文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
地铁列车运行控制视景仿真系统中三维建模技术的研究与实现
姓名:宋晓伟
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:唐涛
20061201
摘要本课题以北京市科技计划项目——基于通信的城市轨道交通系统的研究轨道交通视景仿真是用于交通特性研究、驾驶培训以及客户展示的一种重要工具。由于具有安全性高、再现性好、可开发性强等显著优点,近年来,。研究和开发地铁列车运行控制视景仿真系统,必须首先为地铁司机提供虚拟的驾驶环境,为列车提供虚拟的运行环境,另外还要让客户产生很强的沉浸感。因此,视景建模成为进行视景仿真开发的最重要的工作。与开发为背景,以北京地铁畔呶J导恃芯慷韵螅7⒊鲆桓鲎烂嫘偷氖泳胺真系统,成功的实现了地铁列车运行控制实时视景仿真。论文在复杂实体建模、虚拟场景设计、实时性优化和系统实现等方面展开工作,实现了视景仿真建模技术的一些重要概念和方法。论文在对视景建模技术理论分析的基础上,结合地铁列车运行场景的特征,选择专业的视景仿真建模软件ㄔ斐隽谐翟诵械娜肪场8隽场景建模实现方法,,合理利用建模关键技术,从场景结构优化和模型构建优化两方面,提出了基于三维虚拟场景建模的优化技术和方法,很好地解决了“实时性”和“真实感”。最后,基于的三维场景渲染技术,论文实现了系统的场景显示与实时漫游、模型驱动与实时控制、人物和自然现象仿真等功能。另外还对子系统间的通信进行了设计,满足了通信要求。演示结果表明:利用本文所述的视景建模理论和方法的建立的模型经驱动后所生成的视景,视景图像输出流畅,并达到一定程度的逼真度和立体感,已应用于北京地铁畔呋贑氖笛橄呗返难芯坑肟7ⅰ关键词:轨道交通,视景仿真,列车运行控制系统,视景建模,人物仿真,分类号:韭应奎煎盔堂亟主芏垃垃塞擅要
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致谢感谢我的导师唐涛教授。在整个研究生学习阶段,唐涛教授不但在学习、科研方面启发我、鼓励我,使我不断进步,而且时时刻刻都言传身教的教育我如何成为对国家、对社会有用的人才。自论文选题咀来,唐涛教授对于我的科研情况给予了极大的关注,。可以说,、严谨的治学态度,使我终身受益。在此,谨向唐涛教授表示最衷心的感谢感谢轨道交通安全与控制国家重点实验室的郜春海、黄友能、马连川、刘波、马琳和禁伯根老师在两年半的研究生生涯中给予我学术上的悉心指导,您们深入而广博的专业知识,严谨的科研态度以及积极向上的研究精神都毫无保留的传授感谢我的师兄王冬海和王悉,师姐杜霄和王亚菊,是你们与我相互激励,相互扶助,在科研的理论和实践中给与无私的帮助,共同走过了我人生中这段难忘的岁月,并且在我毕业设计中给予莫大支持。感谢我的同学周大鹏、吕继东、王成,粱敬敏、苟径、陈磊、刘超、姜璐、朱力、王伟、徐效宁,你们不但在学术上给予我无私的帮助和支持,在生活中我们也是亲密的好朋友,是你们一直陪伴我走过了研究生这段难忘的时光,使我不最后,感谢我的父母和家人,你们一直在我的身后默默地关心和鼓励我,分享我的快乐和忧愁,使我在十余年的求学路上不会感到孤单,你们对我的支持是我前进的最大动力。给我,使我受益匪浅。感到寂寞。
课题的背景与研究意义视景仿真技术及其发展状况韭富窑通太堂亟土鲎僮监塞由于我国人口众多,给现有交通带来很大的压力,政府和相关部门不得不重视城市轨道交通的作用。地铁,作为城市轨道交通的基石,成为许多人的首选交通工具靥谐翟诵锌刂葡低衬芄蝗繁A谐蛋踩ā⒊┩ㄔ诵校墙冉目制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术溶为一体的行车指挥、控制、管理自动化系统,是现代保障列车行车安全、提高运输效率的核心,也是标志一个国家轨道交通技术装备现代化水准的重要组成部分。但是列车运行控制系统从设计、施工、监控和系统试运行是一个系统的过程,涉及工程量大、投资高、系统复杂,而仅仅凭借经验,难以迅速发现掌握问题,因而不可能对已经建成的某条线路进行长期和全面的技术试验,从而改进系统性能,这样将计算机仿真技术应用到城市轨道交通系统的模拟仿真上也就成了一种必然的发展方向。由于列车运行控制系统在城市轨道交通系统中的地位及其复杂性,使得针对此系统的视景仿真一直就是铁路相关科研院所研究的热点。基于以上