2019工程机械岗前培训设备教学

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2019工程机械岗前培训设备教学

长期以来，工程机械培训及考核工作受工程机械数量配备不足，作业场地和训练环境等客观因素的制约，难以灵活开展驾驶操作、维修保养的实训和教学，工程机械的培训、考核工作难以低成本、规模化推开。而传统的培训模式使作业人员对工程机械真实的结构和操作处于模糊状态，在实际应用时缺乏对工程机械故障排除、驾驶操作和应急事故的处理能力。
通过建设工程机械模拟训练实训室，能够达到如下目标：
(1) 减少实际训练成本，节约培训时间，有利于开展规模化训练；
(2) 设定多种真实场景，克服作业场地限制，增强受训者实际操作能力；
(3) 设定突发状况，增强应急事故处理能力。
WM系列工程机械模拟教学设备是我公司依据国家职业技能鉴定标准，并结合解放军陆程大学、水电、交通等多家工程机械使用单位需求研制开发的仿真模拟器，并取得由人民共和国国家颁发的软件著作权、外观专利、实用新型等专利认证。该系统配备IC卡考核管理系统对培训学员进行教学考核，驾驶座舱进行了大量技术创新和改进，配置新的“工程机械仿真操作软件”协同作业版，该系统不仅可实现各种单机作业训练课题，同时还可以实现挖掘机、装载机、推土机、自卸车等设备同一场景协同作业，其丰富、逼真的各种操作课题及实践功能，使之成为机械工程的教学设备。
虚拟仿真平台（VMS）是一款在虚拟仿真引擎的基础上进行进一步封装与扩展，用于三维虚拟操作仿真系统开发和运行支撑的化仿真平台。它能够满足不同层次、不同领域的仿真训练和仿真系统二次开发的现实需要。
虚拟仿真平台（VMS）通过对多种工程机械作业课题的模拟实训，对驾驶操作人员进行作业预案制定，包括对多设备多机种的集成协同作业进行多方位演练，以及对作业预案和虚拟现场的指挥情况进行研判，从而提高作业人员的操作技巧及现场协同应变能力。目前该系统能够模拟各种真实单机作业课题，以及各类协同场景，包括房屋拆迁、地震抢险、泥石流、道路疏通、堰塞湖抢险等人为或者自然灾害场景，系统可对设备种类、数量、考核时间、灾害情况进行自定义设定，并实现教师指挥端对多种设备多台套如何进场、施工面如何布置进行虚拟指挥训练的功能。
操作人员可以通过系统教学模块进行工程机械设备的操作、维修、保养等理论知识的系统学习，并配合各种真机部件的解剖件学习工程机械的工作原理、拆装维修等技能，使得操作人员不仅可以熟练的驾驶操作设备，在出现故障时还可以对设备进行维修和保养，使之成为一名符合社会需求的合格操作手。
1）系统采用Unity3D引擎进行灯光和地形系统开发，实时渲染使得更加真实。
2）系统提供多种外设接口，具体包含IC卡、3D头盔、动感平台、集成控制器、蓝牙设备等，可实现信息识别、头部跟踪、动作感受、集成控制、资料共享等功能，满足采购方丰富的教学需求。
3）基础操作训练会依据用户的训练时长，逐级增加难度，智能调节时间比。
4）培训数据通过联机传输至教师管理平台进行存储、调阅、打印。可实现记录学员培训或考核的成绩功能，配备彩色打印机，即时进行联网成绩打印。
5）作业场景设置大量的操作引导提示用于辅助教学，例如文字和语音提示、行进导向条、道路标示、指示牌、红绿灯等提示内容。
6）软件可设置多种视角，如：驾驶室视角、第三人称视角、左侧视角、右侧视角、俯瞰视角等。
7）可实现场景自定义编辑功能，自主编辑各种协同或单机作业场景，配合教师指挥端进行课题设计、操作训练。
8）能够体现出机器仪表参数的实时变化，如：水温、方向盘转动、燃油表、档位，灯光等参数。如果有参数超过警戒值，会有警告提示。
9）系统可扩展加装自由度动感平台，可实现设备对工况、路况的真实颠簸反映。（选配）
10）系统内置实时通信模块，在协同课题中建立信息通道，即通过多功能按键激活并进行实时通信、对话。
工程机械模拟机是一种利用计算机软件技术结合半实物操作部件研发的虚拟仿真驾驶模拟器，配合实训课件为您提供安全的培训解决方案。它通过对工程机械性能和驾驶操作流程的仿真，构建一个接近真实的驾驶环境，为受训驾驶员提供培训的环境与设备支持。
