高速鐵路虛擬環(huán)境與動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)平臺(tái)

高速鐵路虛擬環(huán)境與動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)平臺(tái)2019年7月石家莊鐵道大學(xué)

呂希奎第二講一.背景高速鐵路大規(guī)模建設(shè)高速鐵路是我國(guó)發(fā)展的主要方向、2020，3.0萬(wàn)公里（2019年底將實(shí)現(xiàn)），高速鐵路的運(yùn)行速度高，對(duì)行車平穩(wěn)和旅客舒適度要求更高。虛擬環(huán)境選線設(shè)計(jì)需求將線路設(shè)計(jì)問(wèn)題與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果三維直觀表達(dá)、可視化融入整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)于方便設(shè)計(jì)方案審查、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要作用。動(dòng)力學(xué)線路設(shè)計(jì)優(yōu)化從動(dòng)力學(xué)角度進(jìn)行線路平縱斷面參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于提高列車運(yùn)行安全性和舒適性以及減小輪軌間動(dòng)力相互作用，獲得能夠保證高速行車安全性和舒適性的最佳線路設(shè)計(jì)方案。虛擬環(huán)境的理解虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）或稱虛擬環(huán)境，是由計(jì)算機(jī)生成的，具有臨場(chǎng)感覺(jué)的環(huán)境，它是一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)。工程意義上的虛擬環(huán)境以計(jì)算技術(shù)為核心，生成感知上與真實(shí)環(huán)境高度近似，交互上直觀自然的數(shù)字化環(huán)境。虛擬環(huán)境選線鐵路線路中心線鐵路線路構(gòu)造物實(shí)體傳統(tǒng)的基于數(shù)字線劃圖的二維透視選線設(shè)計(jì)基于虛擬環(huán)境的三維數(shù)字化選線設(shè)計(jì)（數(shù)字化成果所選即所見(jiàn)）虛擬環(huán)境選線1.線路平縱斷面與高速行車安全舒適性的關(guān)系高速鐵路線路平、縱組合斷面的形式非常多,在高速行車條件下,可能在線路平縱斷面某些位置（如平面曲線直緩點(diǎn)和緩圓點(diǎn)均與縱斷面變坡點(diǎn)搭接）產(chǎn)生較劇烈的輪軌動(dòng)態(tài)相互作用,線路平縱斷面的設(shè)計(jì)參數(shù)(包括平面曲線及其連接、豎曲線及其連接)對(duì)實(shí)際運(yùn)行車輛的安全性和舒適性有很大影響,且這種影響隨行車速度提高而迅速增大,有時(shí)還可能成為控制因素。動(dòng)力學(xué)選線將線路初始設(shè)計(jì)方案(平縱斷面參數(shù)及軌道結(jié)構(gòu)參數(shù))連同未來(lái)將要運(yùn)營(yíng)的機(jī)車車輛條件(機(jī)車車輛動(dòng)力學(xué)參數(shù)及運(yùn)行速度)輸入至動(dòng)力學(xué)仿真分析系統(tǒng)

;分析預(yù)測(cè)軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng),包括軌道振動(dòng)特性、軌道受力特性及軌道變形特性同時(shí)分析得出機(jī)車車輛在設(shè)計(jì)線路上的走行性能指標(biāo)(運(yùn)行平穩(wěn)性及輪軌動(dòng)態(tài)安全性指標(biāo))(2).基于車線最佳匹配設(shè)計(jì)原理的線路動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法動(dòng)力學(xué)選線根據(jù)相關(guān)機(jī)車車輛及線路動(dòng)力性能評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)范)對(duì)上述動(dòng)力響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估,并由此評(píng)價(jià)線路設(shè)計(jì)的合理性;若非理想設(shè)計(jì),尋找動(dòng)力性能較差的指標(biāo)及對(duì)這些指標(biāo)敏感的線路結(jié)構(gòu)參數(shù)(如最小曲線半徑、超高、緩和曲線長(zhǎng)度參數(shù)等);優(yōu)化相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),重新輸入仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力性能分析與評(píng)估;如此反復(fù)改進(jìn)直至滿意為止,即可獲得既能滿足線路自身動(dòng)力性能要求又能保證機(jī)車車輛在該設(shè)計(jì)線路上安全平穩(wěn)運(yùn)行的最佳設(shè)計(jì)方案。(2).基于車線最佳匹配設(shè)計(jì)原理的線路動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法動(dòng)力學(xué)選線本講主要內(nèi)容三維可視化工程地質(zhì)環(huán)境建模高速鐵路虛擬地理環(huán)境建模高速鐵路動(dòng)力學(xué)選線方法及平臺(tái)開發(fā)線路三維構(gòu)造物基元模型庫(kù)系統(tǒng)高速鐵路景觀環(huán)境三維建模系統(tǒng)高速鐵路三維牽引計(jì)算與運(yùn)行仿真系統(tǒng)高速鐵路線路動(dòng)態(tài)仿真與漫游系統(tǒng)二

、基于航測(cè)遙感的虛擬地理環(huán)境建模模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化組織方法、優(yōu)化的實(shí)時(shí)顯示算法綜合應(yīng)用航測(cè)和衛(wèi)星遙感快速獲取三維空間建模的海量數(shù)據(jù)方法處理海量數(shù)據(jù)和高質(zhì)量的顯示效果實(shí)現(xiàn)建立高速鐵路虛擬地理環(huán)境建模系統(tǒng)基于圖像和計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)據(jù)庫(kù)多維數(shù)據(jù)集成應(yīng)用與可視化等術(shù)融入既有道路、房屋、水系、景觀等屬性數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)，建立真三維立體地理環(huán)境二

