大型特种车驾驶训练模拟器介绍

型号:HZ-DT-3D
一、学员练习分系统
(一)软件部分
系统具有启动、熄火、转向、离合、制动等操作响应功能,为学员驾驶练习提供一个较真实驾驶模拟环境。
1.练习功能
具备符合大纲规定课目的驾驶模拟练习。
2.自检功能
具备系统自检功能
3.引导提示功能
在练习模式下可开启和关闭该功能,开启状态下对错误操作可进行文字和语音提示。
4.考核功能
能够实现考核功能。
5.性能要求
①前方视景、左右后视镜视景图像与实车驾驶员图像视角一致。左右后视镜视景可调。
②驾驶操作部件与实装位置、力感、行程、颜色基本一致。
③三自由度平台(座椅)在车辆行驶中产生与地形起伏相一致的颠簸,使车载人员练习时具有实车行驶中的俯仰、侧滑、碰撞、震动、淤陷、涉水等感觉,便于维护,能够安全合理地进行紧急停止。
④各种仪表根据驾驶数据由触摸显示屏图形输出,开关使用触摸屏模拟。仪表和开关的形状、位置关系按实装车辆设计。
⑤针对不同车型的特点,建立车辆动力学模型和运动学模型,仿真效果符合对应车型机动特性,确保效果逼真。
⑥可生成各课目练习所需三维地形、道路景况、晴雨雪雾风沙等天候及昼夜不同时段照明情况;能够模拟昼夜、各种天候、不同路况条件下的驾驶练习。
⑦采集数据速率:每帧不大于20ms;并能对各操作传感器进行检测。采集软件设置信号采集频率不低于50赫兹,间隔不大于20ms。
⑧初始化时间不超过30s,后期资源导入时间不超过1s。
(二)硬件部分:
三自由度平台:
1.功能:三自由度俯仰、侧倾、升降。
2.尺寸:
长:1800mm。
宽:1500mm。
高:680mm。
3.有效负荷: ≥600Kg。
4.运动参数
①俯仰
幅度: +/-10°;速度: 0-30°/s;
加速度:0-60°/s2。
②侧倾
速度: 0~30°/s; 加速度: 0~60°/s2;侧倾角度:+/-10°。
③升幅
幅度:+/-100mm;速度:0~150mm/s。
5.振动频率:0.1Hz-10Hz。
6.噪音(分贝):小于65db。
7.平均无故障工作时间:>5000h。
8.电动,供电电压:AC220V。
9.功率:峰值功率不大于5kW。
10.其他:
①平台系统一次连续工作时间不低于36小时。
②连续工作12小时无故障。
③在电压220V,波动范围:-10%~+10%情况下,能够正常工作。
④电源波动超过±20%或突然断电,能够安全恢复初始状态。
⑤能与驾驶舱体牢固连接。
驾驶舱体:
1.型式:双座,半封闭式座舱。舱体材质为复合高分子材料或金属材质,布局、内部环境与实装一致。
2.外廓尺寸(长宽高):
长:2030mm。
宽:2480mm。
高:1500mm。
3.座椅:与实车座椅基本一致。
4.其他:结构牢固,外形美观。
①相关颜色符合国 标GJB1379要求。
②进出模拟器舱室安全便捷(合理设置安全梯、带扶手)。
③能与三自由度平台牢固连接,且连接后总高度2285mm。
转向机构:
可按照单位编配车型,任选一种实装件改装或自研(金属材质),位置、力感、行程、颜色与实装一致,具备最大转向锁止功能。
可按照单位编配车型,任选一种实装件改装或自研(金属材质),位置、力感、行程、颜色与实装一致,包括转向灯、远近光灯、喇叭、雨刮器、车辆启动、液力缓行器开关等开关。
油门踏板:
可按照单位编配车型,任选一种实装件改装或自研(金属材质),尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
离合器踏板:
