基于OGRE三維引擎的電氣化鐵路牽引供電系統三維仿真.pdf

1、牽引供電系統專門為拖動車輛運輸提供電能，對電氣化鐵路極其重要。對牽引供電的研究歷來都受到人們的重視，然而到目前為止對牽引供電系統的研究幾乎都是基于二維的，這給學習研究、分析等帶來了極大的不便，影響了研究的效率和效果。為了使對牽引供電系統的研究更加直觀，研究的效率高、效果高，本文將三維仿真技術引入對電氣化鐵路牽引供電系統的研究。
　　論文介紹了三維仿真技術的發(fā)展現狀及常用三維仿真軟件的特點，通過比較，決定采用OGRE三維仿真引擎對牽

2、引供電系統進行仿真。三維場景需要模型，OGRE引擎本身沒有創(chuàng)建模型的功能，3ds MAX是專門創(chuàng)建三維模型仿真軟件，本文采用3ds MAX對電氣化鐵路牽引供電系統設備進行建模。
　　OGRE場景以樹形結構組織場景節(jié)點。牽引供電系統從空間上大體分成牽引變電所和牽引網，變電所內包含有值班室、電壓器、絕緣子等諸多物體，牽引網包含有鐵軌、沿線桿塔和接觸網等諸多部分，本文根據牽引供電系統的空間特性設計仿真系統的空間邏輯結構，所設計的邏輯結構

3、層次分明，結構清晰。為了滿足大多數用戶的需求，本文設計了牽引供電仿真系統功能結構，讓用戶可以對系統進行瀏覽、維護，同時仿真系統還可用于教學。
　　為了提高基于OGRE三維仿真引擎對牽引供電系統進行三維仿真時的實時渲染效率，論文從減少渲染批次的角度出發(fā)，對仿真模型加載優(yōu)化方法進行研究。通過分析普通模型加載方式（單個物體獨立加載）、靜態(tài)幾何加載方式和實例幾何加載方式的工作原理，并以牽引供電系統絕緣子為實驗對象，分別采用三種加載方式加載

4、不同數量的絕緣子進行對比分析，結果表明靜態(tài)幾何和實例幾何方法能夠大幅地減少渲染批次，相比于普通的加載方式可以大大地提高渲染效率。根據三種加載方式的特點，設計了仿真系統的模型加載優(yōu)化方案，仿真結果表明提出的優(yōu)化方案對牽引供電系統進行仿真可以減少時實渲染過程中的批次，有效地提高場景的時實渲染效率。
　　OGRE沒有專門的數據庫用以處理三維場景中的特殊數據，本文將牽引供電系統中設備的參數信息與模型數據分離開，設計數據層次，設計了讀取和在

5、場景中實時顯示參數信息的流程并編程實現。OGRE沒有專門實現界面中的中文顯示，為了滿足用戶的日常閱讀和使用習慣，本文使用Windows系統中的中文字體作為字體資源，實現了在場景界面中顯示漢字的功能，同時設計方案解決了由于漢字占用位的不同導致的文本信息換行時出現錯誤的問題。最后，論文采用頂點緩存技術在程序運行時同步創(chuàng)建牽引供電系統中大量存在的線，解決了事先建模的實體線難修改，復用率低，占用內存高，影響場景渲染效率的問題，克服了理想線無三維