專利名稱：一種航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)及其方法，特別是涉及一種能夠?qū)⒛M機訓練中可以實現(xiàn)量化管理的數(shù)據(jù)進行處理，由原來的完全主觀評估轉(zhuǎn)為采用技術(shù)手段實現(xiàn)對模擬機飛行訓練品質(zhì)全程客觀評估，甚至能對模擬機內(nèi)的訓練過程進行仿真回放講評的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
航空運輸是一個高度復雜的系統(tǒng)，涉及人員、飛機和運行環(huán)境三大要素，根據(jù)各種資料統(tǒng)計，在發(fā)生的飛行不安全事件(含事故和事故征候)中，因機組原因造成的占了70％，因此，國內(nèi)外民航界一致公認飛行人員作為飛機飛行的操縱和管理者，處于控制系統(tǒng)的核心地位，其素質(zhì)的高低對保證飛行安全具有致關(guān)重要的意義，降低機組錯誤是減少事故發(fā)生、提高航空安全水平的首要關(guān)鍵的預防線。為了解決人的因素的問題，各國的航空公司或民航科研機構(gòu)都在對人的因素進行積極的研究，除了在實際飛行運作中要對運作系統(tǒng)和人員實施有效的管理和監(jiān)控之外，如何在飛行人員進入實際運作之前和之后進行持續(xù)、穩(wěn)定、高質(zhì)量的初始培訓、改裝培訓和復訓是保障航空安全的一個重要源頭。
飛行模擬機是能夠提供最接近真實飛行的訓練工具，也是飛行人員接受對飛機操縱和管理的重要培訓場所，所以提高模擬機培訓質(zhì)量對培養(yǎng)高素質(zhì)的飛行隊伍，保障航空飛行安全有著非常重要的意義。現(xiàn)有的模擬機硬件設(shè)備主要包括運動系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、操縱載荷、機載設(shè)備、教員操縱臺、儀表與接口設(shè)備、主控計算機，其中，視景系統(tǒng)包括視景顯示硬件生成系統(tǒng)和視景計算機及其軟件；機載設(shè)備則有兩種類型(1)全部或大多數(shù)顯示儀表和相應(yīng)的管理計算機為真實飛機部件，這種構(gòu)型的模擬機仿真性很強，但是存在著一些在飛機部件間傳輸?shù)娘w行數(shù)據(jù)和儀表顯示參數(shù)無法直接從模擬機主控計算機上獲得的問題；(2)全部的傳感設(shè)備以及飛機獲得真實世界數(shù)據(jù)的接口由軟件模擬，可以通過模擬機的主控計算機得到所有的數(shù)據(jù)；接口設(shè)備——機柜，是為了模擬機主控計算機與各種儀表和飛行相關(guān)的管理計算機的聯(lián)接而專門設(shè)置的，因為模擬機上的各種各樣的儀表均采用飛機上的儀表，不能直接與主控計算機連接；主控計算機則是模擬機的控制中心，模擬機的絕大部分控制都集中在這里，飛機飛行模型的核心計算是在主控計算機上進行，飛行員在駕駛艙的動作如開關(guān)電門、操縱舵面、油門等輸入經(jīng)接口機柜集中傳送到主控計算機里，主機經(jīng)過計算后，把飛機的姿態(tài)、位置、儀表顯示等信息再經(jīng)接口機柜傳送到駕駛艙里(參見
圖1)。
模擬機本身配有飛行模擬軟件，是用來運行、維護模擬仿真的工具軟件。它包括操作系統(tǒng)軟件和由制造公司編寫的模擬軟件及其支撐環(huán)境平臺(CAELIB)。其中支撐環(huán)境平臺主要是編譯連接庫和一些工具軟件。操作系統(tǒng)軟件主要分為主控軟件、視景軟件、教員臺軟件。主控軟件在主控計算機上運行，是模擬機系統(tǒng)的核心，它由很多程序模塊組成，包括模擬飛機各個系統(tǒng)的程序模塊、模塊之間的運行調(diào)度程序等，這些程序模塊經(jīng)過編譯后，與模擬機的函數(shù)庫文件連接，生成sp0c0.exe和ap0c0.exe兩個模擬機運行主進程的可執(zhí)行文件。sp0c0.exe為同步進程(Synchronous)，以穩(wěn)定的時間間隔運行，ap0c0.exe為異步進程(Asynchronous)，運行時沒有穩(wěn)定的時間間隔，一般用于輸入/輸出接口模塊。教員臺軟件是給飛行教員提供飛行訓練所需的模擬機的操作界面。視景軟件是生成模擬機視景的軟件。
模擬機訓練的目的一、初始訓練，讓沒有飛行技能的學員，按照模擬機訓練大綱的要求，熟悉和掌握各種飛行科目所涉及的飛行技能。二、改裝培訓和復訓，讓已經(jīng)畢業(yè)的飛行員按照模擬機訓練大綱的要求，進一步提高飛行技能，逐步晉升為副駕駛或者機長。而鑒別一個學員是否完成了訓練大綱的要求，掌握了駕駛飛機的飛行技能，則需要學員在完成各種訓練科目后，由教員根據(jù)相關(guān)的考核標準，通過考察學員在飛行考核中的表現(xiàn)，對所飛的各個項目進行打分，最后綜合這些分數(shù)，以決定學員是否通過飛行考試。雖然模擬機的硬件設(shè)備一直在進行技術(shù)更新，但是其所采用的教學手段卻沒有明顯的變化，尤其是在教員對學員進行飛行講評和測試上，始終是采用飛后口頭講解、畫圖說明和手工打分等方式。由于飛行操縱是一個復雜的過程，在駕駛艙內(nèi)有數(shù)百個儀表提供幾千個參數(shù)，對于某個飛行時刻，按照考試大綱的要求可能要考察多個飛行項目，其中有可能涉及多個儀表和眾多的參數(shù)，即使教員有豐富的駕駛經(jīng)驗，也不一定能同時跟蹤太多的飛行參數(shù)，因此這種口頭講評、手工打分的方式必然會帶來以下的缺陷(1)由于測試完全是依據(jù)檢查員的手工評分，因此在對受檢人員的測評中主觀評估性過大，出現(xiàn)因檢查員不同，而評分也隨之出現(xiàn)較大差異的情況，造成放飛標準不統(tǒng)一；(2)由于缺乏對教學過程和模擬飛行過程的情景回放，講評容易出現(xiàn)遺漏和受到教官主觀意念的影響，造成針對性和客觀性不強，學員可能不能充分了解自己的技術(shù)狀況；(3)缺乏對教(檢查)、學(受檢)雙方的外部觀察，給實施標準化教學和測評帶來相當?shù)碾y度，另外，一名飛行學員畢業(yè)后進入航空公司后，在其成長為合格的副駕駛或機長的漫長時間內(nèi)，將接受多個教員的培訓和不同檢查員的檢查，主觀因素所帶來的不利影響十分突出。
國外已經(jīng)有一些航空公司和模擬機制造公司意識到模擬機教學中存在的問題，開發(fā)研制了一些技術(shù)1.阿拉斯加航空公司在其公司的麥道系列模擬機上采用了一種計算機輔助評估系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可以對模擬機訓練過程中機組操縱的那些可以量化的飛行技術(shù)指標進行評估和打分，并輸出各個飛行科目的指標成績單。
