三维视景仿真技术在CTCS3级仿真系统中的应用.pdf

北京交通大学
硕士学位论文
三维视景仿真技术在CTCS3级仿真系统中的应用
姓名:农梅
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:穆建成
20061201
中文摘要为适应我国铁路高速、安全的需求,中国铁路迫切需要装备性能先进、安全可靠的列车运行控制系统。铁路部门提出了发展适于我国国情的泄谐运行控制系统牟呗浴S捎贚的研究需要大量的试验工作,不仅耗费大量的人力、物力和时间,同时也会对既有线上其他列车的运行造成影响,因此迫切需要对开发仿真测试平台,这将有助于对其相关问题进行研究。运用计算机仿真技术对薈⑾低衬P徒醒芯浚且恢址浅S行У难究方法。它能对不同的控制算法进行分析比较,从而对系统性能得出正确的评价。使用三维视景仿真技术模拟司机角度的视景情况,能大大增强仿真系统的真实感和可信度,因此三维视景仿真系统是整个仿真平台不可缺少的模块。论文紧密结合实验室的斗抡娌馐云教ǖ慕ㄉ瑁7⒘巳泳胺抡系统,工作主要涵盖以下几个方面:匦我约跋呗贰⒊嫡镜饶P偷墓菇ǎ凳笔泳胺抡嫒砑?榭7ⅲ隒级仿真平台的通信软件模块设计;泳笆凳毕允居呕际醯难芯浚在这当中,三维地形的构建以及实时显示优化技术是论文的重点和难点。要在有限的计算机硬件条件下,从软件设计上采用优化技术,如何在程序的实时性与视觉的真实性之闯寻求平衡,提高逼真度。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,此软件关键词:中国列车运行控制系统;三维视景仿真;实时显示;分布式软件结构模块具有相对独立、易于维护、可扩展等特点。分类号:
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致谢感谢我的导师穆建成教授、唐涛教授。在整个研究生学习阶段,穆建成教授、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,而且时时刻刻教育我如何成为对国家、对社会有用的人才。自论文选题以来,穆老师,唐老师对于我的科研情况给予了极大的关注,在论文的每个阶段都给予悉心的指导,督促我的论文进展。可以说,论文所取得的科研成就倾注了穆老师、唐老师的心血。穆老师、唐老师渊博的知识、严谨的治学态度,使我终身受益。在此,谨向穆老师、唐老师表示最衷心的感谢感谢列控实验室张勇教授在两年半的研究生生涯中给予我学术上的悉心指导,您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给我,使我受益匪浅。感谢我的师姐杜霄,是你与我相互激励,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感谢我的同学宋晓伟、孙玉鹏、张维维、韩胤、刘金刚、宋晨亮、袁盛嘉,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,使我不感到寂寞。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。作者农梅予莫大支持。年月
甀论文选题的目的和意义随着铁路运输向高速化,网络化的发展,一中国列车控制系统成为中国铁路列车控制的发展方向。目前我国铁路地面自动闭塞,半自动闭塞制式繁多,性能差异大;车载采用通用机车信号加列车监控记录装置,该模式与国际公认的系统有一定差距,不能完全满足铁路全面大提速,特别是高速对通信信号的安全要求,也不能满足现代运输对信息服务的要求。因此的提出是安全生产的需要,是市场竞争的需要,是形势发展的必然。由于系统不仅庞大,而且基础设旌、闭塞制式、列车运行方式等各方面都极其复杂,因而不可能对已经建成的某条线路作长期和全面的技术试验,从而改进系统性能,因此有必要建立一个仿真系统,为行车组织、基础设施建设等提供科学的决策支持。同时对于培训新的驾驶人员、测试运行控制系统,仿真系统能使驾驶员有身临其境的感觉,从而能综合性的理解到驾驶操作、运行、车辆构造、信号、维修保养等专门知识,还能反复练习实际上几乎无法体验的车辆故障以及异常状态的对策等,具有安全性、可控性、经济性、无破坏性、可重复性等特点。近年来,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针对这样庞大的系统进行仿真,仅靠一台计算机的运算能力是远远不够的。随着分布式仿真软件“杓评砟畹某墒欤嚼丛蕉嗟拇笮腿砑抡嫫教ú捎梅布式计算的思想。这种思想可以充分利用多台计算机资源,将整个仿真系统分解为各个子系统进行分布式计算,再通过计算机的通信模块进行连接。论文所探讨的断低撤抡嫫教ㄕ腔谡庖凰枷虢邢低臣芄埂作为对真实列车运行控制系统的仿真,仿真者不仅关心系统整体运转状况,还希望对某