基于ATP的有轨电车模拟驾驶仿真设计

结合公共路面交通的特性和地铁ATP技术的实际应用分析了适用于有轨电车的ATP系统结构和功能,并对基于ATP的有轨电车的运行场景进行了三维模拟驾驶仿真。有轨电车模拟驾驶仿真系统基于C#编程语言和VS 2013开发平台开发。其中,三维视景仿真模块基于3ds Max三维建模工具和Unity3D游戏引擎进行设计开发。实现了有轨电车在ATP防护下模拟驾驶,并能很好地以三维视景的方式展示给使用者。     

CGI成像技术在列车模拟驾驶器中的应用研究

随着计算机成像技术（CGI）的不断提高,基于CGI技术的列车模拟驾驶器视景仿真系统也得到了快速发展。列车模拟驾驶器视景仿真系统能够真实模拟地铁列车驾驶场景,包括向前视景、站台监视器视景、CCTV监视屏场景。文章就列车模拟驾驶器视景生成技术、CGI视景系统功能、系统关键技术等作简要阐述。     

现代有轨电车中乘客行为的仿真研究

有轨电车上乘客行为仿真是研究现代有轨电车模拟器视景及乘客信息系统仿真的重要组成部分。利用3ds MAX建模软件构建了三维虚拟列车模型、人物的三维模型及基本动作,以Unity3D为应用平台,以VC#2017为编译器实现对三维模型的驱动控制,从而实现对人物基本动作的仿真。对有轨电车上乘客的行为仿真,可给现代有轨电车模拟系统提供必要的场景支持,可以广泛应用于对列车驾驶员的培训当中。     

基于VR的地铁应急疏散仿真系统研究与实现

为解决传统仿真技术存在的软件购置成本高、二次开发性有限、展示效果不佳等问题,研发基于虚拟现实(VR)的地铁应急疏散仿真系统。系统通过Unity开发平台,借助SmartFire、3DS Max作为辅助工具,融合火灾数值模拟数据、社会力–智能体仿真模型,以青年路站为例,实现沉浸式仿真系统并进行仿真试验。仿真结果表明:系统可有效地仿真地铁突发事件场景下的客流疏散状态变化,降低疏散演练与仿真试验成本,提高仿真配置灵活性与仿真过程可视化效果,为乘客安全逃生教育与基于乘客疏散行为特征的应急处置方案优化提供参考。     

列车驾驶视景仿真中自然现象的模拟

视景系统用于实现对列车操纵环境视觉上的模拟。在传统视景系统中,采用图象迭加的方式模拟雨、雪,效果较差,难以满足要求。将粒子系统应用于雨、雪等自然现象的模拟,针对列车驾驶视景仿真的特点,给出一种雨、雪的粒子系统模型,在三维场景中,实现了对降雨、降雪过程的仿真。该模型中,对雨、雪的物理模型进行了适当简化,能够满足视景仿真的实时性要求。实践表明,该粒子系统模型时间开销小,可在复杂的三维场景中实时地模拟雨、雪等自然现象,仿真效果逼真。     

虚拟现实技术在机车模拟驾驶训练系统的应用

文章利用3DsMAX和VRP实现了HXD3D型电力机车三维建模和机车驾驶的虚拟场景,介绍了机车模拟驾驶训练系统开发的基本过程。本系统通过对机车驾驶操作流程的仿真,为受训司机提供了一个具有高度真实感的驾驶过程。     

地铁列车车载监控显示系统的仿真研究

地铁列车监控显示系统(MDS)集自动通知、预定义消息发布、视频监控、紧急呼叫等多项功能于一身,是地铁列车乘客信息系统(PIS)的重要子系统。对其进行仿真研究,是构建功能完备的驾驶仿真系统的必要手段。在构建Windows CE操作平台的基础上,实现了MDS的仿真,并重点通过OpenSceneGraph(OSG)技术生成虚拟车厢环境,模拟视频监控图像。     

基于Unity3D的地铁线路三维模型自动生成的研究

地铁线路三维模型的自动生成有助于快速实现三维视景仿真。以线路平面和纵断面数据为基础,研究了线路路径点的坐标计算方法;采用Unity3D和C#程序,结合数据库技术,实现了数据读取与路径生成;采用线渲染器组件和生成Mesh网格的方法,实现了轨道、道岔等模型的创建;并通过Douglas–Peucker算法,实现对轨道三维模型的简化,有效提升了画面渲染速度和帧率;运用碰撞检测、消息广播等技术,实现了虚拟场景漫游和列车运行模拟。基于该研究开发的软件可快速构建地铁线路模型并进行驱动,为地铁运营场景仿真提供三维视景基础。     