、基于航測(cè)遙感的虛擬地理環(huán)境建模(1)虛擬地理環(huán)境建模平臺(tái)的空間地理數(shù)據(jù)集成模式二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模(2).地形建模算法分析析結(jié)合鐵路選線線地形的特點(diǎn)，采用外存管理技術(shù)術(shù)和多分辨率LOD技術(shù)減少內(nèi)存中地地形三角片繪繪制數(shù)量，結(jié)合GPU繪制技術(shù)、場(chǎng)景裁剪技術(shù)術(shù)和多線程調(diào)度技技術(shù)加速地形繪制制速度，實(shí)現(xiàn)適合線路三維維設(shè)計(jì)與漫游游的、GPU友好的、基于于TIN的大規(guī)模帶狀狀地形建模與與可視化算法,解決海量地形建模模與可視化問(wèn)題。二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模(3)地形建模算法設(shè)計(jì)綜合采用金字塔模型、、多分辨率細(xì)細(xì)節(jié)層次（MRLOD）技術(shù)、多級(jí)級(jí)紋理（MipMap）技術(shù)以及Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，對(duì)地形進(jìn)行行預(yù)處理；將海量地形數(shù)據(jù)據(jù)（DEM）和影像紋理理數(shù)據(jù)（DOM）處理成分塊分區(qū)多層層次多細(xì)節(jié)LOD三角網(wǎng)數(shù)據(jù)塊塊（chunks），建立二進(jìn)進(jìn)制的高效率率地形分頁(yè)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)。基于OracleOCI技術(shù)解決大規(guī)模地地形數(shù)據(jù)的數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和和調(diào)度問(wèn)題。采用四叉樹組織不同細(xì)節(jié)層次次的地形塊，，利用數(shù)據(jù)預(yù)預(yù)取與多線程調(diào)度，根據(jù)視點(diǎn)位位置動(dòng)態(tài)調(diào)度度數(shù)據(jù)塊，快快速實(shí)現(xiàn)了鐵鐵路大范圍地地形三維漫游游。二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模建模算法流程示意意圖(3)地形建模算法設(shè)計(jì)二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（4）基于海量離散散點(diǎn)的大型帶帶狀數(shù)字地形形建模方法1）帶狀離散點(diǎn)DEM分塊處理離散點(diǎn)分塊、分層處理示意M×N2M×2N4M×4N8M×8N金字塔模型二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（4）基于海量離散散點(diǎn)的大型帶帶狀數(shù)字地形形建模方法2）影像分塊處理理方法對(duì)DOP影像紋理數(shù)據(jù)也進(jìn)進(jìn)行分塊分層層，構(gòu)建影像像金字塔。研究采用GDAL技術(shù)進(jìn)行海量柵格格影像讀取與與分塊分層處處理。通過(guò)三維圖形渲染引擎擎OSG進(jìn)行Mipmap紋理的創(chuàng)建和紋理文件DXT壓縮，從而形成地地形多級(jí)紋理。二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（4）基于海量離散散點(diǎn)的大型帶帶狀數(shù)字地形形建模方法1）帶狀離散點(diǎn)DEM分塊處理分塊前先對(duì)獲獲取的原始帶帶狀地形數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行圖幅旋旋轉(zhuǎn)，以減少少分塊數(shù)圖幅旋轉(zhuǎn)前分分塊示意圖幅旋轉(zhuǎn)后分分塊示意二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（4）基于海量離散散點(diǎn)的大型帶帶狀數(shù)字地形形建模方法多分辨率LOD地形模型最后通過(guò)四叉樹索引組組織調(diào)度的多多分辨率LOD地形模型顯示示如圖所示。二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（4）基于海量離散散點(diǎn)的大型帶帶狀數(shù)字地形形建模方法利用垂直排列列的的裙帶(skirt)邊界來(lái)消除裂裂縫。裙邊界裂縫消消除二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（4）基于海量離散散點(diǎn)的大型帶帶狀數(shù)字地形形建模方法采用研究算法生成的帶帶狀地形多分分辨率TIN模型調(diào)度顯示示情況如圖所所示，可以看看出邊界也能能保持帶狀特征。帶狀地形多分辨率率TIN模型二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（5）三維數(shù)字地物物建模鐵路虛擬地理理環(huán)境中的地地物，主要指指鐵路沿線的的其他人工構(gòu)構(gòu)造物或自然然景物，包括括房屋建筑、既既有道路，樹樹木、江河湖泊等。通過(guò)高分分辨率正射影影像作為地形紋理映射射到數(shù)字地形形模型上，只只能較清晰的的反應(yīng)這些地地物的邊界或或位置信息，，并不能表達(dá)達(dá)它們的三維維信息和特有有的屬性和行行為信息，真實(shí)感和沉浸性較差。樹木模型水系建模建筑物建模二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（5）三維數(shù)字地物物建模1）樹模型建模模（a）單片樹（b）十字樹虛擬地理環(huán)境中的的樹木模型二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模2）水系建模采用動(dòng)態(tài)紋理理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的小范圍水系建模。（5）三維數(shù)字地物物建模二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（5）三維數(shù)字地物物建模2）水系建模采用osgOcean技術(shù)實(shí)現(xiàn)的大范圍水系建模。二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（5）三維數(shù)字地物物建模3）與地形弱關(guān)關(guān)聯(lián)的靜態(tài)地地物與地形的的融合二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)境境建模（5）三維數(shù)字地物物建模4）與地形強(qiáng)關(guān)聯(lián)的靜態(tài)地物與與地形的融合——既有道路（a）網(wǎng)格顯示模模式（b）紋理顯示模模式道路建模在三維地地形環(huán)境中的的融合效果圖圖二、基于航測(cè)遙遙感的虛擬地理環(huán)環(huán)境建模（6）數(shù)字自然現(xiàn)現(xiàn)象模擬基于球體進(jìn)行天天空的模擬擬，能真實(shí)的描描述現(xiàn)實(shí)天天空。不同視點(diǎn)下的球球狀天空體體顯示效果果圖二、基于航測(cè)測(cè)遙感的虛擬地理環(huán)環(huán)境建模（6）數(shù)字自然現(xiàn)現(xiàn)象模擬不同視點(diǎn)下的球球狀天空體體顯示效果果圖基于球體進(jìn)行天空的的模擬，能真實(shí)的描描述現(xiàn)實(shí)天空。二、基于航測(cè)測(cè)遙感的虛擬地理環(huán)環(huán)境建模（6）數(shù)字自然現(xiàn)現(xiàn)象模擬基于粒子系系統(tǒng)的雨雪雪模擬。三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模三維可視化工程地質(zhì)環(huán)境建模12345工程地質(zhì)虛擬環(huán)境建模數(shù)字地質(zhì)信息提取

三維地質(zhì)建模數(shù)據(jù)模型三維地質(zhì)體建模三維地質(zhì)模型可視化及分析三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模在已建立的三三維地形環(huán)環(huán)境中集成和描述述地質(zhì)信息；能夠?qū)Φ刭|(zhì)信息息進(jìn)行各種種空間查詢與與分析決策策；能夠以一種動(dòng)態(tài)態(tài)的交互式式的三維影影像形式表表現(xiàn)出來(lái)，，實(shí)現(xiàn)真三三維的地質(zhì)體數(shù)據(jù)據(jù)建模、分分析及可視視化；使模型真實(shí)反反映地質(zhì)構(gòu)造形形態(tài)、構(gòu)造造關(guān)系及地質(zhì)體內(nèi)內(nèi)部屬性變化規(guī)規(guī)律。實(shí)現(xiàn)選線地質(zhì)數(shù)據(jù)的的整合、建建庫(kù)與三維數(shù)字字化管理、、表達(dá)及應(yīng)應(yīng)用，為虛擬環(huán)境中選線設(shè)計(jì)計(jì)提供數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)。三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（1）工程地質(zhì)質(zhì)虛擬環(huán)境境建模將地質(zhì)對(duì)象的的解譯坐標(biāo)標(biāo)精確定位位到三維地地形模型上，并疊加加上解譯圖圖像進(jìn)行外外部顯示，，是實(shí)現(xiàn)不不良地質(zhì)對(duì)對(duì)象融合建建模的關(guān)鍵鍵。采用矢量柵格混混合結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型，，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部部進(jìn)行判斷分分析時(shí)，采采用矢量結(jié)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模模型，屏幕幕外部顯示時(shí)，采用柵柵格結(jié)構(gòu)數(shù)數(shù)據(jù)模型。。矢量數(shù)據(jù)據(jù)也即解譯譯坐標(biāo)加入入地形，選選用動(dòng)態(tài)加加入法調(diào)入入解譯坐標(biāo)。三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模1）矢量化建模模方法①線狀地質(zhì)對(duì)對(duì)象生成插值n次Bézier曲線②面狀地質(zhì)對(duì)象生生成“點(diǎn)點(diǎn)通過(guò)”式累加弦長(zhǎng)長(zhǎng)三次參數(shù)數(shù)樣條曲線線來(lái)描述面面狀地質(zhì)對(duì)對(duì)象。面狀地質(zhì)對(duì)對(duì)象繪制效效果圖三次參數(shù)曲曲線段（1）工程地質(zhì)質(zhì)虛擬環(huán)境境建模三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模2）柵格化建模模方法（1）工程地質(zhì)質(zhì)虛擬環(huán)境境建模不良地質(zhì)對(duì)象的TIN模型遙感解譯影像紋理地質(zhì)對(duì)象遙感解解譯影像在在三維環(huán)境境中表達(dá)線狀地質(zhì)對(duì)對(duì)象約束TIN模型與解譯譯影像三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模矢量柵格混混合（c）更新影響響區(qū)域的三三角網(wǎng)（a）地形TIN（b）刪除影響響區(qū)域的三三角網(wǎng)（1）工程地質(zhì)質(zhì)虛擬環(huán)境境建模三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模3）地質(zhì)對(duì)象象文化特征征建模（1）工程地質(zhì)質(zhì)虛擬環(huán)境境建模三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（1）基于地質(zhì)平面、、剖面圖的的數(shù)字化地地質(zhì)信息提提取不良地質(zhì)分布不良地質(zhì)界界線從地質(zhì)平面面圖上提取不良地質(zhì)對(duì)象邊界和屬性信息。。基于AutoCAD編制的數(shù)字字地質(zhì)信息息提取程序序，提取不良地地質(zhì)對(duì)象的多邊邊形邊界數(shù)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)中。三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（2）實(shí)測(cè)鉆孔孔數(shù)據(jù)數(shù)字字化提取鉆孔柱狀圖圖是以AutoCAD的dwg格式進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)過(guò)項(xiàng)目編制的的AutoCAD二次開發(fā)自自動(dòng)提取程程序，提取既有鉆鉆孔柱狀圖圖數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在鉆孔孔數(shù)據(jù)庫(kù)中中。實(shí)測(cè)鉆鉆孔數(shù)據(jù)的的數(shù)字化提提取和顯示示見(jiàn)示意圖圖如圖所示。實(shí)測(cè)鉆孔柱狀圖

