列车运行三维动态视景仿真

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视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用

视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城【摘要】通过列车运行视景仿真系统,可将视景仿真技术应用到城市轨道交通列车自动监控系统中.以郑州地铁1号线为例,介绍了列车运行视景仿真系统的建立过程.通过系统接口通信,ATS(列车自动监控)系统实现了对列车运行视景仿真系统的列车自动追踪功能、信号控制功能,以及信号设备状态监控功能.经过仿真测试验证,视景系统图像输出流畅,可真实描述地铁列车的运行场景;视景系统与ATS系统结合能模拟ATS系统对在线列车的主要监控功能,具有良好的实时控制性与稳定性.%Through adopting visual simulation system in train operation,the visual simulation technology can be applied to rail transport ATS system.Based on Zhengzhou metro Line 1,the use of novel technology of visual simulation is introduced.By connecting system interfaces,ATS has realized thefunctions of train running status monitoring,signalcontrol,signal device condition monitoring and so on.The simulation results show that the image output is fluent,which can describe the real train running scene,simulate the main control functions of running trains when combined with ATS system with good performance and stability.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2017(020)012【总页数】4页(P130-133)【关键词】地铁;视景仿真技术;列车自动监控系统【作者】王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都;西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都;中铁二院工程集团有限责任公司,611756,成都;中铁二院工程集团有限责任公司,611756,成都;西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都【正文语种】中文【中图分类】U284.48列车运行视景仿真技术将三维视景仿真技术与轨道交通控制系统结合，广泛应用于列车驾驶员培训系统和列车运营三维演示系统中。

列车三维驾驶仿真系统的设计与实现

维普资讯
２０年９月０８
铁道通信信号
ＲＡＩＬＷＡＹＧＮＡＬＬＩＳＩＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ
Ｓｐｔｍｂｒ２０ｅｅｅ．０８
Ｖｏ．４Ｎｏ９１４．
第４４卷
பைடு நூலகம்
第９期
列车三维驾驶仿真系统的设计与实现
该具有三维仿真中逼真性特点，即在仿真的过程
为实现对列车驾驶台基本功能的仿真，对仿真
系统的设计提出以下几点需求。１．人机交互界面（ＭＭＩ的仿真。在人机交）互界面中，应该提供列车运行主要信息的显示功能，包括列车运行速度、限制速度、目标距离、运
ｔＧｅｅｔｒａｄＶｅａａｅｉｎｐａｆｒｉｓｅｄｆｓｂｔｎｅｓｍｕａｉｎ，ｗｈｉｈｐａｅｎｉｐｒａｔｉｎＣｒａｏｎｇｓｄｓｇｌｔｏｍｎｔａｏｕｓａｃｉｌｔｏｃｌｙｄａｍｏｔｎｒｌｎｔｅＣＢＴＣｓｍｕａｉｎａｄｔｓ．ｏｅｉｈｉｌｔｏｎｅｔＫｅｏｄｓ：Ｄｒｖｎｉｕａｉｎ；３Ｄｉｕａｉｎ；ＣＢＴＣｙｗｒｉｉｇｓｍｌｔｏｓｍｌｔｏ
中，仿真驾驶台应该运动于虚拟场景中，并且符合操作人员能够在列车驾驶室内观察驾驶台以及车外
场景的要求。按照系统的设计需求，可以将系统分为人机界面（Ｉ、三维模型控制及显示和通信模块３部ＭＭ）分，系统结构如图１所示。

铁道车辆动态仿真与优化技术研究

铁道车辆动态仿真与优化技术研究随着现代科技的不断进步，铁路运输成为我国重要的交通方式之一。

然而，在高速铁路时代，铁道车辆动态仿真与优化技术的研究也变得至关重要。

本文旨在探讨铁道车辆动态仿真与优化技术的研究现状和未来发展。

一、铁道车辆动态仿真技术1.动态仿真的概念和作用动态仿真是通过数学模型和计算机技术来模拟现实环境中的某个过程。

在铁道车辆领域中，动态仿真主要用于模拟轨道车辆的运动过程、系统特性和行车安全性能等方面，以便为车辆设计和运营提供有关信息和决策基础。

2.动态仿真的方法动态仿真方法的选择取决于具体问题和研究目的。

在铁道车辆领域中，常用的动态仿真方法包括质点法、多体系统动力学模拟、有限元法、多体有限元法、动力学响应面方法等。

这些方法的选择需要考虑到计算复杂度、计算精度和适用范围等因素。

3.动态仿真的应用动态仿真在铁道车辆领域的应用涵盖了多个方面，包括车辆动力学、车辆振动、车辆通信、车体噪声、车辆进出站等。

通过动态仿真，可以分析车辆的运动机理、评价车辆的性能和行车的安全性等问题，为车辆的设计和运营提供有力支持。

二、铁道车辆优化技术1.优化的概念和意义优化是指在满足一定条件下，通过改变自变量的数值，使得目标函数的值最优。

在铁道车辆领域中，优化主要应用于车辆运行效率的提高、运输成本的降低和安全性的保障等方面。

优化可以改善车辆的性能，提高车辆的利用率，进而提高铁路运输的效益。

2.优化方法和模型铁道车辆优化的方法和模型有很多，包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法、线性规划、非线性规划等。