可按照单位编配车型,任选一种实装件改装或自研(金属材质),位置、力感、行程、颜色等与实装一致。配合变速机构,模拟与真车一致换挡效果。
制动踏板:
可按照单位编配车型,任选一种实装件改装或自研(金属材质),尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
驻车制动:
可按照单位编配车型,任选一种实装件改装或自研(金属材质),尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
变速机构:
1.尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
与离合器关联的互锁装置功能可靠,在离合器未踏动情况下,不出现挂挡及摘档,踏动离合器后变速机构方可摘档。
2.金属材质。
仪表盘显示屏(横屏):
1.分辨率1920(RGB)×1080 [FHD]。
2.显示尺寸及外观尺寸满足车型仪表盘1:1显示需要。
触摸屏(面板开关):
1.分辨率1920(RGB)×1080 [FHD]。
2.显示尺寸及外观尺寸满足车型面板开关显示及触摸交互需要。
3.面板开关包括:电源开关、危险警报灯开关、油箱切换等开关布局与实装一致。
前方视景触摸显示屏:
1.多屏拼接形成驾驶视角,总显示面积1944mm*530mm。
2.总分辨率3840*1080。
3.显示尺寸及外观尺寸满足车型前方视景显示及触摸交互需要。
左右后视镜显示屏:
如下配置:
1.分辨率1920(RGB)×1080 [FHD]。
2.显示尺寸及外观尺寸满足车型左右后视镜显示需要。
耳麦:
如下配置:
单元尺寸:直径40mm。
单体阻抗:32欧姆
频响范围:20Hz-20KHz。
灵敏度:112dB。
麦克风:全指向。
有线连接。
音箱:
满足声音外放需求。
计算机:
(1)CPU:适用台式机
 主频3.8GHZ
 最高睿频:5.1GHZ
 三级缓存:16MB
 插槽类型:LGA1200
 核心数量:八核心
 线程数:16线程
 总线规格:DMI3 8GT/s
 热设计功耗:95W
 支持最大内存:64GB
(2)内存:16G
(3)硬盘:1TB机械硬盘+256G固态硬盘
(4)显卡:适用台式机
 接口标准支持PCI Express4.0
 输出接口:1×HDMI接口,3×Display Port接口
 支持多屏显示:4
 显存容量:8GB
 显存位宽:256bit
 显存类型:GDDR 6
 显存带宽:512GB/s
 核心频率:1500MHZ
 3D API:DirectX 12Ultimate
 最大分辨率:7680×4320
 电源接口:8Pin
(5)其他:配套有线鼠标与键盘,与驾驶模拟器配套使用,一体化内嵌于模拟器内。

二、教员应用分系统
(一)软件部分
练习管理模块
1.练习监控
以第一人称代入和第三人称视角监控每名学员的练习状态。
2.练习人员注册管理
包括对人员注册、登录、增加、删除、修改、导入、导出等管理内容。
3.练习准备及资源管理
包括组训方式、练习课目、练习车型、练习场景、练习天候和练习时段等。
组训方式包含:单车驾驶练习和组队驾驶练习。
练习课目包含:场内驾驶、道路驾驶、复杂路段驾驶、应急避险等课目。
练习车型包含:根据单位车型实际确定。
练习场景包含:练习课目对应场景。
练习天候包含:晴、雨、雾、雪、风沙天候,其中雨、雾、雪、风沙按照三级(小、中、大)效果呈现,自主可选。
练习时段包含:一天24小时内任意时段,自主可选。
二维、三维地图显示:以二维、三维地图显示车辆轨迹、位置。
4.过程控制与干预