鉆孔文件夾

鉆孔基本信息表

鉆孔地層詳細(xì)信息表

CAD提取轉(zhuǎn)換模塊

鉆孔數(shù)據(jù)可可視化三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（3）地質(zhì)剖面面數(shù)據(jù)數(shù)字字化提取地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)來(lái)源主主要有鉆孔孔地層連接接而成的剖剖面圖、野野外區(qū)域地地質(zhì)調(diào)查繪繪制的剖面面圖以及物物探解釋后后的地質(zhì)體體剖面圖。在實(shí)際利用用此類數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行建模模時(shí)，先要要進(jìn)行圖片片的掃描和和文件格式式的轉(zhuǎn)換。三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（4）從既有地地質(zhì)勘察數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲獲取數(shù)字地地質(zhì)信息在地質(zhì)勘察察數(shù)據(jù)庫(kù)中中，以Access數(shù)據(jù)庫(kù)方式式導(dǎo)入三維維地質(zhì)建模模所需鉆孔孔、地層等等數(shù)據(jù)。將各鉆孔的鉆鉆孔數(shù)據(jù)和和地層數(shù)據(jù)據(jù)分別存儲(chǔ)儲(chǔ)到鉆孔數(shù)數(shù)據(jù)表和地地層數(shù)據(jù)表表中。鉆孔數(shù)據(jù)預(yù)預(yù)處理示意意圖三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（5）三維地質(zhì)質(zhì)建模數(shù)據(jù)據(jù)模型P1P2P3P5P6P4Node:結(jié)點(diǎn)Edge:邊（頂?shù)酌孢?、?cè)邊、側(cè)面、對(duì)角線）Up_Down_Triangle:頂面底三角形Side_Triangle:側(cè)面三角形GTP:廣義三棱柱廣義三棱柱模型GTP體元繪制1）GTP數(shù)據(jù)模型三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（5）三維地質(zhì)質(zhì)建模數(shù)據(jù)據(jù)模型2）鉆孔數(shù)據(jù)內(nèi)內(nèi)插算法采用空間插插值算法對(duì)對(duì)地層參數(shù)數(shù)進(jìn)行適當(dāng)當(dāng)?shù)膬?nèi)插和和外推來(lái)估估計(jì)地層的的空間展布布規(guī)律，基于C#編程語(yǔ)言開開發(fā)了鉆孔孔數(shù)據(jù)內(nèi)插插程序，為三維地地質(zhì)模型的的建立提供供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)礎(chǔ)。三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（5）三維地質(zhì)質(zhì)建模數(shù)據(jù)據(jù)模型3）添加虛擬鉆孔添加虛擬鉆孔三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（5）三維地質(zhì)質(zhì)建模數(shù)據(jù)據(jù)模型4）基于地質(zhì)剖剖面的虛擬擬鉆孔加入入虛擬鉆孔添添加示意通過(guò)地質(zhì)剖剖面數(shù)據(jù)，，在相鄰兩兩個(gè)鉆孔和和多個(gè)鉆孔孔之間，插插入“虛擬擬鉆孔”，，可以獲得得更詳細(xì)的的地層分層層信息三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模1）地質(zhì)體表表面建模地質(zhì)體表面面模型直接接采用數(shù)字字高程模型型數(shù)據(jù)，以以充分表現(xiàn)現(xiàn)高程細(xì)節(jié)節(jié)的變化。。根據(jù)選定定的局部區(qū)區(qū)域范圍，，自動(dòng)提取取該區(qū)域范范圍內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)，而對(duì)對(duì)多邊形范范圍邊界上上的控制點(diǎn)點(diǎn)，也作為為地形表面面的數(shù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)，共同構(gòu)構(gòu)建地表面面TIN模型。地表面TIN模型三維地層表表面模型地質(zhì)體地層層界面模型型三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模2）基于GTP體元的三維維地質(zhì)體建建模針對(duì)選定區(qū)域進(jìn)進(jìn)行GTP體元的三維維地質(zhì)體建模，其核心是對(duì)鉆鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行層序分分層后，采采用不規(guī)則則三角網(wǎng)形形成地層界界面，然后后根據(jù)各鉆鉆孔數(shù)據(jù)，，向下生成成GTP體元模型，，并采用遺遺傳—克里金插值值算法對(duì)生生成地層曲曲面進(jìn)行平平滑，再用用這些層面面數(shù)據(jù)生成成地質(zhì)體，，建立三維維地質(zhì)體模模型。GTP構(gòu)建三棱柱柱模型三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模2）基于GTP體元的三維維地質(zhì)體建建模基于GTP法構(gòu)建的三維地質(zhì)體模型三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模2）基于GTP體元的三維維地質(zhì)體建建?；贕TP構(gòu)建長(zhǎng)帶狀地質(zhì)實(shí)體模型（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模3）剖面建模模沿線路中線線剖面查詢?cè)兟坊硺短?hào)號(hào)橫斷面剖剖面查詢?nèi)?、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模4）剖面建模多邊形剖面面查詢?nèi)?、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模4）斷層建模含斷層地質(zhì)質(zhì)體三維建建模示意圖圖斷層建模效效果圖三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模5）滑坡地質(zhì)體建模曲面外形漸漸變鉆孔加密滑坡整體巖層分界面面單級(jí)滑坡體多級(jí)滑坡體體三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模6）長(zhǎng)大帶狀狀地質(zhì)環(huán)境境建模將建模區(qū)域的的帶狀邊界范范圍特征線線數(shù)據(jù)、地地表地理環(huán)環(huán)境、分塊塊地質(zhì)實(shí)體體對(duì)象、鉆鉆孔數(shù)據(jù)、、剖面數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行融合建建模，對(duì)分塊地質(zhì)實(shí)實(shí)體對(duì)象進(jìn)進(jìn)行空間定定位，建立適合鐵鐵路地質(zhì)選選線的長(zhǎng)大大帶狀地質(zhì)質(zhì)環(huán)境模型型，為選線工工程師實(shí)時(shí)時(shí)獲取地質(zhì)質(zhì)信息、分分析地質(zhì)對(duì)對(duì)象提供直直觀的可視視環(huán)境。三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模6）長(zhǎng)大帶狀狀地質(zhì)環(huán)境境建模長(zhǎng)大帶狀地質(zhì)環(huán)環(huán)境模型三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模6）長(zhǎng)大帶狀狀地質(zhì)環(huán)境境建模長(zhǎng)大帶狀地質(zhì)環(huán)環(huán)境模型（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（6）三維地質(zhì)質(zhì)體建模6）長(zhǎng)大帶狀狀地質(zhì)環(huán)境境建模長(zhǎng)大帶狀地質(zhì)環(huán)環(huán)境模型三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（7）三維地質(zhì)質(zhì)模型可視視化及分析析1）鉆孔可視視化及查詢?cè)內(nèi)?、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（7）三維地質(zhì)質(zhì)模型可視視化及分析析1）鉆孔可視視化及查詢?cè)內(nèi)S鉆孔圖圖和鉆孔空間分分布查詢結(jié)結(jié)果三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（7）三維地質(zhì)質(zhì)模型可視視化及分析析1）鉆孔可視視化及查詢?cè)儻B加地表后后的鉆孔實(shí)實(shí)體對(duì)象可可視化建模模效果三、三維可視視化工程地地質(zhì)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析2）工程程地質(zhì)質(zhì)剖面面生成成及可可視化化查詢?cè)兏鶕?jù)既既有地地質(zhì)剖剖面圖圖生成成的三三維空空間下下的地地質(zhì)剖剖面三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析2）工程程地質(zhì)質(zhì)剖面面生成成及可可視化化查詢?cè)內(nèi)S地地質(zhì)模模型多多截面面剖切效果果圖橫剖面面效果果平切面面效果果三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模根據(jù)鉆鉆孔數(shù)數(shù)據(jù)連連接生生成的的地質(zhì)質(zhì)剖面面圖（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析2）工程程地質(zhì)質(zhì)剖面面生成成及可可視化化查詢?cè)內(nèi)⑷S維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模根據(jù)地地質(zhì)實(shí)實(shí)體任任意剖剖切生生成的的剖面面（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析2）工程程地質(zhì)質(zhì)剖面面生成成及可可視化化查詢?cè)內(nèi)?、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模3）基于GTP地質(zhì)體體的剖剖面生生成及及查詢?cè)兊貙悠势是行Ч貙悠势拭嫔尚Ч?）