地铁三维仿真系统

城市轨道交通计轴仿真系统的设计与实现摘要：计轴设备利用电磁感应的原理，使用感应线圈检测或检查轨道上有车和无车时的感应电动势的幅值和相位，就可以判定是否有车状态。

城市轨道交通计轴仿真系统实现对轨道区段的列车的空闲或占用检测，并且将比较后的数据进行判断是否合格，具有重要意义。

关键词：计轴系统;城市轨道交通1 概述1.1 研究目的和现状目前用于检查区间空闲的设备主要有两种，它们分别是有轨道电路和计轴设备。

作为室外重要的设备的轨道电路，是最早的检测轨道占用的设备，[2]可以实现区段的列车的空闲或占用情况。

[1]其中轨道电路由于性能稳定并可进行断轨检查得到广泛的使用，但由于轨道电路对道床要求相对较高，钢轨又容易受环境影响，轨床的电气参数往往会发生变化，导致轨道电路的可靠性会降低，存在安全隐患，影响效率。

[2]除此之外，轨道电路还可以用于检测钢轨是否折断情况。

[3]计轴设备是采用现代传感技术和计算机技术的另一个重要的轨道检查设备，利用电磁感应的原理，使用感应线圈检测或检查轨道上有车和无车时的感应电动势的幅值和相位，就可以判定是否有车状态。

[3，4]由于计轴设备的检测原理与轨道状况的无关，因此具有长区间检测能力、强抗干扰的能力、容易维修、适应性强，是检查轨道区段空闲的理想系统。

计轴传感器凭借着其可靠性和优越性，成为检测区段的列车的空闲或占用情况最佳设备。

[10]1.2 研究目标通过设计和开发城市轨道交通计轴仿真系统，实现检查城市轨道交通控制领域中区间空闲状态的功能。

本仿真系统能实现多种计轴系统的仿真，并与PC机进行双向通信，能够自动保存数据结果到数据库中，能够统计进出计轴点脉冲信号的个数，然后进行比较，用于检查轨道区段空闲状态，从而实现与真实现场工作情况的模拟对接。

2 主要计轴设备2.1 AzS（M）350M 型计轴设备AzS（M）350M 型计轴设备是双侧计轴传感器的典型产品，主要有运算单元组合、计轴点设备、电缆、车站联锁系统、各接口电路和电源等组成;当有车轮靠近计轴点设备范围时，磁场会发生变化，使得计轴点设备输出发生变化，经过電缆传输到运算单元组合进行处理，根据计算结果判定运行方向和是否被占用。

