發(fā)布時間：2021-11-05 22:02

　　為實現(xiàn)Web環(huán)境下構(gòu)建高速鐵路沿線虛擬地理環(huán)境,模擬高速列車運行,首先確定多層次虛擬地理環(huán)境的語義組織方式并對鐵路沿線地形表面進行多尺度數(shù)據(jù)建模;再基于GIS技術(shù)構(gòu)建場景數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的發(fā)布與分布式存儲方案;最終基于WebGL技術(shù)提供集成高速鐵路軌道、多尺度遙感影像、數(shù)字地表模型等多源數(shù)據(jù)的鐵路沿線虛擬地理環(huán)境無插件構(gòu)建方法,并提供列車信息管理及運行仿真方案。以高鐵鄭西線為案例線路的實踐表明:方案考慮多尺度地形與地物建模、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大場景渲染、復(fù)雜地形的高效率可視化等問題,實現(xiàn)了鐵路沿線虛擬地理環(huán)境構(gòu)建和列車運行仿真,對高速鐵路列車運行仿真有重要參考價值。 

【文章來源】：鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2020,17(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)請求

在鐵路場景中，鐵路線路設(shè)施的語義對象包括直線、緩和曲線、圓曲線、橋梁、隧道等[12]，因此可分解簡化為路段組件(包括道床、軌枕、鋼軌、電線)、隧道段組件(包括隧道壁、隧道地面)、橋墩、接觸網(wǎng)架等對象，如圖1所示。列車由車頭、車身、車尾等部分組成，可以分割為車頭組件和車身組件；地形模型數(shù)據(jù)可以分為數(shù)字高程模型DEM(Digital Elevation Model)和數(shù)字正射影像DOM(Digital Orthophoto Map)瓦片數(shù)據(jù)[16]。由組件和對象聚合得到鐵路設(shè)施三維模型和列車三維模型。用車頭和車身2種單元化的三維模型克隆聚合出一列完整且高相似度的列車。高速鐵路的最小曲線半徑較大、最大坡度較小[17]，用鐵路模型組件克隆聚合得到鐵路模型可以保證組合拼接的鐵路不會出現(xiàn)明顯的接縫，將列車按車廂組件聚合后仿真運行時姿態(tài)不會突變且可以始終保持在兩鐵軌中間。如圖2所示，在場景、模型聚合時可以賦予模型組件對應(yīng)的語義信息，例如鐵路的里程信息、列車的車次信息等；在模型狀態(tài)改變時可以編輯模型的語義信息，例如用戶改變列車速度時編輯列車模型的時速信息等；從而可以實現(xiàn)模型語義增強和基于語義的模型組織管理。根據(jù)與列車的距離遠近使用不同細節(jié)層次的地形數(shù)據(jù)進行多尺度數(shù)據(jù)切片得到地形數(shù)據(jù)瓦片，由地形數(shù)據(jù)瓦片建模得到地形模型，使地形模型在距離列車近的部分有較高的精細度。

基于Web的鐵路仿真GIS數(shù)據(jù)包括DEM瓦片、衛(wèi)星/無人機影像瓦片、三維模型等，數(shù)據(jù)的請求數(shù)量大。傳統(tǒng)的B/S架構(gòu)通常僅考慮單點服務(wù)器，當(dāng)用戶增加時，請求數(shù)量將會超出單點服務(wù)器所能響應(yīng)的數(shù)量極限；另一方面，當(dāng)單點服務(wù)器出現(xiàn)故障時會影響到整個服務(wù)，造成系統(tǒng)健壯性低等問題[19]。因此，本文使用如圖3所示基于云的負載均衡分布式服務(wù)架構(gòu)，該架構(gòu)在云平臺上鏈接多個存儲瓦片數(shù)據(jù)的服務(wù)器，負載均衡層可以將來自客戶端的請求轉(zhuǎn)發(fā)到壓力較小的數(shù)據(jù)服務(wù)器，通過服務(wù)分流減少壓力的方法解決現(xiàn)有服務(wù)器性能不足的問題，并可隨著請求量的增加擴展系統(tǒng)所能承受的請求量。圖3 云服務(wù)器架構(gòu)示意

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3478587