海铁联运船岸柔性连接模拟与效益分析

摘要

在前期理论设计阶段，柔性连接轨道和柔性连接桥的研究成果多是以文字描述和工程图纸的形式展示出来的，加之某些构件的设计比较特殊，即使是专业人士单凭文字描述和几张图纸也很难想象出来，导致这两项设计在推广过程中遇到了一些困难。为了克服推广过程中的困难，将柔性连接轨道与柔性连接桥的研究成果生动形象地展示出来，本文将仿真技术与动画技术相结合，以仿真动画的形式将铁路轮渡装卸过程中柔性连接桥和柔性连接轨道的弯曲形变过程直观的展现出来。
　　 通过对目前市场上比较流行的几款三维建模软件的比较分析，本文最终选取3ds max软件建立柔性连接桥、柔性连接轨道、铁路渡轮以及铁路货车等新型海铁联运系统的重要组成部分的三维模型。然后根据前人推导的柔性连接桥、柔性连接轨道形变参数表达式，建立二者分别与渡轮上不同轨道对接过程的运动模型，并借助VC++语言对模型进行求解。依据运动模型求得的形变参数，在3ds max中为轨枕、纵桁和桥面横梁设置关键点，便可对柔性轨道、柔性连接桥与船上固定轨道对接过程进行仿真。同时结合3ds max的路径约束、骨骼链接、IK解算器等功能，制作铁路渡轮靠泊过程、铁路列车装船以及机车下船过程的仿真动画，即可完成整个铁路轮渡装卸过程的仿真动画，从而使人们对应用柔性连接桥和柔性连接轨道的新型集装箱海铁联运系统的铁水换装过程有一个直观的认识。最后，本文利用有无对比法，将这种新型集装箱海铁联运系统与传统集装箱海铁联运系统的费用效益进行了对比分析，从而证明这一新型集装箱海铁联运系统的应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 铁路轮渡系统研究现状

1．2．2 虚拟现实仿真技术研究现状

1．3 主要研究内容

第2章 系统仿真基础理论概述

2．1 系统仿真定义及分类

2．1．1 系统仿真的定义

2．1．2 系统仿真的分类

2．2 计算机仿真技术概述

2．2．1 计算机仿真技术的定义

2．2．2 计算机仿真新技术

2．3 视景仿真技术

2．4 仿真动画技术

第3章 新型海铁联运系统及其三维视景建模

3．1 三维建模工具的选取

3．2 柔性连接轨道(FDT-2)

3．2．1 柔性轨道(FDT-2)的基本结构

3．2．2 柔性轨道的工作机理

3．2．3 建立柔性轨道模型

3．3 柔性连接桥

3．3．1 柔性连接桥的基本结构

3．3．2 柔性连接桥的工作机理

3．3．3 建立柔性连接桥模型

3．4 新型海铁联运系统的其他组成部分

3．4．1 铁路货车和岸上固定轨道

3．4．2 铁路渡轮

第4章 新型海铁联运系统动画仿真的实现

4．1 新型集装箱海铁联运系统的运作机理

4．2 柔性连接桥和柔性轨道运动模型的建立

4．2．1 柔性轨道运动模型的建立

4．2．2 柔性连接桥运动模型的建立

4．3 铁路渡轮装卸过程仿真

4．3．1 形变参数的计算

4．3．2 制作装卸过程仿真动画的关键技术

4．3．3 输出仿真结果

第5章 海铁联运船岸连接新模式效益分析

5．1 案例描述

5．2 项目费用估算

5．2．1 项目直接费用估算

5．2．2 项目间接费用估算

5．3 项目效益估算

5．4 项目经济费用效益评价结果分析

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 前景展望

参考文献

附录A 各形变状态下轨枕中心坐标

攻读学位期间公开发表论文

致谢