深水鋪管仿真系統(tǒng)軟件集成關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、深水管道的鋪設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程作業(yè)，實(shí)際鋪管的過(guò)程當(dāng)中涉及多種工藝流程、以及多個(gè)操作過(guò)程包括起始鋪管、正常鋪管、棄管和收管過(guò)程，并受到海流、海浪、天氣等惡劣環(huán)境的影響。因此，很有必要開(kāi)發(fā)一套視景仿真系統(tǒng)，以便于工程過(guò)程的演練以及操作人員的培訓(xùn)。為此，本人所在的仿真課題組開(kāi)發(fā)了一套深水鋪管作業(yè)視景仿真系統(tǒng)。本文工作就是在研發(fā)深水鋪管視景仿真系統(tǒng)的同時(shí)，針對(duì)該仿真系統(tǒng)軟件集成中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)和提出相應(yīng)的模型和方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并

2、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵模塊。論文工作主要包括以下方面：
　　首先，給出深水鋪管仿真系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架，并研究鋪管作業(yè)數(shù)學(xué)模型的建立和計(jì)算方法。鋪管作業(yè)數(shù)學(xué)模型的建立是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工作，而S型管道形態(tài)的仿真則是其中的關(guān)鍵。本文在已有數(shù)學(xué)模型的理論基礎(chǔ)之上，分析了數(shù)學(xué)模型的計(jì)算邏輯關(guān)系，提出了深水鋪管數(shù)學(xué)模型的建立過(guò)程，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了深水S型管道形態(tài)的計(jì)算算法，并將管道形態(tài)的計(jì)算結(jié)果以可視化的方式輸出。
　　其次，分析了鋪管作業(yè)視景仿真

3、系統(tǒng)軟件集成過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，提出解決的相關(guān)算法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法的可行性。這些關(guān)鍵問(wèn)題包括三個(gè)方面：
　　1）程序與視景之間海量數(shù)據(jù)如何傳輸?shù)膯?wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，本文提出了一種海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃惴?，解決了大數(shù)據(jù)傳輸時(shí)出現(xiàn)的視景卡頓現(xiàn)象，從而滿足了視景仿真的需求。
　　2）仿真系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間如何同步的問(wèn)題。本文基于被動(dòng)式時(shí)間同步算法，結(jié)合仿真系統(tǒng)的實(shí)際特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)時(shí)間同步算法，保證了各個(gè)分系統(tǒng)能夠按照預(yù)先設(shè)定的過(guò)程進(jìn)行

4、，滿足了仿真系統(tǒng)對(duì)時(shí)間同步的精度要求。
　　3）各分系統(tǒng)之間如何進(jìn)行消息傳輸?shù)膯?wèn)題。本文采用基于消息的異步套接字通信模式，根據(jù)仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了消息的格式，開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊，從而能夠很好地滿足分布式的鋪管仿真系統(tǒng)中各分系統(tǒng)之間的信息交互需求。
　　最后，在對(duì)仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程以及內(nèi)部數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，完成鋪管仿真系統(tǒng)的關(guān)鍵功能子模塊，包括主控系統(tǒng)功能子模塊、系統(tǒng)回放功能子模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及曲線輸出功能子模塊的設(shè)