necessary so that the IEC as a system fully works.     

Development and validation of a confined space rescue training prototype based on an immersive virtual reality serious game

Due to the inherently hazardous nature of the confined space environment and a lack of effective rescue training on on-site personnel attempting the rescue of fellow workers in a confined space, accidents or even multiple fatalities may happen. For this reason, improving the skill set of rescuers is of vital importance. Immersive virtual reality serious games (IVR SG) have been shown to be effective and are now widely used in safety training. However, there is little research on its application in confined space rescue training. To bridge this gap, we have developed a confined space rescue training system (called Rescue Success) based on IVR SG, and then tested its effectiveness in a real environment. We carried out a single-blind, randomized comparative experiment to study and compare the learning effectiveness of using IVR SG compared to an E-lecture in terms of behavioral skills, knowledge acquisition, self-efficacy, and simulation-induced sickness. Our results show that both training methods significantly improve the participant’s rescue behavioral skills, knowledge, and self-efficacy. Overall, IVR SG performed better than an E-lecture in all aspects except simulation-induced sickness, where there is no difference between the two methods.     

蛇形搜救机器人前端传感器设计与实现

设计了一种新型蛇形搜救机器人前端传感器。蛇形搜救机器人灵活的躯体结构适用于废墟环境下的搜救,为机器人设计安装一个多传感器模块全面获取搜救信息,提高搜救效率扩大搜救范围。采用嵌入式技术设计前端传感器,安装在蛇形搜救机器人前端,实现视频、温度、二氧化碳等传感器信息的通信,并且提供LED照明和双向语音对话。通过在模拟废墟环境下的实验,验证了此前端传感器的性能效果。     

应急救援移动协作系统

基于实验室“安全生产协同监管”项目,研究设计了一种基于 Android 操作系统的应急救援协作系统。通过对CSCW(Computer Supported Cooperative Work)模式的抽取,描述了基于XMPP协议的救援群体的协作沟通,介绍了系统的整体框架以及各功能模块实现过程。并且文章对共享数据的并发操作及一致性进行了探讨。     

矿井灾害预警救援与环境预测一体化系统设计

针对灾害预警救援系统和环境预测系统由于是独立运行而具有局限性的问题,提出了一种矿井灾害预警与环境预测一体化系统的设计方案;给出了该系统设计思路及架构,阐述了该系统中相互关联的数据采集、灾害预警、救援指挥和环境预测4个子系统的设计原理,介绍了该系统人机界面的结构及设计原则。该系统的研究对井下救援工作具有重要意义。     

数据融合技术在海缆敷设作业显示GIS中的应用

海缆敷设作业显示系统是配备在新型海缆船上的海缆敷设辅助决策与分析软件。海缆敷设施工过程包括三个阶段：1）作业规划阶段;2）作业实施阶段;3）数据管理阶段。在作业规划阶段,使用数据融合技术,将CAD数据和二维／三维地理信息数据进行数据融合,提高了作业施工中数据的利用效果,为系统提供了基础数据保障。     

矿用救援机器人控制体系结构研究

讨论了矿用救援机器人的工作环境及其控制体系结构的性能要求;介绍了目前已有的矿用救援机器人控制体系结构,包括基于工控机的闭式控制体系结构、基于PLC的分布式控制体系结构、基于工控机的分布式控制体系结构及基于嵌入式系统的分布式控制体系结构,分析了各种体系结构的优缺点;提出了一种基于嵌入式系统和CAN总线的分布式控制体系结构。该控制体系结构比目前已有的控制体系结构能更好地适应煤矿井下复杂的环境,特别适用于煤矿灾后救援。