教员可在控制台动态进行加载、删除和替换等操作,可以临机导调,例如改变气候、练习时段和添加敌情要素等,丰富仿真场景。
对学员在驾驶过程中出现的不当操作进行实时引导、及时纠错、适时停止。
5.练习实施
自主练习模式下,学员可利用学员练习分系统自主选择课目进行驾驶练习,成绩能够实时呈现,并在控制台存储。
集中组织模式下,由教员设置练习课目及条件,组织学员进行单车驾驶或组队驾驶练习/考核,成绩能够实时呈现,并在控制台存储。
6.练习/考核评估
依据大纲设置考核标准。
可根据需要自行设置考核项。
成绩实时输出在学员练习分系统显示屏和控制台显示屏上。
具有练习/考核人员管理、成绩存储、成绩查询、成绩统计、成绩打印、成绩保存(excel格式)、成绩导出等功能
数据采集模块:
能采取时间驱动的方式,实时对学员驾驶模拟练习数据进行采集,采集内容包括驾驶员各种操作信号及虚拟车辆运行状态数据,不少于60分钟、120条记录,用于场景重现和练习/考核数据分析(单人单课目前后成绩对比、错误操作频次、总体汇总统计)。
练习回放模块:
1.教员可选择其中任意人员的练习、以不同视角(第一人称、第三人称)进行回放。
2.在观看练习回放时,教员通过按键可实现开始、暂停、继续开始、快进和倒退、重置等功能,并支持进度条鼠标拖动,教员在练习回放中观看时,根据需要可添加标记按钮,便于用户对关注点快速定位查找。

(二)硬件部分
1.控制台:
参考以下要求,可根据实际情况调整:
台面:采用高密度中纤板贴防火板材,具有耐磨、耐高温、耐刮、抗渗透、容易清洁、防潮、不褪色、触感细腻等特点,可选颜色种类多,防火等级达到B1难燃级。
主体框架、前后门:优质冷轧钢板1.5mm厚材料制作,表面静电喷涂,零甲醛,零气味。
综合布线:矩形框架,坚固耐用,强电弱电分离线槽,内部横纵向强电弱电分开便于走线,方便捆扎,科学安全管理。
侧板和台面板材、颜色匹配。配件采用活动托盘、活动键盘托(教员控制台有存放资料柜等)。
屏风背板墙精选优质航空铝材2.0mm制作,可挂单屏、双屏、多屏液晶支架,尺寸(根据实际情况合理设计)长约1500mm,宽约900mm,高约1000mm。
用于存放教员用计算机、音响等。
服务器:
(1)产品类别:机架式(配套机柜);
(2)处理器以下参数:
 数量:2颗处理器
 核心数量:八核
 线程数量:16
 主频:2.10GHZ
 睿频加速技术:支持
 最大Turbo频率:3.00GHZ
 64位处理器:支持
 指令集:SSE4.2,AVX2.0,AVX,AVX-512
 超线程技术:支持
(3)内存:64G
(4)硬盘:5块
 1.8TSAS/8060-2G缓存
交换机:
根据功能需求选配,配置参数能满足模拟练习需求。
如下配置:
1.48个10/100/1000Base-T;4个1000Base-X SFP。
支持RPS冗余电源。
2.包转发率:87/166Mpps。
3.交换容量:432Gbps。
计算机:
(1)CPU:适用台式机
 主频3.8GHZ
 最高睿频:5.1GHZ
 三级缓存:16MB
 插槽类型:LGA1200
 核心数量:八核心
 线程数:16线程
 总线规格:DMI3 8GT/s
 热设计功耗:95W
 支持最大内存:64GB
(2)内存:16G
(3)硬盘:1TB机械硬盘+256G固态硬盘
(4)显卡:适用台式机
 接口标准支持PCI Express3.0
 输出接口:1×VGA接口,1×DVI接口,2HDMI接口,
1×Display Port接口
 显存容量:8GB
 显存类型:GDDR 6
 显存位宽:256bit
 显存带宽:448GB/s