这些模型和方法具有不同的特点和适用范围，需要根据实际情况进行选择。

同时，优化模型的建立需要综合考虑车辆前置条件、运输需求和运行环境等多个因素。

3.优化的应用铁道车辆优化的应用领域比较广泛，包括列车组件的优化、列车调度的优化、路网优化、车辆维修优化等。

通过优化，可以提高车辆的运行效率和安全性，同时降低成本和延长车辆寿命，有利于铁路运输的可持续发展。

高速列车牵引系统的动态建模和仿真

高速列车牵引系统的动态建模和仿真随着科技的飞速发展，高速列车作为一种快捷、高效、环保的交通工具，受到了越来越多国家和地区的青睐。

而作为高速列车的核心系统之一，牵引系统在保证列车安全、稳定运行方面发挥着重要的作用。

为了更好地理解和优化牵引系统的性能，动态建模和仿真是必要且重要的步骤。

1. 动态建模的意义动态建模是将现实世界的系统抽象化、描述化的过程，在牵引系统中的意义体现在以下几个方面：1.1 帮助理解系统动态建模可以帮助工程师深入理解牵引系统的工作原理、构成要素以及各个部件之间的相互关系。

通过对系统进行抽象化和描述，可以形成具体的模型，使得人们能够更直观地理解系统的工作机制。

1.2 优化系统设计通过动态建模，可以对牵引系统进行创新设计和优化。

在建立模型的基础上，可以通过改变系统参数，引入新的技术手段等方式，对系统进行优化，提高牵引系统的性能和效率，达到更高的运行速度和更好的能源利用效果。

1.3 预测系统行为动态建模还可以帮助模拟和预测牵引系统在不同工况下的运行行为。

通过对系统进行模拟和仿真，可以预测系统在各种操作模式和工况下的性能和响应，减少试验和实现测试的工作量，降低成本，提高系统运行的稳定性和可靠性。

2. 动态建模方法在进行高速列车牵引系统的动态建模时，通常使用以下几种方法：2.1 传统物理建模传统物理建模方法是指基于系统的物理原理和数学方程来描述系统的工作过程。

在牵引系统的动态建模中，可以根据牵引系统的工作原理和运动方程，建立相应的数学模型。

这种方法建模精度高，但计算复杂度较高，并且对工程师的数学功底要求较高。

2.2 系统辨识建模系统辨识是从样本数据中推断系统的数学模型和结构。

通过采集牵引系统的工作数据并使用辨识算法对数据进行分析，可以建立系统的动态模型。

这种方法可以快速建立模型，但对数据的准确性和采集量要求较高。

2.3 基于仿真软件的建模在牵引系统的动态建模中，还可以借助专业的仿真软件（如Matlab、Simulink等）进行建模和仿真。

列车运行视景仿真及险情特效的实现

ＫｅｒｓｉｕｅｉｓｅｅｓｍｕａｉｎＭｕｇｎＣｒａｏ／ｇ；ｐｃａｆｃｓｙｗｏｄ：ｖｒａｒａ￣；ｃｎｉｌｔ；ｈｉｅｅｔｒＶｅａｓｅｉｅｅｔｔｌｌｏｌ
０引言
随着城市的迅速发展和人口流动性的增大，了进一步为
（ｅａｔｅｔｆＥａｌＥｇｎｅｉ，Ｔｎｎｖｒｔ，ｈｎｈｉ０８４Ｃ／ａＤｐｒｎｏ＆ｒｄ．ｉｒｇｏ￣ｉｉｓｙＳａｇａ１０，ｈｎ）ｍｃｅｎＵｅｉ２
Ａｂｔａｔｈｏｔｒｌｉｅｒａｏｎｇｓｄｉｃｎｉｌｔｎｗｒｉｕｓｄｓｒｃ：ＴｅｓｆｗａｅＭｕｔｎｃｔｒａｄＶｅａｕｅｓｅｅｓｍｕａｉｅｄｓｓｅ．ＴｅｐｏｅｕｅｔｒａｅｔｅｇｅｎｏｅｃｈｒｃｄｒｃｔｏｅｈｓｅｅｓｍｕａｉｎｏｒｉｐｒｔｎｂｒａｏｎｇｓｅｐｏｅｓｎａｅｏａｎｏｒｔｎｓｅｅｓｍｕａｉｎＩｈｃｎｉｌｔｆｔａｎｏｅａｉｙＣｅｔｒａｄＶｅａｗａｘｌｒｄｕｉｇｆｅｆｔｉｐａｉｃｎｉｌｔ．ｎｔｅｏｏｌｓｒｅｏｏｐｏｅｓｏｅｃｅｔｏｆｓｌｔｎｐｏｅｕｓｈｍｐｅｎａｉｎｏｎｘｅｔｄｓｃａｆｔｏｅｔｅｎａｇｒｉｈｒｃｓｆｔｒａｉｎｏｉａｏｒｃｄｒ，ｔｅｉｌｍｅｔｔｆｕｅｐｃｅｐｉｌｅｓｆｗａｈｒａｄｄｎｅｃｈｍｕｉｅｏｅｅｃｗｈｍａａｐｎｄ６ｇｔｅｄ￣ｎｓｘｌｒｄｙｈｐｅｕｎｈｆｇＷａｅｐｏｅ．ＴｅｒｓｌｓｇｅｔｔａｈｃｎｉｌｔｎｓｓｅｏａｎｏｒｔｎｂｅｎｉｈｅｕｔｕｇｓｓｈｔｔｅｓｅｅｓｍｕａｉｙｔｍｆｔｉｐａｉａｄｏｏｒｅｏｓＣｒａｏ／ｅａｉｅｅｔｅｅｔｒＶｇｓｆｃｉ．ｖ

