基于VR设备的地铁列车故障检修的仿真研究

将沉浸式虚拟现实技术引入城市轨道交通培训领域，着重从列车设备建模、列车沉浸式虚拟现实效果的实现、列车故障检修等方面进行研究。利用3ds MAX建模软件构建了三维虚拟列车模型，以Unity3D为驱动引擎，VC#2017为编译器，外接VR设备实现了对列车检修场景漫游、列车设备故障检修以及相对应的人机交互功能。     

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。     

列控设备三维建模及动态展现技术研究

针对中国列车控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)集成测试平台提出了三维建模与展现系统的技术方案。使用该方案构建的三维仿真系统可以根据特定的线路自动地配置和生成沿线的轨道和信号设备,营造出逼真的列车运行环境,并可以接受集成测试平台的仿真运行系统的控制,通过接收速度、公里标和前方应答器组的链接信息等实现列车在三维虚拟场景中的运行。     

基于着色Petri网的下一代列控系统虚拟闭塞技术仿真分析研究

采用虚拟化的逻辑区段代替实际的轨道占用检测设备划分轨道区段，这对自然环境恶劣、维修维护工作困难的高寒铁路具有重要意义。针对下一代列控系统的特点，对其虚拟闭塞技术展开研究。分析了虚拟闭塞条件下，列车占用检查功能以及车地通信故障情况下，区间安全防护功能的逻辑实现。根据对虚拟闭塞技术的研究，以车地通信故障情况下，区间虚拟区段的封锁设置为例，采用着色Petri网的基本概念，利用CPN Tools建模仿真工具，对封锁功能进行建模仿真分析。根据验证结果，对所建模型进行分析修正，确保模型逻辑功能的正确性。     

基于虚拟样机的磁悬浮列车悬浮系统建模及仿真

为避免建立微分方程描述磁悬浮列车动力学问题的困难,利用ADAMS和Matlab软件建立了CMS-03型磁悬浮列车的虚拟样机模型,介绍了悬浮系统的建模方法和理由。所建的列车虚拟样机模型能顺利通过按照长沙试验线建立的轨道曲线,悬浮电流的变化也与试验测量结果一致,说明悬浮系统的建模方法是合理的。该模型为改进控制算法、验证列车动力学分析结果提供了一个良好的仿真平台。     

虚拟钻孔技术在水利水电三维地质建模中的应用

为修正三维地质建模的结果与实际分布情况的差别,在CATIA软件基础上开发的水利水电三维地质建模平台上引进虚拟钻孔技术修正三维地质模型。系统分析三维地质模型误差的主要来源,包括建模初始资料与地质建模方法;介绍虚拟钻孔技术在水利水电三维地质模型中的适用范围,并提出虚拟钻孔技术修正三维地质模型的方法;以某大型水利工程为例,结合虚拟钻孔技术在三维地质建模平台上的建模流程,系统阐述其在三维地质建模平台上修正地质模型的过程,计算结果达到了修正的目的。研究结果表明：虚拟钻孔技术的引进能一定程度提高三维地质模型的精度,该技术可以为其它的三维建模与可视化研究所借鉴。     

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。     

基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制仿真研究

联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用。为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架。从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的数据结构、功能逻辑和联锁控制仿真算法,实现了铁路车站联锁的逻辑控制及人机交互仿真。采用面向对象的层次分级法,设计铁路车站设备三维模型的层次结构。通过创建预制体并修改其组件的方式,构建铁路车站列车运行三维虚拟场景模型。结合铁路线路逻辑模型,提出了面向联锁控制的列车运行虚拟寻路算法和列车运动驱动算法,利用该算法进行列车各车辆空间位置和姿态的连续计算,实现了在三维场景下铁路列车的启动,加减速运动,定点停车、换道等功能。在此基础上,在Unity引擎环境下开发了基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制虚拟仿真系统,该系统支持铁路车站联锁控制人机交互仿真,并可在铁路车站三维场景中的不同视角下,以可视化方式观察信号设备状态变化以及列车的动态运行情况。通过给定的站内列车调度计划表,利用所开发的系统进行了铁路车站联锁控制及列车运行三维仿真。仿真实例表明,所采用的方法及技术方案在车站联锁的仿真...     

高速列车驾驶台多功能显示器虚拟仿真

本文研究了基于XNA平台的高速列车驾驶台虚拟仿真技术,着重介绍了虚拟驾驶台中多功能显示器在虚拟三维场景中的实现方法.主要涉及虚拟显示器的创建、驱动及交互等功能的实现方法,采用基于XNA平台的离屏渲染技术、动态参数驱动MFD显示和模型拾取算法,逼真地实现了实时显示高速列车驾驶台运行信息和人机交互,提高了虚拟场景的真实感、沉浸感.     