2.航空模擬機制造公司——加拿大CAE公司在近期生產(chǎn)的模擬機上加裝了一個記錄回放系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以記錄30分鐘的模擬機飛行過程，并能夠在模擬機上再現(xiàn)出來。其不足之處是(1)由于錄制時間短，無法對整個飛行過程進行記錄；(2)占用模擬機訓練時間，必須在模擬機上回放，成本高，無法參與控制，不方便教學；(3)座艙錄像和艙音的回放與模擬機再現(xiàn)相互獨立，無法在同一時間播放。
3.英國飛行數(shù)據(jù)公司(FDC公司)出品的CADS系統(tǒng)(Computer Aided DebriefingSystem)是運行在SGI公司的小型工作站上的模擬機輔助訓練系統(tǒng)，可以通過用戶提供的模擬機相關(guān)數(shù)據(jù)進行仿真，回放整個訓練過程，同時它還可以錄制駕駛艙內(nèi)的錄像，與仿真同步播放。其不足之處是(1)自身沒有模擬機數(shù)據(jù)下載功能，必須由系統(tǒng)使用單位提供模擬機運行數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換CADS系統(tǒng)可識別的格式；(2)沒有飛行操縱的量化評估部分，如果需要進行飛行操縱的量化評估，只能使用該公司針對實際飛行所開發(fā)的飛行操縱品質(zhì)監(jiān)控軟件(FOQA)。由于實際飛行過程中是按照正常飛行進行操縱，但模擬機訓練的許多科目則是針對非正常狀態(tài)下的飛行能力訓練，因此普通的FOQA軟件無法應(yīng)用到模擬機訓練評估中；(3)其仿真系統(tǒng)定位于一個通用系統(tǒng)，對所有機型都使用一個界面和同一套儀表操縱顯示，針對性較差，同時采用一個固定的3D機場模型，影響機組在仿真過程中對飛機降落地點是否正確的判斷；(4)數(shù)據(jù)和音視頻采樣率低，導致仿真效果不理想，音視頻回放時有嚴重的跳躍感，畫面質(zhì)量差；(5)硬件能力較低，系統(tǒng)容量較小，一般配置只能夠進行4小時的仿真，而且在一個機組進行仿真運行的同時，不能夠獲得正在模擬機飛行的機組的飛行數(shù)據(jù)和音視頻；(6)自動化程度一般，需要專人進行維護，且受到場地的限制。
4.SimAuthor公司可以提供被稱之為FlightViz的系統(tǒng)，它與FDC公司的CADS類似，是一套可以運行在PC機上的飛行圖形仿真系統(tǒng)，主要用于配合FOQA軟件，SimAuthor公司在FlightViz上增加了錄像回放功能以使該軟件可用于模擬機訓練的圖形仿真。
上述現(xiàn)有技術(shù)雖然都使用了計算機技術(shù)，但都是獨立的單一的系統(tǒng)，不是只有飛行圖形仿真/再現(xiàn)的功能，就是只有評估和打分的功能，沒有提供一套完整的模擬機訓練輔助教學和評估模擬機飛行操縱品質(zhì)的解決方案，而且沒有與模擬機軟硬件系統(tǒng)和模擬機教學過程進行很好的結(jié)合，不能夠為模擬機訓練單位提供真正有效方便的系統(tǒng)工具。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的就是提供一種能夠?qū)⒛M機訓練中可以實現(xiàn)量化管理的數(shù)據(jù)進行處理，由原來的完全主觀評估轉(zhuǎn)為采用技術(shù)手段實現(xiàn)對模擬機飛行訓練品質(zhì)全程客觀評估的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)及其方法。
本發(fā)明的第二個目的是進一步提供一種既不影響模擬機的正常運行，又能對模擬機內(nèi)的訓練過程進行仿真回放，為教學分析和真實事件分析提供技術(shù)支持的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)及其方法。
本發(fā)明的第一個目的可以通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn) 航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)包括1.至少一個數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，它至少內(nèi)存一個數(shù)據(jù)接收端程序，用于接收采集到的模擬機飛行數(shù)據(jù)，以及生成一個控制文件，用于存儲每個用戶的信息；至少一個數(shù)據(jù)庫，用于儲存采集到的飛行數(shù)據(jù)和學員訓練品質(zhì)的評估結(jié)果。
2.一個模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序模塊它是一個嵌入在模擬機主控程序中用于捕捉模擬機飛行數(shù)據(jù)的程序，在模擬機運行時將飛行數(shù)據(jù)捕捉并記錄下來發(fā)給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。
3.至少一個用戶終端它包括至少一個用于顯示用戶界面的顯示屏和用于輸入指令的輸入裝置，用于輸入指令控制本系統(tǒng)運作，顯示各種相關(guān)信息；用戶終端內(nèi)存儲有終端控制模塊，該模塊由應(yīng)用程序的界面和服務(wù)傳輸與控制組件部分組成，其中應(yīng)用程序的界面是用于用戶與本系統(tǒng)之間交互的人機界面，服務(wù)傳輸與控制組件部分則用于將用戶在界面上操作的動作進行邏輯運算向數(shù)據(jù)處理服務(wù)器發(fā)送用戶指令，控制數(shù)據(jù)庫，使它們處于伺服狀態(tài)。用戶終端與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相連，服務(wù)器組件安裝在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上。
4.評估工作站它包括一個計算機主機，內(nèi)存模擬機飛行訓練評估軟件模塊和模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫，與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接，用于自動將已采集并存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)的參數(shù)進行相應(yīng)運算，得出評估結(jié)果，再存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。
所述的模擬機飛行數(shù)據(jù)包括飛機的姿態(tài)、位置、儀表顯示、飛行員在駕駛艙的操縱動作等飛行參數(shù)和控制參數(shù)。
