1、西南交通大学第四届大学生交通科技大赛作 品 申 报 书作品名称： 基于 Open GL 的铁路超长货物装载方案仿真 小组成员： 指导老师： 填报时间： 2010 年 10 月 22 日作品名称 基于 OpenGL 的铁路超长货物装载方案仿真主要研究、开发、设计目标及意义（500 字以内）1、本装载加固方案设计软件采用了可视化设计开发的方式，根据铁路超长货物的超限部位和超限程度等数据，确定超限等级；依照超限货物的各项体积尺寸和质量指标，实现基于 OpenGL 的可行性装载方案的可视化模拟仿真，解决了手工设计制图给诸多方案设计工作者带来的麻烦，在添加货物的同时设计出较合理的方案将方案设计的流程简化
2、，可快速准确地确定货物的装载加固方案设计。2、设计软件根据已录入的管内区段沿线建筑、设备的精确实测断面图及其距离线路中心线的尺寸，以及全区段的最小曲线半径等数据，判断超长货物装载车辆是否受到建筑限界或其他不利因素的影响，生成并模拟仿真其可行性运行方案，反映需要临时改变的建筑物、固定设备。同时托运人可根据该模拟仿真反馈的信息，对已提出的计划装载方案的可行性进行分析，必要时采取改变包装和拆解超限货物等措施。3、在超长货物的检查和交接过程中， OpenGL 的装载加固方案的动态可视过程，将成为接方检查超长货物各部件尺寸是否符合要求，装载加固是否牢固，货物有无移动的依照；将成为交接双方及各部门信息交流
3、的平台。作品情 况 主要研究、开发、设计内容（空间不够，表格可增）本课题根据铁路超长货物装载加固规则，采用了可视化设计开发的方式，研究、开发铁路超长货物装载加固方案软件，建立基于 OpenGL 的铁路超长货物装载加固方案可视化仿真及其可行性运行方案仿真系统。主要包括以下研究、开发、设计内容：1、深入研究铁路超长货物装载加固中超长货物种类、超限等级划分、装载方案、加固计算等细节；深入了解超长货物的托运、受理和承运及超限车运行过程；深入研究影响超限车的建筑限界或其他不利因素。2、对各种超长货物进行加固计算，研究出对应的装载方案，罗列出所涉及的各种设备，全面了解超长车运行过程中有可能遇到的建筑限界和
4、其他不利因素，最终将这些计算方法、各项方案、设备建筑及超长货物图形等信息集成数据资料库。3、深入学习 OpenGL 的相关理论知识，在结合 OpenGL 有关理论知识的基础上，通过 Visual C+6.0 或者 Java 的开发环境实现 OpenGL 的程序编写，简单快捷地实现有关计算和图形算法，并保证算法的正确性和可靠性。其中也可以用到 MFC(Microsoft Foundation Classes)，作为编 写 应 用 程 序 的 一 个 框 架 和 引擎 。 在 OpenGL 的应用中，用 OpenGL 的基本图形单元，如点、线、多边形、图像和位图，对铁路超长货物装载过程中所涉及到的
5、各类超长货物和各种设备建立景物模型。把景物模型放在三维空间中的合适的位置。计算模型中所有物体的色彩，其中的色彩根据应用要求来确定，同时确定光照条件、纹理粘贴方式等。把景物模型的数学描述及其色彩信息转换至计算机屏幕上的象素，即实现光栅化。这样，建立一个铁路超长货物和其他装载设备的图库，达到良好的仿真效果。4、在 Visual C+6.0 或者 Java 的软件开发平台上，利用 OpenGL 的可视化技术开发友好智能的用户使用界面。利用 OpenGL 的双缓存动画功能和其他特殊效果，实现铁路超长货物装载加固过程和货物装载车辆的运行过程的动态仿真模拟，判断超长货物装载车辆是否受到建筑限界或其他不利因
6、素的影响，最终生成并模拟仿真其可行性运行方案，给用户反馈有效信息，使用户在可视化仿真的软件使用界面上实现软件系统和人的互动，最终得到高效可行的铁路超长货物装载和运行方案。技术路线、方法及可行性分析（空间不够，表格可增）资料收集计算机软件 货物运输组织及阔大货物的装载加固在 Visual C+6.0 或者Java 的开发环境下实现 OpenGL 的程序编写；应用 OpenGL 的建模、变换、颜色模式设置、位图显示和图象增强、双缓存动画等功能，实现图库的建立以及动态的模拟仿真。掌握铁路超长货物装载加固中超长货物种类、超限等级划分；掌握铁路超长货物装载加固过程，设备使用情况，装载加固计算；掌握超长货
