Построение моделей геометрических объектов, их обработка и передача в транспортных информационных сетях

Коптева, Лариса Георгиевна

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Построение моделей геометрических объектов, их обработка и передача в транспортных информационных сетях

доктора технических наук: Коптева, Лариса Георгиевна
город: Москва
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.13.06
цена: 450 рублей

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Построение моделей геометрических объектов, их обработка и передача в транспортных информационных сетях»

Автореферат диссертации по теме "Построение моделей геометрических объектов, их обработка и передача в транспортных информационных сетях"

На правах рукописи

КОПТЕВА ЛАРИСА ГЕОРГИЕВНА

ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, ИХ ОБРАБОТКА И ПЕРЕДАЧА В ТРАНСПОРТНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЯХ

05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (транспорт)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

КОПТЕВА ЛАРИСА ГЕОРГИЕВНА

ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, ИХ ОБРАБОТКА И ПЕРЕДАЧА В ТРАНСПОРТНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЯХ

05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (транспорт)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения (РГОТУПС)

Научный консультант: доктор технических наук

Горелик Владимир Юдаевич Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Ведущая организация — Российский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи (ВНИИАС)

Защита диссертации состоится «9 » февраля 2006г в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 218.009.03. при Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения (РГОТУПС) по адресу: 125993, Москва, ул. Часовая, 22/2, ауд. 344

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГОТУПС. Автореферат разослан « 29 » декабря 2005 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу диссертационного совета.

Ученый секретарь

диссертационного совет ™ """ "" доктор технических нау]

профессор Синицын Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор Кутыркин Александр Васильевич,

доктор технических наук, профессор Иванченко Владимир Николаевич

профессор

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

IID&DUV

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Стратегия развития железнодорожного транспорта в этом тысячелетии основана на создании и внедрении управляющих информационных систем и технологий. Реализация программы информатизации связана с развитием информационно-управляющих систем и телекоммуникаций на железнодорожном транспорте России, с интенсификацией комплексной автоматизации управления процессами транспорта. Значительный вклад в разработку методов управления и моделей для решения задач автоматизации управления движением поездов железных дорог внесли российские ученые Абрамов В.М., Апатцев В.И., Баранов Л.А., Беляков И.В., Горелик В.Ю., Горелов Г.В., Дмитренко И.Е., Ерофеев Е.В., Жербина А.И., Иванченко В.Н., Козлов П.А., Кравцов Ю.А., Кутыркин A.B., Лецкий Э.К., Лисенков В.М., Лисицын А.Л., Никифоров Б.Д., Розенберг E.H., Савоськин А.Н., Сапожников В.В., Сидоренко В.Г., Тишкин Е.М., Фео-филов А.Н., Хабаров В.И., Шалягин Д.В., Шубинский И.Б. и многие другие. Появился повышенный интерес к интеграции информационных ресурсов, что привело к созданию интегрированных систем (ИС). Особый интерес в транспортной отрасли представляет новый тип ИС геоинформационные системы (ГИС), которые предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению транспортом. В настоящее время получили широкое распространение для тренинга управления сложными объектами за рубежом и в России различные тренажеры и стенды (ТиС). Они имитируют движения различных объектов и управление ими и нашли применение в авиации, на железнодорожном транспорте и в других отраслях. Современное развитие тренажеров связано с разработкой систем отображения визуальной обстановки (COBO) на базе ЭВМ (ПК). Решение задачи информационной поддержки принятия управленческих решений связано с пространственно распределенной геометрической информацией,

передаваемой через информационные сети транспортной отрасли. Значительные объемы и «ценность» передаваемой информации требуют новых подходов к заданию и автоматизированной обработке геометрической информации. Существующие графические технологии, как правило, направлены на решение частных задач в определенных, довольно специализированных областях, а так как в настоящее время возросла потребность в интеграции информационных ресурсов, т. е. в объединении различных технологий и методов в единый комплекс, то стоят задачи приведения графики к требованиям интеграции. Необходимо разрабатывать новые алгоритмы и новые программные продукты, основанные на новых принципах. Применяемые зарубежные системы в большинстве являются двумерными, охватывают не всю гамму вопросов, необходимых для передачи в сетях графики, не экономичны в обработке, сложны в реализации, модернизация их не возможна, так как алгоритмы формирования геометрических объектов (ГО), их визуализации, передачи геометрической информации в сетях являются «ноу хау» фирм производителей и нигде не опубликованы. В сложившейся ситуации на железнодорожном транспорте и в ряде смежных областей (авиационный транспорт и др.) актуальной является разработка концепции и методологии, позволяющей минимизировать геометрическую информацию при моделировании, обработке и передаче в информационных сетях транспортной отрасли объемных изображений ГО. В основе создаваемых систем на базе разработанной автором концепции лежат следующие принципы:

• использование единой формализации при описании ГО как для ГИС, так и для моделирования внекабинной обстановки для тренажеров;

• использование единых методов построения систем отображения визуальной обстановки (COBO) для тренажеров и для графической подсистемы ГИС (ГП ГИС);

• реализация единого объектно-ориентированного подхода при создании математического и программного обеспечения COBO и ГП ГИС;

• создание единого информационного пространства геометрических средств автоматизации на транспорте.

Решение поставленных перед графическими системами задач на базе этих принципов позволяет повысить качество управления движением транспортных средств, улучшить информационное обеспечение персонала и средств автоматизации, создает новые возможности для подготовки исполнителей движения (машинистов, персонала горочных комплексов и

т.д.).

Целью настоящего диссертационного исследования является решение проблемы построения компьютерной технологии для экономичного описания геометрической информации при моделировании, хранении, визуализации, обработке и передаче в информационных сетях транспортной отрасли.

Реализация этой цели требует решения следующих основных задач:

• разработка и развитие метода, позволяющего минимизировать геометрическую информацию при синтезе ГО, хранении, обработке и передаче в транспортных информационных сетях, а также для сравнительно простой модернизации и корректировки геометрических данных;

• разработка методических материалов и алгоритмов синтеза моделей пространственных объектов «среды» на транспорте для вывода изображений объектов на графические периферийные устройства (мониторы, графопостроители и т.д.);

• разработка алгоритмов визуализации составных пространственных ГО, а также алгоритма формирования полутоновых и цветных изображений для транспортных задач;

• разработка алгоритмов распараллеливания процессов работы с ГО в транспортной информационной сети;

• разработка протокола прикладного уровня, обеспечивающего интерфейс между приложением, в котором задана геометрическая информация, и протоколами информационной сети транспортной отрасли;

• разработка и создание программного обеспечения интегрированной информационной подсистемы с реализацией всех

этапов от синтеза пространственных ГО «среды» до передачи по информационным сетям транспортной отрасли.

В соответствии с целью и задачами исследования на защиту выносятся:

• технологии минимизации геометрической информации при синтезе составных ГО и формировании полутоновых и цветных изображений для транспортных задач;

• технологии обработки геометрической информации, заданной посредством MRO, для транспортной отрасли;

• алгоритмы и разработанная на базе MRO интегрированная компьютерная подсистема применительно к решению практических задач, включающая геометрическое моделирование составных ГО, визуализацию, обработку и передачу в информационных сетях транспортной отрасли.

Методы исследований основаны на использовании аппарата теории R-отображений, теории алгебраических систем, методов аналитической и вычислительной геометрий, системного анализа, теории управления, теории информации, теории банков данных и сетевых технологий.

