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铁路信号基础设备三维可视化系统的设计与实现
| 论文题名： | 铁路信号基础设备三维可视化系统的设计与实现 |
| 关键词： | 铁路信号基础设备;三维可视化系统;智能组卷 |
| 摘要： | 作为铁路信号系统的主要基本装置，铁路信号设备是保障铁路信号系统运转的基础，在保证铁路正常运输方面发挥着必不可少的作用。目前对于铁路信号设备的查看学习基本以课本中的二维图纸或教学视频为主，存在无法直观浏览的缺点，而三维仿真技术能够实现设备的可视化，可打破传统方式的弊端，有效解决上述问题。基于此，本文研发了铁路信号基础设备三维可视化系统，研究内容如下： (1)构建了各铁路信号基础设备的三维模型并对其进行优化处理。根据各铁路信号基础设备的结构特征，综合运用多种建模方法，通过3dsMax三维建模技术对铁路信号基础设备进行细致建模；为提高模型逼真程度，对建立的三维模型给予材质及烘焙贴图，以达到理想的视觉效果；三维模型数据量大，冗余信息多，为提升系统运行效率，论文对三维模型优化处理进行了研究。 (2)基于所构建的铁路信号基础设备三维模型，根据各信号设备的组成结构及工作原理，在Unity3D平台中设计并开发了铁路信号基础设备三维可视化系统，实现了三维漫游、设备简介、拆装实现等功能。首先，对铁路信号基础设备三维可视化系统的功能需求进行分析，根据系统需求设计系统的开发流程以及系统功能。然后基于构建的设备三维模型，在Unity3D平台中开发铁路信号基础设备三维可视化系统，实现三维场景及三维模型的动态加载，完成系统中设计的各功能，并将其应用在实训教学中。 (3)目前现存的虚拟仿真系统多数仅是对设备模型进行展示，无法检测可视化效果，为了解决此问题，使系统功能更加完善，本文在系统中加入了在线考试模块，根据试题的适应度值对遗传算法中的遗传算子进行改进，并将改进的遗传算法应用在考试功能的智能组卷中，结果表明，改进的遗传算法有效提升了组卷效率。 本文以对铁路信号基础设备的可视化为目的，以铁路信号基础设备的结构特征、工作原理为基础，三维仿真技术为支持，综合运用3dsMax建模软件、Unity3D引擎等开发工具，设计并完成了铁路信号基础设备三维可视化系统，将设备以三维的方式展现于用户眼前，使其身临其境地感受设备外形、组成部件、拆装过程等信息并对系统的可视化效果利用改进遗传算法的智能组卷进行考核。 |
| 作者： | 李颖 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 陈光武;梁玉琦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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