所述的控制本系統(tǒng)運作包括啟動或停止本系統(tǒng)、或者啟動或停止模擬機數(shù)據(jù)采集，或者調(diào)出學員的模擬機訓練考評成績和數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計。
所述的各種相關(guān)信息包括用戶的信息、模擬機飛行數(shù)據(jù)、所設(shè)置的課程計劃、學員的訓練考評成績和數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計等。
所述的用戶的信息包括用戶名、口令、數(shù)據(jù)記錄的開始/停止時間，該用戶的數(shù)據(jù)文件名等。
所述的輸入裝置可以是鍵盤、鼠標或具有鍵盤和鼠標功能的控制臺等。
本發(fā)明的第一個目的還可以進一步完善所述的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對模擬機飛行數(shù)據(jù)的采集方案采用UDP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與模擬機主控計算機網(wǎng)絡(luò)通信，連接于模擬機主控計算機的UDP端口。這樣有利于獲得高效可靠的數(shù)據(jù)采集，因為UDP協(xié)議不需要接收方對傳送報文的確認，所以傳輸效率高，適用于傳輸少量的信息，其可靠性由硬件和應(yīng)用程序來保證，而網(wǎng)絡(luò)連接也有利于避免對模擬機的運行造成不可預計的影響。
所述的用戶終端可以有兩個，或兩個以上，但其中一個與模擬機教員臺合為一體，使模擬機教員臺除了具有飛行訓練所需的模擬機的操作界面功能外，還還增加了發(fā)送采集模擬機數(shù)據(jù)指令及建立用戶信息的本系統(tǒng)操作界面功能，其余的用戶終端則可以放置于講評室，用于顯示學員的訓練考評成績和數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計。
還可以配置其他輸出裝置，連接于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，如打印機打印學員的訓練考評成績和數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計等。
由于模擬機飛行數(shù)據(jù)采集處理和評估分別在不同的硬件上運行，因此采用局域網(wǎng)將它們聯(lián)為一整套系統(tǒng)，可使本發(fā)明中的各個計算機硬件平臺放置于合適的地方，例如采集數(shù)據(jù)的計算機由于受到音視頻信號線長度的限制，不能夠遠離模擬機駕駛艙，因此將其放置在模擬機主控計算機機房(維護值班室)，而飛行品質(zhì)評估用計算機則可放置在講評室，這樣可以使得機組與模擬機維護人員互不影響，機組人員也可以不改變原有的訓練模式，講評與模擬機訓練互不干擾，可同時進行，即一組機組人員進行模擬機訓練，另一組機組人員可以同時在講評室講評訓練或考核的情況。模擬機的若干控制計算機，也是通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，兩個網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)關(guān)進行連接，確保模擬機系統(tǒng)與本系統(tǒng)安全運行封閉在兩個網(wǎng)段內(nèi)。
航空模擬機訓練的計算機輔助教學方法(1)通過用戶終端發(fā)送用戶采集模擬機飛行數(shù)據(jù)的指令；(2)由數(shù)據(jù)接收端程序捕獲用戶采集數(shù)據(jù)的指令，開始接收由嵌入在模擬機主控程序中模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序記錄下來的學員飛行數(shù)據(jù)；(3)數(shù)據(jù)接收端程序?qū)⒔邮盏哪M機飛行數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中；(4)由評估工作站中內(nèi)存的模擬機飛行訓練評估軟件模塊自動將上述(3)中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)參數(shù)進行比較運算，得出評估結(jié)果；(5)將評估結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，以備查詢調(diào)用；(6)通過用戶終端查詢并顯示上述學員飛行訓練品質(zhì)的評估結(jié)果。
所述的模擬機飛行評估標準是按飛行課程計劃模式設(shè)置的。飛行課程計劃是根據(jù)有關(guān)模擬機訓練大綱和文件制定的，它預先劃分好飛行階段，明確飛行科目，制定相應(yīng)的評分項目的出現(xiàn)條件，這樣教員只要啟動課程計劃，訓練或考核過程就會自動運行，同時有關(guān)飛行階段和科目的信息也會被評估系統(tǒng)所獲取，在對飛行員進行總評分時，加入了三層權(quán)值，分別是第一層的項目權(quán)值，第二層的科目權(quán)值，第三層的階段權(quán)值，最后的考核總分計算公式為總分＝∑階段I×階段I權(quán)值I＝1，2，...，L階段分＝∑科目J×科目J權(quán)值 J＝1，2，...，M科目分＝∑項目K×項目K權(quán)值K＝1，2，...，N三層權(quán)值的使用，使綜合成績評估更科學、更合理、更準確。
本發(fā)明的第二個目的可以在本發(fā)明的第一個目的的技術(shù)實施方案的基礎(chǔ)上實現(xiàn)，即航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)包括1.至少一個數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，它包括至少一個數(shù)據(jù)接收端程序，用于采集模擬機的飛行數(shù)據(jù)，包括飛機的姿態(tài)、位置、儀表顯示、飛行員在駕駛艙的操縱動作等飛行參數(shù)和控制參數(shù)，打開并控制數(shù)字化音視頻文件同步操作；至少一個采集卡，用于接受數(shù)據(jù)接收程序的命令，將駕駛艙的音、視頻兩路模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)字化音視頻文件；至少一個數(shù)據(jù)庫，用于儲存采集到的飛行數(shù)據(jù)和數(shù)字化音視頻文件及學員訓練品質(zhì)的評估結(jié)果和其他相關(guān)數(shù)據(jù)。
2.一個模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序模塊它是一個嵌入在模擬機主控程序中用于捕捉模擬機飛行數(shù)據(jù)的程序，在模擬機運行時將飛行數(shù)據(jù)捕捉并記錄下來發(fā)給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。