7、物装载车辆的运输流程，研究线路沿线的建筑限界和其他不利因素对超长货物装载车辆运行的影响。建立基于 OpenGL 的铁路超长货物装载加固方案可视化仿真及其可行性运行方案仿真系统。可行性分析：通过基于 OpenGL 实现的铁路超长货物的装载加固的动态仿真模拟，以及超长货物装载车辆的运行过程的动态仿真模拟，货运站工作人员可以在该可视化模拟仿真的用户界面上判断超长货物装载车辆是否受到建筑限界或其他不利因素的影响，超长货物各部件尺寸是否符合要求，装载加固是否牢固，货物有无移动，通过人与计算机软件系统的信息交流和互动，得出优化的可行性方案。因此有效地通过计算机软件系统的模拟仿真，提高了铁路超长货物装载加固
8、的效率和安全合理性，并且有效地降低货物装载成本。因此，本项目研究成果具有较好的实用和经济价值。进度安排2010 年 10 月2010 年 11 月：在老师的指导下，查阅资料，确定课题研究方向和主要研究内容。2010 年 11 月2011 年 01 月：对课题涉及到的各学科的内容进行学习，并整理、汇总，建立多种信息集成的信息资料库。2011 年 01 月2011 年 02 月：进行现场调查，搜集资料数据，构建软件系统的整体框架和图库。2011 年 02 月2011 年 04 月：将铁路超长货物装载过程的设备使用，加固算法，运行流程和限界因素与基于 OpenGL 的可视化仿真系统进行整合，开发友好
9、智能的软件用户界面，实现铁路超长货物的装载加固的动态仿真模拟。2011 年 04 月2011 年 05 月：撰写研究论文和总结报告、填写结题表、参加结题答辩和成果推广。预期成果在 Visual C+6.0 或者 Java 的开发环境下实现 OpenGL 的程序编写，应用OpenGL 的三维动态可视技术，开发实现铁路超长货物装载加固的动态仿真模拟的友好用户界面。该界面可以动态仿真地显示铁路超长货物的装载加固过程和货物装载车辆的运行过程。用户可以在该界面上判断超长货物装载车辆是否受到建筑限界或其他不利因素的影响，超长货物各部件尺寸是否符合要求，装载加固是否牢固，货物有无移动，通过人与计算机软件系统
10、的信息交流和互动，得出优化的可行性方案。经费预算图书资料费300 元复印、打印等文整费200 元通讯费300 元软件设计所需费用500 元调研差旅费-700指导老师姓名 性别 单位 职称 研究方向 电话男 西南交通大学交通运输学院 教授交通运输系统规划与优化、物流系统规划与优化、最优化理论与方法参赛小组姓 名 性别 院系专业 年级 学号 电 话小组组长 男 交通运输学院 2008女 信息科学与技术 学院 2008男 交通运输学院 2008小组成员男 交通运输学院 2008备注评委意见（由评委填写）签字：年 月 日注：该表除评委意见部分需要钢笔或签字笔手写外，其余均是打印字体填写。填写相关内容时
11、请勿改变本表固定格式。原创声明书本竞赛课题小组声明，尽我们所知，所呈交给大学生交通科技大赛组委会的参赛作品是在课题组指导老师指导下全体成员进行研究开发等工作取得的研究（设计）成果。作品中除了特别标注和说明的地方外，不包括他人已经发表和开发设计的成果。课题小组郑重做出上述原创声明，并接受大赛组委会的审核。竞赛课题小组集体签名： 日期： 年 月 日作品说明书及论文使用授权声明本竞赛课题小组了解大学生交通科技大赛有关保留、使用参赛作品说明书及论文的规定，即:大赛组委会单位有权保留参赛作品说明书及论文，允许被查阅和借阅;大赛组委会单位可以公布作品说明书及论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存论文。竞赛课题小组集体签名： 日期： 年 月 日
