快速构建三角网数字地形模型方法的研究

改进和优化了逐点插入算法，通过建立网格索引，实现了DTM数据的高效组织和管理，再结合有向查找技术，研究出了三角形的快速定位算法，采用Watson的空外接圆法优化构网，为减少优化时间，提出了按网格轮流取点的策略，在地性线的处理上，采用了先构建初级Delaunay三角网，再将地性线做为约束边嵌入初约网中的二级建网方案。经实践验证，该算法具有速度快，网形优，精度高，用途广的特点。     

离散点集实时Delaunay三角网剖分算法的研究

为了解决分治算法、插入算法和生长算法都要求在构网之前给出所有点数据这个问题,实时三角网剖分算法先利用部分离散点生成一个外轮廓为凸包的初始三角网。然后将点加入到既有三角网中,如点落在既有三角网的某一三角形中,将该点与三角形的顶点相连构建新的三角网;如点落在既有三角网外,找出该点向既有三角网外轮廓围成的凸包发出的两条支撑线,这两条支撑线与既有凸包围成了一个多边形,再将这个多边形剖分成三角网即可。最后利用局部优化算法对所生成的三角网进行优化,使之成为Delaunay三角网。该算法构网时无需预先给定所有数据点,可用于实时生成三角网;此外,通过对凸包进行分区管理,在搜寻凸包支撑线时,能预先确定出支撑点的范围,减少了搜索工作量,提高了三角网的生成速度。     

利用三叉树构建三角网数模的生成算法研究

本文提出了一种新的三角网数模生成算法，其特点是先生成一个包含所有要参加构网点的三角形，然后将点逐一插入到既有三角网中，采用三叉树来描述三角网的生成过程；此外，它还能将地理信息线作为三角形的边参加构网并且能对三角网进行优化，从而最大限度地保证了三角网密贴地面。     

快速构建Delaunay三角网算法研究

研究一种快速构建Delaunay三角网的算法，该算法结合逐点插入算法和分治算法，具有建网速度快，耗费空间小的优点。采用多级自适应网格划分点集，对叶子网格内的点采用改进了的逐点插入算法生成了三角网，子三角网间利用分治算法的思想进行合并。经实践验证，算法复杂度与点数几乎成线性关系。     

三角网数字地面模型的生成及其在路线设计中的应用

论述了一种形成离散点三角形格网（ＴＩＮ）数字地面模型的方法，在生成初始三角形后，采用队列及平衡二叉树等数据结构进行三角网的扩展，通过点集分块改进点的搜索方法，减少了搜索时间，并用ＬＯＰ算法优化网形。用这种方法生成的带状数字地面模型 应用于铁路和公路的勘测设计中。     

快速三角网数模建模技术

数字地面模型(DTM)是土木工程计算机辅助规划设计的基础,对铁路的勘测设计自动化而言显得尤为重要.本文结合铁路线路设计的强带状区域数模的特点,提出了一种考虑地形特征线的三重网格快速三角网数模的总体构思和实现技术.应用表明,该模型具有精度高、速度快的特点,达到了线路初步设计的精度要求和实时交互设计的速度要求.     

基于改进NARX神经网络的接触线表面不平顺与弓网接触力关联分析方法

建立弓网耦合动力学模型,采用软件MATLAB的Simulink模块对该模型进行动态仿真,获取接触线表面不平顺和弓网接触力数据;对接触线表面不平顺和弓网接触力数据进行归—化处理后,分别作为非线性自回归(NARX)神经网络的输入和输出;对传统的贝叶斯正则化算法进行改进,并采用改进的贝叶斯正则化算法进行NARX神经网络权值修正,得到改进的NARX(NARX-IR)神经网络方法;利用NARX-IR神经网络方法进行接触线表面不平顺与弓网接触力的关联分析.采用根均方误差和相关系数,对基于LM算法的BP(BP-LM)神经网络方法、基于传统贝叶斯正则化算法的NARX(NARX-BR)神经网络方法和NARX-IR神经网络方法进行性能评价.结果表明:BP-LM神经网络方法难以描述接触线表面不平顺与弓网接触力的复杂关联关系;不论在训练还是预测中,NARXIR神经网络方法的根均方误差均小于NARX-BR神经网络方法,而相关系数则大于NARX-BR神经网络方法.由此可推断:NARX-IR神经网络方法更适合于分析接触线表面不平顺与弓网接触力的关联关系.     