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析4）模型提提取與可視化化表達(dá)地質(zhì)體體提取取效果果圖三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析4）模型提提取與可視化化表達(dá)矩形區(qū)區(qū)域提提取建建模與與可視視化多邊形形形區(qū)區(qū)域提提取建建模與與可視視化大比例例尺地地質(zhì)對(duì)對(duì)象提提取建建模與與顯示示矩形區(qū)區(qū)域提提取建建模與與可視視化三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析4）模型提提取與可視化化表達(dá)三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析4）模型提提取與可視化化表達(dá)多邊形形切割割效果果圖三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析5）地質(zhì)模模型三三維可可視化化表達(dá)達(dá)復(fù)合切切割效效果多邊形形切割割效果果圖（（交叉叉折剖剖面））各地層層離層層模型型展示示（切切割模模式））多邊形形切割割效果果圖（（剖面面生成成）三、三維維可視視化工工程地地質(zhì)環(huán)環(huán)境建建模（7）三維維地質(zhì)質(zhì)模型型可視視化及及分析析5）地質(zhì)模模型三三維可可視化化表達(dá)達(dá)方形隧隧道隧隧道漫漫游效果—紋理模式三維地地質(zhì)模模型基基坑開開挖多開挖挖模式式圖四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)采用構(gòu)建模模型庫(kù)庫(kù)來(lái)管理鐵鐵路線線路構(gòu)構(gòu)造物物三維維模型型資源，可有效輔輔助工工程師師在鐵鐵路虛虛擬環(huán)環(huán)境選選線系系統(tǒng)中中進(jìn)行行結(jié)構(gòu)構(gòu)物選選型決決策，，提高高三維維實(shí)體體選線線設(shè)計(jì)計(jì)的效效率。與普通鐵鐵路相相比，，高速鐵鐵路的的環(huán)境境建模模更為為復(fù)雜雜，特別別是線線路構(gòu)構(gòu)造物物及設(shè)設(shè)備的的技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)與普普通鐵鐵路均均有較較大差差異。因此，建立高高速鐵鐵路數(shù)數(shù)字化化線路路基元元模型型庫(kù)也是實(shí)實(shí)現(xiàn)高高速鐵鐵路虛虛擬環(huán)環(huán)境選選線的的關(guān)鍵鍵環(huán)節(jié)節(jié)和重重要步步驟。。四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（1）高速鐵鐵路線線路構(gòu)構(gòu)造物物模型型庫(kù)體體系結(jié)結(jié)構(gòu)高速鐵鐵路結(jié)結(jié)構(gòu)物物主要要包括括軌道結(jié)結(jié)構(gòu)、、路路基支支擋、、防護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)物、、橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)物物、橋橋梁墩墩臺(tái)、、涵洞洞、隧隧道洞洞門、、站場(chǎng)場(chǎng)；除上上述結(jié)結(jié)構(gòu)物物外，，高速速鐵路路沿線線還有有很多多附屬結(jié)結(jié)構(gòu)物物，如如接觸觸網(wǎng)、、聲屏屏障、、欄桿桿等，將將它們們歸為為線路路附屬屬結(jié)構(gòu)構(gòu)物子子庫(kù)中中并分分別建建模。每種結(jié)結(jié)構(gòu)物物由不不同的的構(gòu)件件組成成，每每種構(gòu)構(gòu)件再再細(xì)分為為具體體的基基元，通過(guò)過(guò)基元組合合形成成構(gòu)造造物模模型。為高高速鐵鐵路景景觀設(shè)設(shè)計(jì)奠奠定基基礎(chǔ)。。四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造物及設(shè)備備分類類情況況較為為復(fù)雜雜，對(duì)對(duì)模型型數(shù)據(jù)據(jù)的管管理存存在一一定困困難。。一個(gè)個(gè)較為為理想想的解解決辦辦法是是給每每一個(gè)個(gè)模型型分配配一個(gè)個(gè)唯一一的模模型編編碼ID號(hào)，并并且采采用多多級(jí)目目錄進(jìn)進(jìn)行分分類儲(chǔ)儲(chǔ)存管管理。。分類類編碼碼方法法如下下：基元模模型ID：wxxyyzz=w（子庫(kù)庫(kù)目錄錄代碼碼A~Z）+xx（結(jié)構(gòu)構(gòu)物類類型代代碼01~99）+yy（構(gòu)件件模型型類別別代碼碼01~99）+zz（基元元模型型類別別代碼碼01~99）。四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)1）軌道工工程結(jié)構(gòu)物類型構(gòu)件類型基元模型類型A01鋼軌A010175軌A01010175軌A010260軌A01020160軌A010350軌A01030150軌A010443軌A01040143軌四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)混凝土土橋枕枕Ⅲ型混混凝土土枕有有擋擋肩2.6m長(zhǎng)1）軌道工工程（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)1）軌道工工程CRTSⅠ平板板型板板式無(wú)無(wú)砟軌軌道CRTSⅠ框架架型板板式無(wú)無(wú)砟軌軌道四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)1）軌道工工程CRTSⅡ型板板式無(wú)無(wú)砟軌軌道6CRTSⅡ型雙雙塊式式無(wú)砟砟軌道道四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)1）軌道工工程1彈條ⅡⅡ型扣扣件彈條ⅤⅤ型扣扣件四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)1）道岔12#左開道道岔12#可動(dòng)心心軌右右開道道岔四、鐵路路線路路構(gòu)造造物基基元模模型庫(kù)庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速速鐵路路線路路構(gòu)造造物模模型庫(kù)庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)構(gòu)2）道岔18#可動(dòng)心軌左開道岔岔18#可動(dòng)心軌右開道岔岔四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程時(shí)速350km大跨度預(yù)應(yīng)力箱梁梁40m連續(xù)梁剛構(gòu)橋四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程門式剛構(gòu)橋斜腿剛構(gòu)橋四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程1上承式桁梁鋼下承式桁梁鋼四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程中承式鋼筋混凝土土拱連續(xù)梁拱組合橋四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程鋼系桿拱橋公鐵兩用鋼桁梁斜斜拉橋四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程矩形墩?qǐng)A形墩四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程Y型橋墩雙柱式矩形墩四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程埋式橋臺(tái)矩形橋臺(tái)四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程單線橋梁護(hù)坡雙線橋梁護(hù)坡四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程欄桿有砟軌道橋梁人行行道欄桿四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)3）橋涵工程八字式洞門圓管涵涵端墻式洞門拱涵四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)4）隧道工程端墻式洞門柱式洞門四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)4）隧道工程直切式洞門倒切式洞門四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)5）牽引供電工程橫腹桿式支柱工字形鋼管支柱四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)5）牽引供電工程格構(gòu)式支柱格構(gòu)式硬橫跨支柱柱四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（2）高速鐵路線路構(gòu)構(gòu)造物模型庫(kù)體系系結(jié)構(gòu)6）沿線其它設(shè)施及設(shè)設(shè)備直臂式聲屏障弧形式聲屏障四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（3）基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)基元模型庫(kù)管理系系統(tǒng)本質(zhì)上是對(duì)高高速鐵路線路構(gòu)造造物及設(shè)備模型空空間信息進(jìn)行的采采集、處理、建模模、分析、輸出過(guò)過(guò)程。因此，系統(tǒng)統(tǒng)在總體上劃分為為3D模型入庫(kù)管理、場(chǎng)場(chǎng)景編輯、信息查查詢、基元模型資資源維護(hù)等模塊?；Ｐ蛶?kù)管理系系統(tǒng)界面四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（3）基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)3D模型入庫(kù)模型控制四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（3）基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)三維模型資源查詢?cè)兘缑嫱ㄟ^(guò)資源管理窗口口更換基元模型紋紋理四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（3）基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)通過(guò)資源管理窗口口查詢矢量文件四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（3）基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)單元元隧道地段基元模型庫(kù)三維模模型調(diào)用效果圖四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（3）基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)橋梁地段路基地段基元模型庫(kù)三維模模型調(diào)用效果圖四、鐵路線路構(gòu)造物物基元模型庫(kù)系統(tǒng)統(tǒng)（3）基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（1）建立了高速鐵路線路工工程構(gòu)造物常用類類型基元庫(kù)，涵蓋蓋了軌道、路基支擋及及防護(hù)結(jié)構(gòu)物、橋橋跨結(jié)構(gòu)物、橋梁梁墩臺(tái)、涵洞、隧隧道洞門，共8個(gè)大類的各種模型型。（2）采用VisualC++和Oraele10G相結(jié)合，研制了高速鐵路線路工程程基元模型庫(kù)管理理系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了在三三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)中查查詢、修改和調(diào)用用線路工程構(gòu)造物物及設(shè)備模型基元元的功能，并在構(gòu)構(gòu)建高速鐵路視景景仿真三維場(chǎng)景中中得以驗(yàn)證。