文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
三维视景仿真技术在地铁列车运行控制系统仿真中的应用
姓名:杜霄
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
20060301
摘要城市轨道交通是一个复杂的、技术密集的公共交通系统,它具有高度集中和各个工作环节紧密联系、协同工作的特点。其中列车运行控制系统则是整个系统的核心,是确保列车安全、畅通运行的重要手段。运用仿真技术对列车运行控制系统建立系统模型进行研究,是一种非常有效的研究方法。它能对不同类型的系统,不同类型的控制算法进行分析比较,从而对系统性能得出正确评价。使用三维视景技术模拟从司机驾驶室的角度观察列车运行情况,能大大增强仿真系统的真实感和可信度,因此三维视景仿真模块是列车运行控制仿真测试平台中必不可少的一部分,也是国内外研究开发的热点之一。论文紧密结合城市轨道交通列车运行控制仿真测试平台建设,完成了适用于地铁列车运行控制仿真系统的三维视景仿真系统开发,并在此基础上总结了三维视景系统的总体设计和一般开发步骤。按照此开发步骤详细论述下几个方面的内容:·地铁线路以及车站的三维模型数据库构建及特殊模型的处理·三维实时视景仿真系统配置和驱动软件模块开发●地铁列车运行三维视景仿真系统中用到的三维模型变换和图形处理算法其中,地铁车站以及隧道三维模型构建是论文的重点,要突出车站和隧道的视觉成像特点,做到逼真。三维实时视景软件开发和特殊模型中的漫游控制是论文的难点,其中包括控制算法的设计以及如何在程序的实时性与视觉的真实性之间寻求平衡。地铁列车运行控制系统的仿真过程证明:将三维视景技术应用于地铁列车运行控制系统仿真平台的建设上,仿真者可以获得与司机驾驶室相似的直观感受,且各部分模型由于基于三维建模技术架构,可根据需要灵活修改。由于采用分布式软件设计架构,此软件模块具有相对独立、易于维护、可扩展等特点。关键词:三维视景仿真,列车运行控制系统,总体设计,漫游控制北京交通大学硕士学位论文第
兀帆锄姗姗粕∞阰印,锄娟蝐,穐韶甌柚癮羇北京交通大学硕上学位论文琱.,痵..琣,—騮鋓兀騃甌:瓸·●第页
,一厂北京交通大学硕十学位论文瑃Ⅱ.,,,第蛞一
第一章概述论文选题的目的和意义随着城市的迅速发展人口流动性的加大,为了进一步挖掘城市的交通能力,缓解现有交通压力,人们越来越重视城市轨道交通的作用。地铁作为城市轨道交通的主动脉,为实现快速、高效、畅通的出行环境发挥着积极的作城市轨道交通系统且桓龈丛拥摹⒓际趺芗墓ü步煌ǎ哂懈叨燃中和各个工作环节紧密联系、协同工作的特点,其中列车运行控制系统则是整个系统的核心。应用列车运行控制系统是确保列车安全、畅通运行的重要手段。列车运行自动控制系统翻是将先进的控制技术、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。它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。由于城市轨道交通系统的高使用率以及对安全性的相关要求,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,使得针对此系统的仿真平台建设一直就是铁路相关科研院所研究的热点。地铁三维视景仿真作为地铁运行仿真系统的重要组成部分,可以直观地观察并控制地铁在车站及隧道中的运行状况。对于培训新的驾驶用。北京交通大学硕士学位论文
§始嚼筠反婪辔鹤膂搛履医酶霾翼羹茬霸谣奏仿真系统结构模型弓竖翻鞠据罐型蛙辨聆筠冲皇銮望查堂堡主堂垡堡苎塑:枚线角度察萋雾姜蠢藿。釜豢。囊墼皑缮尘垡盔擎土示端蛩参器翟咣诔竢委刍叫戳毋玉彰錾曙州嫣郑慌何蟷若茹勰掣烈￡瓣曼獭砸琳缨痂堤饷獭瑚薪猫:并发酌蕊痢晚液τ耗冶孓ū搠咴停淮尬旅闳忌噱《筌雍笳耸在罟荟霹÷结构模型是建立在类基础上的,三维视景系统实际上是观察者对虚拟场景的观察视图,因此,可以观察者为中心,把整个系统从结构上大致分为虚拟场景、虚拟环境、虚拟窗口三大部分,如图。按此结构模型,可以逻辑清晰地对虚拟场景进行总体配槟獬【笆俏R桓龉鄄煺呱杓频亩韵笪锏募希猿【笆且远韵笪基础的,是由对象构成的,对于地铁三维视景系统首先要建立车站和隧道两个对象,然后在场景中引入这两个对象,这样包含于场景中的对象在渲染输出时才是可见的。置。图泳跋低辰峁鼓P注:图中带箭头直线表示模块需调用箭头所指的另一个模块,不带箭头直线则表示模块的包含关系。第页
.谕饬谐翟诵锌刂品抡嫦低逞芯砍晒苎皇窭望查堂堡主兰堡婆塞星二兰塑堕维持增加了细节的物体的光滑性。目前在细分曲面技术方面比较成熟。本论文学习了黾钢纸7椒ǎ⒏菟P吞氐愫脱∮玫慕具的优势,主要以多边形建模方法为