轨道交通系统的建模与仿真随着城市化进程的不断加快，城市交通问题不断凸显。

轨道交通作为城市交通的主力军，逐渐成为人们出行的首选。

然而，轨道交通的建设和运营成本很高，因此必须通过合理的规划和优化来提高其效率和安全性。

这时，轨道交通系统的建模与仿真就显得尤为重要。

一、轨道交通系统的建模轨道交通系统的建模是指将轨道交通系统的各个组成部分分解为相互连接的模块，并描述它们之间的联系与作用。

轨道交通系统的建模可以从不同的角度进行，比如从操作模式、物理结构等方面进行。

1. 运营模式建模轨道交通系统的运营模式主要是指运行线路、列车行驶方案、中间站的设置、运行控制等方面。

在建模过程中，需要考虑到运营的实际情况和需求，具体模型也应该根据城市规模、建筑布局、人口密度等因素进行调整和优化。

2. 物理结构建模轨道交通系统主要由地面、地下和 elevated 部分组成，每一部分的建造都需要考虑到不同的条件和要素。

因此，物理结构建模需要考虑三维特征，以便更好地模拟轨道交通运营时的特殊环境。

3. 数据流模型数据流模型是指对轨道交通系统中各个部件之间的数据流动进行建模。

其中，数据的传输和处理非常关键，例如轨道车流、信号灯、屏幕等都需要进行数据输入和输出操作。

并行数据流模型和面向对象的数据流可以用于描述数据流和数据流的关联关系。

4. 控制算法建模控制算法建模是指将轨道交通控制器的开放式和闭合式操作联系起来，达到合理规划和合理调整建设、运营和维护过程。

通过控制建模，可以有效解决轨道交通运行中的许多重要问题，如列车停车、车门开关、信号设置等问题。

二、轨道交通系统的仿真轨道交通系统的仿真是指通过计算机软件模拟轨道交通系统的运行过程，并对其进行评估以提高其效率和安全性。

轨道交通系统的仿真可以使用以下几种方法。

1. 离散事件式仿真离散事件式仿真是指通过高度抽象效果模拟轨道交通运营的过程。

它能以最小的时间成本获得最大的效果，并能很好地应对各种突发情况。

1SH2020年城"#$%通业—1234567用*丛丛$李俊辉$秦凯"(1•广东交通职业技术学院轨道交通学院,'10650,广州；2.广州市盈泽信息科技有限公司,'10640,广州//第一作者,讲师)摘要针对行车作业岗位培训目前面临的问题，基于Uni-ty3D游戏开发引擎、虚拟现实技术和数据库资源管理技术的城市轨道交通行车作业虚拟仿真实训系统应运而生#介绍了该系统的开发流程、功能设计与实现#着重描述了该系统所使用的3D建模、虚拟场景优化、场景数据同步及虚拟现实等关键技术#该系统搭建了集教学、多岗位协同训练、全场景漫游和自动考评为一体的教学实训平台，将岗位任务引领、项目驱动等职业教育的教学理念融入到实践教学中，能激发学员的学习兴趣!进一步丰富了相关专业的实践教学资源#关键词城市轨道交通；行车作业；岗位培训；虚拟仿真实训系统；虚拟现实技术中图分类号U29-39；C97'D01：10.16037//1007-%69x.2020.08.011Design and Application of Virtual Simulation Training System io Urban Rail Transig Opert-ioonCONG Cong,LI Junhui,QIN KaiAbstract According to the problems of train operation post training,based on Unity3D game development engine,virtual reality(VR)technology and database resource management tchnoeogy,aviatuaesimueation taaining systm ofuaban aaie taansittaain op@aation isd@*********thispap@a,by focusing on the key technologies like3D modeling,virtual scene optimi­zation,scene dalt synchronization and virtual realitt,the de­velopment proces s,function design and implementation of the system are introduced.The system sets up an integrated train­ing platform including teaching,multi-post collaborative train­ing,whole scene roaming and automatic evaluation,in which the teaching ideas of vocational education such as the post task leading and project driven concept ara integrated into the prac­tice teaching,so as to arouss the learning interest of students and further enrich the professional practice teaching resources related to urban c-transit.Key words urban rail transit；train operation；on-job train­ing；v—ual simulation training system；vial reality technology FOrt-aUhor's addrrss Rail Transit College,Guangdong Communication Polytechnic,510650,Guangzhou,China城市轨道交通行车组织工作是集线路、车站、信号、车辆为一体的多岗位协同作业，其准确性和安全性要求高。

视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城【摘要】通过列车运行视景仿真系统,可将视景仿真技术应用到城市轨道交通列车自动监控系统中.以郑州地铁1号线为例,介绍了列车运行视景仿真系统的建立过程.通过系统接口通信,ATS(列车自动监控)系统实现了对列车运行视景仿真系统的列车自动追踪功能、信号控制功能,以及信号设备状态监控功能.经过仿真测试验证,视景系统图像输出流畅,可真实描述地铁列车的运行场景;视景系统与ATS系统结合能模拟ATS系统对在线列车的主要监控功能,具有良好的实时控制性与稳定性.%Through adopting visual simulation system in train operation,the visual simulation technology can be applied to rail transport ATS system.Based on Zhengzhou metro Line 1,the use of novel technology of visual simulation is introduced.By connecting system interfaces,ATS has realized thefunctions of train running status monitoring,signalcontrol,signal device condition monitoring and so on.The simulation results show that the image output is fluent,which can describe the real train running scene,simulate the main control functions of running trains when combined with ATS system with good performance and stability.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2017(020)012【总页数】4页(P130-133)【关键词】地铁;视景仿真技术;列车自动监控系统【作者】王怀松;陈荣武;易立富;王坚强;杨城【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都;西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都;中铁二院工程集团有限责任公司,611756,成都;中铁二院工程集团有限责任公司,611756,成都;西南交通大学信息科学与技术学院,610031,成都【正文语种】中文【中图分类】U284.48列车运行视景仿真技术将三维视景仿真技术与轨道交通控制系统结合，广泛应用于列车驾驶员培训系统和列车运营三维演示系统中。

