基于GIS的高速铁路空间数据管理与展示
本文关键词: 高速列车仿真 空间数据组织 数据管理 出处:《西南交通大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:高速列车数字化仿真平台主要是由高速列车数字化仿真系统和高速列车系统仿真硬件支撑系统等几部分组成。它的主要目标是建立以高速列车为核心,考虑弓网、轮轨、流固等相互耦合的数字化仿真系统,完成高速列车的系统动力学仿真。由于数字化仿真系统的耦合仿真涉及列控、牵电、工务等专业,导致数字化仿真系统涉及的数据种类多、格式不一,给数据组织、管理、访问和应用带来了挑战。 针对高速列车数字化仿真平台这种数据繁杂的情况,本文首先从数据需求分析入手,对仿真平台所需要的空间数据进行了梳理和归类。我们将该仿真平台所涉及的空间数据,也即高速铁路空间数据,分为三类:基础数据、专题数据和仿真结果数据。基础数据包括基础地理空间数据、模型数据和场景数据,专题数据包括牵引供电、工务、列车运行控制等专业数据。仿真结果数据包括牵引供电、工务、列车运行控制、列车等仿真结果数据。 然后设计了高速铁路空间数据的组织管理以及访问方案。为了减少数据冗余,方便数据维护;免去其它专业管理空间数据的麻烦,减轻其它专业管理数据的压力,我们采用集中统一管理方案对仿真平台的所有空间数据进行管理。针对铁路线在地理空间上呈条带状分布,专题数据大都带有里程信息的特点,我们采用线性参照方案对铁路专题数据进行组织管理。针对其它专业有访问空间数据的需求,而所有空间数据己进行了集中统一管理这一情况,我们采用数据服务方案解决其它专业的访问需求。 随后设计了不同来源的异构数据转化为同质空间数据的数据处理与维护方案。针对铁路专题数据以属性表形式存在,大多带有里程信息这一情况,我们采用ArcGIS提供的线性参照工具处理专题数据。在处理的时候,我们首先需要创建路径。这里我们选择从铁路中线创建路径。由于铁路中线的原始数据是以Excel表形式存在的,我们采用自己编制线路计算程序的方案来解决这一问题。针对访问地图数据和影像数据的需求,我们采用创建缓存的地图服务方案。 最后开发了高速铁路GIS展示系统。系统实现了空间数据的加载、属性信息的查询、协同展示列车仿真结果等功能。 本文选择ESRI公司的ArcGIS软件作为空间数据组织和管理平台,运用ArcSDE GeoDatabase管理空间数据,ArcGIS Server发布和共享数据,ArcEngine开发数据展示系统。并以某高铁线路的空间数据作为实验数据,对其进行组织管理和展示。结果表明,能很好的满足高速列车数字化仿真平台需求。
[Abstract]:The high-speed train digital simulation platform is mainly composed of high-speed train digital simulation system and high-speed train system simulation hardware support system, etc. Its main goal is to establish high-speed train as the core. Considering the coupling digital simulation system of pantograph, wheel-rail, fluid-solid and so on, the system dynamics simulation of high-speed train is completed. The coupling simulation of digital simulation system involves train control, traction, public works and so on. As a result, the digital simulation system involves many kinds of data and different formats, which brings challenges to data organization, management, access and application. In view of the complicated data of high-speed train digital simulation platform, this paper starts with the analysis of data demand. The spatial data needed by the simulation platform are sorted and classified. We divide the spatial data involved in the simulation platform, that is, the high-speed railway spatial data, into three categories: basic data. Thematic data and simulation data. Basic data include basic geospatial data, model data and scenario data, thematic data including traction power, public works. Simulation results include traction power supply, public works, train operation control, train operation control and so on. Then, the organization, management and access scheme of high-speed railway spatial data are designed to reduce data redundancy and facilitate data maintenance. Avoid the trouble of other professional management of spatial data, reduce the pressure of other professional management data. We use the centralized unified management scheme to manage all the spatial data of the simulation platform. According to the distribution of railway lines in geographical space, most of the thematic data have the characteristics of mileage information. We use the linear reference scheme to organize and manage the special railway data. For other majors there is the need to access spatial data, and all the spatial data have been centralized and unified management. We use data service solutions to address other professional access requirements. Then the paper designs a data processing and maintenance scheme to transform heterogeneous data from different sources into homogeneous spatial data. The railway thematic data exists in the form of attribute tables, most of which have mileage information. We use the linear reference tool provided by ArcGIS to process thematic data. We first need to create paths. Here we choose to create paths from the railway midline, since the raw data for the railway midline exists in the form of an Excel table. We use our own program to solve this problem. To meet the need of accessing map data and image data, we adopt a map service scheme that creates cache. Finally, a high-speed railway GIS display system is developed, which realizes the functions of loading spatial data, querying attribute information and displaying train simulation results. This paper chooses the ArcGIS software of ESRI Company as the spatial data organization and management platform, and uses ArcSDE GeoDatabase to manage spatial data. ArcGIS Server publishes and shares data. ArcEngine develops a data display system. The spatial data of a high-speed railway line is used as the experimental data. The results show that it can well meet the needs of high-speed train digital simulation platform.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P208;U270.1
【参考文献】
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本文编号:1470000
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