 核心频率:1410-1620MHZ
 显存频率:1400MHZ
 3D API:DirectX 12>,OPENGL4.5
 最大分辨率:7680×4320
 电源接口:8Pin
(5)显示器:2台
 尺寸:21.5英寸
 分辨率:1980*1280
(6)配套有线鼠标与键盘
音箱及功放:
如下配置:
1.声道:2.0。
2.两只50W主音箱加360W功放的配置,以保证声音覆盖范围达到整个区域。
3.主音箱具备可180°自由旋转,采用ABS环保材料,全金属网罩;采用二分频设计,现代简约造型。
打印机:
A4激光打印机1台,国产品牌。
三、资源库
(一)练习车型库
练习车型包括三类:
根据单位实际车型。
1.三维模型:对相关车型,包括车身、驾驶室、底盘等进行高精细建模,贴图分辨率1024*1024,三种车型均不少于20000个三角面。
包括(轻、中、重)三种遭毁伤后的三维模型,如车辆车体的形变、车辆炸裂碎片、轮胎炸裂碎片、玻璃碎片。
模型分为两级LOD优化,分别为原模型面数50%和10%两个阶段LOD。
2.动力系统:与单位实际车型保持匹配,与相应驾驶模拟器配套使用,满足驾驶模拟交互操作。可与泥泞路段、涉水路段(泥底和砂石底)、松沙路段、卵石路段、冰雪路段、高速公路六种地面依据路面工况标准进行交互,可仿真六种地面对轮胎的作用效果,如轮胎沉陷、侧滑、地面纹理变化。
驾驶操作区分重载和空载两种驾驶模式。
3.虚拟仪表开关
车型:按相关车型实装仪表形状、参数输出方式、位置关系、大小进行设计,通过触摸屏点击、选择、位置转换完成操作。
(二)练习课目库:
1.场地驾驶典型课目驾驶模拟练习,主要包括倒车、倒库、转向、定位停车、通过右单边桥、通过限制门、连续障碍路、直线限制路、平稳驾驶、停靠货台、倒车挂装与牵装倒库、起伏路、凹凸路等11个课目。
2.道路、城市道路、高速公路等3个课目。
3.复杂路段驾驶练习,主要包括通过涉水路段、通过泥泞路段、通过急造公路、通过卵石路段、通过冰雪路段、山区道路驾驶、高原地区驾驶、戈壁地区驾驶、荒漠地区驾驶等9个课目。
4.特种组队袭击区、通过燃烧路段、通过核生化沾染路段、牵(载)装进出阵地等4个课目。
5.特殊天候条件驾驶模拟练习,主要包括夜间、雨天、雾天、雪天、风沙天等5种天候。
6.上下运输工具驾驶模拟练习,主要包括上下铁路平车、上下运输机1个课目。
7.应急避险练习,主要包括转向失控、制动失灵、途中爆胎、车辆侧滑、车辆失火、突遇飞石、车辆熄火、紧急避让、车辆碰撞、装备掉下货台处置等10个课目。
8.预防车辆交通事故练习,主要包括能够开展车辆碰撞事故、人车事故、车辆与非机动车事故等3个课目。
(三)练习条件库
其他三维模型素材:
1.相关车辆包括:民用车辆有皮卡车,SUV,乘坐车(小型、中型、大型),货车(轻型、重型),三轮车,两轮摩托车、电动车、自行车等车型。特殊车辆有救护车、越野车等。
车辆加入场景后可自主运行,包括自动行驶、避障、等待等效果,形成与真实环境基本一致的交通环境(车流量可控)。
2.地物有高速收费站,加油站,桥涵,村庄、服务区,居民楼,立交桥,交叉路口等地物不少于8种模型;辅助设施包含交通信号、道路栏杆等不少于6种模型,贴图分辨率不小于1024*1024,不少于5000个三角面。
3.植被模型技术指标:
①植被支持alpha镂空贴图;
②基础模型制作(树木约为10000个三角面,灌木约为5000个三角面、草约为1000个三角面);
③4层LOD细节层次模型制作,最高为10000个三角面,最低为50个三角面;
④分段破坏毁伤模型(树木)制作;