Научная новизна результатов, полученных автором диссертации, состоит в следующем:

• для геометрического моделирования разработана модель связей элементов поверхностей составного ГО, полученного на основе предложенной стратегии разбиения и минимизации связок, лежащая в основе групповых логико-алгебраических R-операторов, введенных автором;

• разработана методика моделирования составной поверхности ГО, заданной посредством логико-алгебраических

R-операторов, в том числе для корректировки ГО в интерактивном режиме;

• сформулирован принцип и разработан алгоритм формирования полутоновых и цветных изображений моделей составных ГО для транспортных задач;

• разработан алгоритм распараллеливания процессов работы с ГО в транспортной информационной сети;

• разработан алгоритм протокола прикладного уровня — R-протокола, обеспечивающего интерфейс между приложением, в котором геометрическая информация задана посредством MRO, и протоколами транспортной информационной сети;

• на основе теоретических исследований разработана интегрированная программная подсистема «MRO».

Достоверность основных научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, определяется:

• корректностью апробированных методов теории R-отображений, теории алгебраических систем, вычислительной математики и геометрии;

• обоснованностью принятых допущений;

• вычислительными экспериментами разработанных алгоритмов и сопоставлением результатов теоретических и экспериментальных исследований;

• результатами обсуждения материалов работы на научно-технических и практических конференциях.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработан метод R-операторов для построения моделей геометрических объектов, их обработки и передачи в транспортных информационных сетях, позволивший преодолеть принципиальные трудности представления и изображения составных ГО визуальной транспортной среды, ведущий к сокращению времени подготовки исходных данных в 1,5—2раза, редактирования в 3—4 раза. Возможно:

• использовать MRO для задач, возникающих вследствие потребностей в интеграции информационных ресурсов — геоинформационных системах на транспорте;

• использовать MRO для работ с геометрическими объектами в условиях удаленности рабочих мест в транспортной отрасли для передачи значительных объемов геометрической информации в силу сравнительно меньшей потребности в компьютерных ресурсах, из-за сокращения сетевого трафика;

• использовать MRO, как имеющий менее трудоемкие алгоритмы обработки, для построчного формирования сцен на тренажерах и стендах для транспортной отрасли, обеспечивая требуемое запаздывание в замкнутой системе управления.

2. Разработана методика построения алгоритмов на основе MRO, что позволяет проводить дальнейшее совершенствование процесса визуализации трехмерных объектов, унифицировать разработку программного обеспечения, тем самым сокращая трудоемкость и сроки создания систем динамической визуализации на транспорте.

3. Разработан для решения сетевых задач R-протокол, выделяющий графическую часть, заданную посредством MRO, и позволяющий разработчикам изменять свойства одного уровня не затрагивая свойств остальных.

Реализация результатов работы. Результаты исследований положены в основу интегрированной подсистемы «MRO», разработанной на кафедре «Вычислительная техника» РГОТУПС под руководством и при личном участии автора и ее аспиранта Смирнова С.Н. Разработка алгоритмов и программ проводилась автором по договору № 38С (ЛПУ JIA Научного Совета по Кибернетике АН), затем совместно с аспирантом в 2002—2004гг. в РГОТУПС по фундаментальным и поисковым НИР по программе вузов № 508-03-К, результаты темы приняты к использованию Департаментом технической политики МПС России.

Разработанный автором метод, алгоритмы, комплексы программ нашли применение

• в авиационно-космической отрасли по спецтемам в НПО «Молния» и ММЗ им А.И. Микояна (1987 г.);

• в средствах автоматизации, разрабатываемых АО «Магистраль» для Московской железной дороги (2005 г.);

• при проектировании систем мобильной связи в ИВП «Транс» (2005 г.).

Комплекс программ используется в ООО «ДВС Констракшн» для визуализации бизнес-процессов в компьютерной сети (2004 г.).

«Основы современных информационных технологий в практике работы современного специалиста», а также издано «Руководство к лабораторным работам по КГГ» и внедрено в учебный процесс на кафедре «Вычислительная техника» РГОТУПС.

Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения, методики и результаты диссертации докладывались, обсуждались и одобрены на следующих конференциях и семинарах:

• Международной конференции «Информационные технологии в проектировании, Восток-Запад (Москва, 1996);

• Международной конференции по компьютерной графике и визуализации «ГРАФИКОН-2002» (Нижний Новгород, 2002);

• Второй межвузовской научно-методической конференции (Москва, РГОТУПС, 1997);

• Международной конференции «Высшее профессиональное заочное образование на железнодорожном транспорте: настоящее и будущее (Москва, РГОТУПС, 2001);

• Второй Всесоюзной конференции «Автоматизированные системы обработки изображений» (Львов, АН СССР, 1986);

• Научно-техническом семинаре ЛПУ ЛА Научного Совета по комплексной проблеме «Кибернетика» АН СССР (Москва, 1984);

• Научно-техническом семинаре МНПО «Темп» (Москва, 1985);

• Научно-техническом семинаре АО АНТК имени А.Н. Туполева (Москва, 1996);

• Научно-техническом семинаре кафедры «Начертательная геометрия и графика» РГОТУПС (Москва, 2004);

• Научно-техническом семинаре кафедры «Вычислительная техника» РГОТУПС (Москва, 2004);

• Научно-техническом семинаре кафедры «Начертательная геометрия и компьютерная графика» Нижегородского Архитектурно-строительного Университета (Нижний Новгород, 2004, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 30 работ, из них 6 в ведущих изданиях из перечня, определенного ВАК России для опубликования основных научных результатов докторских диссертаций и монография объемом 6 п. л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 185 страниц, включая 53 рисунка и 6 таблиц. Список используемых литературных источников содержит 169 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, определена цель и объект исследования, формулируется научная новизна и практическая ценность работы.

В главе 1 проанализированы работы по созданию геоинформационных систем: с 1995 года в МИИТе проводили исследования кафедры «Геодезия и геоинформатика» и «Железнодорожные станции и узлы». Основная цель ГИС железнодорожного транспорта это совершенствование управления железнодорожным транспортом за счет интеграции и анализа существующих информационных потоков различных служб железных дорог. Эта цель в определенной степени решена железными дорогами Дании, Германии, Швейцарии за счет использования мощных

ГИС-оболочек фирм 11ЧТЕ1ЮКАР и ЕЗИУ. В железнодорожной отрасли ГИС нашли применение в Нидерландах, Великобритании, США, Франции, Китае.

В ГВЦ МПС проводились работы по созданию ГИС и была создана прототипная система, которая нашла применение в нескольких департаментах и диспетчерском центре МПС. Задачи управления перевозками и инфраструктурой сети железных дорог включают в себя значительный объем географической и пространственной информации, поэтому одним из важнейших компонентов информационного обеспечения железнодорожной отрасли являются геоинформационные базы данных (ГБД).

В Российском научно-исследовательском и проектно- конструкторском институте информатизации, автоматизации и связи (ВНИИАС) разработана и внедрена в промышленную эксплуатацию на сети железных дорог первая версия типового программно-технологического комплекса ведения геоинформационных баз данных железнодорожного транспорта (ПТК ГБД ЖТ). Разработана автоматизированная система ведения базы данных технико-распорядительных актов станций (АС ТРА), разработан программный комплекс «Автоматизированный расчет норм закрепления подвижного состава тормозными башмаками». В качестве программной системы, предназначенной для хранения, обработки и отображения данных, хранящихся в ГБД ПТК АС ТРА, используется ГИС ОЬдейЬапс!.

В дальневосточном государственном университете путей сообщения (ДВГУПС) в рамках научно-исследовательской работы рассматривались вопросы разработки геоинформационной аналитической системы региональной сети железных дорог (ГИАС РСЖД). Проводилась разработка и внедрение ГИАС на железных дорогах Дальневосточного региона.

Работы по применению геоинформационных технологий проводились на Красноярской дороге, в самарском государственном техническом университете. В ростовском государственном университете путей сообщения проводятся исследования по применению ГИС.