构建 Delaunay 三角网的一种新型生长法——壳外插入法

基于逐点插入法中影响域的概念,提出一种新的三角网生长算法——壳外插入法。该算法以三角网外围的凸包生长为基础,通过查找生长边、内蚀既有网、重构三角网3个基本操作,达到既有网在保持Delaunay特性的同时纳入新点,从而实现三角网的生长。该算法克服了传统生长法需要查找第3点的缺陷,也避免了逐点内插法大量三角形定位的操作,因而算法的平均复杂度达到O(NlogN)。使用了大量的随机散点数据和常吉高速的实测地形点数据对算法进行测试,证实该算法快速有效。     

牵引变电站接地网故障诊断方法研究

随着高速铁路的发展,牵引变电站接地网规模不断扩大,接地网诊断模型逐渐复杂,传统的优化算法在诊断接地网时,易出现局部最优,不收敛等问题。文章主要详细介绍现代算法中的遗传算法和粒子群算法,并对这2种算法与传统优化算法在接地网故障诊断中的应用进行比较和分析。通过分析牵引变电站接地网的工作特点及其腐蚀故障原因,在普通接地网腐蚀故障诊断方程的基础上,建立了牵引变电站接地网腐蚀故障诊断方程。结果表明:现代优化算法较好地解决了传统优化算法易出现局部最优,不收敛等问题,可以诊断出接地网腐蚀甚至断裂的故障支路位置和故障程度,提高了牵引变电站接地网腐蚀故障诊断的精度。     

基于遗传退火混合算法的网格铁路信息服务组合优化研究

在研究网格铁路信息服务相关理论的基础上,应用加权求和法构建了基于QoS的网格铁路信息服务组合优化模型,并利用遗传退火混合算法对模型进行求解,最后以购票服务为例,运用Matlab进行仿真计算,验证了基于QoS的网格铁路信息服务组合优化模型的合理性与遗传退火混合算法的正确性.     

不规则三角形网格(TIN)地形的生成

数字地形模型是地理信息的基础数据.讨论并对比了几种数字地形模型的表示方法,分析了采用不规则三角形网络模型来表示地形的优越性.在以Delaunay三角剖分作为理论的基础上,给出了基于离散无序散乱点来建立三角形网格地形模型的生成算法和数据结构.     

三角网数模管理策略

分析认为不规则三角网数模及地面高程内插系统的关键是数模的管理策略 ,并据此提出了三重正方形网格索引的数据结构 ,保证了建模速度与数模规模的线性复杂度 ,内插速度与数模规模无关 ,适合于管理大型数模     

铁路线路三维可视化设计方法研究

着重介绍了利用航测或外业勘测地形数据,在微机上建立设计线行经地区的三维空间的地形模型;利用平面、纵断面、横断面及桥、隧、路基等设计数据建立线路三维模型,以及将这两个模型拼合在一起形成铁路线路三维景观模型的方法.该方法的特点是在拼合地表曲面和线路表面时采用了分治算法,故计算工作量较少且速度快.在此基础上,通过集成Auto CAD及3DS即可达到对铁路线路进行三维造型的目的.     

