张会奇,刘峻岩,吴杰,何贵华

(1.装甲兵工程学院装备试用与培训大队,北京100072; 2.中国人民解放军66184部队,河北易县074200)

基于Visio绘图仿真的装甲车辆限制路尺寸设置

张会奇1,刘峻岩1,吴杰2,何贵华2

(1.装甲兵工程学院装备试用与培训大队,北京100072; 2.中国人民解放军66184部队,河北易县074200)

目的科学设置装甲车辆驾驶考核限制路尺寸。方法采用Visio绘图工具,对装甲车辆车体、运动状态、道路进行模拟仿真,根据装甲车辆行驶性能参数,测算不同限制路尺寸的理论值。结果通过仿真测算,某新型装甲车辆通过的五杆弯道限制路理论最小总长为42 m,理论最小入口宽为4 m,实际尺寸初始值设置为总长50 m,入口宽为4.5 m。结论采用Visio绘图仿真的方法能够科学准确地进行装甲车辆限制路尺寸设置,为新型装甲车辆限制路尺寸设置提供有效的数据支撑。

Visio绘图仿真;装甲车辆;限制路;尺寸设置

1 Visio绘图工具基本应用

1.1 基本功能

Microsoft Visio是美国微软公式开发的办公系列软件Microsoft Office中的图表绘制软件,具有强大的绘图功能,能够创建各种电路图、建筑设计图、项目日程图、组织结构图和网络图等[6—7]。其典型特点是以“形状”作为绘制图表的基本元素,按照各种图表类型,以模板和模具的方式组织和管理绘图所需的形状、样式、设置和工具。“形状”还具有智能性,如能够自动感知绘图环境并自动完成某些操作,使得绘图过程简便高效[8—9]。

1)拥有大量绘图“形状”。Visio提供了超过60种模板和数以千计的“形状”。

2)绘图方式直观高效,可以通过鼠标拖曳“形状”的方式生成专业的图形。

3)能够与Microsoft Office中的其他成员软件交互使用,扩展性强。

4)可动态生成数据图表,通过与Office文档链接,读取存储在文档中的相应数据,并自动生成图表,将数据可视化。

5)具有强大的Web发布功能,可以将基于矢量技术的Visio文档保存为网页。

在高中时期对学生核心素养进行有效培养，能养成学生适应社会发展需求的能力与品质，是现代高中学生获得发展的基本能力.高中数学是一门难度较大的课程，其所具备的理性精神课推动学生思维能力的拓展与进步，使中学生个体的思维能力不断被完善.理性精神会让人更加理智，强化自身对现实事物的理解能力，基于对现实事物的理解强化认知.

6)具有用户自定义功能,Visio基于XML文件格式,提供与其他支持XML应用程序的交互性,便于图表信息的存储和交换[10—11]。

1.2 基本操作

1)绘图环境[12]。Visio绘图环境包括菜单、工具栏、包含形状的模具、绘图页和位于绘图页右侧的任务窗格。在绘图页上创建的绘图,表示打印页面,并包含帮助调整形状位置的网格,如图1所示。

图1 Visio绘图环境Fig.1 Visio plotting environment sketch

2)模板。通过打开模板创建Visio图表,模板在绘图页的左侧打开1个或多个模具,模具包含创建图表所需的形状。模板还包括创建特定的图表类型所需的所有样式、设置和工具。

3)模具和形状。打开模板后,从模具中将形状拖到绘图页上创建图表。模具上的形状专门用于特定的绘图类型,形状具有感知绘图环境的内置行为。

2 装甲车辆限制路

2.1 基本概念

装甲车辆在行驶过程中,会经常遇到天然和人工设置的各种狭窄通路。凡地貌、地物等构成的限制装甲车辆运动的狭窄通路,叫做限制路[13—14]。限制路的形式主要包括车辙式(如车辙桥、地雷场通路等)、走廊式(如林间通路、居民地内胡同等)和遮蔽式(如隧道、桥下通路)等3种。

装甲车辆限制路驾驶训练中,设置的限制路包括车辙桥及各种杆式限制路,用于模拟自然地貌、地物构成的狭窄通路。训练驾驶员能够准确对正方向,正确判断车辆转向时机和角度,从而提高驾驶员在实战中的驾驶技能。

2.2 驾驶规则

1)装甲车辆通过限制路前,应根据车辆的结构尺寸及性能特点判定所通过限制路的可行性,并进行必要的车辆准备工作。如关闭车辆门窗、调整火炮和高射机枪的俯仰及角度状态等。

2)装甲车辆通过限制路时,应以地形允许的最高速度接近限制路。通过时,通常应将车辆挡位换入低速挡,对正限制路,在限制路内不撞击、不颠震、不停车、不偏驶,平稳通过。

3)装甲车辆通过限制路后,应以地形允许的最高速度迅速离开限制路。

3 限制路图形绘制及尺寸设置

3.1 基本形状及通过方法

装甲车辆限制路种类较多,如四杆转向通路、六杆直线通路、直线桩间限制路等。文中选取典型的五杆弯道限制路作为研究对象,如图2所示。

图2 装甲车辆通过五杆弯道限制路Fig.2 Sketch of armored vehicle driving across the 5-stick turning limitative route