В основном в настоящее время для задач управления перевозками и инфраструктурой сети железных дорог используются двумерные графические системы. Зарубежные системы охватывают не всю гамму вопросов, имеют определенную специфику.

Для полной информационной прозрачности при оценке состояний перевозочного процесса на железных дорогах, для оценки состояния пути, прилегающего рельефа местности, зданий и сооружений необходимо решить вопросы трехмерного представления геометрических объектов (ГО). Также требуется решить вопросы структурирования графической информации с целью упрощения корректировки описаний геометрических объектов и унификации разрабатываемого программного обеспечения. В геометрических модулях систем требуется исследовать и реализовать вопросы взаимодействия геометрического объекта с разными составляющими информационной системы, при этом нужно решить возникаемые проблемы одновременного доступа к геометрической информации многих пользователей, что актуально для аналитических отделов железнодорожного транспорта, эффективной загрузки трафика в сетях локальных, а также глобальных, проблемы оптимизации различных процессов обработки ГО, создания геометрических баз данных для ГИС.

Анализ работ по созданию тренировочных комплексов на транспорте показал,что в основе зарубежных тренажных систем лежат системы отображения визуальной обстановки (COBO) — системы, создающие изображение путем цифрового синтеза с помощью ЭВМ (ПК). Разработка COBO является комплексной научно- технической проблемой, опирающейся на широкое использование преимуществ и современных возможностей ЭВМ. Опыт по разработке системы визуализации с ЭВМ для авиационно-космической области имеется в ИАИЭ СО АН СССР, где была разработана система визуализации «Горизонт».

В железнодорожной отрасли весьма обширен круг функций работников, подлежащих обучению на тренажерах. За рубежом

активно ведутся работы по созданию и использованию в железнодорожной отрасли аппаратного и программного обеспечения для тренажеров: в Германии, Австрии, Великобритании, Франции, Италии, Южной Корее, Японии, Гонконге и Тайване.

В сибирском государственном университете путей сообщения на кафедре «Информационные технологии на транспорте» под руководством проф., д.т.н. Хабарова В.И. разработан совместно с ЗАО «СофтЛаб-Нск» (СО РАН) тренажер горочного комплекса (ТГК). В Государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» под руководством Панферова В.И. разработан учебный тренажер дня повышения уровня профессионально важных психологических качеств энергодиспетчеров.

В московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) в докторской диссертации Сидоренко В. Г. разработаны принципы построения тренажеров, модели, методы диспетчерского управления и оценки качества управления, которые легли в основу создания тренажеров пое здных диспетчеров линий Московского метрополитена.

Программа динамической модели работы промежуточной станции разработана в ДВГУПС и представляет собой тренажер дежурного по станции.

Сначала тренажеры применялись для обучения исполнителей движения в авиации. Рассмотрен состав комплексного авиационного тренажера (КАТ). Рассмотрены направления модернизации и структура модернизированного КАТ.

В настоящее время большинство тренажерных средств предоставляет пользователю весьма ограниченные возможности.

Вопросы трехмерной визуализации для тренировочных комплексов для исполнителей движения в железнодорожной отрасли находятся в начальной стадии исследований, практически не разработаны, а с внедрением высокоскоростного движения обучение на тренажерах приобрело важное значение. Необходимо на тренажерах железнодорожного транспорта России обеспечивать моделирование процесса движения по-

езда в режиме реального времени. Математические модели, описывающие ГО и алгоритмы визуализации должны быть компактными и обеспечивать требуемое запаздывание в контуре управления тренажера. Кроме этого, необходимо иметь возможность относительно простого редактирования, модернизации «исходных данных» для представления и изображения геометрических объектов визуальной транспортной среды, что позволит унифицировать разработку программного обеспечения. Необходимо иметь возможность имитировать на тренажере приближенные к реальности условия имевших место аварий и происшествий и предоставить возможность экспертам разобраться в ошибках.

В результате проведенного анализа сформулированы задачи, которые решаются в работе:

• разработать концепцию и методологию для транспортной отрасли, позволяющую минимизировать геометрическую информацию при моделировании определенного класса составных ГО и формировании полутоновых и цветных изображений, а также возможность редактирования моделей;

• разработать технологии обработки геометрической информации, заданной посредством предлагаемых моделей, для транспортной отрасли;

• разработать технологию, реализующую интерфейс между приложением, в котором геометрическая информация задана посредством разрабатываемых моделей, и протоколами транспортной информационной сети;

• разработать интегрированную компьютерную подсистему, включающую геометрическое моделирование технических объектов, визуализацию, обработку и передачу в транспортных информационных сетях;

• разработать алгоритмы и программное обеспечение применительно к решению практических задач для графической подсистемы ГИС (ГП ГИС) и для моделирования внекабин-ной обстановки для тренажеров.

В главе 2 проанализированы методы моделирования поверхностей, алгоритмы формирования их изображений. Показано, что

существует большое количество методов моделирования поверхностей сложной формы, что объясняется многообразием форм изделий и разнообразием требований, предъявляемых к их поверхностям. Основы моделирования поверхностей в нашей стране заложены работами Четверухина Н.Ф., Котова И.И., Рыжова Н.И. Позже это направление развито в работах Фролова С.А., Оси-пова В.А., Полозова В.С. Современные достижения в области разработки и использования средств вычислительной техники служат основой для систем компьютерной обработки различной геометрической и графической информации. Этому направлению посвящены работы д. т. н. Роткова С.И., Попова Е.В., Иевлевой О.Т., Синицына С.А., Мишанина И.Н. и др.

Описание поверхности составного объекта в виде единого аналитического выражения позволяет рационально выводить информацию об объекте на периферийные графические устройства ЭВМ. Работы Котова И.И., Рвачева В.Л., ОсиповаВ.А., Якунина В.И., Куценко Л.Н. и других посвящены заданию контуров поверхностей единым уравнением. Показано, что одним из наиболее перспективных путей повышения эффективности применения ПК при моделировании поверхностей сложных составных объектов и выводе их изображений является использование аппарата Я-отображений, который имеет естественную связь с растровой техникой и позволяет получать объемный вид на экране.

Определение линии и поверхности будем считать известными, определенными в топологии. Введены определения:

Определение 1

Атомарная модель (АМ) это пространственное (или плоское) тело (фигура), которое в данном классе задач рассматривается как неделимое.

Определение 2

Простой объект (ПО) это пространственное тело (фигура), полученное из двух атомарных моделей с помощью Я-операции.

Определение 3

Составной объект (СО) это пространственный (плоский) объект, созданный с применением Я-операций из АМ и ПО.

Уравнением поверхности СО в декартовой системе координат называем уравнение

О =1,2,.../и)

(1)

Представление сложного СО в виде предикатного уравнения является недостаточно гибким, так как не позволяет редактировать, расширять облик СО. Автор вводит структурирование в математическое описание ГО:

где / = 1,... я; У= 1,... я; ац характеризует связь /-го геометрического элемента составного объекта су'-м элементом ГО, так элементы первой строки матрицы определяют локальные Я-опе-рации первого элемента СО с каждым из я элементов, второй строки — соответственно второго элемента с каждым из я элементов и т.д.

Введем условия, определяющие локальный оператор, ау = О, 1,2,3...; /,у= 1,... я, что позволило ввести новый вид Я-операто-ров:

и записать групповые Ы-операторы отдельных фрагментов. Подобного представления в известных работах не изложено. Формализуем условия, определяющие алгебраическую систему, описывающую логические связи СО:

Определение 4

Так как в результате рассмотрения операций конъюнкции, дизъюнкции и отрицания из АМ нельзя описать про-

стой объект (ПО),

Р(С= Б, ? = Л , ? е {и, П, <2} , где Л € {и, л, н} , тогда автор предлагает ввести

1И1= а11 \п х е А >

(2)

тО = ((...(К1а1М2Л2)а1}Яг.мМ

(3)

< «

♦

где и ^ — заданные элементы поверхности.

