仿真系统通信设备论文

1仿真系统架构

在通讯时，考虑GMDSS教学的特点，依据NB-DP设备的组成和工作原理，确定开发的NBDP仿真系统采用Client/Server的网络架构，构建了小型局域网的NBDP仿真平台，如图2所示，对数据在网络上的通讯，采用工作站与工作站直接的对等通信方式，各个客户端模拟机(学生机)可通过建立的局域网进行实时交互仿真通信，服务器(教师机)可以管理和控制双方的通信过程。这种教师与学生非面对面的教学手段也提高了教学的质量和效果［4］。

2设备功能的仿真

NBDP仿真系统是在Windows环境下开发的，为便于程序的设计与日后的升级维护，实际开发过程中选择MicrosoftVirtualStudio2010作为开发平台，C++作为开发语言，考虑到NBDP仿真系统要集成到本实验室的GMDSS模拟器中，为了便于系统调试，这里采用动态链接库(dynamiclinklibrary，DLL)方式编写程序模块，届时与NBDP模拟器集成时只需调用相应的DLL文件［5］。参照日本JRC公司的JSS296型NBDP，仿真系统实现的主要功能如图3［6］。

2.1终端显示器的仿真

设备界面模拟的逼真与否一定程度上体现了系统的优劣［7］。由于NBDP真机的操作比较复杂，其显示界面的仿真工作量也比较大，涉及到多视窗间的相互控制，因符合“后进先去”原则，故通过“栈”这种数据结构进行对话框的销毁与显示［8］。为了尽可能的和真实的操作相同，在具体实现上采用“非模式”对话框来显示。当有新界面出现时，就将其加入“栈”中。代码如下:当界面退出时，就将对话框销毁，并在“栈”中销毁该对话框对象。代码如下:new操作符在堆中动态创建对话框对象，通过调用Create函数启动对话框，调用DestroyWindow函数删除窗口，这样就显示出来了被销毁对话框的前一个界面。如果要实现界面跳跃，只需按照上面的操作连续销毁前两个或多个界面，并删除对应“栈”内保存的对话框对象即可［8］。模拟器的操作界面及其繁复跳转的逻辑控制就是通过这种“入栈出栈”的方式实现。

2.2键盘响应的仿真

对于键盘响应的操作，可通过在对话框类里重载了MFC中CWnd类的PreTranslateMessage(MSG*pMsg)虚函数，将当前视窗的控制权以指针的方式传递，由此可以模拟显示相应界面。按照真实设备中的逻辑关系，用键盘上的相应按键来控制和显示对话框界面，完成菜单焦点及界面的选择与切换等相关的操作，达到了比较真实的模拟效果。

2.3电传通信的仿真

NBDP有两种主要的电传通信方式，分为自动请求重发ARQ、前向纠错FEC(CFEC和SFEC)两种方式［9］。对这两种方式的模拟是NBDP仿真系统的重点工作，同时，在模拟通信时还可以选择地面站、报文信息、通信业务以及目的地(包括对方所在的洋区码和对方的ID号)。以下分别介绍两种通信方式的模拟过程。

2.3.1ARQ方式通信

ARQ方式也称为NBDP的A方式，ARQ通信窗口在Connect窗口的ARQ菜单中调出，首先在弹出的屏幕上选择发送方式是手动方式还是自动方式，设置好经转岸台及工作频率，确认无误后回车，通过教师机的控制信号和工作站登记信号激活调制解调器，发信机开始呼叫，当锁定连接并建立无线链路后，进行通信操作，发送电文，拆除无线线路［10］。具体通信程序设计流程如图4所示，发送界面如图5。

2.3.2FEC群呼操作

FEC方式也称为NBDP的B方式，广播式前向纠错方式(CFEC)是一台对所有台的通信方式;而选择性前向纠错方式(SFEC)是一台对一组或某一电台时的FEC通信方式，其区别在于是否需要输入被呼电台的选择性呼叫号码。FEC群呼操作的通信程序设计流程如图6所示，发送界面如图7。

3实操的自动评估

目前国内有关GMDSS实操评估还是人工评判，不仅评估员的工作量巨大、也难以保证评估的客观性和公正性。开发的GMDSS模拟器可以实时记录学员的操纵过程，依据学员的操作步骤和模拟器系统的相关状态参数进行自动评估。评估结果的相对客观性和合理性已经在教学培训中得到证实。实操过程记录根据海船船员适任评估规范，为了保证评估操纵的合理性，我们建立了实操自动评估模型，该模型主要从是否完成题目要求，操纵时间和操纵步骤三个方面设计。实操评估分数NBDP评估总成绩的计算公式为:ER=(MT•MTW+MS•MSW)•f(Ta)(1)WPT+WPS=1(2)式中，ER为评估总成绩(evaluationresult);MT为NBDP评估得到的关于操纵时间的分数(manipula-tiontime);MTW为评估得到的操纵时间分数与操纵步骤分数相比的权重(weight);MS为评估得到的关于操纵步骤的分数(manipulationstep);F(t)为判断任务是否完成的函数，Ta为评估操纵实际使用时间;MSW为评估得到的操纵步骤分数与操纵时间分数相比的权重(weight)。

4结束语

所开发的仿真系统能够真实的再现设备的所有的页面，较逼真地实现了NBDP操作流程及通信过程;同时，实现了对船员操纵的自动评估，达到了船员进行模拟训练和实时评估的目的。系统已经集成到大连海事大学的GMDSS模拟器中。本系统的开发对规范GMDSS模拟器中NBDP业务流程，提高实操训练效果与教学质量具有直接现实意义。在今后的工作中，要改进操作评估算法，使评估功能更加稳定、评估结果更加客观，进而使模拟训练系统更加完善。

作者：蒋效彬 任鸿翔 刘晶晶 单位：大连海事大学航海动态仿真和控制交通行业重点实验室