铁路救援起重机仿真培训系统事故场景编辑器的研究与开发

发布时间：2017-05-03 12:02

  本文关键词：铁路救援起重机仿真培训系统事故场景编辑器的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铁路是我国国民经济快速发展的大动脉,必须保证安全畅通。近几年来,中国铁路总公司从国内外引进大量的铁路救援起重机并建立多个救援基地,但是对于起重机驾驶人员的培训并非易事,传统的理论学习加实战演练方式存在着很大不足,这给国内铁路救援起重机驾驶人员的培训工作带来了相当大的挑战。铁路救援起重机仿真培训系统作为虚拟仿真培训的一种重要体现方式,首先让学员身处与真实铁路救援起重机相同的驾驶室,其次,投影出逼真的三维虚拟铁路事故情景,使学员沉浸其中,然后,通过对传感器采集数据进行实时演算并加以反馈,与学员产生全方位的交互,最终,使其获得与真实情况相一致的操作体验。由此可见,铁路事故虚拟场景作为铁路救援仿真培训系统的重要组成部分,其渲染的逼真细致程度高低直接关系到该仿真培训系统的最终效果。本文基于Unity3D引擎,使用C#编程语言,结合铁路救援起重机仿真培训系统实际需求,完成了铁路事故场景编辑器的设计和实现,其为用户提供了良好的人机交互界面,最终可实现任意铁路事故场景的创建。本文研究的主要内容与研究成果如下：1.对铁路事故场景编辑器软件的实际需求进行了深入的挖掘,分析了其应具备的各个功能模块,以及各个模块的相互关联关系。2.完成了铁路事故场景编辑器的各个基本功能模块的软件实现。3.采用基于Voronoi图的刚体预破坏实现算法,在Unity3D平台下使用C#进行了实现,并应用于铁路事故场景编辑器中,显著增加了事故场景的逼真程度。4.开发救援方案设计与演示模块,该模块以动画的形式将设计的救援方案播放以检验其是否与事故环境存在冲突从而验证该培训课程中事故场景建模的真实合理性。
【关键词】：铁路救援起重机 编辑器 物体破坏 Voronoi图
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U298.6
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外发展现状11-15
• 1.2.1 国外发展现状12-14
• 1.2.2 国内发展现状14-15
• 1.3 研究内容及意义15-16
• 1.4 文章结构16-17
• 第2章 铁路事故场景编辑器整体设计17-27
• 2.1 铁路事故场景编辑器需求分析17-19
• 2.2 系统的应用平台19-20
• 2.2.1 软件平台19
• 2.2.2 硬件平台19-20
• 2.3 系统设计20-26
• 2.3.1 层次模块化设计20-22
• 2.3.2 系统过程描述22-23
• 2.3.3 系统功能模块设计23-24
• 2.3.4 环境编辑模块24
• 2.3.5 场景物体编辑模块24-25
• 2.3.6 用户界面模块25-26
• 2.3.7 刚体破坏模块26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 刚体破坏仿真研究27-39
• 3.1 刚体破坏变形基础理论27-31
• 3.2 破坏模拟方法研究31
• 3.3 基于物理的模拟方法31-32
• 3.4 基于几何分割的破坏模拟方法32-38
• 3.4.1 模型预处理34-37
• 3.4.2 碎片动态分组37-38
• 3.4.3 碎片动力学模拟38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 基于Voronoi图的刚体预破坏模式实现39-52
• 4.1 算法主体框架39-40
• 4.2 模型Voronoi图预处理40-46
• 4.2.1 空间树划分40-42
• 4.2.2 Voronoi种子点生成42-44
• 4.2.3 多线程切分44-46
• 4.2.4 拼接各个剖分平面46
• 4.3 碰撞检测46-48
• 4.4 碰撞反应48-50
• 4.5 动力学模拟50-51
• 4.6 本章小节51-52
• 第5章 其他模块52-59
• 5.1 数据传递52
• 5.2 XML序列化52-54
• 5.2.1 数据通信53-54
• 5.3 救援方案设计54-58
• 5.3.1 事故车辆救援方案设计54-56
• 5.3.2 救援方案演示56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 铁路事故场景编辑器使用描述59-66
• 6.1 场景编辑59-60
• 6.1.1 物体的选取操作59-60
• 6.1.2 场景编辑60
• 6.2 刚体破坏60-63
• 6.2.1 Voronoi图预破坏60-62
• 6.2.2 碰撞破坏62-63
• 6.3 救援方案63-65
• 6.3.1 救援方案的设计63-64
• 6.3.2 救援方案的动画演示64-65
• 6.4 本章小结65-66
• 总结与展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 攻读学位期间发表的论文及科研情况72

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高本才;刘冰冰;;汽车虚拟装配训练的设计与系统实现[J];电子技术与软件工程;2013年14期

  本文关键词：铁路救援起重机仿真培训系统事故场景编辑器的研究与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：342944