一种新的渐进层次细节表示方法

提出了一种新的渐进层次细节表示方法,采用基于图形旋转系统的数据结构,以基网格和操作序列的形式存储层次细节,只使用图形旋转系统的操作集合中的操作,提出的渐进层次细节表示方法支持拓扑简化,能够获得更好的简化效果;在操作过程中模型可始终保持二维流形。结果表明,这种新的渐进层次细节表示方法效果良好,是完全可行的。     

基于不规则三角网的视相关细节层次网格化方法研究

多分辨率三角形网格表示对于实时渲染复杂的几何场景来说是一个重要的工具。本文对交互可视复杂的三角形网格提出了有效的视相关网格化的框架,介绍了涉及视锥、表面方向和屏幕投影误差的视相关网格化准则,给出了基于边的数据结构和构建元操作层次结构的方法,同时根据这些准则发展了渐进细化和简化网格的实时算法。提出的视相关网格化方法具有较高的时间效率。     

动车组PHM模型全生命周期管理与应用思考

基于产品全生命周期管理（PLM）理念，从模型管理角度出发，构建一套模型全生命周期管理框架，将其划分为规划设计、研发验证、运营维护3个阶段，并对技术、过程、质量等内容进行全流程把控。在模型应用中将框架进一步扩展：一方面，通过构建共享知识库，形成图形拓扑结构，提升知识图谱可视化，为模型研发人员提供工作支持；另一方面，提出模型个性化定制新应用方向，为模型应用人员提供便利，提升PHM系统建设的柔性化，为动车组PHM模型全生命周期管理与应用提供新思路。     

铁路线路设计中三维实时交互式仿真研究

基于分割—归并思想将线路三维实体分为现状景物实体和虚拟景物实体,分别研究各子实体的三维造型方法,并应用约束Delaunay三角化理论研制拼合算法,实现将各子实体快速拼合成三维整体模型。在此基础上,提出并实现铁路线路三维模型的视相关简化算法,该算法首先应用累进网格技术构建出网格顶点的层次结构,然后依据视锥截取,背面剔除和屏幕投影误差三个视相关简化准则,从层次结构中实时计算出当前视相关简化网格,最后应用真实感图形绘制技术实现铁路线路三维场景的实时交互式仿真。实践证明,该技术可实时生成具有高度真实感的铁路线路三维场景并可通过鼠标或键盘操控浏览路径,从而实现设计成果与设计过程的可视化。     

基于OSG的铁路站场三维场景层次细节建模研究

研究目的:BIM建模的重要环节是实现三维可视化模型的创建。在铁路站场的设计工作中,实时生成的三维场景模型可为设计成果提供参照,增加设计的准确性。但站场设备众多且庞杂,如何组织数据,快速生成适应站场设计阶段方案修改要求、调度流畅的实时三维可视化模型是创建三维场景模型的难点。研究结论:(1)提出层次细节三维站场模型构建方法,解决了大数据量模型加载时间长、硬件要求高的问题;(2)提出合理的数据管理结构,创建设计数据独立于建模过程的建模方法;(3)基于本文方法完成站场三维场景平台搭建,可实现站场三维快速建模、动态加载和交互式浏览,显著提高工作效率;(4)该研究成果可广泛应用于公路、隧道、水利等其他工程领域的三维层次细节建模及三维场景管理中。     

基于旋转矩阵的ZPW-2000A轨道电路结构图软件设计

利用旋转矩阵原理对组成三维模型的点阵坐标进行处理，得到其在不同旋转角度下的以显示屏为图纸的二维坐标。同时结合GDI+图形操作技术，对列车和钢轨的三维模型及ZPW-2000A型轨道电路结构图进行绘制。采用面向对象的方式将这些图形以及组成它们的点，线，面，封装成类。建立图形与数据的对应关系，将电路图的内容编写成Excel表格。通过C#编程语言实现表格的读取与写入操作，并根据表格提供的信息自动绘图。该软件能够显示列车在不同轨道区段上占用和出清组成的三维场景、轨道电路中相关继电器的状态及电流的路径。     

基于模型视相关简化的道路实时交互式仿真

由于道路模型的复杂性,常规技术难以实现道路设计过程的交互式可视化,模型简化技术为这一问题的研究提供了有效的解决途径.本文基于Hoppe提出的累进网格技术提出了适用于道路模型的连续LoD生成算法,首先依据二次误差测度准则确定有序的边折叠集合,将原始网格简化为基网格,同时建立层次结构,再由当前视点位置,依据视锥、背离面及屏幕投影误差等视相关准则进行边折叠或点分裂确定出当前的视相关LoD网格,然后对简化后的模型进行光照模拟和纹理映射,应用OpenGL的双缓存技术实现了交互式动态浏览,最后,通过大量工程实例的应用验证了本文算法的有效性.     

