铁路数字化选线设计系统的理论与方法

第一章绪论

第一节引言

第二节实现铁路数字化选线设计系统的相关技术

第三节虚拟现实（VR）技术的应用 第一篇智能环境建模技术

第二章智能环境建模原理

第一节铁路选线设计系统智能环境模型 第二节面向对象建模（OOM）原理

第三节铁路数字化选线设计系统的面向对象模型

第四节面向对象知识表达模型

第五节面向对象的推理机

第三章铁路选线设计系统智能环境原型

第一节选线知识库模型与推理机制

第二节选线系统工程地质知识库原型

第三节选线工程数据库管理系统原型

第二篇三维地理环境建模技术

第四章虚拟现实景观生成原理

第一节图形变换与消隐技术

第二节光照模型和明暗处理 第三节纹理映射技术

第四节视屏立体显示技术

第五章铁路虚拟地理环境三维建模技术

第一节三维数字地形建模

第二节数字地物三维建模

第三节铁路构造物三维建模

第四节铁路构造物三维模型与三维地形模型的融合

第五节基于航测和卫星影像信息的铁路地理环境建模技术

第六节基于GoogleEarth的铁路三维地理环境建模方法

第六章三维工程地质环境建模技术

第一节数字地质信息获取方法

第二节数字地质对象建模方法

第三节铁路选线设计系统的数字地质技术

第四节三维地质环境建模

第五节三维地理环境超地图模型 第三篇铁路数字化选线设计系统的实现技术

第七章基于虚拟环境的铁路数字化选线设计技术

第一节铁路数字化选线设计系统中的三维交互技术

第二节基于三维地理环境的线路局部走向选择

第三节基于虚拟地理环境的复杂地质区域选线方法

第四节线路平纵面智能优化方法

第五节线路方案综合评价方法

第六节基于GoogleEarth的铁路选线设计方法

第八章铁路虚拟环境场景动态仿真与漫游技术

第一节铁路线路三维自动化建模

第二节基于四叉树连续动态多分辨率三维地理环境的实现

第三节场景实时显示技术

第四节场景空间查询与交互

第五节基于OpenGL实现动态三维漫游

第九章铁路数字化选线设计系统简介

第一节虚拟环境建模平台的构成

第二节数字地形信息采集系统

第三节立体投影平台

第四节铁路数字化选线设计系统主要功能简介

参考文献

易思蓉，博士，教授，博士生导师。国家级精品课程选线设计主持人，第二届国家级教学名师奖获得者，铁道工程课群组国家级教学团队带头人，铁道部铁路特色专业（铁道工程）教学指导委员会委员，首届城市轨道交通中青年专家，国务院政府特殊津贴专家。长期从事铁路选线设计理论、线路勘测设计现代技术和轨道交通工程领域的教学和科研工作。近年来主持完成国家科技攻关项目、国家863项目、国家自然科学基金项目、铁道部科技开发重点项目等重要科研项目20余项。20世纪90年代，在线路勘测设计现代技术领域积极倡导了铁路勘测设计一体化、智能化，首先提出了基于虚拟环境的数字铁路选线设计的理念，在铁路数字化选线设计理论和方法方面的研究居国内领先水平，达到国际先进水平。在20世纪90年代就积极参与了我国高速铁路和城市轨道交通线路技术标准的研究，作为特聘专家指导完成了上海磁悬浮交通示范运营线的选线设计工作。在所从事的研究领域发表学术论文40余篇，多篇论文在国家学术会上交流和宣读。曾获省部级教学成果奖二等奖、詹天佑铁道科学技术奖专项奖、四川出版奖一图书奖一等奖、铁道部优秀软件奖、省部级科技成果奖和优秀设计铜奖等20多项奖励。2100433B

《铁路数字化选线设计系统的理论与方法》在线路勘测设计信息技术领域首次提出了“虚拟环境”的概念。将选线设计系统中建立智能设计的智能界面、图形核心系统、知识库与推理机制、工程数据库等计算机技术的实现统一定义为“智能环境建模”，将在选线设计系统中实现数字勘测信息自动识别、处理和利用的技术统一定义为“自然环境建模”，从而使得“计算机辅助线路设计”的概念更加规范和统一。

内容介绍

《铁路选线设计的现代理论和方法》阐述了铁路选线设计的若干现代理论及实现技术、内容包括：离散点及三角网数字地面模型的建立；铁路线路的平面、纵断面和横断面计算辅助设计；线路纵断面优化设计；线路平、纵面整体优化设计；铁路线路三维可视化设计及铁路建设项目经济评价与决策分析方法等。书中内容反映了有关领域的国内外发展动态及中南大学道路与铁道工程研究所近20年来的研究成果。

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本教材是在1987年出版的《铁路选线设计》教材，并参阅了近年来出版的有关规范、手册和书籍的基础上编写的，主要阐述铁路选线设计的基本理论和方法。全书共分八章，主要介绍铁路能力、线路平面及纵断面设计、铁路定线、方案比选、车站设计和既有线改建与增建二线设计；同时，为适应铁路发展方向和城市轨道交通发展的需要，介绍了高速铁路和重载运输、城市轨道交通线路规划与设计等内容。本教材在内容编写上以培养21世纪高级专门人才为宗旨，改革旧的教学内容，尽可能纳入铁路选线设计中的新理论和新方法，更加注重内容体系的科学性和合理性。

本书为高等院校土木工程、道路与铁道工程、交通运输、交通土建、铁路航测、采矿等专业的本科教材；也可作为相关专业大专课程的选用教材；并可供有关工程技术人员学习、参考。

铁路选线是指在铁路线路的控制点间，根据运输的需要和自然条件，选出经济上合理、技术上可行的最佳线路建设方案的过程及所涉及的技术。铁道工程学科的一个分支。其任务是确定线路的平面位置和纵断面位置，并确定车站和各种铁路建筑的分布。

其依据有：线路的经济、政治和国防方面的意义；采用的技术标准，如机车牵引种类、线路限制坡度、最小曲线半径、到发线有效长度等；自然条件，包括地形、地质、水文、气象等。选线的步骤分：踏勘、初测、定测等。铁路选线涉及多种专业，伴有大量野外工作和室内的研究、分析、计算工作。近年来在铁路选线中逐步采用了许多新的技术，如航测、卫星遥感摄影、数字地面模型、全息地震仪以及利用计算机的智能选线技术、自动绘图和预概算自动编制等。2100433B