城市轨道交通运营管理仿真实训系统公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-城市轨道交通运营管理仿真实训系统★城市轨道交通运营沙盘（一）、城市轨道交通运营沙盘的总体功能1.以微缩城市轨道交通设备模拟线路运行情况，可以实现线路上列车行车调度信号、指挥系统和调度系统的模拟训练。

2.能够模拟演示信号故障，演绎行车规则，训练行调和值班站长对事故处理的能力。

3.能够真实显示出操作列车运行图、列车闭塞、运行等；道岔能电控，库内调车。

4.列车运营沙盘的行车调度能反映城市轨道交通现场行车组织与相关设备之间的关联关系。

通过编制调度指挥计划和下达控制系统指令，实现列车在模拟线路上运行，直观体现出各项行车组织作业与车站、线路、车辆等运输设备之间的关联关系，完成仿真实训系统制定的行车任务。

5.实训系统载体是场站、行车、调度、信号等平台建设内容的集中体现，表现形式分为静态展示和动态演示两部分。

静态展示形象地表示地形地貌、场景绿化、城市建筑、高架桥梁、山形隧道和河流水系等基础设施；动态演示是指根据行车调度系统下达的计划，通过转化为控制系统指令，完成列车在实训系统载体上的调度运行控制，从而达到动态演示的目的。

6.车站控制设备训练系统是城市轨道交通工程训练体系的重要组成部分，能帮助学生更直观、更感性的理解信号和行车调度的理论知识，加深调度和车辆之间协调的认识，同时利于学生在脑海中快速建立线路和车辆运行的立体图。

7.轨道交通综合调度控制仿真教学系统包括ATC实训系统、联锁仿真实训系统、城市轨道交通ATS系统、轨道交通运营沙盘信息系统等，可作为轨道交通运营沙盘综合实验教学平台。

8.轨道交通运输线路仿真实训系统：集成了常见的轨道交通固定及移动设备，可仿真城轨系统的运行过程，并可与轨道交通综合调度控制仿真教学系统集成，形成软硬件结合的一体化仿真实训平台。

9.系统提供教学组织管理功能，用于教师组织学生进行教学和实验。

城市规划三维仿真系统项目1. 项目城市规划三维仿真系统项目旨在利用先进的虚拟现实技术，为城市规划者提供一个高效准确的城市规划方案设计工具。

该系统结合了三维建模、景观设计、交通规划等多个领域的技术，可实现城市规划方案的三维可视化演示和仿真模拟，为城市规划决策提供科学依据。

2. 主要功能2.1 三维建模该系统可通过采用3D建模软件，对城市建筑、道路、公园绿化等进行建模。

采用建筑物BIM技术，可以大幅度提高建筑物模型的质量和准确性，提供更真实的建筑物外观和空间感。

2.2 景观设计系统可实现提供实时景观设计和虚拟环境下的动态景观设计，提高了城市规划者的工作效率和规划设计满意度，使景观设计更加真实、直观、易操作。

景观设计后，系统会自动生成3D场景，并融入城市建筑和环境中。

2.3 交通规划交通规划功能可以使交通仿真模拟合理，提高城市路网的规划效果，避免出现交通瓶颈和拥堵。

在系统中，设计者可以模拟车辆、行人行驶情况，并快速检测路线是否畅通，交通流量是否存在超负荷现象。

2.4 规划设计方案的评估该系统提供多场景模拟和数据模型分析方法，通过针对性场景模拟，以快速判断不同方案下的效果差异，帮助城市规划者更加准确地权衡各种方案的利弊，选择最优的城市规划方案。

