[發(fā)明專利]高速綜合檢測列車三維全息可視化系統(tǒng)與方法

有效

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• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102855659A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 秦勇;賈利民;周慧娟;范會川;余江;陳波
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T15/00;G06F17/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于列車信息展示領域，特別涉及高速綜合檢測列車三維全息可視化系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

作為中國鐵路現(xiàn)代化的重要組成部分，動態(tài)智能化綜合檢測列車是中國高速鐵路工程的關鍵配套技術(shù)，為實現(xiàn)中國高速鐵路自動化、智能化目標，提高車輛運行安全性，動態(tài)智能化綜合檢測列車被用于檢測動車組運行環(huán)境，實時檢測線路軌道幾何、輪軌作用力、牽引供電、通信信號、周邊環(huán)境中影響列車運行安全的技術(shù)指標和相關信息。為輔助檢測列車的實時檢測工作，顯示檢測列車的實時位置及檢測結(jié)果，及時掌握動車運行環(huán)境狀況，需開發(fā)一個高速列車三維全息信息展示系統(tǒng)平臺。

目前在檢測列車上運行的展示系統(tǒng)主要是以文字、圖表、視頻相結(jié)合的方式進行檢測數(shù)據(jù)的展示。在國內(nèi)的數(shù)據(jù)集成綜合展示發(fā)展的初期，展示是以圖表為主的，即通過表格、曲線圖和餅圖等方式對數(shù)據(jù)進行展示。近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，集成數(shù)據(jù)綜合展示也開始采用了越來越多的多媒體、視頻、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，并重視數(shù)據(jù)展示的形象化。

在綜合數(shù)據(jù)展示的應用中，基于三維地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等方式已經(jīng)相對比較成熟，但在檢測列車的應用上，還沒有相關的系統(tǒng)。高速綜合檢測列車三維全息可視化系統(tǒng)是在基于GIS的三維可視化檢測數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)技術(shù)的基礎上，建立車載和地面展示系統(tǒng)，實現(xiàn)對京滬高速鐵路視頻圖像、報警信息、檢測關鍵數(shù)據(jù)、檢測列車運行實況和相關地理信息的實時可視化綜合展現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種高速綜合檢測列車的全息信息展示系統(tǒng)及方法，在地理信息技術(shù)、視頻技術(shù)、圖片和三維技術(shù)的基礎上，采用多維數(shù)據(jù)融合和聯(lián)動展示等方法，為多種不同類型的實時數(shù)據(jù)展示提供了手段，用戶可以從一個界面中獲取完整性、直觀性和全面性的狀態(tài)信息。

高速綜合檢測列車三維全息可視化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：基礎地理數(shù)據(jù)模塊分別連接三維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊，三維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊實現(xiàn)兩兩互聯(lián)，以上三者均分別連接三維引擎接口層和服務接口層，三維引擎接口層連接服務接口層，三維引擎接口層和服務接口層均分別連接三維地圖相關模塊、場景展示管理模塊和報警管理模塊，三維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監(jiān)控數(shù)據(jù)管理模塊和報警管理模塊實現(xiàn)兩兩互聯(lián)，客戶端分別連接維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監(jiān)控數(shù)據(jù)管理模塊和報警管理模塊。

所述地圖服務層模塊包括柵格地圖服務模塊、矢量地圖服務模塊和影像地圖服務模塊。

所述地圖分析服務層模塊包括空間分析服務模塊和地理編碼模塊。

所述三維引擎服務模塊包括DEM數(shù)據(jù)服務模塊、DOM數(shù)據(jù)服務模塊、DM數(shù)據(jù)服務模塊、視角切換服務模塊、嵌入窗口服務模塊、飛行路線服務模塊和模型高速驅(qū)動服務模塊。

所述三維地圖相關模塊包括三維數(shù)據(jù)發(fā)布模塊、三維渲染模塊、三維空間分析模塊、兩點通視分析模塊、可視域分析模塊和三維飛行路線模塊。

所述場景展示管理模塊包括實時場景展示子模塊和歷史場景展示子模塊。

所述報警管理模塊包括實時報警管理模塊和歷史報警管理模塊。

所述客戶端包括地面展示終端和車載展示終端。

高速綜合檢測列車三維全息可視化方法包括以下步驟:

1）基礎地理數(shù)據(jù)模塊提供三維基礎地理數(shù)據(jù)、航片數(shù)據(jù)，其中三維基礎地理數(shù)據(jù)為矢量數(shù)據(jù)，航片數(shù)據(jù)為柵格數(shù)據(jù)；

2）地圖服務層模塊提供地圖標準服務：首先讀取提供基礎地理數(shù)據(jù)模塊的二維基礎地理數(shù)據(jù)和航片數(shù)據(jù)，具體說明如下：

柵格地圖服務模塊：為分辨率為0.5米的航拍影像提供預先渲染生成的柵格地圖瓦片，瓦片按照縮放級別、行和列組織存儲，并建金字塔地圖索引；

矢量地圖服務模塊：實現(xiàn)矢量地圖數(shù)據(jù)服務；

影像地圖服務模塊：航拍影像地圖使用戶以俯視角度直觀地觀察鐵路線及周邊真實的地理狀態(tài)和人文景觀；

地圖分析服務層模塊主要用來支撐地圖的各種查詢分析功能；具體說明如下：

空間分析服務模塊：包括距離量測功能，面積測量功能，兩點通視分析和可視域分析；

地理編碼模塊：用于提供地理編碼和逆地理編碼標準服務，地理編碼即地址匹配，傳入格式規(guī)范的地址，返回所在坐標，從而根據(jù)地址描述，匹配到具體坐標位置；

三維引擎服務模塊提供三維場景的渲染和地圖數(shù)據(jù)管理優(yōu)化功能；具體說明如下：

DEM數(shù)據(jù)服務模塊：根據(jù)經(jīng)緯度坐標在DEM格網(wǎng)數(shù)據(jù)中查找DEM高程信息，展現(xiàn)地形的起伏，體現(xiàn)真實地形；