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石开三维仿真系统应用—铁路三维仿真系统

石开铁路三维仿真系统是近年来石开网络科技自主研发有知识产权的一款三维仿真系统，主要涉及电力、房地产、铁路行业，产品有电力三维仿真系统、电子沙盘三维仿真系统系统、铁路三维仿真系统等。

关于三维仿真系统在电力方面的应用，在之前的两篇文章有详细介绍，想了解电力三维仿真系统的朋友可以阅读：石开三维仿真系统应用——电力三维仿真系统（一）和石开三维仿真系统应用——电力三维仿真系统（二）这两篇文章进行详细了解。

一、石开铁路三维仿真系统概述

随着铁路轨道铁路使用量的加大，轨道资源已经成为铁路生产生活的重要资源。当轨道铁路使用设施发生问题时，快速恢复轨道铁路使用能力，是轨道铁路使用企业和轨道整治部门的重要职责。为了提高应急整治工作的效率，提高处理路网问题的能力，除了增加整治人力与物资以外，还需要解决整治指挥方案设定、整治人力合理调度等方面的问题。提高整治人员的业务素质，提高整治效率。

为了解决现有工作中的不足，湖北襄阳石开网络科技有限公司（以下简称石开网络）应襄阳工务段委托，建立一套规范和完整的高速线路常见病害整治案例铁路三维仿真系统，实现轨道虫害现场指挥仿真模拟。一方面满足工务段相关部门的沟通需求，提高职工教育的质量和效率；另一方面成为基层整治指挥的有力工具，为精益化生产的全面推广打下基础。

近几年来，随着计算机技术，特别是计算机图形学、网络、多媒体、三维仿真技术、虚拟现实技术的快速发展，给我们的生产生活注入了新的活力，基于三维虚拟场景的三维仿真系统正成为模拟操作行业发展的一个重要方向。

虚拟现实中以桌面虚拟环境的技术最为简单，需要投入的成本也不高，而且也足以在轨道系统培训领域和轨道整治指挥中应用。

轨道系统虚拟环境，其实就是一种在PC上以计算机多媒体技术、3D综合立体图形、自然交互等技术，将轨道系统设备表现在屏幕上，以营造与轨道设备高度类似的逼真、虚拟的环境；它利用高速三维图形加速卡、采用三维图形来表现虚拟设备；图形的绘制速度、逼真度、分辨率都很高。轨道系统虚拟环境的重要特性是具有一种身临其境的临场感，将人与轨道系统环境融为一体，使操作人员相信在虚拟境界中人也是确实存在的，而且在操作过程中他可以自始至终地发挥作用。轨道系统虚拟环境主要是由一个个的三维轨道设备组成，将不同三维设备逐一安排布置于虚拟环境之后，详加描述物件行为的能力(如动画物件和声音控制等)，再采用光源、背景和控制面的调和衬托，就产生了逼真的三维轨道系统。三维轨道系统的虚拟空间是动态的、可操纵的，我们可以借助于一些专门的外部设备(如三维鼠标、操纵杆、普通键盘和鼠标)以自然的方式来操纵轨道系统虚拟环境的设备，轨道系统虚拟环境可对这种操纵作出响应(根椐轨道系统仿真算法)，以完成轨道系统的三维仿真。

二、铁路现行业务现状

在轨道铁路使用企业进行施工、整治过程中，整治现场的问题情况，整治进度等信息无法准确的定位。公司现有的轨道施工、整治系统都是2维平面的，虽然可以显示轨道铁路使用段的位置，但对于轨道道岔、杆塔、线路器材、绝缘子等放置的三维位置没有办法显示。给轨道整治、施工带来的较大的不便。

三、石开铁路三维仿真系统实现目标

三维轨道系统的虚拟空间是动态的、可操纵的，我们可以借助于一些专门的外部设备(如普通键盘和鼠标)以自然的方式来操纵轨道系统虚拟环境的设备，轨道系统虚拟环境可对这种操纵作出响应(根椐三维仿真系统算法)，以完成轨道系统的三维仿真。

铁路三维仿真系统将与轨道设施相关的设备（轨道设备、轨道附属设备、施工及检修设备等）及属性信息与相应地理空间数据有机地结合在一起，可进行空间数据与属性数据的统一管理及交互操作，具有直观的图形表达形式以及强大的空间分析。是轨道企业施工、维修的行之有效的辅助工具。基于本系统可以实现在统一安排和指导下建立起轨道设施相关的设备管理系统，通过智能化的物理和逻辑资源管理，结合GIS地理信息系统技术辅助实现轨道设施相关的设备和传输网的网络组织和优化，为维修和指挥部门提供有分量的分析；实现地图显示轨道设施的分布和管理；实现轨道设施相关的设备基本数据模型的建设和维护管理；实现对轨道设施相关的设备在维修时准确无误进行指挥操作。

软件开发的意图为便于轨道铁路使用企业在轨道整治时的指挥演示操作、培训提高轨道整治人员的业务技能、规范基层轨道整治人员业务操作、准确定位到问题发生地点。

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