WM系列工程机械模拟机外观整体采用复合材质——玻璃钢开模制造，可以长期保持不变形、不落色、耐腐蚀，绝缘性能良好安全系数高等优点，可以大限度的还原真实驾驶室结构。此外，模拟机采用逼真的工程机械驾驶室总成，操作手柄、液压安全锁杆、控制踏板、油门调节、档位调节、功能控制按钮、各种控制杆，小到开关按钮、指示灯等各（零）部件的形状、大小、位置关系、功能用途均与实车保持大限度一致，如配备自由度动感平台能模拟纵倾、横摇、垂荡运动，切实感受在不同路况以及工况下的运动颠簸、加减速及制动状态下的惯性、不同荷载条件下设备的运动、设备与其他物体的碰撞、极端状态（如侧翻或者人员挤压）等物理学特征，从而使学员在使用真机操作前，可以真正掌握工程机械驾驶室内部结构及操作要领，有效的避免危险操作的发生。

装载机操作规程：
遵守《安全技术操作规程通则》中有关规定。
2.  行驶前应做到：
2.1 发动机起动后在低速下运转5分钟左右，长时间停放机械应活动升降机构和货斗（叉），降低管路内压力。若在冬季启动，适当延长运转时间，严禁高速空转。
2.2 听查发动机有无异音，若发现异常应查明原因，排除。
2.3 检查各仪表和指示灯是否正常，报警指示灯是否熄灭。
2.4 试验斗臂及斗（叉）油缸的动作情况。
2.5 发动机在中速运转时，确认制动气压表的指针在绿色范围内、制动报熄灭后，把制动柄放置松间位置。
2.6 换向器手柄和变速杆应放置所需档位。
2.7 放开手刹车。
3.  行驶中应做到：
3.1 行驶时货斗（叉）应离地300～500mm。
3.2 轻踏油门、缓慢起步，重载挂一档，空载可使用二档。
3.3 避免急加速、急转弯和急刹车。
3.4 道路不好或雨天易滑的路面，应避免高速行驶。
3.5 上坡向前行驶，下坡向后行驶。
3.6 下坡后驶时，应利用发动机控制速度。不许换档当车速较大时应使用脚制动降低车速。
3.7 严禁在陡坡上横向行驶，在路面上行驶时，不准出现蛇行现象。
3.8 载货行驶距离不宜超过100m。
3.9 以无特殊情况，不允许使用紧急停车阀。
4.  作业中应做到：
4.1 取货前，前后车体成直线对正并靠近货堆，同时将货斗平行接触地面，然后进行铲货。
4.2 铲货时要根据货物的阻力，选择适当的变速档位，货斗铲入货堆后，提升悬臂，同时铲斗向后收。
4.3 铲货、装车、倒车等作业或移动较近距离时，应使用左边的微动踏板，行驶时应用右边的制动踏板。
4.4 装车作业，应根据现场实际作业面，选择作业方法，如T 型循环作业，L型循环作业，V型循环作业，I型循环作业等。
4.5 作业中“八不准”：
4.5.1 不准用惯性力取货。
4.5.2 不准边转向边取货。
4.5.3 不准边运行边起升铲斗。
4.5.4 不准高速铲入货堆。
4.5.5 不准使货物偏重。
4.5.6 不准升高货斗（叉）行驶。
4.5.7 不准在货斗（叉）下面作业或维修。
4.5.8 不准超过额定载荷。
4.6 舱内作业要求：
4.6.1 舱内作业面应大于25m2 。
4.6.2 进出舱吊装前，发动机应熄火，装好车体联接杆，拉好手制动。
4.6.3 应用吊具绑挂装载机，并使前轮低于后轮200～300mm。
4.6.4 当门机抓斗进舱前，装载机应开到安全地点，抓斗未离开舱口时，装载机不准作业。
4.6.5 船舶倾斜度大于3°时，不准作业。
4.6.6 舱内应有良好的通风和照明。
5.  停车时应注意：
5.1 减速后，踏下制动踏板。
5.2 变速杆放在中间位置。
5.3 将铲斗（叉）放置地面。
5.4 拉好手刹车。
5.5 冬季停放时，应拉一下放气门，排净储气筒内水分，防止冻结。

模拟机教学和真机培训有一下优势：
1、解决上机难题
目前，国内工程机械培训学校普遍存在学员多、训练机器少造成的上机时间不足等问题，通过模拟操作培训环节的增加，不仅延长了学员上机时间，而且解决了因训练机器少、上机时间短而产生的学校与学员矛盾。