3.至少一個音頻和視頻接收裝置用于采集模擬機駕駛艙內(nèi)的訓練情況的視頻和音頻信息。
4.至少二個用戶終端至少有一個用戶終端包括一個用于顯示用戶界面的顯示屏和用于輸入指令的輸入裝置，用于輸入指令控制本系統(tǒng)運作，顯示各種相關(guān)信息；至少有另一個用戶終端內(nèi)存視頻播放程序，用于播放模擬機艙內(nèi)的視頻錄像；每個用戶終端都與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相連。
5.評估工作站它包括一個計算機主機，內(nèi)存模擬機飛行訓練評估軟件模塊和模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫，與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接，用于自動將已采集并存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)的參數(shù)進行對比運算，得出評估結(jié)果，再存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。
6.仿真工作站它包括至少一個與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接的圖形工作站，內(nèi)存圖形仿真再現(xiàn)程序，用于運行和演示模擬機飛行過程的仿真圖形。
本發(fā)明的第二個目的的系統(tǒng)還可以進一步完善所述的數(shù)字化音視頻文件最好采用MPEG(Moving Pictures Expert Group)格式，因為仿真再現(xiàn)系統(tǒng)所播放的音視頻，是通過模擬機駕駛艙內(nèi)的攝像頭攝像和麥克風拾音，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上的采集卡采集，形成數(shù)字化音視頻文件，才能夠在計算機上播放。而MPEG(Moving Pictures Expert Group)格式本來就是為網(wǎng)絡(luò)視頻所設(shè)計，可以對原始圖像信息進行壓縮，且壓縮比可以達到很高。接受數(shù)據(jù)接收程序的命令，對MPEG壓縮卡進行操作，把駕駛艙的音、視頻信號數(shù)字化，并壓縮成MPEG文件格式。
所述的音頻和視頻接收裝置可以利用一些模擬機原有的艙音記錄器作音頻接收裝置，而在駕駛艙內(nèi)加設(shè)至少一個視頻接收裝置，如攝像機頭，也可以在不同的方位設(shè)置攝像機頭，以便全面記錄機組訓練的情況。
所述的用戶終端其中一個可與模擬機教員臺合為一體，使模擬機教員臺增加發(fā)送采集模擬機數(shù)據(jù)指令及建立用戶信息的本系統(tǒng)操作界面功能；視頻播放程序可與飛行評估軟件共用一個硬件平臺，二者共用一臺用戶終端使得整個系統(tǒng)的演示部分顯得更緊湊，有利于使用者操作。因此另一個或更多個用戶終端則可以放置于講評室，用于顯示學員的訓練考評成績、數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計和播放模擬機艙錄像。
所述的仿真工作站選用美國SGI(Silicon Graphics Inc)公司的圖形工作站。因為SGI圖形工作站在飛行仿真系統(tǒng)的開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用，有些關(guān)鍵技術(shù)已成為業(yè)界的標準。
本發(fā)明還可以在仿真工作站中增加一個仿真控制程序，該程序一方面為仿真過程提供控制界面和控件，另一方面為運行在用戶終端上的視頻播放程序提供仿真同步信號，以保證仿真與音視頻播放的同步。仿真程序通過仿真控制程序每隔一段時間(一般設(shè)置為1秒內(nèi)的某個值)發(fā)送當前仿真過程的進度，即從仿真開始算起進行了多長時間，視頻播放程序根據(jù)這個時間計算出當前視頻的播放位置，由于仿真數(shù)據(jù)和視頻都是在同一時間開始錄制，起點一致，所以兩個程序播放的內(nèi)容也是同步的，即使仿真經(jīng)過速度變化，但是在發(fā)送同步控制信號時，都將當前最新的仿真時間位置通知視頻播放程序，并由視頻播放程序根據(jù)這個時間自行調(diào)整視頻播放的位置。
所述的圖形仿真再現(xiàn)程序有三個要素(1)三維仿真模型，包括飛機模型、機場模型、儀表模型等，這些模型根據(jù)真實的尺寸數(shù)據(jù)建立，構(gòu)成仿真場景，是仿真逼真形象生動的基礎(chǔ)；(2)模擬機飛行數(shù)據(jù)，是仿真真實性的基礎(chǔ)，只有正確的模擬機飛行數(shù)據(jù)，才能夠為教員和機組提供真實的仿真再現(xiàn)；(3)仿真驅(qū)動程序，根據(jù)下載的模擬機飛行數(shù)據(jù)，驅(qū)動各種仿真模型，完成仿真過程。
在網(wǎng)絡(luò)上配置其他輸出裝置，如投影機將視頻回放結(jié)果放大投影觀看，或者刻碟機，通過MPEG采集卡壓縮制成VCD或VCR供參考使用。
本發(fā)明的第二個目的中的方法在本發(fā)明的第一個目的航空模擬機訓練的計算機輔助教學方法的基礎(chǔ)上實現(xiàn)(1)通過用戶終端發(fā)送用戶采集模擬機飛行數(shù)據(jù)的指令；(2)由數(shù)據(jù)接收端程序捕獲用戶采集數(shù)據(jù)的指令，開始接收由嵌入在模擬機主控程序中模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序記錄下來的學員飛行數(shù)據(jù)，以及通過模擬機駕駛艙內(nèi)的攝像頭攝像和麥克風拾音的模擬信號；(3)數(shù)據(jù)接收端程序?qū)⒔邮盏哪M機飛行數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中；(4)由評估工作站中內(nèi)存的模擬機飛行訓練評估軟件模塊自動將上述(3)中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)參數(shù)進行比較運算，得出評估結(jié)果；(5)將評估結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，以備查詢調(diào)用；(6)通過用戶終端輸入用戶信息從而調(diào)出并顯示上述學員飛行訓練品質(zhì)的評估結(jié)果和其他訓練的數(shù)據(jù)，以便教官講評學員的訓練或考核情況；(7)通過用戶終端和仿真工作站輸入用戶信息從而進入仿真系統(tǒng)，下載仿真的飛行數(shù)據(jù)；(8)在收到仿真指令時，由圖形仿真再現(xiàn)程序進行仿真運作，由仿真工作站的屏幕演示某學員模擬機飛行仿真圖形，同時音視頻播放程序播放模擬機駕駛艙錄像和艙音。
