건설 및 해양용 크레인 시뮬레이터

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배경 - 컴퓨터화된 훈련용 시뮬레이터는 예전부터 있었다. 상용 비행기 조종사들은 실제 비행을 하기 전에 시뮬레이터에서 특정한 시간을 보내도록 요구된다. 대형 크레인의 운용자도 이와 같은 이점을 누릴 수 있다. 해가 감에 따라 기술적인 발전으로 인해 비용은 줄어들었고 기능성은 높아지게 되었다.

          시뮬레이션 훈련은 장비가 다음과 같을 때 최대의
          효과를 제공할 수 있다:

  • 복잡한 장비
  • 다루기 위험한 장비
  • 훈련을 위해서는 사용할 수 없는 장비
  • 운용 비용이 비싼 장비
GlobalSim ML4000

6자유도 모션 시스템을 갖춘 돔 구성   크레인 시뮬레이터를 사용하면 사고를 현저히 줄일 수 있고 실제 장비에서의 훈련 시간도 줄어들며 전체 훈련 시간도 줄어든다. 실제 장비 운영과 강사의 교육 시간에 드는 비용만 고려하더라도 크레인 시뮬레이터는 연간 훈련비용을 50% 이상 줄여 줄 수 있다. 시뮬레이터에서는 “사고”로 인한 장비와 사람에 대한 위험이 없다. 그것을 돈의 가치로 따질 수 있을까? 오늘날, 크레인 시뮬레이터는 학교나 전세계 항만에서 훈련을 위해 사용되고 잇다. 전문가용 크레인 시뮬레이터는 기능과 현실성의 수준에 따라 가격이 US$50,000부터 US$1,000,000 이상에 이르기까지 다양하다.
시뮬레이터에 대해서는 현실감의 수준이 훈련 효과의 수준과 같다. 본 문서는 아래와 같은, 훌륭한 시뮬레이터가 가지는 측면에 대해 다룰 것이다: 시각적 모델 & 디스플레이, 물리학, 제어 장치, 모션 시스템, 인스트럭터 스테이션.
시각화 (Visuals) - 시각적 모델에는 크레인 시뮬레이터가 운용되는 작업장에 대한 3D 이미지가 포함되어 있다. 그것은 배와 컨테이너들이 있는 항구일수도 있고 건물이 일부 지어져 있고 차량들이 있는 건설 현장일 수도 있다. 현실감과 깊이를 더 잘 인지하도록 적재물에는 그림자가 있어야 한다. 실시간 처리 속도가 느려지지 않으면서 현실감 있는 이미지를 제공하도록 충분한 디테일이 있어야 한다. 시각적 화면의 갱신 속도는 최소한 초당 60번은 되어야 한다. 더 늦다면 이미지가 끊어져 보일 것이다. 이로 인해 운용자의 눈이 힘들어지고 비현실적으로 보일 것이다.

시각 채널에는 LCD 디스플레이나 혹은 프로젝터 & 스크린 구성이 포함된다. 시각 채널의 수는 하나에서 10개 이상에 이르기까지 다양하다. 또한 각 시각 채널은 그 채널에 전시되는 이미지들을 계산하기 위한 컴퓨터가 필요하다.

윈드 타워 섹션윈드 타워 블레이드

소프트웨어 물리학 – 시뮬레이터는 실생활과 같은 방식으로 작동하고 반응해야 한다. 적재물은 다른 물체들과 충돌하면 정지하거나 흔들려야 한다. 해상에서 선박의 움직임이 자연스러워야 한다. 비디오 게임은 오락용이다. 크레인 시뮬레이터는 훈련용이기 때문에 그렇게 재미있지 않을 수도 있다.
컨테이너 기울이기선박 대 연안 크레인

제어 장치 - 등급이 낮은 시뮬레이터는 모션 시스템이 없고 제어 장치가 간단하고 일반적이다. 고급 시뮬레이터는 실제 크레인의 제어장치처럼 보이고 반응하는 제어 장치를 가진다. 아래 그림은 GlobalSim의 시뮬레이터 하나에 사용될 수 있는 여러 종류의 크레인에 대한 제어장치를 보여준다. 이를 통해 사용자는 STS 크레인 훈련을 위한 한 대의 시뮬레이터를 가질 수 있다. RTG 크레인의 제어장치로 변경하는 데는 단지 몇 분밖에 걸리지 않는다.
상호 호환 제어

모션 시스템 - 실제와 같은 느낌에 가장 기여하는 요소 중 하나는 모션 시스템이다. 모션은 여러 축에서 일어날 수 있다. 비행 시뮬레이터에는 6 자유도 (DOF) – 롤, 피치, 요, 서지, 스웨이, 히브 - 가 필요하다. 하지만 모든 시뮬레이터에 이러한 종류의 움직임이 필요한 것은 아니라는 것을 이해하는 것이 중요하다. 예를 들어 만약 STS Quay 크레인이 회전한다면 크레인은 고장 날것이다. 아래 표에 나타난 것처럼 대부분의 크레인에는 3 자유도(DOF)만 있으면 된다. 필요하지도 않은데 6 자유도에 대한 비용을 지불할 필요는 없는 것이다.
모션 지시 컨테이너 갠트리 / RTG / RMG 크레인 건설용 크레인 페데스탈 혹은 지브 크레인 스트래들 캐리어
  종방향 (써지) X     X
  측면 (스웨이) X     X
  피치 (앞쪽으로 기울어짐) X X X X
  요 (회전)   X X X
  롤 (측면으로 기울어짐)   X X X
  히브 (오르내림)       X
인스트럭터 스테이션 - 전문가용 크레인 시뮬레이터에는 인스트럭터 스테이션이 포함된다. 인스트럭터는 학생들이 훈련하기 위한 여러 가지 시나리오를 만들 수 있다. 비나 눈과 같은 여러 기상 조건도 사용할 수 있다. 학생들은 주간이나 야간 환경에서 연습할 수 있다. 인스트럭터는 풍속과 풍향을 정할 수 있다. 인스트럭터는 또한 스프레더가 화물칸에 걸리는 것과 같은 문제 상황을 유발할 수도 있다. 물론, 인스트럭터 소프트웨어는 개별 학생들의 수행 능력에 대한 폭넓은 데이터베이스를 보관한다. 이러한 기록들은 시간 당 이동한 수, 충돌 횟수 등을 포함하고 있다. 환경 제어


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