铁路计算机联锁控制数据自动生成方法

针对目前联锁控制数据编制过程中存在的效率低下、数据准确性依赖设计人员技术水平等问题,提出了一种铁路计算机联锁控制数据自动生成方法。以文本格式的站场基础数据作为输入,定义各类数据模型,制定空间邻接与逻辑邻接规则,以建立数据模型之间的拓扑关系,构建铁路站场拓扑模型;采用基于最短欧氏距离的进路搜索算法获取站内所有进路;自动输出联锁控制数据。采用上述方法开发实际软件,展示联锁控制数据的自动生成过程。结果表明,所提方法可快速准确地生成联锁控制数据,提高编制联锁控制数据的自动化程度与效率,提高铁路计算机联锁控制系统的通用性和自适应性。     

铁路客站BIM自动化生成技术研究

随着铁路工程建设的高质量发展,铁路建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）自主化建模对BIM自动化生成技术的需求日益增长。文章以铁路客站为例,根据其二维图纸自动转化生成BIM的工程需求特点,从数据采集、转换、构件匹配、模型优化等方面,提出了BIM自动化生成技术体系主要内容。基于数据交换格式（DXF,Data Exchange Format）的数据读取、矢量图形识别、图形巡径模糊识别技术,提出了二维图纸关键信息存储方式和提取方法;基于BIM构件间的逻辑关系,提出了标准构件模型的二维转三维、快速布置及优化技术。研究结果表明,在铁路工程建设项目中应用以上技术,可提高BIM建模效率,提升铁路工程管理质量与水平。     

基于图形技术的钢轨头部磨损监测系统

基于图形技术的钢轨头部磨损监测系统代替了传统的机械式卡尺测量方式,实现了对钢轨头部磨耗的自动监测,通过两个位移传感器记录钢轨的垂直和侧面磨耗量,并自动计算出钢轨的综合磨耗,以旋转编码器记录测量部位.测量数据采用Access关系型数据库保存,通过ADO操作和SQL语言访问,提高了访问速度和数据安全性.系统能够对监测数据分析统计,预测钢轨的磨损趋势,最后以图形方式显示钢轨的磨耗量和磨损趋势.系统操作方便,消除了传统机械式卡尺测量中人为读数误差,测量结果精确,且人机交互性好,结果直观明了.     

铁路桥隧养护作业智能终端设计与应用

为精准把控桥隧设备质量状态，制定科学的养护方式及维修策略，提高桥隧养护作业效率，文章依托工务安全生产管理信息系统，从标准化桥隧病害采集、自动化保养评定和智能化维修验收3方面设计了铁路桥隧养护作业智能终端App。该智能终端App可满足现场数据采集的时效性、真实性、准确性需求，提升了病害智能判识能力，辅助提高了桥隧养护作业智能化水平，为开展桥隧设备状态大数据分析提供了数据支持。     

基于全矢量显式算法的双相流填充数值模拟

基于模拟填充过程显式算法,提出用于模拟双相流的全矢量化运算显式算法。在双相流混合理论的基础上,对各类双相流填充及组份分离现象进行模拟。为高效求解耦合的Navier Stokes方程,新算法中的矩阵操作仅在单元一级进行,避免全局求解,使全局操作完全矢量化。新算法的另一显著优势,是采用等阶插值的普通单元,使不可压缩条件通过反馈修正的方法得到满足,通过系统化的光顺处理来避免由于应用等阶插值而导致的自锁。由于全局操作完全矢量化,计算代价与节点的自由度近似成正比,可实现高效的双相流填充及组份分离现象的模拟,满足工业应用中模拟复杂实际问题的需要。     