Определение 5

Если результатом операции логического умножения АМ (.У,

является ПО, тогда присвоим

(5)

Определение 6

Если результатом операции логического сложения АМ 5) является ПО, тогда присвоим

^ = 2=»р(с,=5;и^)=и. (6)

Определение 7

Если результатом последовательности логических операций ? = {и, П, <2}, осуществляемых над АМ и возможно плоскостями является ПО, тогда присвоим

в# = 3,4...=>Р(С# = <У,?5; = и (7)

в зависимости от последовательности логических операций.

Предложена функциональная схема моделирования составной поверхности ГО на базе введенных понятий (рис. 1).

Введена методика моделирования поверхностей в интерактивном режиме на основе введенных понятий.

Проанализированы простейшие формы Я-функций, ценные для реализации на практике:

(8)

/¡п/-2 (9)

(10)

РгПРг (11)

= (п + /-22)(/; + рг++ ; (12)

/< П ¥% = (Л + П)(/? + ^ - + ; (13) и = = + рг+|/< - ; (14)

Рис. 1 Схема описания составной поверхности ГО, заданной посредством логико-алгебраических Я-операторов

-для алгоритма, реализующего клас.Я-функцию

■для введенных R-операторов на базе R-функций

Количество элементов составного объекта

Рис. 2. Сравнение классического метода R-функций и MRO по времени редактирования изображений

В результате анализа свойств функции (8—9) применим при моделировании ГО, так как эти Я-функции имеют разрывы производных только в точках (0.0).

Рис. 3 иллюстрирует зависимость точности формирования изображений от вида Л-функций, которая получена экспериментальным путем.

В главе также предложена стратегия разбие-

г интегральная

НИЯ СЛОЖНОГО составного оценка точности

ГО и минимизации связок (рис. 4), где: {1Щи)} совокупность групповых логико-алгебраических Я-операторов; К = {Ьц}, Ь0 = ац # 0, т.е. следует провести анализ соединения кусков ГО, чтобы с целью экономии памяти ПЭВМ пронумеровать элементы сложного ГО так, чтобы меньшие номера присвоить эле-

IVIIIII I

Виды R-функций

Рис. 3. Точность формирования изображений:

I - (8-9), II - (10-11), III - (12-13), IV- (14-15)

^ Начало

Выделение куска поверхности в качестве «ядра» ГО, произведя анализ логических связей его с имеющимися частями, исходя из условий минимизации уравнений {ДЯл)} -> при К->тах

Выделение атомарных моделей (кусков) для описания которых не требуются алгебрологические операции

Выделение моделей «простых» объектов (моделей данных), для которых требуются только логические операции для поверхностей с плоскостями

Запись уравнений « простых» объектов, Л»(т= 1, )

Выделение моделей объектов, для которых требуются логические операции с 2-3 кусками поверхностей, но они логически не взаимодействуют с «ядром»

Выделение связывав тов, для которых тр< кие операции и они ощих моделей объек-¡буются 2-3 логичес-логически

о ' г

Запись уравнений объектов , Яг 0> ~ 1,2,3)

10 '

Присвоение номеров составным фрагментам, исходя из условий {№(£)] ~> 1ШП при £->тах

Запись групповых логико-алгебраических Я-операторов для куска «ядра»

Использование режима диалогового взаимодействия, осуществляющего диалоговую корректировку групповых логикоалгебраи-ческих И-операторов

Г V

Конец

Рис. 4. Схема разбиения сложного СО и минимизации связок

ментам, которые соединяются с наибольшим числом элементов ГО, тогда первые номера предложенных автором Ы-опера-торов задают наибольшее число элементов объекта и требуется меньший перебор Я-операторов.

Предложены групповые логические операторы (ГЛО), которые при программной реализации являются расширением графического модуля и оформляются как унифицированные процедуры, правила подстановки которых представим в виде Бэкуса-Науэра (БНФ):

Р::=< имя оператора >1< знак скобки >1<параметры оператора>1 <знак скобки>;

P::=SPR(IR,N,M,'ûml <ги2 ...aj);

<параметры оператора>::= IRjNjM] aml \ ат2—J атп и обозначают:

N::=< число фрагментов составного ГО >, М::=< номер фрагмента >,

amn{i = 1 ,...jV)::=< условия определяющие локальный оператор >.

Реализация SPR на Object Pascal в системе Delphi: function TForml.SPR(var JR:TypeIR; IK, ISS:integer; JB:string):integer; var i: integer; begin

for i:=l to IK do begin

JR[ISS,i]:=integer(JB[I])-48; end;

SPR:=0; end.

В результате анализа тенденций развития и внедрения новых информационных технологий предложена схема направлений развития и реализации MRO (рис. 5).

Для развития метода и реализации в интегрированных компьютерных системах процедура, осуществляющая присвоение значений элементам матрицы, дополнена под научным руководством автора диссертации расширенной характеристикой (R-Descriptor ) и представлена как:

Р = MSPR(R-DESCRIPTOR, IR, N, M' , amV amV ... , a J)

Состав и структура расширенной характеристики ГО определяется параметрами, зависящими как от самого ГО, так и от процессов, осуществляющих его обработку.

Рис. 5. Схема направлений развития и реализации МЯО

В главе 3 рассмотрена классификация баз данных (БД), проведен анализ режимов работы с БД, показано, что архитектура систем управления базами данных (СУБД) типа «клиент-сервер», ориентированная на распределенную БД, позволяет получать более быстрый доступ к данным, что целесообразно для сцен, состоящих из составных ГО. В современных объектно-ориентированных СУБД основные принципы объектно-ориентированного программирования заложены при создании структуры базы данных.

Для хранения введенной автором диссертации матрицы объемного ГО и К-с1е8спр1;ог подходят объектно-реляционные БД, которые не требуют перепрограммирования наработан-

ного материала, а в перспективе наиболее приемлемой с точки зрения автора является объектно-ориентированная БД. Предложены варианты применения MRO (рис. 6).

Рис. 6. Применение MRO

Под научным руководством автора диссертации реализована параллельная обработка геометрической информации, заданной посредством MRO. Алгоритм решает следующие задачи:

• разрешение конфликтов доступа — запретить пользователю редактировать фрагмент, если его в данный момент времени редактирует другой пользователь;

• отслеживание деятельности — оповестить пользователей, просматривающих фрагмент, об изменении его другим пользователем;

• работа с дополнительным описанием структуры ГО — анализ и редактирование R-descriptor (каждому фрагменту изображения присваивается расширенное описание) для просмотра и изменения состояния фрагмента изображения.

Сетевые технологии являются основой построения информационных технологий. Программное обеспечение промежуточного слоя выполняет функции своеобразного интерфейса между сетевым сервисом и приложениями и основывается на протоколах, пронизывающих всю схему модели взаимодействия открытых систем (OSI). В соответствии с выбранной стратегией, описание графической информации отделено от

самой информации для ее анализа на прикладном уровне обработки графических данных. Это помогает осуществить управление графическими данными в сетевой среде, решить разнообразные вопросы в области сетевого взаимодействия с графикой, рассчитать время передачи данных по сети, реализовать функции распараллеливания передачи групп связанных ГО по разным каналам, и многое другое. Становится возможным интеграция графики в сетевую среду. Определено автором место R-протокола, специального протокола, реализующего интерфейс между приложением, в котором геометрическая информация задана посредством MRO, и протоколами транспортной информационной сети на верхнем уровне семиуровневой модели OSI.