⑤植物贴图种类包括4种:Diffuse map(颜色贴图),Specular map(高光贴图),Normal map(法线贴图),Reflection map(反射贴图),贴图最大尺寸为1024*1024;
⑥植物分为乔木、灌木或乔灌混合,疏密情况按照实际地形、路段设置;
⑦物理属性制作及设置,如碰撞盒、质量、密度等(树木、灌木)。
4.炸裂场景素材:
具备直升机,飞机、无人机等模型,支持贴图分辨率1024*1024,不少于20000个三角面。有直升机、飞机打击动画,对炸裂场景、烟雾、炸裂等效果建模,有直升机、飞机打击动画;
具备轨迹自动运行;有烟雾、火花、碎片效果,不造成系统卡顿;炸裂场景需在地面或者房屋等模型上形成简单的毁伤动画效果,如坑、碎片等。
能输出驾驶过程中的各种音响效果,以及炸裂场景、炸裂等音响。包括炸裂声、车辆启动刹车声、飞机轰炸声、碎片击中车辆声、人员哀嚎声、风声、雨声、撞击声等11种。
5.天候气象素材:包括晴天、雨天、雾天、雪天、风沙天等五种天候。雨天、雾天、雪天、风沙天分为三个级别,如雨(雪)天分小雨(雪)、中雨(雪)、大雨(雪)。
6.时间素材:包括昼夜两种时段,随着时间推移发生变化,模拟24小时昼夜光照变化。可选择一天24小时内的任意时段。
7.人物模型:包括司机、平民(男女老幼)等共4类。 包含骨骼动画,如行走、跑步、跳跃、射击、卧倒等共8类(包括死亡、受伤、携带器具等设备、动作及对应模型),贴图分辨率为1024*1024,不超过20000个三角面;
①人物身高165~185cm;
②动作帧数率为50帧/秒;
③动作较为真实;
④人物加入场景后,可自主运行,包含横穿公路、避障、等待,形成与真实环境一致的交通环境。
(四)地形道路库:
整体上练习地形不少于150平方公里,选择典型地域进行建模,能够包括高程信息数据(为灰度图,精度为米级),可支持卫星影像贴图、地表纹理贴图,要求能采取资源动态加载模式,延迟不超过1s;对大地形模型进行渲染分层,根据视角距离远近,并可以进行资源动态加载,包括山地、丘陵、平原、水网稻田、沙漠戈壁等五类,除特定地貌特征(沙漠、湖泊等),其他均有植被覆盖。布置形式:各类型道路纵横交错,设计多个平交、立交道口,部分砂石路面可局部形成迂回;平原道路设计布局可选择环状(闭合、不闭合)、枝状、坡地或山地道路设计布局可采取盘旋、尽端式,各种布局均可综合运用。
在整体地形基础上,特殊驾驶模拟三维地形不小于2千米*2千米,单个课目练习道路长(含障碍物)不小于200米,特殊组合障碍驾驶道路长为2000米;
复杂路段驾驶三维地形不小于5千米*5千米,道路长不小于20千米,道路及两侧精细地形宽不小于50米;
道路及道路两侧精细地形网格精度:≤1.5米;
图形刷新频率≥50帧/秒。(以上技术参数我司书面承诺)
场内驾驶课目:
根据场内课目大纲标准设置建模。
特殊驾驶场地:
1.通过组队袭击区驾驶
利用场内适当区域、道路进行标识。可在场内无迂回道路两侧设置堡、路边各种障碍物等,形成遮断路段。
2.通过直升机袭击路段驾驶
利用场内适当区域和道路进行设置。条件许可时,具有2条以上可供迂回道路。
3.通过坑路段驾驶
坑可分大、中、小三类,大坑上口直径约为10米,下口直径约为2米,深约1.5米;中坑直径设置约为2米;小坑直径设置为小于所用车辆类型的前轮轮距。路宽不少于6米,路长不少于100米。
4.通过燃烧路段驾驶
在长不少于100米、路面较平坦、具有较好通行能力的道路上,设3~5道燃烧带,放置发烟罐,两端设消防池,放置消防器材。
5.牵(载)装进出阵地
按装备编制情况设多种炮位。进出道路尺寸根据阵地要求确定。