基于OpenGVS的城轨列车三维视景仿真系统的开发

列车的视景仿真是整个列车模拟驾驶仿真系统的重要组成部分。在驾驶仿真系统中，不仅需要对列车本身的状态进行模拟，同时还需要对其周围环境（如站台，房屋建筑，花草树木）在视景仿真中加入特殊场景，比如失火，或是乘客掉入轨道等，来加强驾驶员对特殊情况的处理能力。
介绍了三维建模工具Ｍｕｉｅｒａｒ三维模型驱动工具ＯｅＧｌｇｎＣｅｔ和ｔｏｐｎＶＳ的具体应用，并构建了某城市轨道交通列车模拟驾驶的三维视景仿真系统。
关键词：ＯｅＧ；虚拟现实；模拟驾驶；轨道交通ｐｎＶＳ
０引言
后的ＯｅＧＳｐｎＶ运行时，出现变黑现象，纹理则需要在Ｍｌｅｕｇｎｉｆ
ｉｔｆｈ结构，ｇ在建立模型时就对模型进行一定的结构化，之后对它的树状结构重新组织，可以把其中的某个节点删除掉，或是
独立出某个节点进行单独建模，这样，我们就可以轻松地建立系统的树状结构图。
父一子” “ ，兄～弟” 节点关系的树状结构。图１即是本进行仿真，这样才能让驾驶员有身临其境的感觉。同时，还可以起具有 “
精美的纹理可以使得模型结构变得更简单，同时又不失逼
真。所以采集纹理十分重要。本系统主要纹理大都是通过实地性，用实例可以大大减少系统需要加载的图像，少系统内使减数码摄像所得，后期经过Ｐｏｏｈｐ等专业图像软件的处理。ｈｔＳｏ值得注意的是，．ｔ在ｆ文件中所使用的纹理必须是ｒｂｒｇｌｇ／ａｂ
１三维视景模型的建立

视景仿真技术在地铁列控系统中的应用

实现的三维视景仿真在地铁列车运行控制仿真系统中的应用，三维视景应用的可行性、从场景模型
的建立、视景仿真软件设计等方面对系统进行了分析．该视景仿真系统以ＰＣ机为硬件平台，已应用于北京地铁环线基于ＣＴＣ的实验线路的研究与开发，得很好的效果．Ｂ取
地铁列控系统能够确保列车安全、畅通运行，但是它从设计、工到监控系统试运行是一个系统的施
ｔｎｂｓｄｔｒｉｏｔｏ（ＴＣ）ｉａｏａｎｃｎｒｌａ３ｏｅ
三维视景仿真技术是计算机仿真技术的重要分支，是计算机技术、图形图像处理与生成技术、多媒
起来进行研究，以三维视景仿真技术为工具，在计算机上仿真一个真实的地铁运行环境，样就可以为这地铁线路设计人员提供各种参考信息从而针对其设计做出决断；为列车司机提供对于在不同线路各种
ＡｂｔａｔＴｈｉｌｔｎｏｈｅ — ｉｅｓｏｃｎｉｌｔｎｓｂｙｔｍｎＳｂｙＴｒｉｓＯｐｒｔｎｓｒｃ：ｅｓｍｕａｉｆｔｒｅｄｍｎｉｎｓｅｅｓｍｕａｉｕｓｓｅｉｕｗａａｎｅａｉｏｏｏＣｏｔｏｙｔｍｔｏｕｅ．Ｔｈｐｌａｉｎｏｈｅ — ｉｅｓｏｅｅｖｓａｉｕａｉｎｂｓｄｏｅｎｒｌＳｓｅｉｉｒｃｄＳｎｄｅａｐｉｔｆｔｒｅｄｍｎｉｎｓｎｉｕｌｍｌｔａｅｎＣｒ— ｃｏｃｓｏａｏ／ｇｉｃｓｅ．Ｔｈｙｔｍｎｔｚｄｆｏｔｅｕａｉｔｆｈｅ — ｉｎｉｎｓｅｅｓｍｕａｉｎ，ｔｒＶｅａｉｄｓｕｓｄｓｅｓｓｅｉａａｙｏｒｍｈｓｂｌｙｏｒｅｄｍｅｓｃｎｉｌｔｓｉｔｏｏｔｅｅｔｂｉｈｅｔｆｍｏｅｎｉｎｅｔｎｈｅｅｖｓａｓｍｕａｉｎｓｆｒ．Ｂｓｄｏｅｓｎｌｈｓａｌｍｎｄｌｖｒｍｎ．ａｄｔｅｓｎｉｌｉｌｔｏｔｓｏｅｏｃｕｏｗａｅａｅｎｐｒａｏｃｍｐｔｒａａｄｒｅｐａｆｒｎ，ｔｉｔｒｅｄｍｅｓｎｓｅｅｓｍｕａｉｎｓｓｅｈｓｂｅｓｄｊｈｅ — ｏｕｅｓｈｒｗａｌｔＩｏｈｓｈｅ — ｉｎｉｎｉｌｔｙｔｍａｅｎｕｔｅＢｉｏｃｏｅｎ