Автором разработан R-протокол, обобщенный алгоритм которого представлен на рис. 7, определена структура передаваемого блока графических данных.

Проведен анализ объема сетевого трафика в зависимости от метода моделирования ГО (рис. 8).

В главе проведен анализ запросов к БД, показаны примеры запросов к графической БД. Показано, что для обеспечения надежности графической задачи и обеспечения функциональности необходим ряд перспективных эффективных технологий: зеркалирование дисковых областей, полное тиражирование данных графического сервера, быстрое восстановление при включении системы, архивирование данных.

В главе 4 в результате анализа выполнена классификация направлений применения MRO (рис. 9).

Одной из областей применения MRO могут быть геоинформационные системы (ГИС).

В информационной области на железнодорожном транспорте накоплен значительный потенциал. Функционируют автоматизированные системы управления грузовыми и пассажирскими перевозками, внедрены АСУ на многих сортировочных, грузовых станциях и контейнерных пунктах, действуют диспетчерские центры оперативного управления движением поездов; автоматизированы технологические процессы на

Логическое перемещение данных

Упаковка графических данных, заданных с помощью R-операгоров

Физическое перемещение данных

Распаковка графических данных, заданных с помощью R-операторов

Подготовка графических данных для передачи

Фрагментирование и сборка

Обеспечение надежности передачи

Обеспечение интерфейса с различными протоколами

Управление диалогом

Объединение для взаимодействия компонентов нескольких сетевых приложений

Матрица, задающая R-операторы ГО R-descriptor

Проверка расположения строк в порядке уменьшения информативности (К -* max)

▼ _

Кодирование элементов, формирование наборов параметров

Фильтрация строк матрицы, задающих одинаковые R-операторы

R-протокол

21 23 25 69

FTP Telnet SMTP TFTP

Уровни процессов и приложений

-' ■ w-

R-протокол

17 6

UDP TCP

Транспортный уровень

Рис. 7. Обобщенный алгоритм R-протокола

I Я-операторы I Я-функции □ метод Эрмита

Для объекта из 6 элементов поверхностей

Рис. 8. Зависимость объема сетевого трафика от метода моделирования

Проектирование

направления использования метода

Тренажеры и стенды

Архятегтурно-админист-ративная деятельность

Ьез использования сетей

При передаче по инф сетям_

САПР

Виртуал. студии

САПР

Геоинформационные системы

Образовательная деятельность

В авиационной и космической областях

На железнодорожном

транспорте_

В автомобилевоок-_Дении_

Лаборат. работы по КГ и инф- сетям в вузах

Лаборат работы по КГ и инф сетям в колледжах

В атомной энергетике

Автозаводы

Авиационные предприятия

Рис. 9. Классификация направлений применения МЯО

большинстве ремонтных предприятий; внедрены тысячи автоматизированных рабочих мест управленческого и оперативного персонала, которые являются предпосылками для создания единого комплекса. Важным дополнением современ-

ных информационных технологий является разработка ГИС МПС.

К числу задач, решаемых ГИС железнодорожного транспорта, можно отнести:

1) сбор, накопление, систематизация геоинформационных ресурсов об объектах и сооружениях железной дороги (дорог в регионе);

2) связывание графических объектов с информацией в базах данных;

3) представление данных в виде карт, диаграмм, схем, графиков;

4) анализ пространственных данных и моделирование обстановки для Комплексов Информационных Технологий (КИТ), создаваемых в рамках концепции информатизации железнодорожного транспорта;

5) интегрирование данных из разных источников информации на железных дорогах России;

6) поддержка принятия управленческих и оперативных решений;

7) взаимодействие с другими ИС и технологиями;

8) формирование на железных дорогах потребительской среды и рынка программных средств.

Рассмотрены структурная схема ГИС линейного уровня, основные сферы возможного использования ГИС-технологий на железнодорожном транспорте. Из всего разнообразия задач, которые должны решать различные службы дороги с помощью ГИС, выделены общие направления:

• отображение на картографической основе объектов линейных предприятий;

• отображение в виде диаграмм, графиков, таблиц, растровой информации различных показателей, которые взяты из баз данных (БД) систем;

• анализ пространственных данных и моделирование обстановки для Комплексов Информационных Технологий;

• решение вопросов оптимизации потоков перевозок, сокращение затрат и т.д.;

• распределение графической информации по локальным и глобальным компьютерным сетям и другие;

• анализ и планирование деятельности предприятия железнодорожного транспорта в регионах по заданным параметрам.

В главе поставлена задача синтеза визуальной обстановки «железнодорожной среды», составленной из непрозрачных ее элементов с криволинейными поверхностями элементов местности, объемных впадин и возвышенностей, лесов и т.д. В этой среде находятся подвижные объекты-локомотивы, вагоны разных типов. Задача синтеза визуальной обстановки на железной дороге заключается в получении изображений элементов в плоскости обзора. Указанная задача реализована в алгоритме получения перспективных изображений на основе MRO. Преимуществом данного алгоритма является его нераз-ветвляемость, основная нагрузка ложится на процессор, не накладываются условия на объем памяти.

Сейчас в практику в России и за рубежом внедряется новейшая концепция виртуальной студии — организационной струк-

Упаковка с помощью Распаковка с помощью

R-nporomna R-протошмш

Отправитель Получатель

Структура связей, R-descriptor

IDENi, IDENî, .. IDENn NAROR. NAROR-i NABOR

Рис. 10. Иллюстрация к алгоритму обработки и передачи по сети составных ГО на основе МЯО

туры, которая обеспечивает и поддерживает коммуникационную среду и взаимосвязь специалистов, которые расположены в различных географических зонах. Появляются виртуальные студии проектирования, виртуальное производство в различных областях. Отображение непрерывно изменяющихся изображений связано с передачей значительного потока данных. При работе на ПК программа берет данные с диска и после обработки отображает. Скорость передачи данных через модем не сравнима со скоростью передачи данных через адаптер диска, сервер WWW не может передавать меняющиеся изображения в реальном времени. Поэтому целесообразно иметь комплекс средств просмотра виртуальной реальности (КСПВР) - изображения ГО локально хранить на ПК, а по линиям связи передавать идентификаторы элементов составного ГО, структуру-матрицу связей и R-descriptor (рис. 10).

В главе 5 сформулирован принцип отображения геометрической информации о составных ГО, отличающийся от существующих тем, что для получения изображения составного ГО производится анализ не R-функции классического вида для каждой рассматриваемой точки растра, а R-операторов, соответствующих фрагментам составного ГО: если первый R-one-ратор отрицателен, то анализируется значение следующего, если R-оператор принимает нулевое значение, то строится точка, если R-оператор положителен, то точка находится внутри поверхности (рис. 11).

Г'

Изменение

шага

ЭВМ

Синхронизация

Рис. 11. Иллюстрация к алгоритму формирования изображений

Предложен алгоритм формирования реалистичных изображений составных ГО (полутоновых и цветных) с помощью MRO, который имеет преимущества в скорости расчета функции полутона за счет структурной организации модели ГО (рис. 12).

Вполне приемлемые изображения могут быть получены без рассмотрения многих сложных визуальных и оптических эффектов. Для получения полутонового изображения составного сложного трехмерного объекта в диссертации предложена функция полутонового изображения в виде:

— производная от логико-алгебраического R-one-

— определяет угол между направлением на источник света и касательной в заданной точке поверхности;

К — интенсивность излучения.