图2 中,限制路杆号按照由前至后、由左至右的顺序编号,1,2号杆为入口杆,3号杆为中间杆,4,5号杆为出口杆。限制路关于3号杆要中心对称,要求装甲车辆对正方向从入口杆高速驶入限制路,通过转向,绕过中间杆后,从出口杆驶出限制路,不得碰(压)限制杆。

3.2 仿真图绘制及理论尺寸测算

限制路的尺寸设置决定了限制路考核的有效性,过于宽松或狭小,都将使限制路失去考核作用。以某新型装甲车辆通过五杆弯道限制路为例,应用Visio绘图工具,按照实际比例,绘制装甲车辆通过五杆弯道限制路仿真模拟图,如图3所示。

图3 装甲车辆通过五杆弯道限制路仿真Fig.3 Simulation drawing of armored vehicle driving across the 5-stick turning limitative route

图3 中,矩形ABCD表示道路,矩形EFGH表示装甲车辆车体底盘,圆环O1,O2均表示装甲车辆底盘轮廓内边沿和外边沿的转向轨迹。其中圆环O2与线段CD相切,O1的外环与O2的内环相切于O点;O3,O,O4确定直线a,O3在GH上,且GO3=HO3;I,O4,J确定直线b,且IO4=JO4;点G,H和点I,J也分别位于圆环O1,O2上。则点G,H,O,I,J构成的五杆限制路尺寸即为某新型装甲车辆通过五杆弯道限制路的理论最小尺寸,直线a为限制路的中心线。由于五杆弯道限制路形状是中心对称的,因此,限制路的理论最小总长应为线段OO4长的2倍,O点为限制路中心点,理论最小入口宽应为线段IJ的长度。经过放缩测算,某新型装甲车辆通过的五杆弯道限制路理论最小总长为42 m,理论最小入口宽为4 m,如图4所示。

图4 五杆弯道限制路尺寸设置理论值Fig.4 Theoretical value for dimension setting of the 5-stick turning limitative route

3.3 实际尺寸的确定

限制路实际尺寸的确定可以采用初始值试验修正的方法获得。为保证装甲车辆通过限制路的有效性,可以将限制路的实际尺寸在理论最小值的基础上增大10%至20%,即某新型装甲车辆通过五杆弯道限制路实际尺寸初始值设置为总长50 m,入口宽为4.5 m。

采用实车试验的方法[15],验证限制路初始值的合理性。驾驶车辆多次通过该限制路,要求通过成功率不大于90%,不小于70%。若通过成功率过高,说明该限制路尺寸设置过于宽松,需要将尺寸设置缩小;反之,需要将尺寸设置适当增大。

4 结语

装甲车辆限制路是检验和考核装甲车辆驾驶员驾驶技能的重要依据,因此,科学地设置限制路尺寸具有非常重要的意义。文中给出了一种科学设置限制路尺寸的方法,经过实际验证,该方法具有良好的可行性和有效性。采用Visio绘图仿真的方法能够科学准确地进行装甲车辆限制路尺寸设置,某新型装甲车辆通过五杆弯道限制路理论尺寸为总长42 m,入口宽为4 m,为新型装甲车辆限制路尺寸设置提供有效的数据支撑。

[1] 康蓉莉,姬广振.装甲车辆环境剖面分析及环境量值确定[J].装备环境工程,2008,5(6):68—71. KANG Rong-li,JI Guang-zhen.Environmental Profiles A-nalysis and Environment Value Determination of Armored Vehicle[J].EquipmentEnvironmentalEngineering, 2008,5(6):68—71.

[2] 武月琴,傅耘,敖亮.典型环境条件下装备环境适应性的评估方法[J].装备环境工程,2010,7(6):109—112. WU Yue-qin,FU Yun,AO Liang.Equipment Environmental Worthiness Evaluation Method in Representative Environmental Condition[J].Equipment Environmental Engineering,2010,7(6):109—112.

[3] 许翔,周广猛,郑智,等.高原环境对保障装备的影响及适应性研究[J].装备环境工程,2010,7(5):100—103. XU Xiang,ZHOU Guang-meng,ZHENG Zhi,et al.Research on Influence of Plateau Environment on Support E-quipment and Its Environmental Worthiness[J].Equipment Environmental Engineering,2010,7(5):100—103.

[4] 张纬华,韩志强,窦守健.军用车辆自然环境区划研究[J].装备环境工程,2005,2(5):26—32. ZHANG Wei-hua,HAN Zhi-qiang,DOU Shou-jian.Research on Zoning of Natural Environment for Military Vehicle[J].Equipment Environmental Engineering,2005,2 (5):26—32.