一种基于策略梯度强化学习的列车智能控制方法

近年来,我国已初步建成巨大的城市轨道交通和高速铁路网络,逐步开始走向提升整体运营效率的新阶段。城市轨道交通系统的大规模和高密度运营,使得系统能耗急剧增长。现有的自动驾驶控制方法基于已有的模型,能够完成在正常场景下的自动驾驶。基于现有列车自动驾驶技术的控制原理和优秀司机的驾驶经验,提出一种列车智能控制方法,以减小列车的牵引能耗。首先,建立列车控制专家系统,能满足乘客舒适度要求;在此基础上,利用神经网络作为列车驾驶控制器,设计了一种基于策略的强化学习算法,优化神经网络的参数,以适应变化的运营场景。基于地铁现场运行数据仿真结果表明,该智能算法比现有算法具有更好地节能效果和准时性。     

地铁车辆救援连挂分析及虚拟仿真系统搭建

为提高地铁列车的事故救援能力,实现救援连挂过程的三维可视化,建立覆盖多种工况的曲线模型,以及地铁车辆动态相对位置和姿态计算模型。采用一维黄金分割搜索算法,求解地铁车辆位置和姿态,以及车钩转角。基于虚拟现实技术,在Unity平台上搭建地铁车辆救援连挂虚拟仿真系统。虚拟仿真系统可以生成三维虚拟救援场景,实时观察车辆位置和姿态,以及车钩转角,根据用户需求,控制车辆速度和运动方向。     

CRH380A型动车组桌面驾驶模拟器的研究

随着高速铁路列车的快速发展,提出用低成本、多功能的桌面驾驶模拟器来培训大量的高速铁路司机。本文采用桌面驾驶仿真平台和三维视景系统相结合的方式,使该系统具有虚拟驾驶台和三维视景的效果,实现高铁司机驾驶模拟培训。     

城市轨道交通视景仿真信号系统研究

视景仿真技术被广泛应用于模拟驾驶以及列车运行场景的展示与测试。其生动的画面能够清楚地展示城市轨道交通信号系统的工作原理与列车运行的工作场景。然而,在虚拟线路环境中,信号系统的搭建与联锁关系的设置比较繁琐,灵活度低,难以重复使用。通过对信号机底层状态显示与控制逻辑脚本的改写,并对信号设备创建相关扩展接口,使得虚拟线路场景的信号设备能够被外部系统如列车自动监控系统或车站联锁系统控制,极大地提升了仿真场景的真实性和多样性。     

Creator/Vega及其在列车运行视景仿真系统中的应用

视景仿真是虚拟现实的重要组成部分。介绍了开发所需要的软件Creator和Vega，结合列车运行视景仿真的实例说明了利用Creator和Vega软件创建实时仿真程序的过程。仿真结果表明，基于Creator／Vega的列车运行视景仿真系统取得了很好的效果。     

京张高铁地下站隧智能展示技术的探索与实践

北京—张家口高速铁路（简称：京张高铁）地下站隧—八达岭长城站是一个大跨度洞群集中的地下暗挖车站，具有埋深大、防灾疏散救援难度大等特点。为实现地下站隧智能展示管理，通过突破面向运营管理的站隧信息模型一致性表达、站内特定设备三维重建、深埋复杂空间虚拟场景构建及地下候车空间隐蔽工程的可视化表达技术，实现了京张高铁地下站隧虚拟现实（VR,Virtual Reality）智能展示与基于增强现实（AR,Augmented Reality）的隐蔽工程展示，构建了与站内实景空间一致的虚拟仿真场景，为旅客提供虚实交融、感知交互的出行体验服务，同时为现场工作人员在站内开展可视化综合维修提供支撑。     

区间测试评估平台的三维交互虚拟场景子系统软件设计

区间信号系统测试评估平台是对铁路区间自动闭塞信号系统进行可靠性、安全性测试及评估的平台。三维交互的虚拟场景子系统是铁路区间信号系统测试平台的一个子系统 ,它为该平台提供了一个虚拟的现场环境。场景子系统划分为 3个子模块 :底层部分、三维模型库、铁路区间仿真部分。底层部分的设计应用了一种支持三维图形重用的动态链接库 (DLL)层次设计方法 ,从而使系统的结构更为合理。基于OpenGL的DLL能提供显示三维图形所必需的各种必要条件 ;能对三维模型库中的基本三维模型进行读取 ,并在OpenGL中重现等。场景子系统的设计中 ,描述了实体的运动层次链接关系和数据结构 ,并实现了三维虚拟场景的建模和铁路区间自动闭塞的仿真。     

基于Simulink和VRML的铁道车辆运行可视化仿真

铁道车辆在铁轨上的运动是一个复杂的运动学过程.对铁道车辆在轨道上的运行特点和运动仿真方案进行分析,确定车辆模型基本运动控制数据的生成流程.采用三维CAD建模和VRML建模语言,建立铁道车辆和运行场景的可视化仿真模型,利用Simulink实现铁道车辆模型的运动控制与仿真.在开发的铁道车辆运行可视化仿真平台上实现较为逼真的运行可视化仿真.