本發(fā)明的有益效果是(1)實施本發(fā)明的第一個目的的技術(shù)方案，能夠為模擬機的訓練提供客觀評估飛行訓練品質(zhì)的計算機輔助教學方案，為飛行訓練的標準化、規(guī)范化提供了一整套分析方法和手段，避免了手工評分主觀評估性過大而出現(xiàn)評分出現(xiàn)較大差異、造成放飛標準不統(tǒng)一的情況。
(2)實施本發(fā)明的第二個目的的技術(shù)方案，在客觀評估的基礎(chǔ)上增加訓練過程仿真再現(xiàn)，使教員和學員在完成模擬機飛行訓練后，能夠在講評室里全方位地觀看到在模擬機上的飛行過程和細節(jié)，以便教員根據(jù)學員出現(xiàn)的操作錯誤和機組配合問題，結(jié)合仿真和錄像畫面，進行反復和詳細地講解，改進了以前沒有具體參照的泛泛講評方式，使學員留下更深刻的學習印象。同時，通過真實的仿真再現(xiàn)，統(tǒng)一教學兩方面可能存在的對飛行過程的不同認識和理解，解決不必要的爭議。
(3)本發(fā)明能夠提供一套完整的模擬機訓練輔助教學系統(tǒng)和方法，包括客觀評估和仿真再現(xiàn)，使飛行訓練單位和學員自己可以真正了解到具體的飛行訓練和考核情況，找出飛行操作方面存在的問題，討論改進的方法，從而大大提高飛行訓練的教學水平與質(zhì)量，達到將安全關(guān)口前移、保證飛行安全的最終目標。
(4)通過本發(fā)明，航空公司不但可以了解飛行人員的技能狀況，發(fā)現(xiàn)訓練不足之處，而且還可以監(jiān)控航空器性能和發(fā)動機工作狀態(tài)，從而為公司的航空安全管理和技術(shù)管理提供更為方便、即時、客觀的依據(jù)，對運行質(zhì)量實行全面監(jiān)控。
(5)本發(fā)明采用軟件嵌入模擬機主控程序的數(shù)據(jù)采集方案、各子系統(tǒng)硬件獨立運作、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方案等設(shè)計，使本發(fā)明的應(yīng)用無須改變原有的模擬機訓練的方法和模式，也不會對模擬機原有的軟硬件造成不良影響。
(6)由于各子系統(tǒng)分別在不同的硬件上運行，由網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng))將它們聯(lián)為一整套系統(tǒng)。同時，模擬機的若干控制計算機，也是通過以太網(wǎng)進行連接，兩個網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)關(guān)進行連接，整個系統(tǒng)封閉在兩個網(wǎng)段內(nèi)，有利于模擬機系統(tǒng)和本發(fā)明運行的安全。
(7)網(wǎng)絡(luò)的連接，使本發(fā)明中的各個計算機硬件平臺可以放置于合適的地方，例如采集數(shù)據(jù)的計算機由于受到音視頻信號線長度的限制，不能夠遠離模擬機駕駛艙，因此可將其放置在模擬機主控計算機機房(維護值班室)，而飛行評估和仿真再現(xiàn)用的計算機則可放置在講評室，這樣可以使得機組與模擬機維護人員之間、或者兩組機組人員訓練與講評之間互不影響，機組人員也可以不改變原有的訓練和講評模式，一組機組人員進行訓練或考核講評的同時，另一組機組人員可以在模擬機駕駛艙中進行訓練。
(8)本發(fā)明的數(shù)據(jù)和音視頻采用UDP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與模擬機主控計算機網(wǎng)絡(luò)通信的采集方案，使數(shù)據(jù)的采集高效而又可靠。當教員和機組從模擬機駕駛艙出來再走進講評室時，就可以直接用戶終端中調(diào)出剛才訓練的評估結(jié)果和數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計，無須長時間等候，或者經(jīng)過變化文件模式等煩瑣的操作。
(9)本發(fā)明可實現(xiàn)訓練圖形仿真再現(xiàn)與音視頻同步播放，使仿真再現(xiàn)達到完美的效果。因為仿真程序只能夠再現(xiàn)飛機位置、飛行姿態(tài)、儀表數(shù)值、各種操縱桿狀態(tài)等，卻無法表現(xiàn)機組的配合、喊話等信息。當使用仿真再現(xiàn)進行事故分析時，如果有艙音配合，則不但容易查找出事故的直接原因，而且還有利于探究深層次的原因。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖所示的具體實施例對本發(fā)明作進一步地說明。
圖1是現(xiàn)有航空模擬機的網(wǎng)絡(luò)連接圖；圖2是本發(fā)明實施例之一的網(wǎng)絡(luò)連接圖；圖3是本發(fā)明實施例之一的系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；圖4是本發(fā)明實施例之一的系統(tǒng)構(gòu)成圖；圖5是本發(fā)明實施例之一的程序控制邏輯圖。
圖2～5所示的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)及其方法是本發(fā)明的實施例之一，它應(yīng)用于加拿大CAE公司生產(chǎn)的模擬機上。原有的模擬機系統(tǒng)由模擬機、模擬機主控計算機、視景計算機、監(jiān)控計算機、模擬機機柜等構(gòu)成，由10M以太網(wǎng)同軸電纜串聯(lián)為模擬機局域網(wǎng)。本發(fā)明的教學系統(tǒng)包括一個數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、嵌入在CAE模擬機主控程序中模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序模塊、音頻和視頻接收裝置、用戶終端、評估工作站、仿真工作站、打印機或者投影儀等，由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器即戴爾(DELL)服務(wù)器與模擬機局域網(wǎng)串聯(lián)，采用UDP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與模擬機主控計算機網(wǎng)絡(luò)通信，連接于模擬機主控計算機的UDP端口；數(shù)據(jù)處理服務(wù)器再通過一網(wǎng)絡(luò)集線器分別與評估工作站、仿真工作站、打印機或其它設(shè)備聯(lián)接(參見圖2)，用戶終端有5個，一個用戶終端與位于模擬機機艙內(nèi)的模擬機教員臺合為一體，將終端軟件嵌入模擬機教員臺中，使模擬機教員臺增加發(fā)送采集模擬機數(shù)據(jù)指令及建立用戶信息的本系統(tǒng)操作界面功能；二個用戶終端為PC機作為評估顯示器，通過評估多路分屏器與評估工作站聯(lián)接；二個用戶終端作為仿真顯示器(SGI)，通過仿真多路分屏器與仿真工作站聯(lián)接；上述一個評估顯示器和仿真顯示器放置于講評室內(nèi)，用于顯示學員的訓練考評成績、數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計和播放模擬機艙錄像。