西南交通大學大學生交通科技大賽

1、西南交通大學第四屆大學生交通科技大賽作品申報書作品名稱：基于 Open GL 的鐵路超長貨物裝載方案仿真小組成員：指導老師：填報時間：2010年10月22日作品情況作品名稱基于 OpenGL 的鐵路超長貨物裝載方案仿真1、本裝載加固方案設(shè)計軟件采用了可視化設(shè)計開發(fā)的方式，根據(jù)鐵路超長貨物的超限部位和超限程度等數(shù)據(jù)，確定超限等級； 依照超限貨物的各項體積尺寸和質(zhì)量指標，實現(xiàn)基于 OpenGL的可行性裝載方案的可視化模擬仿真，解決了手工設(shè)計制圖給諸多方案設(shè)計工作者帶來的麻煩，在添加貨物的同時設(shè)計出較合理的方案將方案設(shè)計的流程簡化，可快速準確地確定貨物的裝載加固方案設(shè)計。主要研究、開2、設(shè)計軟件根據(jù)

2、已錄入的管內(nèi)區(qū)段沿線建筑、設(shè)備的精確實測斷面圖及其距離線路中心線的尺寸， 以及全區(qū)段的最小曲線半徑等數(shù)據(jù)，判斷超長貨物裝載發(fā)、設(shè)計目標及意義車輛是否受到建筑限界或其他不利因素的影響，生成并模擬仿真其可行性運行方（ 500 字以內(nèi)） 案，反映需要臨時改變的建筑物、 固定設(shè)備。 同時托運人可根據(jù)該模擬仿真反饋的信息， 對已提出的計劃裝載方案的可行性進行分析，必要時采取改變包裝和拆解超限貨物等措施。3、在超長貨物的檢查和交接過程中，OpenGL 的裝載加固方案的動態(tài)可視過程，將成為接方檢查超長貨物各部件尺寸是否符合要求，裝載加固是否牢固，貨物有無移動的依照；將成為交接雙方及各部門信息交流的平臺。主要

3、研究、開發(fā)、設(shè)計內(nèi)容（空間不夠，表格可增）本課題根據(jù)鐵路超長貨物裝載加固規(guī)則，采用了可視化設(shè)計開發(fā)的方式，研究、開發(fā)鐵路超長貨物裝載加固方案軟件，建立基于OpenGL 的鐵路超長貨物裝載加固方案可視化仿真及其可行性運行方案仿真系統(tǒng)。主要包括以下研究、 開發(fā)、設(shè)計內(nèi)容：1、深入研究鐵路超長貨物裝載加固中超長貨物種類、超限等級劃分、裝載方案、加固計算等細節(jié)；深入了解超長貨物的托運、受理和承運及超限車運行過程；深入研究影響超限車的建筑限界或其他不利因素。2、對各種超長貨物進行加固計算，研究出對應(yīng)的裝載方案，羅列出所涉及的各種設(shè)備，全面了解超長車運行過程中有可能遇到的建筑限界和其他不利因素，最終將這些

4、計算方法、各項方案、 設(shè)備建筑及超長貨物圖形等信息集成數(shù)據(jù)資料庫。3、深入學習 OpenGL的相關(guān)理論知識， 在結(jié)合 OpenGL 有關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上，通過 Visual C+6.0 或者 Java 的開發(fā)環(huán)境實現(xiàn) OpenGL 的程序編寫，簡單快捷地實現(xiàn)有關(guān)計算和圖形算法， 并保證算法的正確性和可靠性。 其中也可以用到MFC(Microsoft Foundation Classes) ，作為編寫應(yīng)用程序的一個框架和引擎。在OpenGL的應(yīng)用中， 用 OpenGL的基本圖形單元，如點、線、多邊形、 圖像和位圖，對鐵路超長貨物裝載過程中所涉及到的各類超長貨物和各種設(shè)備建立景物模型。把景物模型放

5、在三維空間中的合適的位置。計算模型中所有物體的色彩，其中的色彩根據(jù)應(yīng)用要求來確定，同時確定光照條件、紋理粘貼方式等。把景物模型的數(shù)學描述及其色彩信息轉(zhuǎn)換至計算機屏幕上的象素，即實現(xiàn)光柵化。 這樣， 建立一個鐵路超長貨物和其他裝載設(shè)備的圖庫，達到良好的仿真效果。4、在 Visual C+6.0 或者 Java 的軟件開發(fā)平臺上，利用OpenGL的可視化技術(shù)開發(fā)友好智能的用戶使用界面。利用 OpenGL的雙緩存動畫功能和其他特殊效果，實現(xiàn)鐵路超長貨物裝載加固過程和貨物裝載車輛的運行過程的動態(tài)仿真模擬，判斷超長貨物裝載車輛是否受到建筑限界或其他不利因素的影響， 最終生成并模擬仿真其可行性運行方案，