3. 实现途径3.1 基础设施该系统的实现需要硬件设施的支持，如高性能计算机和显卡。

同时还需要相应的软件平台，包括虚拟现实技术平台、三维建模平台等。

3.2 核心算法和技术系统的核心算法包括3D建模算法、场景渲染算法、交通仿真算法等技术，涉及到计算机图形学、计算机视觉、计算机网络等多个学科领域。

4. 应用前景城市规划三维仿真系统项目的应用前景广泛，一方面可为城市规划者提供高效准确的城市规划方案设计工具，提高城市规划效率，另一方面，也为广大市民提供更直观、更真实的城市规划信息，提高城市规划透明度，促进城市发展的科学化和人性化。

5.城市规划三维仿真系统项目是一项涉及多个学科领域的跨行业创新工程，拥有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。

第十章/TITLE, 3D analysis on shield tunnel in Metro ! 拟定分析标题/NOPR !菜单过滤设立/PMETH, OFF, 0KEYW, PR_SET, 1KEYW, PR_STRUC, 1 !保存结构分析部分菜单/COM,/COM, Preferences for GUI filtering have been set to display: 1．/COM, Structural2．材料、实常数和单元类型定义/clear !更新数据库/prep7 !进入前解决器et,1,solid45 !设立单元类型et,2,mesh200,6save !保持数据（2）定义模型中的材料参数。

!土体材料参数mp,ex,1,3.94e6 !地表层土弹性模量mp,prxy,1,0.35 !地表层土泊松比mp,dens,1,1828 !地表层土密度mp,ex,2,20.6e6 !盾构隧道所在地层参数mp,prxy,2,0.30mp,dens,2,2160mp,ex,3,500e6 !基岩地层参数mp,prxy,3,0.33mp,dens,3,2160!管片材料参数, 管片衬砌按各向同性计算mp,ex,4,27.6e9 !管片衬砌弹性模量mp,prxy,4,0.2 !管片衬砌泊松比mp,dens,4,2500 !管片衬砌密度!注浆层, 参数按水泥土取值mp,ex,5,1e9 !注浆层弹性模量mp,prxy,5,0.2 !注浆层泊松比mp,dens,5,2100 !注浆层密度save !保持数据3．建立平面内模型并划分单元（1）在隧道中心线定义局部坐标, 便于后来的实体选取。

local,11,0,0,0,0 !局部笛卡儿坐标local,12,1,0,0,0 !局部极坐标csys,11 !将当前坐标转换为局部坐标wpcsys,-1 !同时将工作平面转换到局坐标cyl4,,,,,2.7,90 !画部分圆半径为2.7cyl4,0,0,2.7,0,3,90 !画管片层部分圆cyl4,0,0,3,0,3.2,90 !画注浆层部分圆rectng,0,4.5,0,4.5 !画外边界矩形aovlap,all !做面递加nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !压缩所有元素编号rectng,4.5,31.5,0,4.5 !画矩形面nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !压缩所有元素编号save !保持数据（2）划分单元, 如图10-1所示。