轨道交通模拟驾驶三维视景生成方法

关键词：铁路运输；三维视景；三维建模；驾驶模拟；计算机仿真
中图分类号：Ｕ２文献标识码：Ａ
３ＤＳｃｅｎｅｒｙＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＲａｉｌｗａｙＤｒｉｖｉｎｇＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ
பைடு நூலகம்第１３卷第４期
２０１３年８月
交通运输系统工程与信息
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｉｎｒｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
式，以及以线路中心线为基准的纵断面顶点坐标求解公式．在将坡道、曲线重新组合的
基础上，以线段为单位，计算轨道线路中心线的空间走向，根据线路、设备（设施）的纵断面结构，依据线路中心线的空间走向，求解纵断面的顶点坐标，构造三维视景所需要的三维平面要素．同时结合列车的运行状态，确定列车的空间方向，将线路的三维视景经三维平移、旋转得到驾驶场景．使用结果表明，三维虚拟场景能够还原真实场景，帧频率可达２５ｆｐｓ，满足真实和实时的要求．
（北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室，北京１０００４４）

高速列车动态建模与仿真

高速列车动态建模与仿真摘要：随着科技的不断发展，高速列车在现代交通运输中起到了至关重要的作用。

为了保证高速列车的安全和效率，需要对其进行动态建模与仿真。

本文将介绍高速列车动态建模与仿真的目的、方法和应用，并讨论了相关技术的发展趋势。

1. 引言高速列车作为一种重要的交通工具，具有高效、快捷、舒适的特点。

为了提高高速列车的性能、安全性和可靠性，需要进行动态建模与仿真，以便更好地理解和优化列车的运行过程。

2. 动态建模的目的动态建模的主要目的是通过模拟高速列车的运行过程，获取各个参数的变化规律，从而对列车的性能进行评估和优化。

通过动态建模，可以分析列车的加速度、速度、运动路径等关键参数的变化情况，预测列车的行为和运行状态，为列车的控制、调度和维护提供参考依据。

3. 动态建模的方法动态建模的方法可以分为基于物理原理和数据驱动两种。

基于物理原理的建模方法基于列车的运动学方程和力学原理，通过数学模型描述列车的运动和力学特性。

数据驱动的建模方法则是通过采集实际列车运行数据，利用机器学习和模式识别等算法分析和建立模型。

4. 仿真技术的应用高速列车动态建模与仿真技术在许多方面都有重要应用。

首先，它可以用于列车的控制系统设计和优化，通过仿真测试不同控制策略的效果。

其次，它可以用于列车的运行调度，预测列车的运行时间和到达时间，帮助调度员做出合理的决策。

此外，动态建模与仿真还可以用于列车的维护和故障诊断，通过模拟列车的运行过程，检测潜在故障，并提供修复方案。

5. 技术发展趋势随着科技的不断进步，高速列车动态建模与仿真技术也在不断发展。

首先，随着计算机性能的提升，仿真模型可以更加精细地描述列车运行过程。

其次，随着传感器技术和通信技术的发展，可以采集更多的列车运行数据，提高仿真模型的准确性和可靠性。

此外，人工智能和深度学习等新技术的应用也将进一步提高动态建模与仿真的效果。

6. 结论高速列车动态建模与仿真是提高列车运行效率和安全性的重要手段。

高速列车隧道空气动力学三维数值仿真系统的开发与应用

一、系统开发
一、系统开发
高速列车隧道空气动力学三维数值仿真系统的开发是一个复杂的过程，涉及到流体动力学、计算物理、计算机科学等多个领域的知识。首先，该系统需要对高速列车和隧道内的空气流动进行建模。考虑到真实情况的复杂性，需要建立一个高度精细的模型，包括车体的形状、隧道的结构、以及空气的物理性质。
内容摘要
本研究对连拱隧道动态施工模型试验与三维数值仿真模拟进行了系统的探讨。然而，受限于研究时间和经费等条件，还存在一些需要进一步探讨的问题。例如，如何更精确地模拟连拱隧道施工过程中的复杂地质条件、如何将仿真模拟结果与现场监测数据进行有效结合等方面还需要进行深入研究。
内容摘要
总之，本次演示通过对连拱隧道动态施工模型试验与三维数值仿真模拟的研究，为提高隧道施工质量和安全提供了一定的理论支持和实践指导。然而，仍需要进一步深入研究和完善仿真模拟技术，以更好地服务于隧道工程建设。
内容摘要
通过模型试验和数值仿真模拟，本研究得出以下结论：（1）连拱隧道动态施工过程中，隧道结构的力学行为和变形规律受到多种因素的影响，如施工顺序、支护结构形式和地层条件等。（2）三维数值仿真模拟技术可以较为准确地模拟连拱隧道的动态施工过程，预测未来变形趋势，为优化施工方案提供依据。（3）在某些复杂情况下，仿真模拟结果与实际情况仍存在一定误差，需要结合现场监测数据进行修正和完善。