6、給用戶反饋有效信息， 使用戶在可視化仿真的軟件使用界面上實現(xiàn)軟件系統(tǒng)和人的互動， 最終得到高效可行的鐵路超長貨物裝載和運行方案。資料收集技術(shù)路線、方法及可行性分析（空間不夠，表格可增）計算機軟件在 Visual C+6.0 或者Java 的開發(fā)環(huán)境下實現(xiàn) OpenGL 的程序編寫；應(yīng)用 OpenGL 的建模、變換、顏色模式設(shè)置、位圖顯示和圖象增強、雙緩存動畫等功能，實現(xiàn)圖庫的建立以及動態(tài)的模擬仿真。貨物運輸組織及闊大貨物的裝載加固掌握鐵路超長貨物裝載加固中超長貨物種類、 超限等級劃分； 掌握鐵路超長貨物裝載加固過程， 設(shè)備使用情況， 裝載加固計算；掌握超長貨物裝載車輛的運輸流程， 研究線路沿線

7、的建筑限界和其他不利因素對超長貨物裝載車輛運行的影響。建立基于OpenGL 的鐵路超長貨物裝載加固方案可視化仿真及其可行性運行方案仿真系統(tǒng)。可行性分析：通過基于OpenGL 實現(xiàn)的鐵路超長貨物的裝載加固的動態(tài)仿真模進度安排預期成果經(jīng)費預算擬，以及超長貨物裝載車輛的運行過程的動態(tài)仿真模擬，貨運站工作人員可以在該可視化模擬仿真的用戶界面上判斷超長貨物裝載車輛是否受到建筑限界或其他不利因素的影響，超長貨物各部件尺寸是否符合要求，裝載加固是否牢固，貨物有無移動， 通過人與計算機軟件系統(tǒng)的信息交流和互動，得出優(yōu)化的可行性方案。因此有效地通過計算機軟件系統(tǒng)的模擬仿真，提高了鐵路超長貨物裝載加固的效率和安全

8、合理性，并且有效地降低貨物裝載成本。因此，本項目研究成果具有較好的實用和經(jīng)濟價值。2010 年 10 月 2010 年 11 月：在老師的指導下，查閱資料，確定課題研究方向和主要研究內(nèi)容。2010 年 11 月 2011 年 01 月：對課題涉及到的各學科的內(nèi)容進行學習，并整理、匯總，建立多種信息集成的信息資料庫。2011 年 01 月 2011 年 02 月：進行現(xiàn)場調(diào)查，搜集資料數(shù)據(jù)，構(gòu)建軟件系統(tǒng)的整體框架和圖庫。2011 年 02 月 2011 年 04 月：將鐵路超長貨物裝載過程的設(shè)備使用，加固算法，運行流程和限界因素與基于OpenGL 的可視化仿真系統(tǒng)進行整合，開發(fā)友好智能的軟件用戶

9、界面，實現(xiàn)鐵路超長貨物的裝載加固的動態(tài)仿真模擬。2011 年 04 月 2011 年 05 月：撰寫研究論文和總結(jié)報告、填寫結(jié)題表、參加結(jié)題答辯和成果推廣。在 Visual C+6.0 或者 Java 的開發(fā)環(huán)境下實現(xiàn)OpenGL 的程序編寫，應(yīng)用OpenGL 的三維動態(tài)可視技術(shù)，開發(fā)實現(xiàn)鐵路超長貨物裝載加固的動態(tài)仿真模擬的友好用戶界面。 該界面可以動態(tài)仿真地顯示鐵路超長貨物的裝載加固過程和貨物裝載車輛的運行過程。用戶可以在該界面上判斷超長貨物裝載車輛是否受到建筑限界或其他不利因素的影響，超長貨物各部件尺寸是否符合要求，裝載加固是否牢固， 貨物有無移動， 通過人與計算機軟件系統(tǒng)的信息交流和互動

10、，得出優(yōu)化的可行性方案。圖書資料費300 元復印、打印等文整費200 元通訊費 300 元軟件設(shè)計所需費用500 元調(diào)研差旅費 -700指導老師姓名性別單位職稱研究方向電話西南交通大學交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化、男教授物流系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化、 最優(yōu)交通運輸學院化理論與方法小組組長小組成員備注評委意見（由評委填寫）參賽小組姓名性別院系專業(yè)年級學號電 話男交通運輸學院2008女信息科學與技術(shù)2008學院男交通運輸學院2008男交通運輸學院2008簽字：年月日注：該表除評委意見部分需要鋼筆或簽字筆手寫外，其余均是打印字體填寫。填寫相關(guān)內(nèi)容時請勿改變本表固定格式。原創(chuàng)聲明書本競賽課題小組聲明，盡我們所知，所呈交給大學生交通科技大賽組委會的參賽作品是在課題組指導老師指導下全體成員進行研究開發(fā)等工作取得的研究（設(shè)計）成果。作品中除了特別標注和說明的地方外， 不包括他人已經(jīng)發(fā)表和開發(fā)設(shè)計的成果。課題小組鄭重做出上述原創(chuàng)聲明，并接受大賽組委會的審核。競賽課題小組集體