地铁信号系统的仿真研究【摘要】本文通过对地铁信号系统的仿真研究，探讨了其在城市轨道交通中的重要性和作用。

首先介绍了地铁信号系统的概述，包括其基本原理和结构。

然后详细分析了地铁信号系统的功能和主要问题，指出了系统中存在的一些瓶颈和挑战。

接着介绍了地铁信号系统的仿真方法，包括建模和仿真工具的选择。

最后展示了仿真结果，阐明了通过仿真研究可以提升地铁信号系统的效率和性能。

在结论部分总结了地铁信号系统的仿真研究成果，并提出了未来发展的方向。

本文旨在为城市轨道交通系统的优化和改进提供理论支持和方法指导。

【关键词】地铁信号系统、仿真研究、研究背景、研究意义、概述、功能、主要问题、仿真方法、仿真结果、成果、未来发展方向、总结1. 引言1.1 研究背景地铁信号系统作为地铁运行的重要组成部分，对地铁运行的安全和效率起着至关重要的作用。

随着城市化进程的加快，地铁交通系统的发展迅速，地铁线路的增多和运行的复杂性也在不断增加。

地铁信号系统的稳定性和可靠性问题变得愈发突出。

在过去的研究中，地铁信号系统存在着许多问题，例如系统的运行效率低下、信号干扰频繁等，这些问题直接影响到地铁线路的运行安全和时效性。

有必要对地铁信号系统进行深入的研究和分析，以寻找解决这些问题的有效方法。

在这样的背景下，本文将对地铁信号系统的仿真研究进行探讨，通过对地铁信号系统的概述、功能、主要问题以及仿真方法和结果进行详细分析，以期为地铁信号系统的稳定运行和发展提供一定的参考和指导。

希望通过本文的研究，可以为地铁交通系统的安全运行和效率提升做出一定的贡献。

1.2 研究意义地铁信号系统是地铁运行中至关重要的一环，它直接关系到地铁列车的运行安全和运行效率。

对地铁信号系统进行仿真研究有着重要的意义。

通过仿真可以模拟各种复杂情况，包括人员乘坐密度、列车运行速度、信号灯控制等，从而更好地评估地铁信号系统的性能和稳定性。

仿真可以帮助我们找出地铁信号系统存在的问题，及时进行改进和优化，提高地铁运行效率和安全性。

基于ATP的有轨电车模拟驾驶仿真设计李旭东;许雅兰【摘要】结合公共路面交通的特性和地铁ATP技术的实际应用分析了适用于有轨电车的ATP系统结构和功能,并对基于ATP的有轨电车的运行场景进行了三维模拟驾驶仿真.有轨电车模拟驾驶仿真系统基于C#编程语言和VS 2013开发平台开发.其中,三维视景仿真模块基于3ds Max三维建模工具和Unity3D游戏引擎进行设计开发.实现了有轨电车在ATP防护下模拟驾驶,并能很好地以三维视景的方式展示给使用者.【期刊名称】《铁路计算机应用》【年(卷),期】2018(027)004【总页数】6页(P68-73)【关键词】有轨电车;ATP;模拟驾驶;三维视景仿真【作者】李旭东;许雅兰【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,成都 611756;上海富欣智能交通控制有限公司,上海 201203【正文语种】中文【中图分类】U266.2;TP39近年来，城市轨道交通在我国发展迅速，以地铁、轻轨为代表的城市轨道交通改变了人们日常的出行方式与生活习惯。

但在方便生活的同时，传统的城市轨道交通方式的建设周期长、投资巨大、噪声污染等问题也不容忽视。

人们迫切的需要更加环保，更加舒适的出行方式，于是现代有轨电车迎来了一个大的发展潮流[1]。

并且，低造价的有轨电车对于一些急需缓解交通压力又资金不足的中小城市是一个绝佳的选择方案。

目前在我国沈阳、大连、上海、天津、成都等城市都有已建成或在建现代有轨电车的线路。

列车自动防护（ATP，Automatic Train Protection）系统作为一种保证列车行车安全的系统，在地铁上的运用已经比较成熟。

国内外对于现代有轨电车的ATP系统运用的研究尚且处于起步阶段[2]，且有轨电车完整式的ATP造价大，不利于实现。

但是ATP系统对于现代有轨电车来说却有着极其重要的意义，它不但能够保证有轨电车的行驶安全，还能够有效减轻有轨电车驾驶员的劳动强度[3]。