城市道路:
1.按照城市道路实际建模,总长不少于10公里。
2.道路设有中央隔离带,每侧至少有三条以上机动车车道,汽车分向、分道行驶,互不干扰;
3.沿途设有非机动车道、绿化隔离带、护栏、地标线、交通信号灯(可实时变换信号)、交通标识、树木、安全监控及通讯设施等。
高速公路:
1.采取全封闭管理。道路两侧用隔离栏等设施将公路全程封闭起来,并在出入口进行控制,高速公路内车辆速度为80~120km/h,总长不少于30公里,车辆类别包括小轿车,货车,大巴车等,交通流量分大、中、小三级可调;
2.采用全立交,禁止行人和非机动车在路上行走,与其他线路相交时采用立体交叉、行人跨线或地道桥;
3.设有中央隔离带,每侧至少有两条以上车道,汽车分向、分道行驶,互不干扰;
4.沿途设有综合服务设施(可进出)、安全监控及通讯设施等;
5.不直接通过城镇,在通往城镇处设立分流道,通过支线进入城镇。
涉水路段:
水面高度可调节,最高1.2m;长度不少于30米、路宽不少于8米。(根据季节不同,有的路段(如河床)下雨天就成为涉水路,汽车涉水时,水的浮力使汽车对河床的压力减小,车轮附着力也随之变小,驱动轮容易打滑;水流的作用会增加行驶阻力;横向的水流冲击,还会使汽车产生横向滑移;汽车行驶在涉水路段,很难观察到水下情况,增加了驾驶操纵难度)
泥泞路段:
车轮滑移率与实际道路路况一致,天晴时,是乡村路,雨天为泥泞路。长度不少于30米、路宽不少于8米。(泥水混合使土质变软,泥浆粘稠,车辆行驶阻力增加,轮胎附着力变小,车轮极易出现打滑或侧滑甩尾,制动效能变差;在车轮与地面之间形成润滑介质,方向不易掌握)
卵石路段:
车轮滑移率与实际道路路况一致,由大小卵石组成。长度不少于30米、路宽不少于8米。(雨天行驶时泥水混合卵石使得车辆行驶阻力减小,轮胎附着力变小,车轮极易出现打滑或侧滑甩尾,制动效能变差;在车轮与地面之间形成润滑介质,方向不易掌握)
冰雪路段:
车轮滑移率与实际道路路况一致。长度不少于30米、路宽不少于8米。(冬季下雪时,道路上的积雪被碾压成冰,形成冰雪路面,光滑如镜,大大降低了道路的附着系数,对车辆的牵引力和制动力的生成受到极大限制,极易造成车轮在冰面上滑动)
山区道路:
1.按照山区道路实际建模,不少于10公里。
2.道路无中央隔离带,标单黄线或双黄线,每侧至少有一条以上机动车车道,汽车混合行驶,互相干扰;
3.道路两侧为傍山路、有悬崖、急弯、鸣笛、减速等交通标识;
4.含连续上下坡(对车辆的牵引力和制动力的生成受到极大限制,极易造成车轮制动失效)。
戈壁地区:
1.按照戈壁道路实际建模;
2.道路开阔、碎石、黄沙、低矮灌木、简易道路;
3.随车速变化碎石飞溅(易造成轮胎破损、爆胎现象)。
高原道路:
按照高原道路实际建模。
沾染路段:
1.按照沾染路段设置要求建模;
2.开阔地域、道路两侧进行核生化沾染标识、道路两侧低矮灌木、简易道路;
3.随车速变化尘埃飞溅;
4.洗消区域、器材、车辆、人员、专用设备、标识、防污染器材等。
急造道路:
1.按急造 路要求建模;
2.碎石、黄沙、低矮灌木、简易道路;
3.随车速变化碎石飞溅(易造成轮胎破损、爆胎现象)。
倾斜路段:
1.按倾斜路段要求建模;
2.碎石、黄沙、低矮灌木、简易道路。
上下铁路平车驾驶:
1.铁路装卸载站;
2.货台、制式站台;
3.普通平车N16;
(五)联网控制模块:
整体上延迟不超过80ms,满足不少于100个节点。
 

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