2、提高教学质量
系统配合声音、图像、动漫及互动视景设备，培养学员在真机操作前，熟练掌握装载机叉车的各种操作技能及技巧。通过操作20多项逼真的培训课题（课题涵盖装载机叉车实际工作的各种作业内容），延长培训时间，从而有效的弥补了真机训练时间短等缺陷，达到熟能生巧的目的，提高培训效率。
3、节省成本
装载机叉车操作教学仪在提高教学质量的同时，有效节省了真机培训时间。现今油价日渐走高，一台模拟培训教学仪培训成本仅仅为0.5元/小时，从而为学校节省庞大的教学开支。
4、增强安全性
学员进行训练时不会对机器、自身、教员以及学校财产带来意外和风险，避免因使用真机操作不熟练可能造成安全事故。
5、完善售后服务
硬件一年保修，软件系统免费升级、更新。
6、培训灵活
无论是白昼、阴雨天均可进行培训，培训时间根据学校情况灵活调整，解决因天气问题造成的教学不便。
7、的硬件设计
装载机叉车操作教学仪机体结构紧凑、占地小、节省空间，便于包装、运输和安置。外形简洁美观，色彩淡雅，符合审美要求，且科技感强。
方向盘、油门、刹车、操作杆等机械系统装置，操作灵敏度高、有力度感、仿真性高。座椅位置合理，扶手、靠背、前后方位可调节，舒适感。
32寸品牌高清1080P液晶显示器与高配置电脑主机为保障软件运行提供了良好的硬件环境。
8、理论与实践的有机结合
装载机叉车操作教学仪包含真机操作注意事项、真机视频教学录像以及动漫形式的机械构造示意动画，并可在后期，继续对理论教学内容进行添加和更新。
装载机叉车操作教学仪将理论学习和模拟操作训练有效的结合在一起，仪器使用成为装载机叉车培训过程中的一个重要环节。
9、真实感强
硬件、软件设计采用与真机相同的操作机构，和真机操作有着相似的操作真实感。系统软件中具有机器金属反光效果、阴影效果，加上倒车镜与机械运行声音等，使得整个操作画面更加形象、逼真。
10、软件采用逼真的驾驶室视角和固定的侧面第三人称视角，模仿真机，从根本上解决了因视角缺陷而造成的操作失误。
11、添加了丰富的场景元素，逼真再现了各种工地的工作环境，例如：完成装车任务后，货车自动开走，叉车在仓库内货架堆放、移库倒桩等，给人一种身临其境的感觉。
多样化的操作课题
12、装载机叉车操作教学仪设立了各式各样的操作课题，并对难以掌握的训练科目（装载机上下板、地面找平、公路剥土、叉车货架堆放、货物移库、限道行驶等）采用不同的课题表现方式进行操作练习。
13、学员通过长时间的课题操作，可以熟练掌握各种操作技巧和动作要领，不仅大幅度降低了培训成本，同时提高学员的操作水平。
14、人性化的设置
软件中增加大量的错误操作提示（内容包括文字提示、红色警戒提示等），帮助学员及时纠正违规操作和错误动作。像真车一样设置了速度档位调节，满足了不同学习阶段的学员需求，使软件更加人性化。
15、场景教学中的所有课题全部采用秒表计时，每个课题的学习都能按照一定的时间进行，使学员有充足合理的模拟训练时间，更好地掌握各种操作技巧、技能和动作要领。
价值体现
16、可观的性能价格比
能使学员尽快掌握理论知识和基本操作技​能，使学员的心理素质和反应能力得到综合训练，节省实际上机训练时间，减少学员真机训练时的意外事故。教学仪耗能很小，没有油耗、车损，有效减轻了驾驶操作训练日常运作的人力、物力、财力负担。
17、科学规范的教学内容
教学内容根据装载机叉车操作训练要求制作，并根据学员学习特点科学安排学习内容，规范操作训练动作，克服了以往“师傅带徒弟，毛病代代传”的弊端。基础知识教学可以做到科学化、规范化；提供仿真度很高的操作虚拟训练环境，对驾驶员的综合素质进行培训；整个系统可以实现装载机叉车操作教学考核。
18、可靠的信誉、的服务
系统在研制时，电气、传感器、机械、通讯等单元都采用可靠性高的设计方案，了整   个系统能长期稳定地工作。 由于产品的技术含量较高，产品主要的维护服务由本公司提供。

硕博出品的虚拟仿真设备均具有外观专利及软件自主知识产权认证，在满足正常训练教学的基础上并提供免费系统升级和客户定制等服务。