五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（1）軌道三維建模軌道建模是鐵路線線路三維場(chǎng)景建模模中重要的一部分分。本研究以無(wú)砟軌道為為例。由于無(wú)砟軌軌道零件多，結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)雜、精細(xì)，不不適合使用幾何圖圖元法對(duì)軌道建模模，而適合用基于于模型庫(kù)的外部模模型導(dǎo)入法進(jìn)行建建模。先使用CAD結(jié)合3DMAX對(duì)軌道進(jìn)行精細(xì)化化建模，并將不同同種類的無(wú)砟軌道道板基元模型儲(chǔ)存存在模型庫(kù)中。再根據(jù)軌道與線路中中線的相對(duì)位置和和角度，調(diào)用模型型庫(kù)中基元模型，導(dǎo)入三維場(chǎng)景，通過(guò)過(guò)縮放和旋轉(zhuǎn)后平平鋪到線路上。五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（1）軌道三維建模單線路塹段無(wú)砟軌軌道建模效果雙線高架橋上無(wú)砟砟軌道建模效果五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（1）軌道三維建模雙線隧道內(nèi)無(wú)砟軌軌道建模效果軌道結(jié)構(gòu)細(xì)部建模模效果五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模1）橋身建模上承式鋼筋混凝土土空腹拱五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模1）橋身建模扇形豎直雙面索面面斜拉橋中承式鋼筋混凝土土拱(雙拱)五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模2）橋墩建模橋墩結(jié)構(gòu)形式也比比較復(fù)雜，并且橋橋墩的類型豐富多多樣，選線工程師師經(jīng)常需要根據(jù)不不同的情況選擇使使用不同類型的橋橋墩，所以本研究究采用導(dǎo)入場(chǎng)景模模型的方法對(duì)橋墩墩進(jìn)行建模。重力式矩形橋墩五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模3）欄桿建模橋梁同樣是需要根根據(jù)欄桿間距計(jì)算算橋梁欄桿的坐標(biāo)標(biāo)，然后導(dǎo)入把模模型移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和和縮放后放到到相相應(yīng)的位置，方法法與橋墩建模的計(jì)計(jì)算方法類似。中承拱橋與欄桿五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模4）參數(shù)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)橋梁的時(shí)候，，根據(jù)地形、地質(zhì)質(zhì)條件，選擇和修修改橋梁類型、橋橋墩類型和欄桿類類型，也可以實(shí)時(shí)時(shí)的查詢橋梁信息息。橋梁參數(shù)設(shè)置五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模4）參數(shù)化設(shè)計(jì)五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模4）參數(shù)化設(shè)計(jì)通過(guò)橋梁模型的參參數(shù)設(shè)置，選擇不不同橋墩模型、支支梁模型、橋梁橋橋面模型組合成一一個(gè)完整的橋梁模模型，實(shí)現(xiàn)多景觀觀橋梁模型的建立立和應(yīng)用。橋梁三維景觀1五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（2）橋梁三維建模4）參數(shù)化設(shè)計(jì)橋梁三維景觀2橋梁三維景觀3五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（3）隧道三維建模1）隧道洞身建模五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（3）隧道三維建模1）隧道參數(shù)設(shè)置五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（3）隧道三維建模2）隧道洞門建模隧道繪制三維效果果圖五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（4）路塹過(guò)渡段建模路塹隧道過(guò)渡段幾幾何建模，采用對(duì)對(duì)路塹隧道過(guò)渡段段重疊的地塊進(jìn)行行重新構(gòu)網(wǎng)并開挖挖，并取代原有的的地塊節(jié)點(diǎn)的方法法。這里把地塊和和路塹重疊部分成為約束邊界界。路塹開挖前(三角網(wǎng)模式)路塹開挖后(三角網(wǎng)模式)五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（4）路塹過(guò)渡段建模路塹開挖前(紋理模式)路塹開挖后(紋理模式)五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模(5)路基邊坡五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（6）鐵路線路附屬設(shè)施施三維建模通過(guò)在路基兩側(cè)，，計(jì)算出左右接觸觸網(wǎng)模型對(duì)應(yīng)的三三維坐標(biāo)位置，讀讀取選擇的接觸網(wǎng)網(wǎng)模型，然后通過(guò)過(guò)旋轉(zhuǎn)、縮放和平平移操作，將模型型在計(jì)算出來(lái)的位位置進(jìn)行繪制。接觸網(wǎng)模型參數(shù)設(shè)設(shè)置界面五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（6）鐵路線路附屬設(shè)施施三維建模接觸網(wǎng)模型景觀建建模效果五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（6）鐵路線路附屬設(shè)施施三維建模接觸網(wǎng)模型景觀建建模效果五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（7）鐵路線路周邊樹木木三維景觀建模1）數(shù)據(jù)資源的獲取與與處理圖片處理前圖片處理后五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（7）鐵路線路周邊樹木木三維景觀建模1）數(shù)據(jù)資源的獲取與與處理系統(tǒng)樹木景觀模型型庫(kù)五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（7）鐵路線路周邊樹木木三維景觀建模2）三維樹木景觀參數(shù)數(shù)設(shè)置三維樹木景觀參數(shù)數(shù)設(shè)置五、高速鐵路景觀環(huán)境境三維建模（7）鐵路線路周邊樹木木三維景觀建模3）三維樹木景觀建模效果六、高速鐵路三維維牽引計(jì)算系統(tǒng)（1）動(dòng)車組特性曲線線動(dòng)車組牽引力數(shù)據(jù)據(jù)、基本阻力數(shù)據(jù)據(jù)和制動(dòng)力數(shù)據(jù)，，是牽引計(jì)算所必必需的基礎(chǔ)力學(xué)數(shù)數(shù)據(jù)。然而，我國(guó)國(guó)高速鐵路目前運(yùn)運(yùn)行的多種CRH型動(dòng)車組并沒(méi)有提提供這些力學(xué)數(shù)據(jù)據(jù)。因此，在進(jìn)行行牽引計(jì)算時(shí)，特特性曲線成為獲取牽引力、基本本阻力和制動(dòng)力主要數(shù)據(jù)源。六、高速鐵路三維維牽引計(jì)算系統(tǒng)（1）動(dòng)車組特性曲線線CRH1-200CRH2-200CRH3-350六、高速鐵路三維維牽引計(jì)算系統(tǒng)（1）動(dòng)車組特性曲線線CRH1-200基本阻力曲線CRH2-200基本阻力曲線六、高速鐵路三維維牽引計(jì)算系統(tǒng)（1）動(dòng)車組特性曲線線CRH3-350制動(dòng)特性曲線CRH2-300制動(dòng)特性性曲線六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（2）動(dòng)車組組牽引力根據(jù)動(dòng)車車組牽引引特性曲線線，在CAD中重繪矢量量化牽引引特性曲線線。通過(guò)過(guò)開發(fā)的的程序模模塊，從CAD矢量特性性曲線中中讀取牽牽引特性性曲線控控制點(diǎn)坐坐標(biāo)，并并進(jìn)行牽牽引力的的計(jì)算，，從而獲獲得牽引引力數(shù)據(jù)據(jù)。自動(dòng)讀取取特性曲曲線數(shù)據(jù)據(jù)模塊界界面動(dòng)車組AutoCAD牽引特性性曲線圖圖六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（2）動(dòng)車組組牽引力速度(km/h)牽引力(kN)速度(km/h)牽引力(kN)0325150132503251551285530516012460281165120652601701167024017511375228180110802161851078520619010490198195102951922009910018920597105185210941101802159211517222090120165225881251582308613015223584135147240821401412458114513725079CRH1-200型動(dòng)車組組牽引力力(5M3T)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（3）動(dòng)車組組運(yùn)行阻阻力CRH1-200型CRH2-200型CRH3-350型CRH5-200型CRH380A型CRH380AL型1）單位基本本阻力計(jì)計(jì)算公式式六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)2）曲線附加加阻力計(jì)計(jì)算公式式（3）動(dòng)車組組運(yùn)行阻阻力六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（3）動(dòng)車組組運(yùn)行阻阻力3）隧道附加加阻力4）動(dòng)車組總阻力計(jì)計(jì)算六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（4）動(dòng)車組組制動(dòng)力力CRH3型動(dòng)車組組再生制制動(dòng)力(4M4T)速度(km/h)制動(dòng)力(kN)速度(km/h)制動(dòng)力(kN)0.00.00115.0250.000.425.00120.0240.550.950.00130.0222.052.475.00140.0205.851.7100.00150.0192.442.5150.00160.0180.603.1175.00170.0169.933.4200.00180.0160.454.2250.00190.0152.045.0299.00200.0144.4710.0297.57210.0137.5020.0294.71220.0131.3230.0291.84230.0125.6140.0288.98240.0120.5450.0286.12250.0115.7260.0283.26260.0111.3970.0280.40270.0107.0380.0277.53280.0103.3790.0274.67290.099.69100.0271.81295.097.85106.7270.00300.096.25110.0262.53