如果需要用于人數(shù)較多的情況進行演示的，還可以設(shè)置大的演示室，用投影機放映仿真模型及機艙錄象，投影機既與評估多路分屏器聯(lián)接，也與仿真工作站聯(lián)接。另一個評估顯示器和仿真顯示器則放置于仿真評估機房。音頻和視頻接收裝置為位于模擬機中的麥克風和攝像頭，它們與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相聯(lián)，用于錄制訓練過程。本系統(tǒng)所涉及的輸入裝置包括鍵盤、鼠標以及教員臺上具有鍵盤和鼠標功能的控制臺(參見圖5)。
圖3、4所示，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器——DELL服務(wù)器是本系統(tǒng)的中樞，數(shù)據(jù)接收端程序、音頻采集程序和視頻采集程序均存于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中。先由教員在模擬機教員臺進行操作，通過網(wǎng)絡(luò)向DELL服務(wù)器輸入用戶信息并發(fā)出指令，然后本系統(tǒng)由嵌入在模擬機主控程序中數(shù)據(jù)接收端程序捕捉并記錄模擬機飛行數(shù)據(jù)，包括飛機的姿態(tài)、位置、儀表顯示、飛行員在駕駛艙的操縱動作等飛行參數(shù)和控制參數(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給DELL服務(wù)器，同時由麥克風和攝像頭記錄座艙音和訓練實況，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給DELL服務(wù)器；由DELL服務(wù)器進行數(shù)據(jù)處理，包括將接收到的模擬機飛行數(shù)據(jù)，生成一個針對該用戶的控制文件，并儲存這些飛行數(shù)據(jù)于數(shù)據(jù)庫中；與此同時，DELL服務(wù)器打開并控制數(shù)字化音視頻文件同步操作，由采集卡將駕駛艙的音、視頻兩路模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)字化音視頻文件，并儲存于數(shù)據(jù)庫中；由評估工作站自動將數(shù)據(jù)庫中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)的參數(shù)進行相應(yīng)運算，得出評估結(jié)果，再存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，然后可以通過位于講評室內(nèi)的PC機查詢評估結(jié)果。本系統(tǒng)所具備的仿真工作站主要包括SGI仿真主機，內(nèi)存圖形仿真再現(xiàn)程序和仿真控制程序，可自動根據(jù)模擬機飛行數(shù)據(jù)進行運算，從而得出運行和演示模擬機飛行過程的仿真圖形，并可通過PC工作站結(jié)合音視頻播放進行演示，實現(xiàn)在講評室里就能全方位地觀看到在模擬機上的飛行過程和細節(jié)的目的，讓教員能夠根據(jù)學員出現(xiàn)的操作錯誤和機組配合問題，進行反復和詳細地講解，改進了以前沒有具體參照的泛泛講評方式，統(tǒng)一教、學兩方面可能存在的對飛行過程的不同認識和理解，解決不必要的爭議。
所述的數(shù)字化音視頻文件采用MPEG格式，采集卡接受數(shù)據(jù)接收程序的命令，對MPEG壓縮卡進行操作，把駕駛艙的音、視頻信號數(shù)字化，并壓縮成MPEG文件格式。
所述的仿真工作站選用美國SGI公司的圖形工作站，同時在仿真工作站中增加一個仿真控制程序，該程序一方面為仿真過程提供控制界面和控件，另一方面為運行在用戶終端上的視頻播放程序提供仿真同步信號，以保證仿真與音視頻播放的同步。仿真程序通過仿真控制程序每隔0.5秒發(fā)送當前仿真過程的進度，即從仿真開始算起進行了多長時間，視頻播放程序根據(jù)這個時間計算出當前視頻的播放位置，由于仿真數(shù)據(jù)和視頻都是在同一時間開始錄制，起點一致，所以可以實現(xiàn)兩個程序播放內(nèi)容同步，即使仿真經(jīng)過速度變化，但是在發(fā)送同步控制信號時，都將當前最新的仿真時間位置通知視頻播放程序，并由視頻播放程序根據(jù)這個時間自行調(diào)整視頻播放的位置。
實際使用的情況當教員和機組進入模擬機后，如果教員認為需要啟動本發(fā)明，他可以通過教員操縱臺的頁面進行操作，首先啟動本發(fā)明，輸入機組標識和自己制定的口令，這時DELL服務(wù)器中包括數(shù)據(jù)接收端程序和音視頻采集卡的采集子系統(tǒng)捕獲到來自教員操縱臺的指令，開始接收嵌入在模擬機控制程序中數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送的學員飛行數(shù)據(jù)，以及通過模擬機駕駛艙內(nèi)的攝像頭攝像和麥克風拾音產(chǎn)生模擬信號，并由音視頻采集卡將駕駛艙的音、視頻兩路模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)字化音視頻文件，數(shù)據(jù)接收端程序?qū)⒔邮盏哪M機飛行數(shù)據(jù)和數(shù)字化音視頻文件儲存到數(shù)據(jù)庫中；當教員通過教員操縱臺的控制頁面結(jié)束數(shù)據(jù)采集后，評估子系統(tǒng)的監(jiān)控程序通知評估程序，評估程序即刻根據(jù)數(shù)據(jù)對比飛行標準將可以量化的科目進行評估和打分，同時將飛行數(shù)據(jù)和評估結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)庫中，這時，教員和學員就可以通過評估工作站上的查詢界面獲取評估結(jié)果。另一方面，數(shù)據(jù)采集程序在采集結(jié)束后，立即將飛行數(shù)據(jù)和機組相關(guān)信息(標識、口令等)傳送到仿真工作站上，此時仿真系統(tǒng)就可以隨時進行仿真和音視頻回放。這樣，當教員和機組走進講評室，教員可以通過相關(guān)界面輸入某些需要人工評估項目的得分，就可以拿到評估的最后結(jié)果，還可以由打印機將所有的評估結(jié)果打印出來；教員再輸入仿真指令，由圖形仿真再現(xiàn)程序進行仿真運作，在仿真工作站的屏幕演示某學員模擬機飛行仿真圖形，包括飛機模型、機場模型、儀表模型等，同時音視頻播放程序播放模擬機駕駛艙錄像和艙音，這樣就可以針對剛才飛行過程中出現(xiàn)的問題進行講解。