CRH2动车组网络仿真平台中的终端装置仿真软件设计

通过分析终端装置设备在CRH2列车网络中的主要功能及终端装置仿真软件在CRH2网络虚拟仿真平台中的功能需求,利用基于Visual C++6.0的MFC技术、ActiveX技术、WinPcap技术实现了终端装置仿真软件设计,模拟了CRH2动车组网络中终端装置向车载设备传递列车控制指令、监测车载设备工作状态、反馈设备运行状态、模拟故障工况的功能。通过模拟列车网络控制系统的数据交换特征,为研究列车网络的数据交换模型及网络性能指标打下基础。     

CTCS-3级列控仿真系统的三维站场模拟平台设计与VR实现

为提高列控仿真系统的研发和教培效果,设计了一种三维站场模拟平台,采用虚拟现实(VR)技术,以低硬件设备成本,再现真实场景,并提供高沉浸感.三维站场模拟平台接收CTCS-3级列控仿真系统发送的站场和车载设备数据,以三维和VR方式还原真实线路环境中列车运行调度的实时场景,并可以进行列车驾驶相关操作.同时,该平台软件提供线路...     

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。     

地铁列车模拟驾驶器故障处理系统的功能探究

地铁列车模拟驾驶器故障处理系统用于培训司机的故障实时处理能力。介绍了多媒体故障处理系统的主要功能。早期的故障处理系统功能相对简单,只能实现部分硬件的故障处理操作培训。多媒体故障处理系统应用CGI计算机成像技术来完善其环境逼真程度,通过软件仿真实现无法在硬件上完成的故障处理操作,同时虚拟列车设备,对难以用硬件完成的列车部件进行全数字化仿真,实现覆盖列车运行中所遇到的各类故障的处理操作。功能完善的多媒体故障处理系统大大提高了培训质量,节约了培训成本,能培养同时具备实际操作和故障应变处理能力的司乘人员,从而保障地铁列车的安全平稳运行。     

CTCS-2级列控仿真培训平台的构建

随着中国铁路已逐步迈入高铁时代,大量新的信号设备的投入使用,对信号专业人员的素质水平提出了更高的要求.但现阶段国内信号人员培训主要以老师讲解知识点为主,培训手段和方法略显单薄,而且培训效果不好.搭建CTCS-2级列控仿真培训平台能够丰富对信号人员培训的手段和方法,满足对高速铁路列控系统的原理、设备实操和故障处理等方面的培训要求,从而提高培训质量和效果.     

基于Unity3D动车虚拟检修车间漫游系统开发

动车检修车间是高速铁路列车维护检修的重要场所,研究中以某动车检修车间为开发对象,鉴于等比例的三维检修车间模型构造复杂,开展了研究对象的简化建模,将其导入到Unity3D中进行系统开发;运用碰撞检测技术,结合C#脚本语言、数据库管理技术,实现了信息管理和读取;使用NGUI插件,对列车检修车间建筑、设备进行虚拟化及数字化设...     

不同软件平台下动车段所的BIM设计探索

为了对比不同BIM软件在管线三维建模方面的优缺点以及不同软件之间的数据交互模式,以某动车运用所检查库压缩空气管线平面及立体图为基础,分别在CATIA和REVIT等BIM平台上建立了压缩空气管线、阀门三维信息模型,并梳理了采用SOLIDWORKS和REVIT等软件建立的机辆设备三维模型,通过 IFC 格式的转换和 IGS格式的轻量化后,导入CATIA平台的步骤和流程;为了高效管理三维信息模型,提高动车段所机辆设备建模效率,阐述了在CATIA平台中,三维模型信息属性的添加方法,在此基础上建立了基于CATIA平台的机辆设备BIM三维信息参数化模型库,极大地方便了机辆设备模型的批量管理、批量建模和批量修改。     

基于Unity3D的动车转向架虚拟拆装培训系统研究

以某动车转向架为研究对象,基于Unity3D引擎开发平台,创建三维虚拟交互环境,运用数据库技术对系统数据存储与管理,使用NGUI插件中iTween类方法实现转向架虚拟拆卸与装配,设计开发动车转向架虚拟拆装培训系统。该系统具有真实的培训场景及操作说明、不受时间和场所的限制、交互性强、培训效果明显等特点,弥补了传统教学培训的不足,对于降低教学成本、提高学习效率具有重要意义。     

基于粗糙集与模糊神经网络的车-地无线通信设备故障诊断研究

针对传统铁路列车车-地无线通信设备网络故障诊断模型结构复杂,诊断精度不高等问题,运用粗糙集理论(RS)、模糊系统(FS)和神经网络(NN)相融合的方法进行铁路列车车-地无线通信设备故障诊断研究。首先对原始样本数据进行模糊化处理,建立故障诊断样本数据表,基于粗糙集理论对故障样本数据进行约简,去除冗余属性,减少样本输入,然后利用约简后的数据训练神经网络,建立基于粗糙集与模糊神经网络车-地无线通信设备故障诊断系统模型结构;最后,将该模型运用于故障诊断中。试验结果对比表明,此方法简化了网络的结构,缩短了训练所需要的时间,提高了故障诊断的精度,从而验证了该方法的可行性。