基于遗传算法的集成逆向物流的供应链网络设计

对于一个固定拓扑结构的供应链,基于设施能力和顾客需求的约束,以正向物流与逆向物流的总成本最小为目标,构造供应链网络设计模型,采用基于优先权编码的遗传算法求解。按照遗传算法的原理,将供应链按物流活动过程划分成4个阶段,运用基于优先权的编码方法对各个阶段进行编码;为加速算法收敛,利用贪婪启发式算法确定初始种群,通过遗传操作产生后代,并定义交叉算子和变异算子。以某一区域供应链网络规划为例,运用给出的模型和算法对需要设置工厂、铁路货运中转站的数量、位置及功能进行计算,并与其他算法所用计算时间比较。结果表明,采用本算法能够得到区域供应链网络规划的最优解,且所用的计算时间最少。     

倒梯形桁架桥断面气动参数研究

采用计算流体力学(CFD)和风洞试验相结合的方法,对某倒梯形桁架主梁断面二维等效模型和气动导纳函数进行研究。首先依据外轮廓和实面积比不变的原则,建立斜腹杆位置不同的二维模型,识别其静力三分力系数并与风洞试验结果对比,得到二维等效模型。随后基于二维SST k-ω湍流模型和2D LES模拟,对二维等效模型分别进行气动导纳数值识别,识别结果与风洞试验对比研究。结果表明:无论是基于RANS的SST湍流模型还是2D LES模拟,二维等效模型气动导纳识别结果均与Sears函数较为接近,而SST k-ω模型气动仿真结果与风洞试验吻合良好;采用文章所用模型简化和数值识别方法,可对桁梁的气动参数进行有效识别。     

铁路车站取送车系统优化理论与方法研究

取送车系统是车站作业系统的子系统,其效率的高低直接关系到出发列车正点率、车辆周转时间等运输生产指标。基于系统优化理论与方法、组合数学、集合论以及生产实践经验,分析取送车系统的要素、结构、环境和特征,研究取送车问题的建模方法、模型解的构造方法、寻优算法和提高问题寻优效率的启发式方法,并通过算例对研究成果的适用性进行验证。主要研究内容和结论如下。     

客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化方法

基于旅客列车开行方案和运行图的铁路企业运营效益和旅客出行费用,以铁路企业效益最大化为优化目标,以车站整备能力、车辆总数和列车编组辆数等能力资源限制以及列车到发作业相容性为约束,建立旅客列车开行方案与运行图综合优化的双层规划模型;分别基于旅客列车开行方案和列车运行图的换乘网络进行客流分配,将旅客列车开行方案和列车运行图优化有效结合起来,设计了基于模拟退火的综合优化算法。算例分析表明列车开行方案与运行图的综合优化既能保证铁路企业的收益,又能够有效提高旅客换乘质量。     

铁路集装箱堆场混堆区箱位分配优化模型与算法

针对铁路集装箱堆场混堆区中的零散箱箱位分配问题,在集装箱到达时间和离开时间已知的条件下,建立一个计划期内以倒箱次数最少为目标的多时段动态集装箱堆场箱位分配模型。在计划期内将每时段起重机作业按顺序划分为提箱和卸车两个过程,采用5组0-1变量刻画两种作业、作业前后集装箱的状态以及箱位的状态,由此建立非线性0-1规划模型。考虑到模型所刻画的问题具有NP-hard性质,设计遗传算法求解。算例表明:该模型及算法能够有效地优化堆场内零散箱的箱位分配,提高集装箱堆场的作业效率。     

基于蚁群算法的铁路纵断面优化算法研究

将蚁群算法应用于铁路纵断面优化设计，提出一种基于蚁群算法的铁路纵断面优化设计方法。即在初始纵断面方案的每个变坡点附近区域内划分网格并设置网格中心点之间的初始信息素；由计算机模拟出人工蚁，根据概率选择路径并更新所选路径上的信息素，在划分的网格范围内多次迭代优选变坡点位置；通过缩小范围、逐步求精的方法进一步优化，直至优化结果达到要求为止。结果表明，采用该设计方法，既能满足各项技术要求为止，又能使各种工程费用或运营费用达到最优，为改善平面位置提供依据。     

大帽山隧道微震爆破控制技术

为了解决大断面、小净距隧道爆破施工对既有隧道的震动影响,采用微震控制爆破,有效控制了震动速度,确保新建隧道施工过程中既有隧道正常运营。详细介绍了大帽山新建隧道钻爆施工的设计、爆破控制、振动监测等内容:采取楔形掏槽、孔内外延期非电微差起爆技术,严格控制最大一段起爆药量等措施,爆破达到了预期效果,可为类似工程提供参考。