主动式通用运输车驾驶训练模拟器

一、学员练习分系统
（一）软件部分
系统具有启动、熄火、转向、离合、制动等操作响应功能，为学员驾驶练习提供一个较真实驾驶模拟环境。
1.练习功能
具备符合大纲规定课目的驾驶模拟练习功能。
2.自检功能
具备系统自检功能。
3.引导提示功能
在练习模式下可开启和关闭该功能，开启状态下对错误操作可进行文字和语音提示。
4.考核功能
能够实现考核功能。
5.性能要求
①前方视景、左右后视镜视景图像与实车驾驶员图像视角一致。左右后视镜视景可调。
②驾驶操作部件与实装位置、力感、行程、颜色基本一致。
③三自由度平台在车辆行驶中产生与地形起伏相一致的颠簸，使车载人员练习时具有实车行驶中的前倾、侧滑、碰撞、震动、淤陷、涉水等感觉，便于维护，能够安全合理地进行紧急停止。
④各种仪表根据驾驶数据由触摸显示屏图形输出，开关使用触摸屏模拟。仪表和开关的形状、位置关系按实装车辆设计。
⑤针对不同车型的特点，建立车辆动力学模型和运动学模型，仿真效果符合对应车型机动特性，确保效果逼真。
⑥可生成各课目练习所需三维地形、道路景况、雨雪风雾等天候及昼夜不同时段照明情况；能够模拟昼夜、各种天候、不同路况条件下的驾驶练习。
⑦采集数据速率：每帧不大于20ms；并能对各操作传感器进行检测。采集软件设置信号采集频率不低于50赫兹，间隔不大于20ms。
⑧初始化时间不超过30s，后期资源导入时间不超过1s。

（二）硬件部分
（1）三自由度平台。
1.功能：三自由度俯仰、侧倾、升降。
2.尺寸：
长：1800mm。
宽：1500mm。
高：660mm。
3.有效负荷: ≥500Kg。
4.运动参数
①俯仰
幅度： +/-10°；速度： 0-30°/s;
加速度：0-60°/s2。
②侧倾
速度： 0～30°/s; 加速度： 0～60°/s2；侧倾角度：+/-10°。
③升幅
幅度：+/-100mm；速度：0～150mm/s。
6.振动频率：0.1Hz-10Hz。
7.噪音(分贝)：小于65db。
8.平均无故障工作时间：>5000h。
9.电动，供电电压：AC220Ｖ。
10.功率：峰值功率不大于5kＷ。
11.其他：
① 平台系统一次连续工作时间不低于24小时。
②连续工作8小时无故障。
③在电压220V，波动范围：-10%～+10%情况下，能够正常工作。
④电源波动超过±20%或突然断电，能够安全恢复初始状态。
⑤能与驾驶舱体牢固连接。
（2）驾驶舱体。
1.型式：双座，半封闭式座舱。舱体材质为复合高分子材料或金属材质，布局、内部环境与实装一致。
2.外廓尺寸(长宽高）：
长：2000mm。
宽：2500mm。
高：1500mm。
3.座椅：与实车座椅基本一致。
4.其他：结构牢固，外形美观。
①军用迷彩色符合国军标GJB1379要求。
②进出模拟器舱室应安全便捷（合理设置安全梯、带扶手）。
③能与三自由度平台牢固连接，且连接后总高度不超过2800mm。
（3）转向机。
根据单位编配车辆情况，实装件改装，位置、力感、行程、颜色与实装一致，包括转向灯、远近关灯、喇叭、雨刮器、车辆启动等开关，具备最大转向锁止功能。
（4）油门踏板。
根据单位编配车辆情况，实装件改装，尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
（5）离合器踏板。
根据单位编配车辆情况，实装件改装，位置、力感、行程、颜色等与实装一致。配合变速机构，模拟与真车一致换挡效果。
（6）制动踏板。
根据单位编配车辆情况，实装件改装，尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
（7）驻车制动。
根据单位编配车辆情况，实装件改装，尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
（8）变速机构。
1.尺寸、位置、力感、行程、颜色等与实装一致。
与离合器关联的互锁装置功能可靠，在离合器未踏动情况下，不能出现挂挡及摘档，踏动离合器后变速机构方可摘档。
2.金属材质。