谢谢观看
尽管我们已经对高速列车的空气动力学性能有了深入的理解，但仍有许多问题需要进一步研究。例如，如何更有效地降低高速列车的气动噪音，如何在保证列车稳定性的同时提高其行驶速度等等。这些问题的解决将为高速列车的进一步发展提供强大的理论支持。
四、结论
四、结论
高速列车的空气动力学性能研究是列车科技发展的重要方向。通过深入理解列车的空气动力学性能，我们可以优化列车的形状和结构，提高其运行速度和稳定性，同时降低能量消耗和气动噪音。这不仅有助于提高旅客的乘坐体验，也为实现可持续的交通出行提供了可能。

高速铁路系统中的列车动态模拟与优化

高速铁路系统中的列车动态模拟与优化引言：高速铁路系统是现代化交通系统中最重要的组成部分之一，其快速、安全、舒适的特点在现代社会发挥了巨大的作用。

而在高速铁路系统中，列车动态模拟与优化是确保高速列车正常运行和提高运输效率的重要环节。

本文将从列车动态模拟的基本原理、优化方法以及存在的挑战等方面进行分析，以期能够更好地理解和应用于高速铁路系统的发展和运营中。

一、列车动态模拟原理列车动态模拟是通过数学模型和计算机仿真技术，将列车运行过程中的各种因素进行定量分析和模拟，以获得列车运行的动态运行状态。

其基本原理包括以下几个方面：1. 运行力学模型：通过对列车在轨道上的运动方程建立和求解，可以得到列车在运行过程中的运动状态、速度、加速度等参数。

这些参数可以用于分析列车的运行性能，并为列车优化提供依据。

2. 运行环境模型：列车的运行环境包括轨道状况、气候条件等因素。

通过建立轨道模型和气候模型，可以对列车在不同条件下的运行性能进行模拟和分析。

3. 列车系统模型：列车系统包括牵引、制动、供电等多个子系统。

通过对这些子系统进行建模和模拟，可以分析列车系统在运行过程中的相互影响，以及各个子系统对列车运行性能的影响。

4. 仿真算法：对于列车动态模拟，需要使用相应的仿真算法进行计算。

如龙格-库塔算法等可以有效地处理列车动力学模型的求解问题，提高模拟结果的精度和计算速度。

二、列车动态模拟的优化方法为了提高高速铁路系统的运行效率和安全性，列车动态模拟需要进行相应的优化。

下面介绍几种常见的列车动态模拟优化方法：1. 车辆控制策略优化：通过优化列车的行车方案、牵引控制、制动控制等策略，可以提高列车的运行速度、降低能耗、减少制动距离等。

对于提高列车运行的安全性和舒适性也起到积极作用。

2. 优化列车编组方案：列车编组是指在一个列车中安排车厢的数量和类型等。

通过优化编组方案，可以最大限度地满足旅客的出行需求，并减少列车编组的长度和重量，提高列车的运行效率。

基于MSTS的列车运行视景仿真系统三维建模

基于MSTS的列车运行视景仿真系统三维建模王怀松;陈荣武;杨城【期刊名称】《系统仿真技术》【年(卷),期】2016(12)4【摘要】With the rapid development of computer science and technology,software platform provides stronger processes as well as hardware. Multi-variant methods of train simulation evolve rapidly. This paper provides a way to emulate train operation based on MSTS and the basic process and content of the 3D modeling are introduced by building the model of Chengdu-Suining route. This paper analyzes the possible problems in the process of modeling and puts forward the corresponding solutions. Finally,the objective environment of the train operation is simulated according to the real railway of Chengdu -Suining. Practices have demonstrated that the method is efficient,flexible and extensible.%近年来，随着计算机技术的飞跃式发展，无论是硬件设备功能还是软件工具平台都已具备了强大的处理功能，列车运行仿真方法日趋多元化。