權(quán)利要求
1.一種航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)，包括(1)至少一個數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，它至少內(nèi)存一個數(shù)據(jù)接收端程序，用于接收采集到的模擬機飛行數(shù)據(jù)，以及生成一個控制文件，用于存儲每個用戶的信息；至少一個數(shù)據(jù)庫，用于儲存采集到的飛行數(shù)據(jù)和學員訓練品質(zhì)的評估結(jié)果。(2)一個模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序模塊它是一個嵌入在模擬機主控程序中用于捕捉模擬機飛行數(shù)據(jù)的程序，在模擬機運行時將飛行數(shù)據(jù)捕捉并記錄下來發(fā)給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。(3)至少一個用戶終端它包括至少一個用于顯示用戶界面的顯示屏和用于輸入指令的輸入裝置，用于輸入指令控制本系統(tǒng)運作，顯示各種相關(guān)信息；用戶終端內(nèi)存儲有終端控制模塊，該模塊由應(yīng)用程序的界面和服務(wù)傳輸與控制組件部分組成，其中應(yīng)用程序的界面是用于用戶與本系統(tǒng)之間交互的人機界面，服務(wù)傳輸與控制組件部分則用于將用戶在界面上操作的動作進行邏輯運算向數(shù)據(jù)處理服務(wù)器發(fā)送用戶指令，控制數(shù)據(jù)庫，使它們處于伺服狀態(tài)。用戶終端與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相連，服務(wù)器組件安裝在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上。(4)評估工作站它包括一個計算機主機，內(nèi)存模擬機飛行訓練評估軟件模塊和模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫，與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接，用于自動將已采集并存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)的參數(shù)進行相應(yīng)運算，得出評估結(jié)果，再存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)，其特征在于它包括(1)至少一個數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，它包括至少一個數(shù)據(jù)接收端程序，用于采集模擬機的飛行數(shù)據(jù)，包括飛機的姿態(tài)、位置、儀表顯示、飛行員在駕駛艙的操縱動作等飛行參數(shù)和控制參數(shù)，打開并控制數(shù)字化音視頻文件同步操作；至少一個采集卡，用于接受數(shù)據(jù)接收程序的命令，將駕駛艙的音、視頻兩路模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)字化音視頻文件；至少一個數(shù)據(jù)庫，用于儲存采集到的飛行數(shù)據(jù)和數(shù)字化音視頻文件及學員訓練品質(zhì)的評估結(jié)果和其他相關(guān)數(shù)據(jù)。(2)一個模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序模塊它是一個嵌入在模擬機主控程序中用于捕捉模擬機飛行數(shù)據(jù)的程序，在模擬機運行時將飛行數(shù)據(jù)捕捉并記錄下來發(fā)給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。(3)至少一個音頻和視頻接收裝置用于采集模擬機駕駛艙內(nèi)的訓練情況的視頻和音頻信息。(4)至少二個用戶終端至少有一個用戶終端包括一個用于顯示用戶界面的顯示屏和用于輸入指令的輸入裝置，用于輸入指令控制本系統(tǒng)運作，顯示各種相關(guān)信息；至少有另一個用戶終端內(nèi)存視頻播放程序，用于播放模擬機艙內(nèi)的視頻錄像；每個用戶終端都與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相連。(5)評估工作站它包括一個計算機主機，內(nèi)存模擬機飛行訓練評估軟件模塊和模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫，與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接，用于自動將已采集并存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)的參數(shù)進行對比運算，得出評估結(jié)果，再存儲于數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。(6)仿真工作站它包括至少一個與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接的圖形工作站，內(nèi)存圖形仿真再現(xiàn)程序，用于運行和演示模擬機飛行過程的仿真圖形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對模擬機飛行數(shù)據(jù)的采集方案可以采用UDP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與模擬機主控計算機網(wǎng)絡(luò)通信，連接于模擬機主控計算機的UDP端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)，其特征在于局域網(wǎng)將各個計算機硬件串聯(lián)為一整套系統(tǒng)，本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與模擬機網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)關(guān)進行連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求或4所述的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)，其特征在于所述的用戶終端可以有兩個或兩個以上，其中一個與模擬機教員臺合為一體，其余的用戶終端則可以放置于講評室，用于顯示學員的訓練考評成績和數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計。