多机协同作业功能
实现局域网内多种施工设备在同一场景内协同配合,按教师端下达指令完成施工任务,系统可对单机操作进行评分，同时也对协同任务的完成情况进行评判。
身份信息识别装置
可自行添加或删除学员的身份信息，并对学员训练时间、错误操作、成绩评定等培训记录存档并打印。
自定义场景编辑
教师端（指挥端）可自行编程设置施工场景、任务要求、设备数量、种类等技术参数，功能强大、操作简便，仅需鼠标拖拽即可完成新课题、新场景的搭建工作，适用于各级指挥人员的战术、战略要求，为训练效果提供可靠保障。
逼真的虚拟仿真效果
采用1:1的比例搭建课题设计、设备模型等场景元素，逼真程度足以混淆真假。结合头盔式显示装置可实现身临其境的震撼效果。
自由度动感平台
任何一款模拟器均可选配自由度动感平台，实现与真机操作相同的颠簸、倾倒、撞击等真实感受。（可选配3自由度平台和6自由度平台两种配置）
真机原装配件改装
模拟器核心操作部件均采用真机原装部件进行改装生产，其操作原理和感受与真机操作完全相同，工业化的生产工艺和流程确保产品质量。
整机精模铸造
为确保产品的外观、尺寸及实现批量化规模生产，我公司所有模拟器外观均由工业设计院精心设计，国内模具企业代工开模，采用绝缘耐腐蚀材料（玻璃钢材质）制造，从根本上确保产品外型精美、、整齐划一。

1、作业场景使用Unity3D引擎的灯光系统和地形系统，实时渲染，使得更加真实。
2、系统提供多种外设接口，具体包含IC卡、3D头盔、动感平台、集成控制器、蓝牙设备等，可实现信息识别、头部跟踪、动作感受、集成控制、资料共享等功能，满足采购方丰富的教学需求。
3、培训数据通过联机传输至教师管理平台进行存储、调阅、打印。
4、实现记录学员培训或考核的成绩功能，要求配备彩色打印机，即时进行联网成绩打印。
5、教师可自主设定训练或考核评分标准，并对受训者进行文字、语音等安全提示。
6、设置多种视角，如：驾驶室视角、固定第三人称视角、侧视角、俯视角等。
7、可实现场景自定义编辑功能，自主编辑各种协同或单机作业场景，配合教师端进行课题设计、操作训练。
8、能够体现出机器状态参数的实时变化，如：燃油、速度、正反手、安全锁等。如果有参数超过警戒值，会有警告提示。
9、该系统可加装多自由度平台，可以实现设备对工况、路况的真实反映。（选配）

工程机械操作工资源包
1.视频画面清晰，播放流畅，全片图像同步性能稳定，无失步现象；图像无抖动跳跃，色彩无突变，编辑点处图像稳定；白平衡正确，无明显偏色，多机拍摄的镜头衔接处无明显色差；
2.视频类素材每帧图像颜色数不低于256色或灰度级不低于128级,采用帧内压缩模式；
3.除原始视频文件外，所有视频数据还需要制作成下载文件（wmv）大小为1280720，预览文件（flv），大小为1280720；
4. 字幕要求：字幕要使用符合国家标准的规范字，不出现繁体字、异体字(国家规定的除外)、错别字，清晰美观，能正确有效地传达信息。字幕尽可能少，在节目中的停留时间以能看清楚为准；
5. 字幕的字体、大小、色彩搭配、摆放位置、停留时间、出入屏方式力求与节目中的其他要素（画面、解说词、音乐）搭配恰当，不能破坏原有画面；
6.视频拍摄采取两机位交叉拍摄，后期根据课程需要，视频剪辑合并。
制作软件
Macromedia Flash软件制作
绘制场景要求采用矢量图绘制，色彩和谐、线条简洁统一、画面简洁、构图合理，机械部件结构清晰、运动准确；
镜头之间衔接自然、不生硬；
二维输出帧频不低于25帧/秒，画面无闪动；
输出视频文件插入三维影片中和谐统一、不突兀；
动画画面清晰，播放流畅，播放时无明显噪点；
动画连续，节奏合适，帧和帧之间的关联性要强；
动画解说，配音应标准，无噪音，声音悦耳，音量适当，快慢适度，并提供控制解说的开关；
静止画面时间不超过5秒钟，动画演播过程要流畅；
字幕要求：字幕要使用符合国家标准的规范字，不出现繁体字、异体字(国家规定的除外)、错别字，清晰美观，能正确有效地传达信息；
