文档名：基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制仿真研究
摘要：联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用.为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架.从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的数据结构、功能逻辑和联锁控制仿真算法,实现了铁路车站联锁的逻辑控制及人机交互仿真.采用面向对象的层次分级法,设计铁路车站设备三维模型的层次结构.通过创建预制体并修改其组件的方式,构建铁路车站列车运行三维虚拟场景模型.结合铁路线路逻辑模型,提出了面向联锁控制的列车运行虚拟寻路算法和列车运动驱动算法,利用该算法进行列车各车辆空间位置和姿态的连续计算,实现了在三维场景下铁路列车的启动,加减速运动,定点停车、换道等功能.在此基础上,在Unity引擎环境下开发了基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制虚拟仿真系统,该系统支持铁路车站联锁控制人机交互仿真,并可在铁路车站三维场景中的不同视角下,以可视化方式观察信号设备状态变化以及列车的动态运行情况.通过给定的站内列车调度计划表,利用所开发的系统进行了铁路车站联锁控制及列车运行三维仿真.仿真实例表明,所采用的方法及技术方案在车站联锁的仿真演练与培训学习方面具有良好的应用前景和实际意义.
Abstract：Interlockingcontrolplaysakeyroleinthedispatchingcommandofrailwaystationsandtheorderlyandsafeoperationoftrains.Toensuretheauthenticityandsafetyoftrainstationinterlockingcontrolandtrainoperationdrill,theoverallframeworkoftrainstationinterlockingcontrolandthree-dimensionalvirtualsimulationoftrainoperationwasproposed.Startingfromtheinterlockingfunctionoftherailwaystation,thedatastructure,functionallogic,andinterlockingcontrolsimulationalgorithmofstationinterlockingcontrolweredesigned,andthelogiccontrolandhuman-computerinteractionsimulationofrailwaystationinterlockingwererealized.Thehierarchicalstructureofthe3Dmodelofrailwaystationequipmentwasdesignedusingtheobject-orientedhierarchicalmethod.The3Dvirtualscenemodeloftrainoperationinarailwaystationwasbuiltbycreatingprefabsandmodifyingtheircomponents.Basedonthelogicalmodelofrailwaylines,avirtualroutingalgorithmfortrainoperationandatrainmotiondrivingalgorithmforinterlockingcontrolwereproposed.Thealgorithmwasusedtocontinuouslycalculatethespatialpositionandpostureofeachvehicleinthetrain,achievingfunctionssuchasstarting,accelerating,anddeceleratingmotion,fixingpointparking,andlanechangingofrailwaytrainsina3Dscene.Onthisbasis,thevirtualsimulationsystemoftrainoperationinterlockingcontrolinatrainstationbasedona3DscenewasdevelopedintheenvironmentoftheUnityengine.Thesystemsupportedhuman-computerinteractionsimulationoftrainstationinterlockingcontrol,andcanvisuallyobservethestatuschangesofsignalequipmentandthedynamicoperationoftrainsfromdifferentperspectivesinthe3Dsceneofthetrainstation.Throughthegiventraindispatchingscheduleinthestation,thedevelopedsystemwasusedtocarryoutthe3Dsimulationofrailwaystationinterlockingcontrolandtrainoperation.Thesimulationexamplesshowthatthemethodsandtechnicalsolutionsadoptedinthepaperhavegoodapplicationprospectsandpracticalsignificanceinsimulationexercisesandtraininglearningofstationinterlocking.
作者：刘浩德 陈峰 杨岳 Author：LIUHaode CHENFeng YANGYue
作者单位：中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075;株洲电力机车有限公司大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室,湖南株洲412000
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(4)
分类号：U292.4
关键词：铁路车站 列车运行 联锁控制 虚拟仿真 三维场景
Keywords：trainstation trainoperation interlockingcontrol virtualsimulation 3Dscene
机标分类号：U284.48TP391.9O157.5
在线出版日期：2024年5月17日
基金项目：国家自然科学基金，大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室开放课题基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制仿真研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(4)刘浩德 陈峰 杨岳联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用.为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架.从铁路车站联锁功能入手,设计车...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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