CRH3-350型動(dòng)車組組再生制制動(dòng)力與與速度的的關(guān)系六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)采用C#2010編程語(yǔ)言言，以MicroSoftAccess數(shù)據(jù)庫(kù)為為平臺(tái)，，開發(fā)了了基于多多質(zhì)點(diǎn)模模型的動(dòng)動(dòng)車組牽牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)，實(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組數(shù)數(shù)據(jù)管理理、線路路數(shù)據(jù)管管理、牽牽引計(jì)算算、圖形形生成與與輸出等等動(dòng)車組組牽引計(jì)計(jì)算主要功能能。仿真真系統(tǒng)也也為線路路試驗(yàn)仿仿真計(jì)算算，優(yōu)化化列車運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間、能耗耗等運(yùn)營(yíng)營(yíng)指標(biāo)，，優(yōu)化高高速鐵路路線路設(shè)設(shè)計(jì)和動(dòng)動(dòng)車組選選型等提提供了仿仿真平臺(tái)臺(tái)。六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)2）項(xiàng)目管理理模塊系統(tǒng)登錄錄界面新建項(xiàng)目目打開項(xiàng)目目六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)3）動(dòng)車組數(shù)數(shù)據(jù)管理理模塊動(dòng)車組數(shù)數(shù)據(jù)管理理模塊可可實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)CRH型動(dòng)車組組牽引力力、制動(dòng)動(dòng)力、電電流數(shù)據(jù)據(jù)和動(dòng)車車組數(shù)據(jù)據(jù)的管理。CRH型動(dòng)車組組牽引力力數(shù)據(jù)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)3）動(dòng)車組數(shù)數(shù)據(jù)管理理模塊CRH型動(dòng)車組組制動(dòng)力力數(shù)據(jù)動(dòng)車組數(shù)數(shù)據(jù)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)4）線路數(shù)據(jù)據(jù)模塊線路數(shù)據(jù)據(jù)則與具具體的線線路相關(guān)關(guān)。線路路數(shù)據(jù)輸輸入模塊塊的主要要功能是是維護(hù)牽牽引運(yùn)行行計(jì)算所所需的線線路數(shù)據(jù)據(jù)，主要要包括坡度度數(shù)據(jù)、、曲線數(shù)數(shù)據(jù)、隧隧道數(shù)據(jù)據(jù)、車站站數(shù)據(jù)和和限速區(qū)區(qū)間數(shù)據(jù)據(jù)，這些線線路數(shù)據(jù)據(jù)是進(jìn)行行牽引計(jì)計(jì)算的基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)據(jù)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)4）線路數(shù)據(jù)據(jù)模塊線路坡段段數(shù)據(jù)線路曲線線數(shù)據(jù)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)4）線路數(shù)據(jù)據(jù)模塊線路隧道道數(shù)據(jù)車站數(shù)據(jù)據(jù)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)5）牽引計(jì)算算參數(shù)設(shè)設(shè)置牽引計(jì)算算參數(shù)設(shè)置動(dòng)車組編編組設(shè)置置六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)6）牽引計(jì)算算參數(shù)設(shè)設(shè)置在完成線線路數(shù)據(jù)據(jù)輸入以以后，系系統(tǒng)根據(jù)據(jù)坡段數(shù)據(jù)據(jù)和車站數(shù)據(jù)據(jù)，對(duì)線路路坡段數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行行整理并并重新分分段，最后補(bǔ)充充各段的的曲線數(shù)數(shù)據(jù)、隧隧道數(shù)據(jù)據(jù)和車站站數(shù)據(jù)，，生成一一個(gè)新的的線路數(shù)數(shù)據(jù)文件件。該數(shù)據(jù)據(jù)文件直直接提供供給牽引引計(jì)算模模塊，用用于最后后的牽引引計(jì)算使使用。瀏覽牽引引計(jì)算數(shù)數(shù)據(jù)顯示示六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)7）牽引計(jì)算模塊塊牽引計(jì)算算模塊是是主要的的程序部部分，也也是動(dòng)車車組整個(gè)個(gè)運(yùn)行模模型的關(guān)關(guān)鍵部分分。牽引計(jì)算算模塊包包括牽引引過(guò)程計(jì)計(jì)算模塊塊、中間間過(guò)程計(jì)計(jì)算模塊塊、制動(dòng)動(dòng)過(guò)程計(jì)計(jì)算模塊塊和計(jì)算算參數(shù)選選擇模塊塊。其中的計(jì)算模模塊核心心程序可可分為以以下幾部部分：(1)牽引計(jì)算算主程序序；(2)牽引力計(jì)計(jì)算程序序；(3)阻力計(jì)算算程序；；(4)制動(dòng)力計(jì)計(jì)算程序序；(5)運(yùn)行能耗耗計(jì)算程程序。六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)8）牽引計(jì)算算數(shù)據(jù)牽引計(jì)算算數(shù)據(jù)反反映的是是各種牽牽引計(jì)算算結(jié)果，，主要包包括區(qū)間牽引引數(shù)據(jù)、、坡段牽牽引數(shù)據(jù)據(jù)、詳細(xì)細(xì)牽引數(shù)數(shù)據(jù)、工工況統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)和能耗計(jì)算算數(shù)據(jù)。區(qū)間牽引引數(shù)據(jù)坡段牽引數(shù)據(jù)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)8）牽引計(jì)算算數(shù)據(jù)工況統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)能耗計(jì)算算結(jié)果（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)9）牽引計(jì)算圖形VS曲線六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)9）牽引計(jì)算圖形TS曲線六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)9）牽引計(jì)算圖形VS、TS曲線同時(shí)顯示示六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)9）牽引計(jì)算圖形區(qū)間運(yùn)行行速度分分布六、高速速鐵路三三維牽引引計(jì)算系系統(tǒng)（5）牽引計(jì)算算仿真系系統(tǒng)9）牽引計(jì)算圖形運(yùn)行工況況和運(yùn)行行時(shí)間對(duì)對(duì)比運(yùn)行能耗耗分布七、高速速列車三三維運(yùn)行行仿真系系統(tǒng)（1）車輛和軌道基基于變參參數(shù)的三三維動(dòng)態(tài)態(tài)仿真模模型車體對(duì)象構(gòu)架對(duì)象

