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铁路信号是保证行车安全、提高区间和车站通过能力以及解编能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称。信号机作为轨旁基础设备,是铁路信号室外三大设备之一,对保证列车安全运行以及提高运输效率具有重要意义。目前的铁路信号系统,在设计、施工、培训、维护的整个生命周期中,都以二维图纸为主,但是仅用二维图纸来展示复杂的三维铁路并不能实现所见即所得。而三维仿真技术可以实现模型的可视化,让模型直观的展示在人们面前。因此,本文从铁路信号机的三维建模及工作原理仿真两个方面进行研究,设计了基于Unity3d的信号机三维仿真系统,使用户可以直观的观察设备的真实状态及连接关系。本文以信号机的结构特征、工作原理、工程设计等专业知识为依据,以三维仿真技术为理论支持,以3ds Max、Unity3d为开发工具,以真实地再现信号机的工作场景为目的,完成了基于Unity3d的铁路信号机三维建模及原理仿真系统。本文首先通过查阅国内外在铁路行业应用三维仿真技术的研究现状,并结合信号机的相关知识,设计了基于Unity3d的铁路信号机三维建模及原理仿真系统的总体架构和开发流程。接着在3ds Max中建立系统所需的三维模型,包括室外的不同类型的信号机、道岔、轨道电路,以及室内的继电器组合和组合柜、接口柜、防雷分线柜、I/O柜、联锁柜等。在建模时,通过分析信号设备的结构,综合使用几何体建模法、样条线建模法、复合对象建模法、多边形建模法等多种建模方法,初步完成模型的构建;通过赋予模型材质与贴图,提高模型的逼真程度;通过减少模型的点线面及数量对模型进行优化,从而提高系统的运行效率。接着利用关键帧将模型制作成动画,并将所有的模型及动画导入Unity3d中。在Unity3d中使用C#语言,通过读取用户配置的数据,实现了信号机室内、外工作场景的自动生成;通过与联锁机的通信,实现了信号机工作原理的仿真;还实现了继电电路的配线、信号灯的拆装、场景漫游等功能。最后借助实验室既有的计算机联锁仿真系统,对本文的主要功能进行了测试。