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。     

基于二次误差测度的带属性三角网格简化算法

给出一种基于边折叠和二次误差测度的快速简便的算法来简化带属性的网格模型。该算法通过分别建立几何和颜色属性二次误差测度来计算几何和颜色属性误差,用几何与颜色属性误差的总和来控制网格简化的顺序和精度。边折叠是根据某种误差测度将候选的边按照折叠代价排序,每次取代价最小的边进行折叠操作,直至满足给定的终止条件。二次误差测度采用点到平面距离的平方作为误差测度。应用实例表明,该算法既能保证简化模型同初始模型在几何上尽可能相似,又能较好地保留初始模型的颜色、纹理等属性信息。     

一种基于边折叠的多边形网格简化算法

虚拟现实的真实感限时图形生成中加速技术十分关键，细节层次模型（ＬＯＤ）在实时绘制复杂场景中得到了广泛应用。本文介绍了一种基于边折叠的多边形网格简化算法，该算法能够有效地减少模型的多边形数，算法实现简单而且速度快。最后给出了应用实例说明其优点。     

基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法

针对BIM模型几何复杂、与GIS融合时构件结构难以准确恢复等问题，提出一种基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法。首先，对IFC格式的构件装配关系进行解析，确定各构件的参考模型和空间变换矩阵；然后，利用边折叠简化算法对模型面片顶点进行二次误差测度，在保证质量的前提下对参考模型进行几何简化；最后，将构件实例的相对空间方位信息转换为3D GIS平台的绝对位置姿态信息，实现BIM模型在3D GIS场景中的构件级重装配。通过实验对比分析，验证了本文方法可将模型的几何轻量化比率提高1.9倍，并确保3D GIS平台中BIM模型各构件之间的拓扑联接关系得到完整恢复。本文方法能够为基于BIM与GIS的精细化建设管理提供一套可靠的数据交换方案。     

基于J2EE和JOGL的道路网络三维可视化研究

针对道路网络三维可视化中的难点问题,提出了一种实现方法:利用J2EE平台作为整体框架,基于边折叠算法和分段策略分别建立数字地面网络模型和道路网络模型,并运用数据压缩、多线程、客户端缓冲区等策略对模型数据的存储、传输、缓冲等过程进行了优化.运用该方法实现了道路网络三维可视化,并将其成功运用于高速公路的设计及方案发布过程和高速公路远程建设可视化管理中,结果表明:采用J2EE,JOGL和上述优化策略能够很好地解决道路网络三维可视化中的数据调度、数据压缩、客户端实时渲染等问题;该方法对数字公路的建设和推广有重要价值.     

基于超图语义模型的铁路站场路网数字化设计

提出以道路及相关设备为节点、约束关系为边的路网约束关系超图语义模型,全面准确地描述路网复杂耦合约束关系;建立交叉口判别准则,研发交叉口自动判别算法以及路网超图更新算法,实现了路网超图模型的动态维护;以诺尔盖车站工区路网设计为例对模型进行验证,结果表明该模型很好地满足设计需求。此外,该模型可拓展应用于城市路网、地下管线设计等领域。     

基于二叉树的多分辨率地形表示研究

在对多分辨率地形表示的技术特征进行深入分析和归纳总结的基础上,提出了一种新的基于二叉树的依赖视点的实时交互多分辨率地形表示的数据模型。讨论分析了该模型的数据结构和算法实现的技术思路;改进了一些多分辨率地形表示的关键技术特征(时间连续性、双队列优化和误差判断准则等),给出了算法实现的伪码算法;通过实验证明了该算法模型简单、有效,比传统方法有更快和更稳定的帧率,支持对地表模型的多分辨率表示和交互式实时动态绘制,为三维地形可视化的实现和研究提供了借鉴。     

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.     

铁路大型养路机械管理信息系统

根据我国铁路大型养路机械使用与管理实际,研究设计铁路大型养路机械管理信息系统的总体结构和功能,应用模型-视图-控制器(MVC)架构模式建立系统架构.MVC模式的实现采用了Hibernate中间件、Spring控制器和Ajax界面开发技术,并应用过滤器技术、拦截器技术和通用数据库访问技术对该框架进行优化,简化系统架构.根据施工天窗、施工任务的重要性及数量、大型养路机械工作能力及数量,以大型养路机械完成作业量最大为目标,建立大型养路机械施工计划编制数学模型;并通过算法复杂度分析,提出模型的求解算法以及根据GPS数据定位大型养路机械所处位置线路里程的计算方法.以上海工务机械段的数据为例验证了施工计划编制模型和算法的正确性.