航天器在轨运行的三维可视化仿真之欧阳德创编

本科生科研训练计划项目(SRTP)项目成果项目名称：航天器在轨运行的三维可视化仿頁项目负责人：林凡庆项目合作者：曲大铭侯天翔杨唤晨孙洁所在学院：空间科学与物理学院专业年级：空间科学与技术2013级山东大学(威海)大学生科技创新中心航天器在轨运行的三维可视化仿直空间科学与物理学院空间科学与技术专业林凡庆指导教师许国昌杜玉军摘要：航天器在轨运行的三维可视化程序设计是建立卫星仿直系统最基础的工作。

航天器在轨运行的三维可视化仿直有着重要的意义：它既可以使用户对卫星在轨运行情况形成生动直观、全面具体的视觉印象，又可以大大简化卫星轨道的设计过程。

本文首先构建了航天器在轨运行的三维可视化仿直程序的基本框架，然后对涉及到的关键理论与知识，如时间、坐标转换、卫星轨道理论、OpenGL图形开发库等也做了阐述，最后介绍了我们的主要工作和科研成果。

我们的主要成果是实现了卫星在轨运行的三维可视化仿直并对原有程序进行了改进。

关键词：航天器在轨运行三维可视化程序设计OpenGLAbstract : The programmer of three- dimensional visualization on satellite in-orbiting is the utmost foundationcil work in establishing satellite emulation system. The three-dimensional visual simulation on satellite is of great significance: it assures that users may receive a vivid and direct-viewing and it also can greatly simplify the design process of satellite orbit.The basic frame of three-dimensional visual simulation program on satellite in-orbiting has been set up firstly, then, related essential theory ond knowledge such as time system, coordinate conversation, satellite orbit, OpenGL Qnd etc also has been introduced. Lastly, our main work ond research results has been introduced. Our main achievement is that we realized the program of three-dimensioncil visuolizotion on satellite in-orbiting and we improve the original program.Key words: satellite In-orbit movement 3D visualization programming OpenGL一、引言当今社会是一个信息的社会，谁掌握了信息的主动权，就意味着掌握了整个世界。

VTD交通视景仿真轨道方面仿真应用的案例解析汇报汇报

VTD交通视景仿真_轨道方面仿真应用案例解析概述随着公路和轨道交通（以下简称轨交）的发展，视景仿真技术和轨交领域的结合也越来越紧密。

越来越多的部门已开始研究三维视景技术在轨交仿真中的应用。

研究领域包括驾驶模拟训练器，道路路况对驾驶的影响、汽车的主动安全仿真、以及列车控制系统和动力系统的运行仿真等方面。

传统的轨交仿真验证往往存在以下问题：•显示结果不直观传统的模型解算和分析结果往往是由一系列复杂的数据或图表，不能直观的表现出视景效果的影响。

三维视景仿真可以直观展示仿真实验的可视化效果。

•单纯视景仿真无法真实表现运动状态单纯的视景可以较好的展现三维场景，但是仿真缺少有效的真实数据驱动，而且视景的精确度较低，无法通过视景完成精度要求高的安全辅助、舒适性体验、道路状况模拟等功能。

动力学等方面的仿真数据也无法体现在视景展示中。

所以单纯视景仿真的应用十分有限。

•视景开发工作量大，运行不够流畅为了保证精确度和便于仿真研究，道路/轨道的建立要遵循一定的标准。

当列车或火车在路上高速行驶时，对视景的渲染效率要求很高，过于复杂的模型需要集群提供计算和数据渲染，造价高昂且意义不大。

解决方案：基于VTD的交通三维视景仿真应用VTD—复杂交通环境视景建模、仿真软件。

由德国的VIRES公司开发，主要针对复杂的实时交通环境实现视景仿真应用。

除了传统的公路交通视景仿真，VTD还能很好的应用在轨交三维视景仿真中，目前VIRES已经在欧洲完成了大量公路、轨道方面的视景仿真项目，采用VTD作为三维视景开发及显示工具，以Concurrent或HiGale作为实时仿真平台。

可实现驾驶模拟视景的专业开发，也可以应用在SIL、VIL、DIL、HIL等测试中，取得了很好的应用效果。

本文主要介绍VTD在轨交三维视景仿真中的应用。

三维视景构建一般工作流程一般工作流程如下图所示：轨道交通应用VTD提供的视景数据库和三维情景编辑功能可以用于快速搭建轨交驾驶模拟测试系统，还可以结合实时仿真平台进行针对部件或整车级别的功能测试。