Задачу дифференцирования сложных логико-алгебраических выражений, какими являются групповые R-операторы, автор диссертации решила с применением понятия дифференциального кортежа. Известно, что дифференциальный кортеж (Д.К.) функции F(x) имеет следующую структуру:

[ dx{ dx2 dx3"'dxm dx\ "'dxnm J- (17)

Д.К. нулевого порядка есть сама функция. Компоненты Д.К., полученного дифференцированием исходного Д.К., получаются сдвигом влево соответствующих компонентов. Дифференцирование осуществляет в плоскостях параллельных плоскости ZOX.

dRR где -

ратора; dRR

arctg-

трехмерных составных объектов на основе Я-операторов (см. стр.32)

Обращение к процедуре расчета Я-функции дифференциального кортежа. Определение <ЖЯ(1)Л1х

Обращение к процедуре расчета Я-функции дифференциального кортежа Определение сЖК(л)Л!х

14 _

Расчет значения функции полутона- Н = К (1-2/л агй§ ((Ж.(1)Л1х)

[

Определение целой части Н: К1 =ТЯ1ЖС (Н)

-16 _I_

I Отображение яркости точки, соответствующей значению К1

С.

Конец внутреннего цикла

с:

Конец внешнего цикла

Конец

Рис. 12. Окончание

"ДИ мгорипм, рмлюующвго кшс Н-фущ.

Количество элементов составного объекта

Рис. 13, Сравнение классического метода Я-функций и МЯО по скорости расчета Н

Элементы дифференциального кортежа, полученного Я-функцией, рассчитываются по формуле:

1Г/ = — (1Ги+Д"у+.Я)"Л ё = + (18>

Решение задачи дифференцирования суперпозиции функций осуществляется на основе внутреннего модульного принципа программирования.

В главе 6 обоснован выбор ООП как метода реализации алгоритмов. Современная наука программирования рекомендует при разработке сложных приложений применять объектно-ориентированную методологию (ООМ), согласно которой наилучшим способом разделения сложной системы на подсистемы считается создание таких моделей, которые фокусируют внимание на объектах, найденных в самой предметной области. Эти модели образуют объектно-ориентированную декомпозицию системы.

После такой декомпозиции по результатам ее объектно-ориентированного анализа выполняется объектно-ориентированное проектирование, которое, в свою очередь, создает фундамент для окончательной реализации системы с использованием методологии объектно- ориентированного программирования.

Объектно-ориентированное программирование — это новый способ подхода к программированию. Такое программирование, взяв лучшие черты структурного программирования, дополняет его новыми идеями, которые переводят в новое качество подход к созданию программ. Наиболее важное понятие языков объектно-ориентированного программирования — это понятие объекта. Важной чертой объектно-ориентированного программирования является наследование. Объектно-ориентированный язык — язык программирования, на котором программа задается описанием поведения совокупности взаимосвязанных объектов. Таким образом, языки объектно-ориентированного программирования содержат в себе следующие основные черты: наличие объектов и инкапсуляцию данных, наследование, полиморфизм, цбот^шщшо. данных.

БИБЛИОТЕКА I 33

СПсторвЯИ-•» ш «г '

ив V»

В диссертации за основу взята ООМ при создании программной подсистемы визуализации.

Для реализации программ-

ной работы с ГО создается объектная модель, которая представляет собой абстрактную иерархию классов (рис. 14).

Объект ТКРОЬуеЛ предназначен для использования в задачах компьютерной геометрии и графики. Он осуществляет построение изображений трехмерных составных объектов на растровых графических периферийных устройствах ЭВМ (рис. 15). Объект ТМКРОЬзеЛ, содержит метод, использующий расширенное описание ГО.

ТВГОЬцес^ .

ТивегС^в |

Рис. 14. Объектная модель для работы с ГО, представленными МЯО

Private

function RT(А: Integer; B: Integer; IR: Integer;

L:Integer; К: Integer) real;

function RK(E: real; D: real): real;

function RD(E: real; D: real): real;

Protected

function Sprlvar IR: array of integer; N: Integer; M: Integer; var a: array oi byte): integer;

function RF1(X: Integer; Y: Integer; Z: Integer): real; procedure Fragm[N: Integer; X: Integer; Y: Integer; Z: Integer; R3: real; R4: real);

Public

XH, XK, YH, YK: real; N: integer;

procedure LokRF(N: Integer; X: Integer; Y: Integer; Z: Integer; RN: array of real);

Рис. 15. Объект TRFObject, содержащий базовые методы для работы с ГО, основанные на MRO

TMRFObjed

Privât*

procedure ClientSocketConnect{Sender: TOb^ect; Socket: TCustomWinSocket);

procedure ClientSocketDisconnect{Sender. TOoject; Socket: TCustomWmSocket);

procedure ClientSocketError(Sender : TOb^ect; Socket: TCustomWmSocket; ErrorEvent: TErrorEvent, var ErrorCodet Integer);

procedure ClientSocketRead(Sender: TObject; Socket: TCustomWmSocket) ;

procedure ServerSocketAccept(Sender: TOb^ect; Socket: TCustomWmSocket) ;

procedure ServerSocketClientConnect(Sender: TOb^ect;

Socket: TCustomWmSocket) ; procedure ServerSocketClientDisconnect(Sender: TObject; Socket: TCustomWmSocket) ;

procedure ServerSocketClientRead(Sender: TOb^ect; Socket: TCustomWmSocket) ;

Prot«at*d

function Spr(var RDescriptor: TRDescnptor; var IR: array of integer; N: Integer; M: Integer; var a: array of byte): integer;

procedure Fragm(var X: integer; var Y: integer; var Z: integer; N: integer);

Public

ClientSocket: TClientSocket;

ServerSocket: TServerSocket;

Server: string; IsServer: boolean; IsConnect: boolean;

objectCount: Integer; X, Y: integer;

GO: TGO;

IR: array[0..2] of integer; procedure LokRF(i: integer); procedure NetReadyCheck(Sender: TObject); procedure NetConnect(pServer: string); procedure NetSendFragmentlnfo(NumFragm: integer); procedure NetReadFragmentlnfo(RetrData: TPacket); procedure FragmentLocked(Fragment: integer;

Lock: boolean); function FragmentLock(Fragment: integer): boolean; procedure Save(FileName: string); virtual; abstract; procedure Load(FileName: string); virtual; abstract; procedure CreROperators; constructor Create(AOwner: TComponent); destructor Destroy;

Рис. 16. Объект TMRFObject, содержащий MRO, использующий расширенное описание ГО

В соответствии с правилами объектно-ориентированного программирования новый объект основан на объекте TRFObject, и наследует все его свойства и методы. Функция Spr базового класса, осуществляющая визуализацию изображения расширена возможностью анализа дополнительных атрибутов ГО. В состав переопределенной функции Spr нового объекта входит переменная RDescriptor типа TRDescriptor, хранящая расширенное описание ГО (рис. 16).

Геометрические объекты, формализуемые с помощью предложенного в диссертации MRO, и программная подсистема на базе ООП разработаны для АО «Магистраль» для:

• базы компьютерных трехмерных моделей подвижного состава (рис.17);

• базы данных ситуаций (трехмерные элементы рельефа местности —рис. 18).

Рис. 17. Пример геометрического объекта, из базы компьютерных трехмерных моделей подвижного состава, формализуемого с помощью MRO

Рис. 18. Пример трехмерного элемента рельефа местности из базы данных ситуаций, формализуемого с помощью МЯО

Таким образом, предложенный в диссертации метод имеет большое значение при разработке банков данных об объектах различных классов, в частности, на железнодорожном транспорте для тренажеров и ГИС.

