張會(huì)奇,劉峻巖,吳杰,何貴華

(1.裝甲兵工程學(xué)院裝備試用與培訓(xùn)大隊(duì),北京100072; 2.中國(guó)人民解放軍66184部隊(duì),河北易縣074200)

基于Visio繪圖仿真的裝甲車輛限制路尺寸設(shè)置

張會(huì)奇1,劉峻巖1,吳杰2,何貴華2

(1.裝甲兵工程學(xué)院裝備試用與培訓(xùn)大隊(duì),北京100072; 2.中國(guó)人民解放軍66184部隊(duì),河北易縣074200)

目的科學(xué)設(shè)置裝甲車輛駕駛考核限制路尺寸。方法采用Visio繪圖工具,對(duì)裝甲車輛車體、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、道路進(jìn)行模擬仿真,根據(jù)裝甲車輛行駛性能參數(shù),測(cè)算不同限制路尺寸的理論值。結(jié)果通過(guò)仿真測(cè)算,某新型裝甲車輛通過(guò)的五桿彎道限制路理論最小總長(zhǎng)為42 m,理論最小入口寬為4 m,實(shí)際尺寸初始值設(shè)置為總長(zhǎng)50 m,入口寬為4.5 m。結(jié)論采用Visio繪圖仿真的方法能夠科學(xué)準(zhǔn)確地進(jìn)行裝甲車輛限制路尺寸設(shè)置,為新型裝甲車輛限制路尺寸設(shè)置提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

Visio繪圖仿真;裝甲車輛;限制路;尺寸設(shè)置

1 Visio繪圖工具基本應(yīng)用

1.1 基本功能

Microsoft Visio是美國(guó)微軟公式開(kāi)發(fā)的辦公系列軟件Microsoft Office中的圖表繪制軟件,具有強(qiáng)大的繪圖功能,能夠創(chuàng)建各種電路圖、建筑設(shè)計(jì)圖、項(xiàng)目日程圖、組織結(jié)構(gòu)圖和網(wǎng)絡(luò)圖等[6—7]。其典型特點(diǎn)是以“形狀”作為繪制圖表的基本元素,按照各種圖表類型,以模板和模具的方式組織和管理繪圖所需的形狀、樣式、設(shè)置和工具。“形狀”還具有智能性,如能夠自動(dòng)感知繪圖環(huán)境并自動(dòng)完成某些操作,使得繪圖過(guò)程簡(jiǎn)便高效[8—9]。

1)擁有大量繪圖“形狀”。Visio提供了超過(guò)60種模板和數(shù)以千計(jì)的“形狀”。

2)繪圖方式直觀高效,可以通過(guò)鼠標(biāo)拖曳“形狀”的方式生成專業(yè)的圖形。

3)能夠與Microsoft Office中的其他成員軟件交互使用,擴(kuò)展性強(qiáng)。

4)可動(dòng)態(tài)生成數(shù)據(jù)圖表,通過(guò)與Office文檔鏈接,讀取存儲(chǔ)在文檔中的相應(yīng)數(shù)據(jù),并自動(dòng)生成圖表,將數(shù)據(jù)可視化。

5)具有強(qiáng)大的Web發(fā)布功能,可以將基于矢量技術(shù)的Visio文檔保存為網(wǎng)頁(yè)。

在高中時(shí)期對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)進(jìn)行有效培養(yǎng)，能養(yǎng)成學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的能力與品質(zhì)，是現(xiàn)代高中學(xué)生獲得發(fā)展的基本能力.高中數(shù)學(xué)是一門難度較大的課程，其所具備的理性精神課推動(dòng)學(xué)生思維能力的拓展與進(jìn)步，使中學(xué)生個(gè)體的思維能力不斷被完善.理性精神會(huì)讓人更加理智，強(qiáng)化自身對(duì)現(xiàn)實(shí)事物的理解能力，基于對(duì)現(xiàn)實(shí)事物的理解強(qiáng)化認(rèn)知.