字幕的字体、大小、色彩搭配、摆放位置、停留时间、出入屏方式力求与节目中的其他要素（画面、解说词、音乐）搭配恰当，不能破坏原有画面；
终影片扩展名：*.flv、*.wmv、*.MP4；
存储格式为flv格式；
三维动画采用max制作，依照所提供脚本，制作教学演示动画文件。
模型镜头展示的模型真实、不限、贴图清晰、光照自然。
三维动画运动流畅、无破面。
终渲染输出使用vray渲染器进行渲染，渲染输出输出格式为：1280*720
视频文件能够在网络环境中正常播放。模型，光照自然，贴图真实，运动流畅，镜头应用合理，表现细腻，正确反映主题。
适当添加影视。
影片整体风格保持统一，
动画扩展名：*.flv、*.wmv、*.MP4；
动画画面清晰，播放流畅，播放时无明显噪点；
动画连续，节奏合适，帧和帧之间的关联性要强；
动画解说，配音应标准，无噪音，声音悦耳，音量适当，快慢适度，并提供控制解说的开关；
静止画面时间不超过5秒钟。动画演播过程要流畅；
存储格式为flv格式；
字幕要求：字幕要使用符合国家标准的规范字，不出现繁体字、异体字(国家规定的除外)、错别字，清晰美观，能正确有效地传达信息；
字幕的字体、大小、色彩搭配、摆放位置、停留时间、出入屏方式力求与节目中的其他要素（画面、解说词、音乐）搭配恰当，不能破坏原有画面；
工程机械操作工资源库明细
1.视频库技术内容要求
2.安全操作规程，8分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
3.操纵装置的识别和应用，6分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
4.出车前的检查，6分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
5.仪表开关识别，6分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
6.驾驶操作训练，20分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
7.驾驶操作要领，14分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
8.复杂地形驾驶操作，6分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
9.基本作业，6分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
10.简单路段作业，6分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
11.复杂路段作业，6分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理
12.常用工具、检测设备使用，10分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
13.例行保养，5分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
14.保养，20分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
15.二级保养，30分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理；
16.三级保养，30分钟操作示意视频，剪辑后需要配音，教学要点要求处理。
工程机械动画库技术内容
1.作业原理，0.25分钟，利用二维实现方式实现作业原理；1.75分钟利用三维实现方式实现作业原理；
2.设备结构，4分钟，利用三维方式实现结构和原理的展示；
3.传动系统，2分钟，利用三维方式展示结构和原理；
4.制动系统，2分钟，利用三维方式展示结构和原理；
5.液压系统，0.25分钟利用二维方式展示结构和原理，1.75分钟利用三维方式展示结构和原理；