（9）仪表盘显示屏（横屏）。
1.分辨率1920（RGB）×1080 [FHD]。
2.显示尺寸及外观尺寸应满足本项目中几类车型仪表盘1:1显示需要。
（10）触摸屏（面板开关）。
1分辨率920（RGB）×1080 [FHD]。
2.显示尺寸及外观尺寸应满足本项目中几类车型面板开关显示及触摸交互需要。
3.面板开关包括：电源开关、危险警报灯开关、油箱切换等开关布局与实装一致。
（11）前方视景触摸显示屏。
1.多屏拼接形成驾驶视角,总显示面积不低于1920mm*400mm。
2.总分辨率不低于3800*1080。
3.显示尺寸及外观尺寸应满足本项目中几类车型前方视景显示及触摸交互需要。
（12）左右后视镜显示屏。
配置：
1.分辨率1920（RGB）×1080 [FHD]。
2.显示尺寸及外观尺寸应满足本项目中几类车型左右后视镜显示需要。
（13）耳麦。
配置：
单元尺寸：直径40mm。
单体阻抗：24欧姆。
频响范围：20Hz-20KHz。
灵敏度：103dB。
麦克风：全指向。
有线连接。
（14）音箱。
满足声音外放需求。
（15）计算机。
下配置：
（1）CPU:适用台式机
主频不低于3.2GHZ
最高睿频：4.6GHZ
三级缓存：12MB
插槽类型：LGA1151
核心数量：六核心
线程数：12线程
总线规格：DMI3 8GT/s
热设计功耗：95W
支持最大内存：64GB
（2）内存：16G
（3）硬盘：1TB机械硬盘+256G固态硬盘
（4）显卡：适用台式机
接口标准支持PCI Express4.0
输出接口：1×HDMI接口，3×Display Port接口
支持多屏显示：4
显存容量：8GB
显存类型：GDDR 6
显存带宽：512GB/s
核心频率：1500MHZ
3D API：DirectX 12Ultimate
最大分辨率：7680×4320
电源接口：8Pin
（5）其他：与驾驶模拟器配套使用，一体化内嵌于模拟器内。

二、资源库
（一）练习车型库。
解放CA1125J运输车、豪泺1167型运输车、豪泺2197型运输车、陕汽2190N、北奔1926等根据单位编配车型。
1.三维模型：对相关车型，包括车身、驾驶室、内饰等进行高精细建模，贴图分辨率不小于1024*1024，每种车型均不少于20000个三角面。
需包括（轻、中、重）三种遭毁伤后的三维模型，如车辆车体的形变、车辆爆炸碎片、轮胎爆炸碎片、玻璃碎片。
模型分为两级LOD优化，分别为原模型面数50%和10%两个阶段LOD。
2.动力系统：与实车一致，满足驾驶模拟交互操作需要。可与泥泞路段、卵石路段、高速公路三种地面依据路面工况标准进行交互，可仿真三种地面对轮胎的作用效果，如轮胎沉陷、侧滑、地面纹理变化。能够模拟海拔1000-5000米条件下，对车辆动力系统的影响，主要是呈现车辆动力不足，分为1000米、3000米、5000米三种程度。
（二）练习课目库。
1.场地驾驶典型课目驾驶模拟练习，主要包括通过直角转弯、通过S形路、左（右）倒车、倒车入库、坡道起步、上坡转弯换挡、通过单凸路、通过横断路、通过右单边桥、通过双边桥、通过高架桥、通过圆形错位障碍、通过错位小巷、通过限制门、综合技能驾驶、通过组合限制路段等16个课目。
2.道路课目驾驶模拟练习，主要包括一般道路、城市道路、高速公路、山区道路、乡村道路、沙漠戈壁地区、草原荒漠地区、高原道路、达坂路等9个课目。
3.复杂路段驾驶练习，主要包括泥泞路段、涉水路段、松沙路段、卵石路段、冰雪路段等5个课目。
4.其他驾驶模拟练习，主要包括进出掩体、通过山丘、通过侧坡、通过蛇形障碍、通过燃烧路段、通过浮桥和通过组合障碍等10个课目。
5.特殊天候条件驾驶模拟练习，主要包括夜间、雨天、雾天、雪天、风沙天等5种天候。
6.上下运输工具驾驶模拟练习，主要包括上下铁路平车、上下舰船、上下运输机等3个课目。
7.应急避险练习，主要包括爆胎、车辆侧滑、转向失灵、制动失灵、突然熄火、车辆失火、车辆落水、突遇飞石等8个课目。
8.车辆防卫练习，主要包括车辆隐蔽伪装、通过核沾染区、通过化学、生物袭击地段等3个课目。