6.一種航空模擬機訓練的計算機輔助教學方法，包括以下步驟(1)通過用戶終端發(fā)送用戶采集模擬機飛行數(shù)據(jù)的指令；(2)由數(shù)據(jù)接收端程序捕獲用戶采集數(shù)據(jù)的指令，開始接收由嵌入在模擬機主控程序中模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序記錄下來的學員飛行數(shù)據(jù)；(3)數(shù)據(jù)接收端程序?qū)⒔邮盏哪M機飛行數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中；(4)由評估工作站中內(nèi)存的模擬機飛行訓練評估軟件模塊自動將上述(3)中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)參數(shù)進行比較運算，得出評估結(jié)果；(5)將評估結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，以備查詢調(diào)用；(6)通過用戶終端查詢并顯示上述學員飛行訓練品質(zhì)的評估結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的航空模擬機訓練的計算機輔助教學方法，其特征在于包括以下步驟(1)通過用戶終端發(fā)送用戶采集模擬機飛行數(shù)據(jù)的指令；(2)由數(shù)據(jù)接收端程序捕獲用戶采集數(shù)據(jù)的指令，開始接收由嵌入在模擬機主控程序中模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序記錄下來的學員飛行數(shù)據(jù)，以及通過模擬機駕駛艙內(nèi)的攝像頭攝像和麥克風拾音的模擬信號；(3)數(shù)據(jù)接收端程序?qū)⒔邮盏哪M機飛行數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中；(4)由評估工作站中內(nèi)存的模擬機飛行訓練評估軟件模塊自動將上述(3)中的模擬機飛行數(shù)據(jù)與模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)參數(shù)進行比較運算，得出評估結(jié)果；(5)將評估結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，以備查詢調(diào)用；(6)通過用戶終端輸入用戶信息從而調(diào)出并顯示上述學員飛行訓練品質(zhì)的評估結(jié)果和其他訓練的數(shù)據(jù)，以便教官講評學員的訓練或考核情況；(7)通過用戶終端和仿真工作站輸入用戶信息從而進入仿真系統(tǒng)，下載仿真的飛行數(shù)據(jù)；(8)在收到仿真指令時，由圖形仿真再現(xiàn)程序進行仿真運作，由仿真工作站的屏幕演示某學員模擬機飛行仿真圖形，同時音視頻播放程序播放模擬機駕駛艙錄像和艙音。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的航空模擬機訓練的計算機輔助教學方法，其特征在于在仿真工作站中增加一個仿真控制程序，該程序一方面為仿真過程提供控制界面和控件，另一方面為運行在用戶終端上的視頻播放程序定時提供仿真同步信號，發(fā)送當前仿真過程的進度，即從仿真開始算起進行了多長時間，視頻播放程序根據(jù)這個時間計算出當前視頻的播放位置，以保證仿真與音視頻播放的同步。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)，其特征在于所述的圖形仿真再現(xiàn)程序有三個要素(1)三維仿真模型，包括飛機模型、機場模型、儀表模型等，這些模型根據(jù)真實的尺寸數(shù)據(jù)建立，構(gòu)成仿真場景，是仿真逼真形象生動的基礎(chǔ)；(2)模擬機飛行數(shù)據(jù)，是仿真真實性的基礎(chǔ)，只有正確的模擬機飛行數(shù)據(jù)，才能夠為教員和機組提供真實的仿真再現(xiàn)；(3)仿真驅(qū)動程序，根據(jù)下載的模擬機飛行數(shù)據(jù)，驅(qū)動各種仿真模型，完成仿真過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種航空模擬機訓練的計算機輔助教學系統(tǒng)及其方法，其系統(tǒng)包括(1)至少一個用于接收并儲存采集到的模擬機飛行數(shù)據(jù)采集到的飛行數(shù)據(jù)和學員訓練品質(zhì)評估結(jié)果的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器；(2)一個嵌入在模擬機主控程序中的模擬機數(shù)據(jù)發(fā)送端程序模塊；(3)至少一個用于顯示用戶界面和輸入指令的用戶終端，用戶終端與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相連，服務(wù)器組件安裝在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上；(4)一個與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接的、內(nèi)存模擬機飛行訓練評估軟件模塊和模擬機飛行評估標準數(shù)據(jù)庫的評估工作站。還可以更進一步設(shè)置仿真工作站及訓練錄象系統(tǒng)。其有益效果是本發(fā)明能夠客觀評估模擬機飛行的訓練品質(zhì)，避免了手工評分主觀評估性過大而出現(xiàn)評分出現(xiàn)較大差異、造成放飛標準不統(tǒng)一的情況；同時通過真實的仿真再現(xiàn)，統(tǒng)一教學兩方面可能存在的對飛行過程的不同認識和理解，解決不必要的爭議，提高教學質(zhì)量。
文檔編號G09B9/10GK1521655SQ0311369
公開日2004年8月18日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者劉巖, 秦恒, 阮文新, 諸彤宇, 舒平, 李斌, 高光, 趙志剛, 榮衛(wèi)國, 林潤端, 李豐華, 尉寧, 梅文玨, 劉 巖 申請人:中國南方航空股份有限公司