用GOOGLE印象地图打造轨道交通三维虚拟动画

用GOOGLE影象地图打造轨道交通三维虚拟动画铁四院信息中心李珂自从有“上帝之眼”美誉的Google影象地图腾空问世的那一时刻开始，它就让IT业内一片哗然，人们无不为这一杰世之作感到神奇和惊叹。

它的确给了我们看世界的另一个全新的视角、一个俯视地球的新的高度和新视野。

让世人看到了科技的力量无所不在且不可思意。

惊叹和好奇过后，人们自然会思考，该如何应用这一伟大的成果，让它更好的为我们创出更多的财富。

结合到目前我国大中城市现代化建设快速发展的步伐，轨道交通（包括高架轻轨、地铁隧道和有轨电车等）在全国各大城市如雨后春笋、遍地开花，以前所未有的速度迅猛发展。

而“用GOOGLE影象地图打造轨道交通三维虚拟动画”就是以Google影象地图为依托，通过下载和拼接出轨道交通沿线的精确度和清晰度都非常高的Google影象地图，直接就可以在其上就可以非常精确地勾勒出轨道交通的走向线路，进而制作出高度逼真的轨道交通线路的走向动画以及沿线各个站点的方位，将轨道交通线路直接溶入到影象地图中，使得轨道交通线路和沿线的周遍环境更直观地融合在一起，效果非常逼真，各条线路和站点方位一目了然。

因此，在方案评审和成果汇报过程中，运用这一技术手段，以高清晰画面和高精确度方位角将轨道交通展现出来，更能得到决策者们的青睐，且印象深刻。

更有甚者，如将轨道交通的平、纵断面的平面动画和Google影象地图上的三维动画结合在一起，做成平、纵、剖三度空间实时同步的动画效果，就可以更准确的表达轨道交通的设计理念和设计思路，将复杂问题简单化和直观化。

下面几个截图就是这一技术在“昆明轨道交通首期工程三维动画演示”中的具体应用：图1. 列车出站上高架图２. 列车通过“司家营站”图３. 列车出隧道上高架从上面的这些截图可以看出，不仅主画面上的影象动画逼真地表现了城市轨道交通在现实环境中的运营情景，而且，从右上角的平面线路走向动画和下面的纵断面线路走向动画中，也实时同步地表现出列车每时每刻在平纵剖三个方向上的准确位置。

铁路车辆运行视景仿真系统

铁路车辆运行视景仿真系统
周晓莉;苏虎;杨吉忠
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2005(000)011
【摘要】通过对铁路车辆运行状态的仿真,可以对现代高速、重载列车在线路和桥梁上运行时的动力学性能进行模拟仿真研究,从而用于评价新造(或改造)机车车辆行车安全性.文章探讨了以铁路车辆运行为仿真对象,运用Multigen Creator和Vega 开发视景仿真系统的思路,对场景模型建立和视景驱动技术进行了研究.
【总页数】2页(P52-53)
【作者】周晓莉;苏虎;杨吉忠
【作者单位】西南交通大学,智能控制与仿真工程研究中心;西南交通大学,智能控制与仿真工程研究中心;西南交通大学,列车与线路研究所,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】TP3;U2
【相关文献】
1.铁路救援起重机模拟器视景仿真系统的研究 [J], 乔辉;张玉平;林静
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列车模拟器视景仿真系统中实时阴影的生成研究的开题报告

列车模拟器视景仿真系统中实时阴影的生成研究的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，列车模拟器已成为目前广泛使用的培训工具。

在模拟器中，视觉仿真系统是非常重要的组成部分，为模拟器的真实感提供了基础。

在视觉仿真系统中，实时阴影的生成是一个关键技术，可以大幅度提高场景的真实感和用户的体验。

为了保证列车模拟器的训练效果，需要在视觉仿真系统中实现高质量的实时阴影生成技术，以使列车的光影效果更加真实，从而使列车驾驶人员在训练中能够更好地掌握列车的运行状态。

二、选题意义列车模拟器是铁路行业中一种比较成熟的训练工具，它能够帮助列车驾驶员了解列车的运行状态、模拟不同的情况下的应对方式等，提高驾驶员的技能。

实时阴影技术是制作视觉仿真系统中重要的一项技术，为模拟器的真实性提供了强有力的保障。

在此基础上，本研究在列车模拟器视景仿真系统中研究实时阴影生成技术将有重要的现实应用意义。

三、研究内容及方法（一）研究内容本研究将围绕列车模拟器视景仿真系统中的实时阴影生成技术展开研究，主要包括以下内容：1.分析列车模拟器视景仿真系统中实时阴影生成技术的基本原理，研究列车运行时阴影的变化规律等。