9.预防车辆交通事故练习，主要包括能够开展车辆碰撞事故、人车事故、车辆与非机动车事故等3个课目。
（三）练习条件库。
其他三维模型素材：
1.相关车辆包括：民用车辆有皮卡车，SUV，乘坐车（小型、中型、大型），货车（轻型、重型）等不少于5种车辆。
要求：车辆加入场景后可自主运行，包括自动行驶、避障、等待等效果，形成与真实环境基本一致的交通环境（车流量区分小、中、大三种类型，可随机控制）。
2.地物有高速收费站，加油站，桥涵，村庄等地物不少于4种模型；辅助设施包含交通信号、道路栏杆等不少于6种模型，贴图分辨率不小于1024*1024，不少于5000个三角面。
3.植被模型技术指标：
①植被支持alpha镂空贴图。
②基础模型制作（树木约为10000个三角面，灌木约为5000个三角面、草约为1000个三角面）。
③4层LOD细节层次模型制作，最高为10000个三角面，最低为50个三角面。
④分段破坏毁伤模型（树木）制作。
⑤贴图最大尺寸为1024*1024。
⑥植物分为乔木、灌木或乔灌混合，疏密情况按照实际地形、路段设置。
⑦物理属性制作及设置，如碰撞盒、质量、密度等（树木、灌木）。
4.打击素材：
有烟雾、火花、碎片效果，不能造成系统卡顿；打击需在地面或者房屋等模型上形成简单的毁伤动画效果，如坑、碎片等。
能输出驾驶过程中的各种音响效果，以及打击、爆炸等音响。包括爆炸声、车辆启动声、刹车声、飞机轰鸣声、击中车辆声、人员哀嚎声、风声、雨声、撞击声等11种。
5.天候条件素材：包括晴天、雨天、雾天、雪天、风沙天等五种天候。雨天、雾天、雪天、风沙天分为三个级别，如雨（雪）天分小雨（雪）、中雨（雪）、大雨（雪）。
6.时间素材：包括昼夜两种时段，随着时间推移发生变化，模拟24小时昼夜光照变化。可选择一天24小时内的任意时段。
7.人物模型：包括4类。要求包含骨骼动画，如行走、跑步、跳跃、还击、卧倒等共8类（包括死亡、受伤、携带轻重装备、单人防护装具等设备、动作及对应模型），贴图分辨率为1024*1024，不超过20000个三角面。
①人物身高165～185cm。
②动作帧数率不小于50帧/秒。
③动作较为真实。
（四）地形道路库。
地形道路库 整体上练习地形不少于150平方公里，选择典型地域进行建模，要求能够包括高程信息数据（为灰度图，精度为米级），可支持卫星影像贴图、地表纹理贴图，要求能采取资源动态加载模式，延迟不超过1s；对大地形模型进行渲染分层，根据视角距离远近，并可以进行资源动态加载，包括山地、丘陵、平原、水网稻田、沙漠戈壁等五类，除特定地貌特征（沙漠、湖泊等），其他均有植被覆盖。布置形式：各类型道路纵横交错，设计多个平交、立交道口，部分砂石路面可局部形成迂回；平原道路设计布局可选择环状（闭合、不闭合）、枝状、坡地或山地道路设计布局可采取盘旋、尽端式，各种布局均可综合运用。
在整体地形基础上，特殊地段驾驶模拟三维地形不小于2千米*2千米，单个课目练习道路长（含障碍物）不小于200米，组合障碍驾驶道路长为2000米；
复杂路段驾驶三维地形不小于5千米*5千米，道路长不小于20千米，道路及两侧精细地形宽不小于50米；
道路及道路两侧精细地形网格精度：≤1.5米；
图形刷新频率≥30帧/秒。
（1）场内驾驶课目。
1.根据通过直角转弯、通过S形路、左（右）倒车、倒车入库、坡道起步、上坡转弯换挡、通过单凸路、通过横断路、通过右单边桥、通过双边桥、通过高架桥、通过圆形错位障碍、通过错位小巷、通过限制门、综合技能驾驶、通过组合限制路段等16个课目要求，建立相应三维地形和障碍物。
2.具体课目尺寸、场地设置要求按照《汽车驾驶练习大纲》《汽车驾驶员练习和管理工作指南》相关标准设计。
（2）复杂驾驶场地。
1.山丘、通过侧坡、通过蛇形障碍、通过燃烧路段、通过浮桥和通过组合障碍等10个课目练习的三维地形生成、相应障碍物建模及显示，具体课目尺寸、场地设置要求按照《汽车驾驶练习大纲》《汽车驾驶员练习和管理工作指南》相关标准设计。
2.掩体要求：掩体底部长8.45m，宽3.55m，出口宽3.05m，深度3.51m，斜坡坡度为18%。