基于混合算法的机车二系弹簧载荷调整优化方法

针对电力机车二系悬挂调簧分析数学模型算法的优化问题,提出一种遗传算法(GA)与蚂蚁算法(AA)相结合的混合优化算法。其基本思想是:首先采用遗传算法以较少的进化代数进行全局快速随机搜索,获得若干可能的(近似)优化解,以此生成蚂蚁算法初始信息素分布,再用后者求得全局优化精确解。对国产SS3B和SS9型机车的应用结果表明,对同一车体进行多次优化计算试验,混合优化算法的搜索寻优过程均能稳健一致地收敛到全局优化解,可明显缩短二系支承载荷调整调簧计算所需时间,使调簧试验的实时性大为提高。对于二系为高圆簧的SS9型机车,混合算法平均用时比迭代算法和单一遗传算法分别减少约74%和29%。     

基于图论和面向对象的列控数字轨道地图研究

将全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)结合在一起应用于轨道交通中,可提高列车定位精度、减少轨旁设备、降低建设和维护成本。一份结构合理的数字轨道地图可以提高列车定位的实时性和准确性。本文主要研究数字轨道地图的模型、设计和验证。首先,结合拓扑关系数据模型和面向对象数据模型的优点,对数字轨道地图进行建模;基于图论和面向对象的数据结构的思想,利用空间数据和对象属性数据实现数字轨道地图的设计。其次,结合图的深度优先搜索算法,提出对数字轨道地图连通性、合理性和正确性进行验证的算法。最后,本文在VC++平台下实现数字轨道地图的功能,并采用丰沙线三家店车站现场采集的GPS数据对数字轨道地图进行实验验证。结果表明本文提出的设计方法是可行的。     

IP路由器体系结构分析及其发展趋势

作者对路由器的逻辑体系结构进行了深入分析,指出构成路由器的三大模块是:网络接口模块、搜索引擎模块和协议配置与控制模块;重点分析了路由器体系结构发展过程,对目前的六类体系结构进行了较为详细的分析;指出路由器的结构已由基于软件的共享总线式的特殊计算机逐渐发展威为基于硬件的多总线或交换背板式的交换式的路由器.     

基于等高线特征的三维地形造型技术研究与应用

讨论基于矢量化的等高线生成数字高度图(Digital Elevation Map)的方法,并在此基础上进行三维建模,实现等高线的三维可视化,本文以线性内插为基础,采取了简化的基于等高线特性的内插方法,并提出一种等高线的快速搜索方法.该算法通过软件实现,已在铁路电力架空线路辅助设计系统平台上进行试验,实验结果证明,该算法可以大幅度提高三维地形造型速度,提高工程设计人员设计效率.     

铁路行包运输径路算法

针对铁路行包运输网络和运输组织的特征,遵循长短途分工、始发直达、区域中转等铁路行包运输组织基本原则,以营业站和列车运行模式对铁路行包运输网络进行描述;综合考虑运输成本、时间、能力和现场作业等方面因素,给出铁路行包运输径路的基本形式和选择策略,并设计基于选择策略的铁路行包运输径路搜索算法,实现对装车站以及中转站列车的合理选取,有效减少选用列车的数量,提高搜索的效率和有效性。通过限定最大搜索次数对铁路行包运输径路算法的搜索深度进行有效控制;搜索广度主要由可选用的列车数决定。该算法可以完成给定装车站到所有营业站的径路计算,应用于中铁快运公司1 000多个行包营业站、1 600多列列车的大规模铁路行包运输网络的运输径路计算,效果良好。     

基于BIM的三维地形自动修正和拟合方法

在铁路工程BIM设计中,利用测绘资料生成的三维地形面是BIM设计的基准数据。现有铁路BIM设计软件一般利用已知特征点、线直接生成三角网,由该方法生成的面存在无法反映实际特征以及三角面之间过渡突兀等问题。针对此方法的不足,提出一种基于高斯过程回归模型的三维地形面拟合及修正方法,即利用少量特征点、线拟合三维地形面,也可以在顾及原始曲面三维特征的前提下,利用少量高精度特征点、线进行纠正,得到更高精度的地形面。该方法已应用于京张高铁BIM设计中,为路基、桥梁、隧道、建筑以及站后各专业提供了准确的地形基准,具备良好的实际应用价值。