6.转向系统，2分钟，利用三维方式展示结构和原理；
7.液力变矩器，4分钟，利用三维方式展示结构和原理；
8.电器系统，0.5利用二维方式展示结构和原理，3.5分钟利用三维方式展示结构和原理；

工程机械虚拟仿真实训软件：
一、教师端功能模块
系统登陆功能：
具有系统登陆功能，管理者可通过输入用户名、密码登入系统。
项目管理功能：
1、项目查询
可对同一训练项目，也可是不同的训练项目，集中统一的进行管理；如：挖掘机、装载机、推土机等培训结果查询。
2、科目查询
可对同一训练项目中的不同训练科目进行图表化的统计、分析。
3、考核点内容
可对同一训练科目中的不同考点内容进行图表化的统计、分析
学生管理功能：
1、学员列表：可按训练项目、时间查看、导出、打印学员信息；如身份证、受训项目、所获成绩 。
2、正在作业的学员：显示正在训练或考核的学员列表，可查看受训学员正在进行的训练科目及成绩的详细信息，同时还可通过视频来查看当前操作状态。
3、已完成考核学员：显示已完成考核或训练的学员成绩，并打印或数据导出。
4、单一学生查询：可通过编号或姓名查找某一受训者的详细信息。
系统管理功能：
1、密码修改：管理者可修改本人的登陆密码。
2、管理员新增：可以新增管理员。
3、特种设备IC卡信息的录入和更改。
4、删除管理员：超级管理员可删除某一管理人员信息。
5、管理员列表：可查看管理员信息。
6、理论考试题库的管理：自主管理理论考试题库（增加、编辑、删除）。（需要增加学生端，可以进行理论资料和视频资料的学习，同时可以实现理论考试功能。）
二、学生端功能模块
系统登陆功能：
具有系统登陆功能，学员可以通过信息识别装置登入系统。
实现功能：
1、理论资料
可以自主添加、修改、删除、查看（文件支持PDF格式）。
2、视频资料
可以自主添加、修改、删除、查看（文件支持AVI格式）。
3、理论考试
▲随机抽取100道题目，每个学员的题目都不尽相同，考试时间90分钟（考试完成后考核成绩自主提交到教师端数据库）。

工程机械应急救援系统
系统应采用的设计思想、合理的体系架构，选用成熟的技术和软硬件产品，使系统功能优化、模块化，将平台内部各组成部分在技术上的相互依赖性减至低，确保平台具有较强的生命力。
（一）基于HLA的系统架构
系统的建设涉及多机互联的模拟器，在体系结构设计方面，需采用目前国际上通用的HLA体系结构。通过基于HLA体系结构的设计及实现，使连接到训练模拟器的各个分系统成为系统总线上的一个可更换的标准组件，HLA框架下的联邦组成逻辑关系如下图1所示。

图1　联邦组成逻辑关系示意图
系统将接收教师端指挥人员提供目标地点的各种环境评估数据，包括水、气候、环境、道路等场景情况，以及目标区域的地形地貌、地表附着物情况等，输入平台后，形成原始工程环境信息。ARCGIS导出的RAW格式的地形高度栅格数据图，通过平台的数据对接接口读入数据，用算法在虚拟现实引擎内初步绘制场景并进入场景编辑阶段。
工程环境信息要求可视，一是不同色彩表示环境情况，使用色块示例标出不同色彩的环境信息；二是不同区域的环境信息可形成报表，可后台生成和运行，也可随机调出查看和打印。
（二）应用程序的编程语言
应按照J2EE规格，采用VC++或Java编程语言和服务器端Java技术。
（三）面向对象的组件技术
应采用面向对象的组件技术开发可重复使用的组件，以便利用这些组件能顺利地建立分布式应用程序。
（四）扩展性要求
所有模块基于组件开发，可插拔。项目建成的系统模块间应相对立，接口清晰，内部的业务流程升级和改造与其它模块无关，应为二次开发提供标准的API等，以满足今后业务规模、业务类型及集成范围的扩展性需要。
2、产品原则
（一）实用性和可能性
系统应具有方便实用、易于部署维护的特点。要着重提高系统整体运行效率，同时方便用户使用和系统管理。
（二）可靠性和稳定性
系统的设计应从系统整体结构、技术措施、运行管理等方面综合着手，实现大的平均无故障时间。
（三）性和成熟性
