论文题目: 基于虚拟现实的集装箱码头布局规划仿真系统研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 田颖辉
导师: 王少梅
关键词: 虚拟现实,布局仿真,几何建模,运动学建模,参数化控制
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着集装箱码头规模的扩大,港口装卸系统向大型化,高速化、自动化、信息化方向发展,以进一步提高码头生产效率和服务水平。港口集装箱码头的建设投资大、周期长,其规划和设计牵涉技术、经济、社会环境等多方面的因素,同时由于码头的船舶装卸作业具有离散、随机及动态性的特点,因此给码头布局及其设备配置的科学决策带来一定的难度。 近年来,虚拟现实技术已成为计算机科学与其它技术科学领域中研究和开发的热点,其应用也越来越广泛。本文结合《现代集装箱码头建设创新技术研究》课题中的“基于虚拟现实的集装箱码头工艺系统仿真及智能优化研究”专题,以上海外高桥五期港区工程为依托开展研究,通过对港口集装箱物流过程及集装箱码头布局规划的分析,将虚拟环境技术引入到港口规划和设计中,开发集装箱码头虚拟仿真软件CTSS(Container Terminal Simulation System),使设计者和决策者在设计期间便能了解到码头结构和投产后运行的性能和效率,实现对方案的深入的了解和分析,从而避免设计中的失误,提高设计质量,缩短码头的设计周期。 本文对国内外虚拟现实技术在码头布局规划中的研究及应用情况进行了综述,阐明了对港口布局规划方案进行仿真分析的现实意义。将虚拟现实技术、机械设计技术与码头的布局规划方法结合起来,系统分析集装箱码头布局的特点及需求,提出集装箱码头虚拟仿真软件CTSS的开发思路,并对实现的关键技术进行分析,如机械运动中的碰撞检测、人机交互对仿真过程的控制、仿真统计结果的实时输出等。 通过对集装箱码头系统进行分析,二次开发建立包括码头前沿、引桥、堆场等港口设施和岸桥、龙门起重机、集卡、船舶等机械设备的模型库,在模型库的基础上建立了整个系统的场景模型。对集装箱码头装卸生产中机械设备的工作过程进行分析,建立了运动学模型,以Vega为基础,进行二次开发实现了对布局规划方案的仿真过程的实时参数输入、结果输出等控制。 应用人机交互技术所开发的CTSS软件中为用户提供方便的输入输出及虚拟场景的浏览功能,使用者可以通过键盘方向键、菜单、快捷键等方式进行漫游,从而加深对布局方案的了解,启发设计者的思维。
论文目录:
第1章 绪论
1．1 课题的背景、目的和意义
1．2 虚拟现实技术(VR)的发展现状
1．3 VR在集装箱码头布局规划中的应用
1．4 本文主要内容及结构
第2章 虚拟现实技术及码头虚拟环境的实现方法
2．1 虚拟现实技术及其特点
2．1．1 虚拟现实技术
2．1．2 虚拟现实的特征
2．2 虚拟现实软件简介
2．2．1 虚拟现实建模软件
2．2．2 Vega软件及二次开发方法
2．3 集装箱码头布局规划仿真系统的实现方法
2．3．1 基于几何建模的方法
2．3．2 运动学建模技术
2．3．3 人机交互控制技术
第3章 集装箱码头装卸作业过程分析及仿真建模
3．1 集装箱码头装卸工艺流程分析
3．1．1 集装箱码头机械设备
3．1．2 集装箱码头的装卸工艺
3．2 码头布局规划仿真系统的功能
3．3 码头布局规划仿真系统的流程模型
第4章 集装箱码头布局规划仿真模型库的建立
4．1 MultiGen Creator的建模技术
4．2 虚拟集装箱码头场景的几何建模
第5章 集装箱码头布局规划仿真的运动学建模
5．1 系统中机械设备的运动学分析
5．2 小车-吊具系统的运动
5．2．1 起升机构的运动学模型
5．2．2 小车及吊具运动方程的建立
5．3 集卡运行轨迹的确定
5．4 集卡作业过程中的碰撞检测
第6章 人机交互实现参数化仿真过程的控制
6．1 仿真过程对人机交互控制的要求
6．2 参数化仿真的实现
6．3 虚拟码头场景的漫游控制
第7章 集装箱码头布局规划仿真系统及应用
7．1 布局规划仿真系统的结构和功能
7．2 集装箱码头布局方案的生成子系统
7．3 集装箱码头前沿作业仿真子系统
7．4 码头布局方案优选的参数化仿真
7．5 生产瓶颈的仿真及分析
第8章 总结及展望
8．1 总结
8．2 进一步研究工作
致谢
参考文献
硕士学位期间参与的研究及发表的文章
发布时间: 2005-07-11
参考文献
- [1].自动化集装箱码头系统若干问题研究[D]. 周文骐.华东师范大学2015
- [2].大连港集装箱码头核心资源分配问题研究[D]. 张书源.大连海事大学2017
- [3].集装箱码头装船堆区场桥调度优化[D]. 王伟.大连海事大学2017
- [4].天津港集装箱码头关键设备维修决策研究[D]. 张翰林.大连海事大学2017
- [5].港口集装箱码头岸桥与场桥联合调度优化研究[D]. 吴勇智.集美大学2018
- [6].基于大数据分析的自动化集装箱码头运营优化研究[D]. 段宗贝.集美大学2017
- [7].厦门集装箱码头集团有限公司战略研究[D]. 陈海峰.华侨大学2017
- [8].厦门港口集装箱码头集卡管理优化研究[D]. 陈瑶.华侨大学2017
- [9].D港集装箱码头备件采购优化研究[D]. 于鑫.大连海事大学2017
- [10].蛇口集装箱码头生产效率研究[D]. 陈劲.大连海事大学2014
相关论文
- [1].基于Flexsim的集装箱堆场布局优化与仿真研究[D]. 郑鑫.北京交通大学2008
- [2].集装箱码头物流系统仿真与优化研究[D]. 李巍.大连理工大学2006
- [3].港口集装箱物流系统虚拟平台研究[D]. 谭道雄.武汉理工大学2007
- [4].集装箱自动化堆场物流系统仿真与分析[D]. 李锋.武汉理工大学2005
- [5].集装箱自动化码头物流系统规划与仿真[D]. 邱跃龙.武汉理工大学2005
- [6].基于Flexsim集装箱码头仿真平台关键技术研究[D]. 肖锋.武汉理工大学2006
- [7].集装箱码头铁路物流系统建模与仿真[D]. 盛伟.武汉理工大学2006
- [8].集装箱码头布局方案及作业系统的仿真研究[D]. 徐伟.武汉理工大学2006
- [9].仿真优化方法及其在港口设备配置中的应用研究[D]. 陈伟.武汉理工大学2004
- [10].基于虚拟现实的集装箱装卸仿真系统[D]. 林锦尧.大连海事大学2004