構(gòu)架對(duì)象

線路整體對(duì)象動(dòng)車車體對(duì)象輪對(duì)對(duì)象鋼軌離散對(duì)象軌枕離散對(duì)象道床離散對(duì)象②系統(tǒng)模型的面向?qū)ο蠼Y(jié)結(jié)構(gòu)①面向?qū)ο蟮南迪到y(tǒng)建模如：動(dòng)車組模型場(chǎng)景構(gòu)成成為：動(dòng)車組模型場(chǎng)場(chǎng)景（ModelScene）={頭車1，中間車輛1，中間車輛2，頭車2，ID號(hào)，名稱，紋紋理，材質(zhì)，，顏色，模型型樹，光照…}七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（1）車輛和軌道基于變變參數(shù)的三維維動(dòng)態(tài)仿真模模型TotalObjectB1B2…BnCRHObjectR1R2…RnRailObject

CRHObject代表動(dòng)車車輛輛剛體對(duì)象，，B1，B2等代表派生的的動(dòng)車車輛子子對(duì)象；RailObject代表線路整體體對(duì)象，R1、R2等代表派生線線路子對(duì)象。。兩者共同構(gòu)構(gòu)動(dòng)車車輛運(yùn)運(yùn)動(dòng)仿真整體體對(duì)象。③對(duì)象之間的繼承關(guān)關(guān)系系統(tǒng)模型的對(duì)對(duì)象繼承關(guān)系系圖classCRHObject//動(dòng)車剛體模型{public：intID;//動(dòng)車剛體編號(hào)intm_flag;//動(dòng)車剛體標(biāo)識(shí)識(shí)CStringm_name; //動(dòng)車剛體名doublem_position_x,m_position_y,m_position_z;//空間位置doublem_translate_x,m_translate_y,m_translate_z;//運(yùn)動(dòng)位移doublem_rotate_x,m_rotate_ym_rotate_z;//旋轉(zhuǎn)角度f(wàn)loatm_scale_x,m_scale_y,m_scale_z//縮放比例CRHObject();virtual~CRHObject(); //析構(gòu)函數(shù)……};七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（1）車輛和軌道基于變變參數(shù)的三維維動(dòng)態(tài)仿真模模型④模型建模整車一體模型型部分位于線線路外示意圖圖采用單元建模模的方法：將整列列車模型型拆分成多個(gè)個(gè)單元模型，，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程程中再實(shí)時(shí)對(duì)對(duì)各單元模型型進(jìn)行組裝成成整列列車模模型，而運(yùn)動(dòng)動(dòng)控制則由各各單元模型獨(dú)獨(dú)立控制自己己的運(yùn)動(dòng)。仿真系統(tǒng)車輛輛單元模型組組成列車整體組合運(yùn)動(dòng)模型七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（1）車輛和軌道基于變變參數(shù)的三維維動(dòng)態(tài)仿真模模型④模型建模多樣化的列車整體組合運(yùn)動(dòng)模型高速列車模型的多樣化化和任意編組組，可以有多多個(gè)不同列車車模型，如4M4T、6M2T等。通過(guò)編組組設(shè)置，能夠夠根據(jù)需求，，進(jìn)行多種列列車模型的運(yùn)運(yùn)動(dòng)仿真。列車模型編組組設(shè)置七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（2）列車運(yùn)動(dòng)仿真真實(shí)時(shí)處理列車運(yùn)動(dòng)仿真真信息的處理理包括：列車運(yùn)行總距距離S、列車在每個(gè)個(gè)區(qū)段內(nèi)的里里程偏移，，列車當(dāng)前運(yùn)運(yùn)行的總時(shí)分分、運(yùn)行能耗耗、當(dāng)前運(yùn)行行速度、運(yùn)行行里程和列車車運(yùn)行工況等。Y