平台设计应采用目前成熟的技术，开发制作应采用规范的系统工程方法，确保方案的合理性，技术的可行性，方法的科学性。
（四）开放性和标准化原则
系统平台应是开放的、符合业界主流技术标准的，力求硬件环境，通信环境，软件环境、操作系统平台之间的相互依赖性达到小，易于数据扩充维护，便于新建应用系统部署。
（五）可扩展性
为适应应用的不断扩展，信息资源的不断丰富，系统平台的软硬件环境具有良好的扩展性，并易于升级更新。
（六）业务流程易于定制
新建业务系统应面向业务应用，便于根据编制体制、教学训练任务的调整变化，随时、方便地调整定制业务流程。
（七）可管理性和可维护性
为便于日常管理与维护，系统本身及第三方软件应具有良好的可管理性和可维护性。
3、系统总体框架结构
该系统可开展工程作战保障环境方案设置、单机模拟训练、单装训练考核、联合训练考核以及保障方案推演验证等实验及训练。系统平台由装备模拟器、联合作业虚拟场景软件、模拟器互联互通软硬件平台和运行环境编辑器等部分组成。
3.1设备参数要求
3.1.1中央监控台
（1）可监控任意1台半实物模拟操作装备当前的操作、运行状态，分发任务，具备集成各种推演数据进行分析评估的功能，得出验证结果；可以查询联网的每1台模拟操作装备当前操作的明细情况，并打印训练成绩。可通过摄像监控查看并且可以随机切换各种图像，投向融合监控大屏幕。
（2）除基本的硬件建设外，为发挥硬件的实验功能，有完善的配套软件，包括模拟器单装训练与考核软件、模拟器联合作业软件、联合作业指挥监控与评估软件、联合作业虚拟场景编辑软件等


一、项目概述
多媒体三维互动培训技术已经被广泛的应用于各种领域。在工程机械领域很多厂商、中职院校也注意到多媒体三维互动培训技术对产品表现、培训教学等方面的优势，并利用其表现技术优势对各种工程机械产品进行宣传、教学和制作视频课件，广泛的应用于工程机械应用与维修课件教学、培训考核、展会演示、产品推广等领域。
二、多媒体三维互动教学系统主要目的及特点
抛开传统培训模式中的枯燥的填鸭和复杂解说，以三维互动技术为核心，结合三维及二维动画、视频、图片、文字等多媒体表现形式带来一种全新的培训方式。应用范围包括为中职院校、工程机械维修人员培训；支持触摸屏，可通过投影、显示器、立体头盔显示器、触摸屏等设备上进行教学、演示。
多媒体三维互动教学系统将为我们带来：
1）更直观的产品信息表现形式。通过三维建模，重现产品真实外观，可通过触摸屏自由进行缩放、旋转、产品爆炸、查看平面流程图等操作，改变了只能通过现场设备讲解的传统方式。
2）具有构想性。产品数字化技术应具有广阔的可想象空间，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
3）更便捷的学习通道。通过三维互动的教学方式，可以的提高学习效率，讲师进行产品讲解时更加方便快捷，学员也更容易理解接受。
4）降低培训成本。抛弃以住的实体产品讲解方式，节省了产品样品制作及运输成本。该系统三维部分支持互联网上的应用，不受空间及场地限制，更有利于知识的传播。
三、主要功能模块
1、启动界面：学校名称及LOGO
2、建立多产品、多机型选择平台，为以后扩展做准备
3、产品选择界面：通过二级菜单选择几大系统下各个产品
4、产品演示界面：
1）360度旋转：从工具栏中选择旋转工具，利用鼠标拖拽实现产品任意角度旋转
2）放大缩小：从工具栏中选择缩放工具，利用鼠标拖拽实现产品的放大缩小
3）爆炸/组合：点击相关按钮查看产品爆炸/组合状态,点击单部件，查看零件名
称及参数表（ 带滚动条，以显示更多数据）
4）二维原理动画：点击按钮查看产品运行原理二维动画
四、内容实现
针对工程机械行业培训实际情况，教学课件仅用某种形式难以满足实际培训需要。本次教学系统以方便学员了解设备原理与构造为目的，采用动态二维图纸、三维动画、三维互动等多种形式系统直观的让学员更快的了解相关知识。
1、表现形式
1）模型选取:
采用行业内通用率较高的品牌部件为案例,进行比例建模,大程度还原设备真实性.
