[发明专利]机场消防车驾驶训练系统

说明书

技术领域

本发明属于航空技术培训领域，具体涉及一种机场消防车驾驶训练的模拟系统装置。

背景技术

机场消防车属于专用于扑救飞机火灾的消防车辆，作为民航安全的第一要务，一旦航空器在港出现火警，机场消防车必须在第一时间赶到现场控制火情，以最大限度保证乘客安全。正是由于机场消防车特殊的工作特点，所以消防车驾驶员与普通机动车驾驶员相比具有更高的技术要求。机场消防模拟器就是用来培训机场消防车驾驶员而设计。驾驶员在模拟训练过程中要通过视觉、听觉、以及身体的感觉等来感知车辆的运动状态。如果单纯依靠实战训练使学员很难达到规定要求，即使是实战训练也不可能涵盖面对火灾所应采取的全部技术措施和手段。如果能提供一种可以对不同火灾场面都可采取对应措施的消防车模拟训练装置，则是民航技术培训最理想的教学设备。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够对机场消防车驾驶人员进行培训使用的机场消防车驾驶训练模拟系统装置。

以下结合附图对本发明的结构原理进行说明。本发明提供的机场消防车驾驶训练系统包括：驾驶台、组合指示灯群、组合显示仪表群、启动开关、消防炮方位显示屏、数字I/O（输入输出）接口、A/D（模数转换）卡、PLC（可编程控制）控制器、刹车机构、油门、方向盘、位移传感器、数据采集与控制系统、计算机仿真系统、教员台计算机、驱动电机、摄像头、视景显示屏和音箱等。从功能上分由驾驶台、消防设备、消防炮操作、行车驱动、模拟消防炮、模拟前台架消防炮、计算机仿真以及教员台计算机等8个子系统组成。每个子系统的组成是，驾驶台系统包括：组合指示灯群、组合显示仪表群和模拟发动机启动开关；消防设备操纵台系统包括：消防炮方位显示屏和消防设备启动开关；消防炮操作系统包括：消防炮启动开关、消防炮控制摇杆和前台架消防炮控制摇杆；行车操纵系统包括：刹车机构、油门和方向盘，刹车机构、油门和方向盘各自分别串接一个位移传感器，三个位移传感器接至A/D卡；模拟消防炮系统包括：模拟消防炮和模拟前台架消防炮；计算机仿真系统包括：消防车运动及控制模型、飞机火灾及灭火模型和音响模拟模型；教员台计算机系统包括：模拟视频和音频的输出以及与数据采集及控制系统的信息交换。

本发明是一个模拟消防车驾驶、灭火等操作的训练装置，学员坐在驾驶室内的操作与实际非常近似。根据教员台计算机上所选择的训练课目，通过操纵数据采集与控制系统收到状态信息，使视景输出和音响输出与教员台计算机设定一致。消防车驾驶训练状态时在视景中将显示机场消防车库现场。启动消防车的信号为开关量信号，经数字I/O端口被数据采集与控制系统采集并传至计算机仿真系统。此过程中，方向盘转动、油门动作、刹车动作的位移量被各自的位移传感器转换为模拟量信号，经过A/D转换被操纵数据采集与控制计算机采集并被其传至计算机仿真系统。同时方向盘及油门刹车操纵机构均具备“自动回位”的功能。计算机仿真系统中的消防车运动及控制模型根据这些信息解算出消防车当前的运动状态、运动位置，并通过视景输出显示，音响模拟模型根据消防车的运动状态由音响输出输出发动机音响、路面作用音响等音响信息。同时，消防车运动与控制模型将解算出消防车仿真仪表显示信息和消防车指示灯显示状态，传给操纵数据采集与控制系统后传至PLC控制器，PLC控制器控制仿真仪表群和指示灯群进行相应的显示。在模拟消防炮的炮口处装有摄像头，消防炮朝向由显示屏显示。消防炮控制摇杆和前台架消防炮控制摇杆分为前、后、左、右四个方向，输出四个开关量信号由第二数字I/O口采集。PLC控制器将此信息传至两个消防炮系统，控制模拟消防炮或模拟前台架消防炮的纵向驱动电机和横向驱动电机，通过控制炮塔的纵横向运动调整各消防炮口的朝向。喷射按钮按下后，消防车运动及控制模型可控制输出喷口的流量，灭火剂喷射场景由视景相应输出，与此同步，音响模拟模型控制音响输出输出灭火剂喷射的音响。

消防车到达时间、飞机火灾控制时间、消防车位置、灭火操作过程均由计算机仿真系统实时传给教员台计算机，教员台计算机记录这些信息并在仿真结束后生成对学员训练效果的评分，教员也可以实时浏览这些信息以便对受训驾驶员进行进一步的指导。

消防车运动及控制模型和飞机火灾及灭火模型的视频输出为单通道计算机三维图像系统或三通道计算机三维图像系统，视景显示屏由视景系统图形工作站、高分辨率投影机、投影屏幕组成。音箱为三维环绕立体声音响系统，由音响合成计算机、多声道立体声高保真音响组成，具有逼真的声音定位感觉，为驾驶员提供强烈的沉浸感。