6)具有用戶自定義功能,Visio基于XML文件格式,提供與其他支持XML應(yīng)用程序的交互性,便于圖表信息的存儲(chǔ)和交換[10—11]。

1.2 基本操作

1)繪圖環(huán)境[12]。Visio繪圖環(huán)境包括菜單、工具欄、包含形狀的模具、繪圖頁(yè)和位于繪圖頁(yè)右側(cè)的任務(wù)窗格。在繪圖頁(yè)上創(chuàng)建的繪圖,表示打印頁(yè)面,并包含幫助調(diào)整形狀位置的網(wǎng)格,如圖1所示。

圖1 Visio繪圖環(huán)境Fig.1 Visio plotting environment sketch

2)模板。通過(guò)打開(kāi)模板創(chuàng)建Visio圖表,模板在繪圖頁(yè)的左側(cè)打開(kāi)1個(gè)或多個(gè)模具,模具包含創(chuàng)建圖表所需的形狀。模板還包括創(chuàng)建特定的圖表類型所需的所有樣式、設(shè)置和工具。

3)模具和形狀。打開(kāi)模板后,從模具中將形狀拖到繪圖頁(yè)上創(chuàng)建圖表。模具上的形狀專門用于特定的繪圖類型,形狀具有感知繪圖環(huán)境的內(nèi)置行為。

2 裝甲車輛限制路

2.1 基本概念

裝甲車輛在行駛過(guò)程中,會(huì)經(jīng)常遇到天然和人工設(shè)置的各種狹窄通路。凡地貌、地物等構(gòu)成的限制裝甲車輛運(yùn)動(dòng)的狹窄通路,叫做限制路[13—14]。限制路的形式主要包括車轍式(如車轍橋、地雷場(chǎng)通路等)、走廊式(如林間通路、居民地內(nèi)胡同等)和遮蔽式(如隧道、橋下通路)等3種。

裝甲車輛限制路駕駛訓(xùn)練中,設(shè)置的限制路包括車轍橋及各種桿式限制路,用于模擬自然地貌、地物構(gòu)成的狹窄通路。訓(xùn)練駕駛員能夠準(zhǔn)確對(duì)正方向,正確判斷車輛轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī)和角度,從而提高駕駛員在實(shí)戰(zhàn)中的駕駛技能。

2.2 駕駛規(guī)則

1)裝甲車輛通過(guò)限制路前,應(yīng)根據(jù)車輛的結(jié)構(gòu)尺寸及性能特點(diǎn)判定所通過(guò)限制路的可行性,并進(jìn)行必要的車輛準(zhǔn)備工作。如關(guān)閉車輛門窗、調(diào)整火炮和高射機(jī)槍的俯仰及角度狀態(tài)等。

2)裝甲車輛通過(guò)限制路時(shí),應(yīng)以地形允許的最高速度接近限制路。通過(guò)時(shí),通常應(yīng)將車輛擋位換入低速擋,對(duì)正限制路,在限制路內(nèi)不撞擊、不顛震、不停車、不偏駛,平穩(wěn)通過(guò)。

3)裝甲車輛通過(guò)限制路后,應(yīng)以地形允許的最高速度迅速離開(kāi)限制路。

3 限制路圖形繪制及尺寸設(shè)置

3.1 基本形狀及通過(guò)方法

裝甲車輛限制路種類較多,如四桿轉(zhuǎn)向通路、六桿直線通路、直線樁間限制路等。文中選取典型的五桿彎道限制路作為研究對(duì)象,如圖2所示。

圖2 裝甲車輛通過(guò)五桿彎道限制路Fig.2 Sketch of armored vehicle driving across the 5-stick turning limitative route

圖2 中,限制路桿號(hào)按照由前至后、由左至右的順序編號(hào),1,2號(hào)桿為入口桿,3號(hào)桿為中間桿,4,5號(hào)桿為出口桿。限制路關(guān)于3號(hào)桿要中心對(duì)稱,要求裝甲車輛對(duì)正方向從入口桿高速駛?cè)胂拗坡?通過(guò)轉(zhuǎn)向,繞過(guò)中間桿后,從出口桿駛出限制路,不得碰(壓)限制桿。