2）结构展示:
展现部件结构及关系：包括整体结构模式、总成拆分模式、爆炸图模式、单部件展示、外壳及部件透明模式。
3）机械原理的动画展示:
采用模型剖面、物体动画、材质动画、粒子动画，结合二维平面动画表述设备的运行原理，使晦涩难懂的运行原理变得容易理解。
部分原理展示运用flash技术将平面图、剖面图按照功能实现动态展示，达到清晰表达的目的。
4）需要展现整体结构及相互关系的部分，采用三维互动形式720度任意旋转，直观方便。
5）原理展现部分以设备某一动作为线索，根据部件相互作用关系采用三维动画展示。动画中用剖面、透明显示展现现实情况中不可能看到的内部运行状态。
6）二维图纸作为常见的工作原理了解途径而普遍采用。把二维图纸动态化展示与三维动画相结合使知识讲解方式多样化，讲解内容更容易理解。
2、互动形式参考
1）部件拆装
可根据预定顺序自动展示部件拆装动画，可选择自动播放、上一步、下一步、暂停。
也可选择手动模式，手动拖动部件至安装位置附近时自动吸附。安装顺序错误时出现相应提示。
2）根据功能模块多级菜单选择。
3）爆炸图、部件信息查询、平面图对照。
可选择爆炸图模式，相关总成自动拆分为爆炸图现实可选择平面图对照。选择相应部件高亮现实并可选择现实部件信息。
4）所有三维展示部分360度实时旋转，放大、缩小。
5）原理展示动画
需要原理展示部分可通过二维或三维动画的形式予以展现，展现效果直观易懂（三维动画部分费用另计）
五、技术要求
1．操作类型：
 三维互动、三维动画、二维演示
2．界面外观及要求：
1）视角：人称
2）图形分辨率：1024*768
3．三维引擎： UNITY3D
4．客户端平台：
(运行客户端所需低配置要求)
操作系统：win98,xin2000,winxp,win2003,vista,windows7
双核CPU主频2.3GHZ以上。
2G以上内存，强烈建议4G内存。
板载显示要达到AMD3200或Nvidia8200以上，立显卡达到ATI1650或NVIDIA6600及以上。
六、技术实现
1．模型部分：
1) 需建模。
2) 贴图烘焙。
贴图烘焙技术也叫Render To Textures，是一种把max光照信息渲染成贴图的方式，而后把这个烘焙后的贴图再贴回到场景中去的技术。这样光照信息变成了贴图，不需要CPU再进行计算，只要算普通的贴图就满足需求，所以速度极快。
2．互动部分：
基于UNITY3D引擎开发的三维互动系统，将前期的模型贴图数据和动画文件整合，进行实时的三维互动操作。
3、动画部分
1) 二维互动和二维动画采用FLASH平台
2) 三维动画部分采用MAYA、PROE建模，MAYA动画渲染，AE后期合成。