仿真技术在铁路超限货物运输中的应用

    超限货物主要为一些大件货物，如发电设备、石油冶炼设备、化工机械、桥梁构件、大型车辆及航天设备等，其安全及时运抵目的地对于国家重点工程的建设具有十分重要的意义。因此，搞好超限货物运输对于促进国民经济发展与国防现代化的建设具有重要的意义。

    目前，国内外对于铁路超限货物运输已有较多研究，应用了不同的方法，大部分是基于理论及数据的分析来判定货物超限等级。在三维仿真技术应用方面，已有研究应用于检测货物是否超限，以及制作超限货物装载教程等。

    在我国铁路超限货物运输中，目前尚未应用三维仿真技术。为了能够直观地了解货物的超限情况，进而实现对超限货物运输的辅助决策，提高超限货物运输的安全性。在此对超限货物运输条件的可视化仿真进行了尝试。

1 铁路超限货物运输条件辅助决策仿真系统

    仿真系统的主要内容是运用建立货物、车辆、线路模型及建立装配体，实现车辆的仿真运行，并通过建立数据库，存储并计算相关数据，判定货物超限等级及确定超限货物列车运行条件，从而能够直观准确地了解货物的超限情况，提高超限货物列车运行条件判定的准确性，以达到提高铁路超限货物运输安全和效率的目的。

    本系统的主要研究技术路线是运用编程软件Visual Basic进行三维绘图软件的二次开发，实现仿真模拟，然后通过Visual Basic与Microsoft Office Access数据库之间的数据调用与存储来进行数据的处理。

    1.1 货物模型

    在分析超限货物外形结构的基础上，通过对多种图元的定义与组合构建货物模型。根据货主提供的货物外形三视图及尺寸，选择所需要构造的货物形状并输入货物尺寸，根据图元间位置关系，组合各个图元，即可构造出与实际货物成相应比例的货物模型。货物模型如图1所示。

    图1 货物模型

    1.2 车辆模型

    构建车辆模型的主要工作是建立车辆构件图元与车辆信息的数据库。其主要工作原理是：用户只需要选择车种及车型，系统即可自动调用车辆构件图元，根据车辆的尺寸信息，改变各个构件图元的尺寸，并通过图元间的组合，构建所选车辆的模型。

    在构建车辆模型时进行了一定的简化，将其简化为车地板与多条轮对的组合。本系统实现了凹底平车和普通平车的模型构建。以D₁₀型凹底平车为例，其车地板主要由5个平板模型构成，通过车地板与6条轮对的结合，得到了如图2所示的车辆模型。