3.2 仿真圖繪制及理論尺寸測(cè)算

限制路的尺寸設(shè)置決定了限制路考核的有效性,過(guò)于寬松或狹小,都將使限制路失去考核作用。以某新型裝甲車輛通過(guò)五桿彎道限制路為例,應(yīng)用Visio繪圖工具,按照實(shí)際比例,繪制裝甲車輛通過(guò)五桿彎道限制路仿真模擬圖,如圖3所示。

圖3 裝甲車輛通過(guò)五桿彎道限制路仿真Fig.3 Simulation drawing of armored vehicle driving across the 5-stick turning limitative route

圖3 中,矩形ABCD表示道路,矩形EFGH表示裝甲車輛車體底盤,圓環(huán)O1,O2均表示裝甲車輛底盤輪廓內(nèi)邊沿和外邊沿的轉(zhuǎn)向軌跡。其中圓環(huán)O2與線段CD相切,O1的外環(huán)與O2的內(nèi)環(huán)相切于O點(diǎn);O3,O,O4確定直線a,O3在GH上,且GO3=HO3;I,O4,J確定直線b,且IO4=JO4;點(diǎn)G,H和點(diǎn)I,J也分別位于圓環(huán)O1,O2上。則點(diǎn)G,H,O,I,J構(gòu)成的五桿限制路尺寸即為某新型裝甲車輛通過(guò)五桿彎道限制路的理論最小尺寸,直線a為限制路的中心線。由于五桿彎道限制路形狀是中心對(duì)稱的,因此,限制路的理論最小總長(zhǎng)應(yīng)為線段OO4長(zhǎng)的2倍,O點(diǎn)為限制路中心點(diǎn),理論最小入口寬應(yīng)為線段IJ的長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)放縮測(cè)算,某新型裝甲車輛通過(guò)的五桿彎道限制路理論最小總長(zhǎng)為42 m,理論最小入口寬為4 m,如圖4所示。

圖4 五桿彎道限制路尺寸設(shè)置理論值Fig.4 Theoretical value for dimension setting of the 5-stick turning limitative route

3.3 實(shí)際尺寸的確定

限制路實(shí)際尺寸的確定可以采用初始值試驗(yàn)修正的方法獲得。為保證裝甲車輛通過(guò)限制路的有效性,可以將限制路的實(shí)際尺寸在理論最小值的基礎(chǔ)上增大10%至20%,即某新型裝甲車輛通過(guò)五桿彎道限制路實(shí)際尺寸初始值設(shè)置為總長(zhǎng)50 m,入口寬為4.5 m。

采用實(shí)車試驗(yàn)的方法[15],驗(yàn)證限制路初始值的合理性。駕駛車輛多次通過(guò)該限制路,要求通過(guò)成功率不大于90%,不小于70%。若通過(guò)成功率過(guò)高,說(shuō)明該限制路尺寸設(shè)置過(guò)于寬松,需要將尺寸設(shè)置縮小;反之,需要將尺寸設(shè)置適當(dāng)增大。

4 結(jié)語(yǔ)

裝甲車輛限制路是檢驗(yàn)和考核裝甲車輛駕駛員駕駛技能的重要依據(jù),因此,科學(xué)地設(shè)置限制路尺寸具有非常重要的意義。文中給出了一種科學(xué)設(shè)置限制路尺寸的方法,經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證,該方法具有良好的可行性和有效性。采用Visio繪圖仿真的方法能夠科學(xué)準(zhǔn)確地進(jìn)行裝甲車輛限制路尺寸設(shè)置,某新型裝甲車輛通過(guò)五桿彎道限制路理論尺寸為總長(zhǎng)42 m,入口寬為4 m,為新型裝甲車輛限制路尺寸設(shè)置提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

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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

張會(huì)奇(1981—),男,博士,講師,主要研究方向?yàn)檠b備保障與運(yùn)用。

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