Направления дальнейшего применения метода R-операто-ров в железнодорожной отрасли;

• MRO может являться графической основой для просмотра подробностей происшествий;

• на основе MRO можно осуществлять разработку программно-технологического обеспечения для отраслевых информационно-аналитических центров;

• при стратегическом планировании и управлении развитием инфраструктуры отрасли схемы полигонов диспетчерского управления, международные транспортные коридоры целесообразно дополнять визуальными моделями трехмерных визуальных сред;

• с помощью MRO можно иллюстрировать ситуации и динамику продвижения и местонахождение грузов;

• с помощью MRO возможна оперативная актуализация различных электронных «сцен» на железной дороге, атласов изображений.

Рассмотрены практические задачи, связанные с передачей изображений по сети. Рассмотрены пути реализации предложенной методики с использованием сетевых технологий. Обмен данными между пользователями в режиме реального времени возможен когда реализуется соединение на основе протокола передачи данных TCP/IP. Обмен данными реализован через клиент-серверное приложение на языке Delphi. Многопользовательское приложение для реализации бизнес-процессов реализовано с помощью средства быстрой разработки приложений Delphi 7. Интерфейс разработанной подсистемы на основе MRO приведен на рис. 19.

Связь клиентской программы с серверной осуществляется с помощью технологии сокетов (sockets ) — виртуальных аналогов разъемов. Сервер имеет набор таких виртуальных разъемов, к которым подключаются клиентские программы. В используемой автором диссертации системе Delphi 7 функции этого интерфейса воплощены в невизуальных компонентах TclientSocket и TserverSocket . При создании приложения ав-

'Шш-ШШМч

жвдшеяшш&г -<--1)шег ц ,i mtmmiwàikSÊSMî'

Рис. 19. Интерфейс интегрированной информационной подсистемы на основе MRO

тор диссертации использовала сокеты, представленные на рис. 20.

Разработан алгоритм форума обмена геометрическими объектами на основе концепции сокетов (рис. 21.)

Предложенные алгоритмы составляют основу программного обеспечения интегрированной подсистемы «МЯО».

Методика применима не только для описания и визуализации сложных геометрических объектов и ситуаций, но учитывает связь с информационной системой, передачу данных по сетям, в частности эффективна для передачи данных по медленным линиям связи, которые имеют разветвленную структуру и довольно глобальный масштаб, поэтому описания фрагментов ГО часто целесообразно хранить на отдельных рабочих станциях локальной вычислительной сети (ЛВС), а передавать только элементы структуры ГО.

Информационные технологии становятся неотъемлемой составляющей бытия в университете, в научном институте, в банке и т.д. Учебные программы включают дисциплины, которые освещают новые информационные технологии (НИТ).

Рис. 20. Сокеты, использованные автором, для создания многопользовательского приложения

В РГОТУПС начата работа по развитию широкого системного подхода и понимания в освещении НИТ у студентов, а также у специалистов отрасли.

На основе материала, проанализированного в данном исследовании, и на базе современных представлений о концепциях развития составных частей информационных технологий, в частности компьютерной геометрии и графики, баз и банков данных и компьютерных сетей, подготовлен курс лекций для студентов специальностей «Информационные системы» и «ЭВМ» на тему: «Основы современных информационных технологий в практике работы современного специалиста», издано «Руководство к лабораторным работам по КГГ» и внедрено в учебный процесс на кафедре «Вычислительная техника» Российского Государственного Открытого Технического Университета Путей Сообщения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований решена актуальная научная проблема построения компьютерной технологии, обеспечивающей экономичное описание, хранение, передачу и обработку геометрической информации на железнодорожном, авиационном транспорте и в других отраслях. В работе получены следующие результаты.

1. Разработан комплексный подход, охватывающий все стороны поставленной проблемы моделирование, хранение, обработку, передачу геометрической информации о сложных составных ГО в транспортных информационных сетях.

2. Предложена модель связей элементов поверхностей составного ГО, полученного на основе предложенной и разработанной стратегии разбиения и минимизации связок, для изображения на графических и специализированных устройствах в транспортной отрасли.

3. Разработана методика моделирования составной поверхности ГО для транспортной отрасли, в том числе в интерактивном режиме, заданной посредством введенных на основе

матрицы логико-алгебраических R-операторов (MRO), что позволяет унифицировать разработку программного обеспечения, тем самым уменьшая трудоемкость его создания в 1,5— 2 раза.

4. Сформулирован принцип и разработан алгоритм формирования реалистичных изображений моделей составных ГО для транспорта.

5. Предложены групповые логические операторы (ГЛО), которые в свете задач интеграции данных, их передачи, совместного использования в транспортных информационных сетях дополнены под руководством автора характеристикой R-descriptor.

6. Показано, что архитектура типа «клиент-сервер», ориентированная на распределенную базу данных (БД), позволяет получать более быстрый доступ к графическим данным, что целесообразно для сцен, состоящих из составных ГО.

7. Предложено для хранения матрицы связей ГО и R-descriptor использовать объектно-реляционную и объектно-ориентированную БД.

8. Под научным руководством автора разработана и реализована параллельная обработка геометрической информации, заданной посредством MRO, для транспортной отрасли.

9. Предложен и разработан протокол прикладного уровня — R-протокол, обеспечивающий интерфейс между приложением, в котором геометрическая информация задана посредством MRO, и протоколами транспортной информационной сети, что ведет к разгрузке сетевого трафика.

10. Методика реализована в ЗАО «Магистраль» при создании баз данных трехмерных моделей подвижного состава и «ситуаций» и в ИБП «Транс» при проектировании систем мобильной связи. В дальнейшем методика может быть использована в информационно-аналитических центрах железнодорожной отрасли.

11. Предложенные алгоритмы составляют основу программного обеспечения разработанной интегрированной подсистемы «MRO», которая используется в ООО «ДВС Констракшн».

12. На основе материала, проанализированного в данном исследовании, и на базе современных представлений о концепциях развития составных частей информационных технологий подготовлен курс лекций для студентов специальностей «Информационные системы» и «ЭВМ» на тему:

«Основы современных информационных технологий в практике работы современного специалиста», включающий «компьютерную геометрию и графику», «базы и банки данных» и «компьютерные сети», издано «Руководство к лабораторным работам по КГГ» и внедрено в учебный процесс на кафедре «Вычислительная техника» Российского Государственного Открытого Технического Университета Путей Сообщения.

Публикации автора по теме диссертации

(позиции 2~7 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК России):

Монография

1. Коптева Л. Г. Основы моделирования, визуализации и технологии компактной передачи растровых объемных изображений в информационных сетях. М.: Издательство Университета Дружбы Народов, 2005. — 95 с.

Статьи, тезисы докладов

2. Коптева Л. Г. Основы моделирования и технологии оптимизации // Транспорт: наука, техника, управление. — М.: ВИНИТИ, 2003. № 12. С. 47-49.

' 3. Коптева Л. Г. Представления составных трехмер-

ных объектов для использования в САПР // ИВУЗ Авиационная техника, 1985. № 3. С. 94-96.

4. Коптева Л . Г., Смирнов С.Н. Организация обмена геометрической информацией через сетевой интерфейс посредством И-протоколов // НТТ — Наука и техника транспорта, 2003. № 4. С. 30-33.

5. Коптева JI.Г. Концептуальные подходы к организации передачи геометрической информации в компьютерных сетях посредством R-протоколов // НТТ — Наука и техника транспорта, 2004. № 3. С. 58-61.

6. Коптева Л.Г. Разработка систем цифрового синтеза реалистичных изображений в железнодорожной области // НТТ — Наука и техника транспорта, 2005. № 2. С. 20—27.

7. Коптева Л. Г. Применение метода R-операторов в транспортной отрасли // НТТ — Наука и техника транспорта, 2005. №3. С. 88-92.