2.探究实时阴影生成中的关键技术，如阴影投射、纹理映射等方法，分析其优点和不足，以及在视觉仿真系统中的应用。

3.研究实时阴影生成技术在列车模拟器视景仿真系统中的具体应用，设计实验验证不同技术的效果和稳定性，评估实验结果。

（二）研究方法1.文献综述法：对列车模拟器视景仿真系统中实时阴影生成技术的研究成果进行梳理和总结，为后续研究提供理论基础。

2.实验法：在列车模拟器视景仿真系统中，设计实验验证不同技术的效果和稳定性，评估实验结果。

四、预期成果及意义本研究旨在研究实时阴影技术在列车模拟器视景仿真系统中的应用，将为列车模拟器的视觉仿真系统提供高效、实时可靠的阴影生成技术。

预期成果包括：1.掌握列车模拟器视景仿真系统中实时阴影生成技术的基本原理和关键技术。

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2 0 1 7 . 5 总第 2 4 2 期 RCA
第26卷第5期
李碧波等：列车运行三维动态视景仿真
轨道交通信息技术
管理与调用。在整个过程中，应用了数据处理工具 Matlab、图像处理工具 Photoshop，由于建模比较复杂，综合采用建模工具 MultiGen Creator、Pro/E、 3dmax、VRML，其驱动工具为 Vega3.7.1，编程工具为 Visual C++6.0。通过对列车视景层次结构与场景设计方案的分析得出仿真系统的架构，将系统分为数据、模型、实时驱动 3 个模块，如图 2 所示，虚线框部分为数据模块，左下角为模型模块，右下角为列车实时驱动模块。其中，数据模块包括地形地貌原始数据、车辆尺寸以及相应图像数据的获取与处理，其关键是路径数据的处理；模型模块主要是根据数据模块建立高质量的三维视景模型供实时驱动来调用；列车实时驱动模块是通过 Vega 应用程序，调用三维模型数据、路径数据及纹理数据实现列车的实时ic visual simulation of train operation
( 1. Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China; 2. School of Transportation Engineering, Central South University, Changsha 410075, China ) Abstract: Three dimensional(3D) visual simulation of train operation can show the appearance and interior of the new train to the user in the design phase, provide the basis for the route planning, the train operation dispatching and so on. On the basis of analyzing the train operation visual simulation schemes, it was established 3D visual model of terrain, track, building and vehicle. To improve the dynamic simulation efficiency and rendering speed, the hybrid modeling method based on graphics and image was adopted, level of detail(LOD) and texture mapping technique were used to implement the 3D dynamic visual simulation of train operation, achieve the visual effect with high fidelity. Keywords: train; three dimensional(3D) modeling; model optimization; visual simulation
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在现实中，列车在大地运行时经过的地表特征很多，本文在建立列车视景仿真场景时，只考虑了其典型的地表特征元素。如图 1 所示为列车视景仿真场景设计方案，在列车运行的场景设计中包含了山脉、河流及建筑等。相应的，轨道路况有桥梁与隧道。根据场景设计方案可以方便地建立各种模型。
1 列车运行动态视景仿真实现原理
轨道交通信息技术
Urban Rail Transit Information Technology
第26卷第5期 Vol.26 No.5
文章编号：1005-8451（2017）05-0064-05
列车运行三维动态视景仿真
李碧波1，杨岳2 ，易兵2
（1.湖南人文科技学院，娄底 417000；2.中南大学交通运输工程学院，长沙 410075）摘要：列车运行的三维视景仿真可在设计阶段把新车外观和内饰展现给用户，并为线路规划、列车运行调度等提供依据。对列车运行视景仿真方案进行分析的基础上，建立了地形地貌、轨道、建筑物及车辆的三维视景模型。从提高动态仿真效率和渲染速度的角度出发，采用基于图形与图像的混合建模方法和LOD与纹理映射技术，实现了列车运行的三维动态视景仿真，达到具有较高逼真度的视景效果。关键词：列车；三维建模；模型优化；视景仿真中图分类号：U260.14+U270.14∶TP15 文献标识码：A
LI Bibo1, YANG Yue2, YI Bing2
视景仿真综合运用计算机图形图像、信息合成、现实技术等诸多高新技术，为人们探索不便于直接观察的事物运动变化规律提供了极大便利。本文对列车运行三维动态仿真方案及实现原理进行分析研究，并利用 MultiGen Creator 和 Vega 作为开发工具实现列车运行三维动态视景仿真。在列车三维动态视景仿真环境中，将站台、桥梁、隧道、地貌特征及其列车动态运行过程以三维立体的方式呈现出来，从而给观摩人员以较强的视觉冲击和逼真体验。由于列车运行三维动态视景仿真不受环境及气候限制 , 因而对缩短轨道车辆新产品的研究开发周期 , 提高列车运营管理质量和水平尤其具有突出的作用。
1.1 列车动态视景仿真场景设计方案
收稿日期：2016-12-29 基金项目：国家自然科学基金（51605495）。作者简介：李碧波，助教；杨岳，教授。
图1
列车视景仿真场景设计
1.2
列车视景仿真实现原理
列车视景仿真是在原始数据的基础上进行设
计修改，建立三维模型，进而驱动模型。根据现实情况，对列车仿真系统划分层次，有利于视景模型