高速列车监控展示平台的电子地图与视景播放技术研究

摘要

计算机技术、GPS技术、GIS技术和通信技术的不断发展和广泛结合，为交通运输领域设备的改进，效率的提高提供了有力的技术支持。如何将这些技术应用于铁路监控展示系统，受到广大科研人员的强烈关注。在此背景下，本文开发实现了高速列车监控展示平台，为列车运行过程中实时状态信息在监控展示的电子地图上可视化呈现和线路视景播放等提供了技术方案。
　　本文以高速列车监控展示平台的研究、设计与实现为背景进行展开。在介绍国内外相关领域的研究现状后，提出了本文所选用的开发方式，即利用GIS控件MapX进行集成二次开发电子地图和基于多媒体数据处理平台DirectShow开发视景播放展示软件。对平台开发实现的支撑技术MapX和DirectShow的相关理论知识进行阐述后给出了由列车车载终端装置、网络通信设备和监控展示软件所组成的总体设计方案。
　　首先，使用Visual C++创建了MapX电子地图，并实现电子地图的缩放、漫游、选择等基本操作功能。在此基础上，从数据通信、数据解析、数据库设计、实时监控定位和轨迹回放等实际问题入手，详细论述了列车运行跟踪定位软件的具体开发过程。并针对高速列车运行的特点，基于最短距离法改进电子地图匹配算法，设计了匹配过程中的三个主要投影函数，以解决在电子地图上显示的列车车辆图元偏离铁路轨道的问题，取得了较好的匹配效果。
　　然后，在Windows环境下基于多媒体数据处理平台DirectShow，按照视景播放操作控制、地理位置搜索定位、辅助展示等不同功能划分的模块对视景播放展示软件进行开发实现。运用视频混合渲染(VMR)技术将天气场景动画在视景画面上实时呈现，丰富了展示场景。并针对程序中多线程资源冲突的问题给出解决方案。
　　最后，利用在武广客运专线运行的高速列车上实际采集的数据，在实验室局域网环境下，对组成监控展示平台的主要两部分软件进行测试。测试结果表明该平台在运行过程中对列车的实时状态监控定位准确，电子地图和视景画面清晰、流畅，达到课题预期效果。
　　整个高速列车监控展示平台的开发几乎全部采用软件技术实现，成本低、可靠性好、兼容性强、易于移植。