N

開始讀取線路文件接收列車絕對(duì)位置（來(lái)自牽引計(jì)算系統(tǒng)解算）定時(shí)發(fā)送列車位置、速度、能耗和運(yùn)行工況等信息三維視景窗口信息顯示線路區(qū)間結(jié)束結(jié)束坡度數(shù)據(jù)曲線數(shù)據(jù)隧道數(shù)據(jù)車站數(shù)據(jù)限速區(qū)間數(shù)據(jù)線路中線數(shù)據(jù)七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（3）高速列車三三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)采用VisualC++編程語(yǔ)言、OSG三維圖形庫(kù)和和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)完成了高速列車三維運(yùn)行仿真系統(tǒng)。根根據(jù)不同的車輛和和線路參數(shù)建建立不同的動(dòng)動(dòng)車組模型和場(chǎng)景。機(jī)車車輛動(dòng)態(tài)態(tài)運(yùn)行場(chǎng)景的參數(shù)設(shè)置整個(gè)系統(tǒng)能夠夠以每秒30-45幀運(yùn)行，滿足實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)仿真真的要求七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（3）高速列車三三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)三維線路模型型CRH3動(dòng)車組CRH380動(dòng)車組CRH5動(dòng)車組七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（3）高速列車三三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)高速鐵路三維維牽引運(yùn)行仿真（車外觀察視角）在已具備線路設(shè)設(shè)計(jì)成果與牽牽引計(jì)算成果果的基礎(chǔ)上，，建立鐵路三三維場(chǎng)景，沿三維場(chǎng)景漫游游，模擬列車車實(shí)際行車效效果，實(shí)現(xiàn)了列車運(yùn)行里程、運(yùn)運(yùn)行速度、運(yùn)運(yùn)行時(shí)分、運(yùn)運(yùn)行工況信息息在三維場(chǎng)景中中同步顯示出出來(lái)。高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（3)高速列車三維維運(yùn)行仿真系系統(tǒng)高速鐵路三維維牽引運(yùn)行仿真效果（駕駛員視角）高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立七、高速列車車三維運(yùn)行仿仿真系統(tǒng)（4）實(shí)現(xiàn)三維可視化線路設(shè)設(shè)計(jì)與動(dòng)車運(yùn)運(yùn)動(dòng)仿真有機(jī)機(jī)結(jié)合動(dòng)車三維運(yùn)動(dòng)動(dòng)仿真三維牽引計(jì)算算三維可視化線線路設(shè)計(jì)高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路線路路動(dòng)態(tài)仿真與與漫游系統(tǒng)（1）基于OSG的鐵路三維場(chǎng)場(chǎng)景組織結(jié)構(gòu)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)組織高速速鐵路三維場(chǎng)景高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（2）三維場(chǎng)景漫游技術(shù)①漫游器漫游漫游器漫游就是實(shí)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互互的一個(gè)過(guò)程程，在交互過(guò)過(guò)程中，要不斷響應(yīng)應(yīng)和處理來(lái)自鍵鍵盤、鼠標(biāo)或或者其它設(shè)備備的信息。高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（2）三維場(chǎng)景②沿路徑漫游漫游路徑創(chuàng)建路徑漫游的姿態(tài)角度路徑生成的曲線插值線路空間線形計(jì)算路徑徑的姿態(tài)角度，設(shè)置相機(jī)處于該點(diǎn)時(shí)的的窗口朝向由鐵路線路上上一系列關(guān)鍵鍵點(diǎn)組成，每每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)包包含時(shí)間、位位置、姿態(tài)3種信息三次Hermite(埃爾米特)插值，進(jìn)行關(guān)關(guān)鍵點(diǎn)的平滑滑插值沿路徑漫游高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（2）三維場(chǎng)景漫游技術(shù)②沿路徑漫游沿路徑漫游（雙線）沿路徑漫游（（單線）高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（3）場(chǎng)景顯示模式與信信息控制場(chǎng)景顯示模式式場(chǎng)景信息統(tǒng)計(jì)計(jì)線框模式紋理映射線框+紋理高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)線路自動(dòng)漫游（駕駛員視角）（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)線路自動(dòng)漫游高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)線路交互式漫游（觀察者視角）高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)線路交互式漫游（自由控制）通過(guò)漫游器交互式控制漫游，自自由觀察三維維線路高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)線路交互式漫游（自由控制）通過(guò)漫游器交互式控制漫游，自由觀察三維維線路高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)線路交互式漫游（沿線路中線控制）通過(guò)漫游器沿線路交互式式控制漫游（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)場(chǎng)景飛行漫游（高空視角）高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立八、高速鐵路路線路動(dòng)態(tài)仿仿真與漫游系系統(tǒng)（4）高速鐵路線線路動(dòng)態(tài)仿真真與漫游系統(tǒng)統(tǒng)場(chǎng)景飛行漫游場(chǎng)景高空飛行行漫游高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立九、高速鐵路路動(dòng)力學(xué)選線線方法（1）高速鐵路動(dòng)力力學(xué)選線方法法動(dòng)力學(xué)選線方方法將機(jī)車車輛系統(tǒng)統(tǒng)和線路系統(tǒng)統(tǒng)作為一個(gè)相相互作用、相相互耦合的整整體大系統(tǒng)，，運(yùn)用機(jī)車車車輛—線路耦合動(dòng)力力學(xué)理論，建建立車—線耦合動(dòng)力仿仿真分析平臺(tái)臺(tái)，對(duì)區(qū)段線線路設(shè)計(jì)方案案進(jìn)行全程模模擬運(yùn)行，以以提取的全程程線路的車—線整體系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)和優(yōu)優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)對(duì)線路設(shè)計(jì)方方案進(jìn)行動(dòng)力力學(xué)性能的綜綜合評(píng)價(jià)與優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以以獲取機(jī)車車車輛系統(tǒng)和線線路系統(tǒng)在動(dòng)動(dòng)力學(xué)性能設(shè)設(shè)計(jì)上相互適適應(yīng)、相互匹匹配的最優(yōu)線線路設(shè)計(jì)方案案。高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立九、高速鐵路路動(dòng)力學(xué)選線線方法（2）車-線動(dòng)力學(xué)仿真真模型車-線動(dòng)力學(xué)仿真真模型是進(jìn)行行線路方案動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析研研究的基礎(chǔ)。?；谲嚲€動(dòng)動(dòng)力學(xué)原理，分別建立了線路模型、車輛模模型、軌道結(jié)結(jié)構(gòu)模型以及及具有“紐帶”作用的輪軌空空間耦合模型。高速列車三維運(yùn)行仿真真系統(tǒng)建立九、高速鐵路路動(dòng)力學(xué)選線線方法（2）車-線動(dòng)力學(xué)仿真真模型①線路模型采用緩-圓-緩的標(biāo)準(zhǔn)鐵路路線型，緩和和曲線采用直直線超高順坡坡的三次拋物物線型，其理理想線路中心心線的曲率、、轉(zhuǎn)角及坐標(biāo)：所求點(diǎn)曲線曲率超高值轉(zhuǎn)角x坐標(biāo)y坐標(biāo)hc、kc——分別為圓曲線曲曲率和超高值；；——為緩和曲線部分分的曲率、超高高函數(shù)QD、ZH、HY、YH、HZ、ZD——曲線主點(diǎn)起點(diǎn)、、直緩點(diǎn)、緩圓圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、、緩直點(diǎn)、終點(diǎn)點(diǎn)的里程；高速列車三維運(yùn)行仿真系系統(tǒng)建立九、高速鐵路動(dòng)動(dòng)力學(xué)選線方法法（2）車-線動(dòng)力學(xué)仿真模模型②車輛模型車輛系統(tǒng)簡(jiǎn)化動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型拓?fù)鋼潢P(guān)系：針對(duì)動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的無(wú)搖枕枕、無(wú)搖動(dòng)臺(tái)、、無(wú)旁承轉(zhuǎn)向架架的特點(diǎn)，將車車輛簡(jiǎn)化為由車車體、轉(zhuǎn)向架及及輪對(duì)組成的剛剛體系統(tǒng)。剛體體與剛體間的各各種懸掛和減震震裝置通過(guò)彈簧簧和阻尼器模擬擬。每個(gè)剛體考考慮沉浮、橫擺擺、側(cè)滾、搖頭頭、點(diǎn)頭五個(gè)自由度，故每輛車共有35個(gè)自由度。車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)模型拓?fù)鋱D(側(cè)視圖)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)模型拓?fù)鋱D(端視圖)高速列車三維運(yùn)行仿真系系統(tǒng)建立九、高速鐵路動(dòng)動(dòng)力學(xué)選線方法法（2）車-線動(dòng)力學(xué)仿真模模型③軌道結(jié)構(gòu)模型連續(xù)彈性離散點(diǎn)支承承梁模型（有砟軌道結(jié)構(gòu)模型）有砟軌道結(jié)構(gòu)側(cè)側(cè)視圖有砟軌道結(jié)構(gòu)端端視圖圖中變量含義如如下：Mr、EI——鋼軌單位長(zhǎng)度質(zhì)質(zhì)量(kg)和鋼軌抗彎剛度度；Kph、Kpv——分別為軌下扣件件和膠墊提供的的橫向、垂向剛剛度(N/m)；Cph、Cpv——分別軌下扣件和和膠墊提供的橫橫向、垂向阻尼尼(N·s/m)；Kbv、Kbh、Kw——道床垂向、橫向向及剪切剛度(N/m)；Cbv、Cbh、Cw——道床垂向、橫向向及剪切阻尼(N·s/m)；Kfv、Cfv——路基垂向剛度(N/m)和阻尼(N·s/m)；高速列車三維運(yùn)行仿真系系統(tǒng)建立九、高速鐵路動(dòng)動(dòng)力學(xué)選線方法法（2）了車-線動(dòng)力學(xué)仿真模模型③軌道結(jié)構(gòu)模型連續(xù)彈性離散點(diǎn)支承承梁模型（板式軌道結(jié)構(gòu)模型）：板式無(wú)砟軌道中中，軌道結(jié)構(gòu)振振動(dòng)主要體現(xiàn)在在鋼軌和軌道板板的振動(dòng)上。鋼鋼軌與上述有砟砟軌道中的相同同，軌道板的垂垂向振動(dòng)按彈性性地基上的等厚厚度矩形薄板考考慮，而橫向可視為剛體運(yùn)動(dòng)。板式軌道結(jié)構(gòu)側(cè)視圖板式軌道結(jié)構(gòu)端視圖圖中變量含義如如下：Ksv、Csv——分別是軌道板下下CA砂漿層的垂向支支承剛度與阻尼尼；Ksh、Csh——分別是軌道板與與CA砂漿層的橫向支支承剛度與阻尼尼；高速列車三維運(yùn)行仿真系系統(tǒng)建立九、高速鐵路動(dòng)動(dòng)力學(xué)選線方法