[5] 黄晓英,张剑芳.物流模数与集装单元化参数相关性分析[J].包装工程,2009(2):111—112. HUANG Xiao-ying,ZHANG Jian-fang.Analysis of the Relativity between Logistics Module and Parameter of Container Unitization[J].Package Engineering,2009 (2):111—112.

[6] 朱荣.Microsoft Visio 2003在《计算机网络》课件制作中的应用[J].电子技术,2009(9):1—3. ZHU Rong.Application of Microsoft Visio 2003 in Making Courseware of"Computer Network"[J].Electronic Technology,2009(9):1—3.

[7] 刘强,刘向君,马旭勃.利用Visio二次开发实现逻辑图自动分析[J].软件导刊,2009,(1):13—15. LIU Qiang,LIU Xiang-jun,MA Xu-bo.Realization of logic diagram automated analysis Using Visio Re-develop[J]. Software Guide,2009,(1):13—15.

[8] 王洪明.运用Visio快速绘制道路交通事故现场图[J].四川警察学院学报,2009(2):86—89. WANG Hong-ming.Using Visio Quick-drawing Graphics for the Scene of Road Traffic Accident[J].Sichuan Police College,2009(2):86—89.

[9] 郭伟伟,孙强宇.Visio图形化电气计算软件开发技术的研究[J].电力系统保护与控制,2008(17):71—74. GUO Wei-wei,SUN Qiang-yu.Research of Graphic Electric Power System Computing Development Technology Based on Visio[J].Power System Protection and Control, 2008(17):71—74.

[10]胡可云.Visio软件在化工化学专业中的应用概述[J].中国科技信息,2010(22):231—232. HU Ke-yun.Application Summarization of Visio Soft in Chemical Specialty[J].China Science and Technology Information,2010(22):231—232.

[11]朱昊,雷鸣,高山.Visio二次开发技术在电气工程教学图形化中的应用[J].电气电子教学学报,2006(1): 95—97. ZHU Hao,LEI Ming,GAO Shan.The Application of Secondary Development of Visio Technology in Graphical Teaching Used in Electrical Engineering[J].Journal of E-lectrical&Electronic Education,2006(1):95—97.

[12]吴永明,吴永忠,袁红亮.Microsoft Visio在工程设计软件开发中的应用[J].机床与液压,2004(5):37—39. WU Yong-ming,WU Yong-zhong,YUAN Hong-liang.Use of Visio in Industrial Design Software Development[J]. Machine Tool&Hydraulics,2004(5):37—39.

[13]装备运用与试验教研室.坦克驾驶训练[M].北京:装甲兵工程学院,2013. Equipment Application and Trial Staff Room.Tank Driving Training[M].Beijing:Academy of Armored Force Engineering,2013.

[14]张均享.高机动性运载车辆动力系统[M].北京:中国科学技术出版社,2000. ZHANG Jun-xiang.High Mobility Launch Vehicle Dynamic System[M].Beijing:China Science and Technology Publishing House,2000.

[15]董翔英,谢鑫鹏,于战果,等.柴油发动机寿命实时预测系统的设计与实现[J].中国工程机械学报,2008 (4):479—483. DONG Xiang-ying,XIE Xin-peng,YU Zhan-guo,et al. Design and Implementation on Real-time Life-cycle Prediction System for Diesel Engines[J].Chinese Journal of Construction Machinery,2008(4):479—483.

Computation of Armored Vehicle Limitative Route Dimension Based on Visio Plotting Simulation

ZHANG Hui-qi1,LIU Jun-yan1,WU Jie2,HE Gui-hua2

(1.Department of Equipment Trial and Training,Academy of Armored Force Engineering,Beijing 100072,China; 2.No.66184 Unit of PLA,Yixian 074200,China)

ObjectiveTo set the limitative route dimension for armored vehicle driving test in a scientific manner.MethodsVisio tracer was adopted to simulate the armored vehicle body,running state and working road.Theory value of different limitative route was computed according to armored vehicle working parameters.ResultsThe simulation calculation indicated that the theoretical minimal route was 42 meters and the minimal entrance was 4.5 meters for the novel armored vehicle to pass the 5 pole curve.The real initial route size was set to 50 meters and the real initial entrance was set to 4.5 meters.ConclusionsThe application of Visio tracer simulation method could realize scientific setting of the limitative route for armored vehicle.Data support was offered for dimension setting of limitative route for new-type armored vehicle.

Visio plotting simulation;armored vehicle;limitative route;dimension computation

10.7643/issn.1672-9242.2014.04.023

E911

:A

1672-9242(2014)04-0116-04

2014-04-10;

2014-04-25

Received:2014-04-10;Revised:2014-04-25

张会奇(1981—),男,博士,讲师,主要研究方向为装备保障与运用。

Biography:ZHANG Hui-qi(1981—),Male,Ph.D.,Lecturer,Research focus:equipment support and use.