3.山丘要求：山丘高5m，宽10m，顶端平台长15m，宽5m，上下坡度分别为27%、21%。
侧坡要求：斜坡长32m，底部长5.1m，坡度均为27%。
4.蛇形障碍要求：长45m，限制杆间距15m，不同车型不同蛇形路障碍设置。
5．堑壕要求：带车辙桥的堑壕桥高0.1m，桥长5m，桥宽0.5m，斜坡长0.5至0.8m。桥面中心距为和2.01m。
6.反壕要求：出入口宽4m，深2m，斜坡长5m，底部长6m，底部宽4m，壕沟至限制杆距离2m。
7.坑要求：在路宽不小于6m，长不小于40m砂石路上设置大、中坑各1个，小坑若干。大坑直径约5m、深约1.8m。中坑直径约3.6 m、深约1.2m。小坑直径约1m、深约0.8m。
8.燃烧路段要求：在长不少于100m、路面较平坦、具有较好通行能力的道路上，设3～5m长的燃烧带，其中设置2个直径不少于3m的环状火焰或者设置3～5个燃烧点，放置发烟罐3～5个。
9.浮桥：利用若干节退役舟桥（油桶）联接在一起浮于水面上，舟桥（油桶）上铺设桥板形成浮桥，长度不少于50m，宽不少于6m，两侧设有简易安全护栏，两端利用渡板与引桥连接。
10.特殊组合限制路段包含上述9种。
（3）城市道路。
1.按照城市道路实际建模。
2.道路设有中央隔离带，每侧至少有三条以上机动车车道，汽车分向、分道行驶，互不干扰。
3.沿途设有非机动车道、绿化隔离带、护栏、地标线、交通信号灯、交通标识、树木、安全监控及通讯设施等。
（4）高速公路。
1.采取全封闭管理。道路两侧用隔离栏等设施将公路全程封闭起来，并在出入口进行控制，高速公路内车辆速度为80～120km/h，车辆类别包括小轿车，货车，大巴车等，交通流量分大、中、小三级可调。
2.采用全立交，禁止行人和非机动车在路上行走，与其他线路相交时采用立体交叉、行人跨线或地道桥。
3.设有中央隔离带，每侧至少有两条以上车道，汽车分向、分道行驶，互不干扰。
4.沿途设有综合服务设施、安全监控及通讯设施等。
5.不直接通过城镇，在通往城镇处设立分流道，通过支线进入城镇。
（5）涉水路段。
水面高度可调节，最高1.2m。（根据季节不同，有的路段（如河床）下雨天就成为涉水路，汽车涉水时，水的浮力使汽车对河床的压力减小，车轮附着力也随之变小，驱动轮容易打滑；水流的作用会增加行驶阻力；横向的水流冲击，还会使汽车产生横向滑移；汽车行驶在涉水路段，很难观察到水下情况，增加了驾驶操纵难度）。
（6）泥泞路段。
与实际道路路况一致，天晴时，是乡村路，雨天为泥泞路。
（7）卵石路段。
与实际道路路况一致，由大小卵石组成。
（8）冰雪路段。
与实际道路路况一致。
（9）山区道路。
1.按照山区道路实际建模。
2.道路无中央隔离带，标单黄线或双黄线，每侧至少有一条以上机动车车道，汽车混合行驶，互相干扰。
3.道路两侧为傍山路、有悬崖、急弯、鸣笛、减速等交通标识。
4.含连续上下坡。
（10）松沙道路。
与实际道路路况一致。
（11）上下铁路平车驾驶。
1.铁路装卸载站。
2.顶端站台、侧端站台、制式站台。
3.普通平车N16。
（12）上下舰（船）驾驶。
1.码头、吊具。
2.可用于运输大型车辆的船不少于2种。
3.引桥。
（13）上下运输机驾驶。
1.外部结构按照飞机真实外观建模。
2.内部结构按照飞机货舱尺寸建模。
（14）实景道路。
所属区域典型道路长不小于120千米，道路及两侧精细地形宽不小于50米；
道路及道路两侧精细地形网格精度：1.5米；
图形刷新频率≥30帧/秒。
布置形式：各类型道路纵横交错，设计多个平交、立交道口，部分砂石路面可局部形成迂回；平原道路设计布局可选择环状（闭合、不闭合）、枝状、坡地或山地道路设计布局可采取盘旋、尽端式，各种布局均可综合运用。
（五）联网控制模块。
1.整体上延迟不超过80ms，
2.满足不少于96个节点。
三、配套施工
（一）系统集成施工。
主要指结合使用场地，进行驾驶模拟器及其附属控制台、网络设备等部署，需提供方案。
（二）辅材。
部署所需其他材料，如导线槽、U型杆、吊杆、线管、螺栓、螺母、千兆网线等。