8. Kopteva L.G The Questions of Geometry and Programme-Information Supports for Computer-Aided Design Systems // Information Technology in Design. EWITD 96. Proceedings of International Conférence. — Moscow, Russia, 1996. P. 318-322.

9. Коптева Л.Г. Разработка теоретических основ и технологии оптимизации геометрической информации для передачи в локальных и глобальных сетях // В сб. «Материалы XII Международной конференции по компьютерной графике и машинному зрению «ГРАФИКОН2002»». — Н.-Новгород, 2002. С. 403-405.

Ю.Коптева Л. Г., Дмитриева Л. В. Концептуальные положения использования ГИС на железнодорожном транспорте // Сб. науч. тр. по материалам пятой межвузовской научно-методической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта». — М., 2000. С. 47-49.

И.Коптева Л . Г., Уколов И.С. Вопросы математического моделирования поверхностей составных объектов и алгоритмического обеспечения для систем электронного синтеза изображений // В сб. « Автоматизированные системы обработки изображений». Материалы II Всесоюзной конференции. — Львов, 1986.

12. Коптева Л. Г. Подходы к информационной обработке математических моделей геометрических объектов для формирования базы данных для ГИС // Сб. науч. тр. по мате-

риалам международной конференции «Высшее проф. образование на железнодорожном транспорте: настоящее и будущее». - М.: РГОТУПС, 2001. С. 142-144.

13. Коптева Л . Г., Смирнов С.Н. Некоторые вопросы использования графических возможностей в системах дистанционного образования // Сб. тезисов докладов научно -методической конференции, посвященной 50-летию РГОТУПС. — Смоленск, 2001. С. 13.

14. Коптева Л.Г., Смирнов С.Н. Некоторые вопросы использования графических возможностей в системах дистанционного образования // Сб. тезисов докладов научно-методической конференции, посвященной 50-летию РГОТУПС. — М., 2001. С. 86.

15. Коптева Л. Г. Тенденции применения новых информационных технологий для решения научных и учебных задач // В сб. «Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта». Материалы II межвузовской научно-методической конференции. — М.: РГОТУПС, 1997. С. 70-71.

16. Коптева Л.Г. К вопросу применения новых информационных технологий в вузе и в научной сфере // В сб. «Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта». Межвузовский сб. науч. тр. часть II. —М.: РГОТУПС, 1998. С. 49-51.

17. Коптева Л. Г. Концепция применения новых информационных технологий в научной и учебной сферах // Материалы Международной научно практической конференции по проблеме «Информационные технологии на железнодорожном транспорте». Хабаровск, 1998.

18. Коптева Л.Г. Некоторые аспекты трехмерного графического моделирования // В сб. «СФ-90 ИВТ22». Материалы Всесоюзного семинара-совещания. Севастополь, 22—24.11.90.

19. Коптева Л.Г. Исследование и построение моделей сложных составных поверхностей и структур данных для ЭВМ // В Материалах Всесоюз. конф. «Современные вопросы физики и приложения». — М.: ВДНХ СССР, 1984. С. 68.

20. К о п т е в а Л . Г. Модификация представления обобщенной поверхности Кунса для использования в автоматизированном проектировании // В сб. «Современные вопросы математики и механики и приложения». Материалы Всесоюз. конф. - М.: ВДНХ СССР, 1983. С. 78.

21. Коптева Л. Г. Вопросы единой системы геометрических расчетов (ЕСГР) // В сб. «Вопросы машинного проектирования и инженерной графики». — М.: МАИ, 1980. С. 40-41.

22. Коптева Л.Г. Исследование процессов автоматизированного проектирования неоднозначно заданных сложных поверхностей // В сб. «Вопросы машинного проектирования и инженерной графики». — М.: МАИ, 1983. С. 22—25.

23. Коптева Л.Г. Моделирование кривых линий при проектировании изделий // В Материалах симпозиума «Применение систем автоматизированного проектирования в машиностроении». — Ростов-на-Дону, 1983. С. 145—147.

24. К о п т е в а Л . Г. Развитие метода Я-отображений для реализации на ПЭВМ // Статья деп. в ВИНИТИ 15.02.90. № 914-В90.

25. Коптева Л. Г., Уколов И. С. Вопросы разработки систем электронного синтеза изображений // Статья деп. в ВИНИТИ 19.02.88. № 1364-В88.

26 Коптева Л . Г., Уколов И. С. Специальные алгоритмы для цифрового синтеза изображений в системах визуального управления ЛА // Статья деп. в ВИНИТИ 19.02.88. №1363—В88.

27. К о п т е в а Л . Г. Разработка методики обработки информации для графической подсистемы проблемно-ориентированных вычислительных систем // Статья деп. в ВИНИТИ 11.11.88. № 800018—В88.

28. Коптева Л.Г., Смирнов С.Н. Инженерная и компьютерная графика, Раздел: графика // Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов второго курса специальности 220100 ЭВМ. - М.: РГОТУПС, 2002. - 34 с.

29. К о п т e в a JI. Г. Компьютерная геометрия и графика // Руководство к лабораторным работам с методическими указаниями для студентов третьего курса (вечерней формы обучения) и для студентов второго курса (заочной формы обучения) специальности 071900 ИСЖ. - М.: РГОТУПС, 2004. - 31 с.

30. Коптева JI. Г. Базы данных//Рабочая программа, руководство к лабораторным работам 1 и 2 и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов IV курса специальности 220100 — «ЭВМ». — М.: РГОТУПС, 1997,- 18 с.

31. Коптева Л.Г., Уколов И.С., Васильев В.А. Математические модели поверхностей составных объектов для цифрового синтеза изображений в системах синтеза визуализации // НТО ЛПУ ЛА Научного Совета по Кибернетике АН СССР. Договор N 38С. этап 4. — М., 1985. 61 с.

32. Коптева Л. Г., Смирнов С.Н. Проблемно-целевое моделирование в ГИС и САПР на основе оптимизации геометрической информации при анализе ГО и передаче в информационных сетях (раздел 18) // В НТО «Фундаментальные и поисковые НИР по программе вузов». № 508-03-К. Заказчик: Департамент технической политики МПС России. № гос. per. 03310001. - М., 2003. - 25 с.

33. Коптева Л. Г. Проблемный анализ и направления практической реализации моделирования и визуализации геометрических объектов для СУ и САПР // В НТО «Фундаментальные и поисковые НИР и опытно-конструкторские работы по плану НИОКР АО РЖД 2004». № гос. per. 04310069. — М., 2004. - 14 с.

КОПТЕВА Лариса Георгиевна

ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, ИХ ОБРАБОТКА И ПЕРЕДАЧА В ТРАНСПОРТНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЯХ

05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (транспорт)

Тип. зак. ¡¿5, Изд. зак. 434 Тираж 100 экз.

Подписано в печать 26.12.05 Гарнитура ^и'ЮпС Формат 60х90'/16

Усл. печ. л. 3,0

Издательский центр РГОТУПСа, 125993, Москва, Часовая ул., 22/2

Участок оперативной печати РГОТУПСа, 125993, Москва, Часовая ул., 22/2

•Y

ш?6255

РЫБ Русский фонд

2006-4 29009

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Коптева, Лариса Георгиевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ ГИС И КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ТРЕНИНГА НА ТРАНСПОРТЕ.

1.1 Обзор работ по созданию ГИС железнодорожного транспорта.

1.2. Выводы.

1.3. Обзор работ по созданию комплексов для тренинга на транспорте.

1.4. Выводы.

1.5. Постановка задачи.

2. МЕТОД R-ОПЕРАТОРОВ (MRO).

2.1. Анализ методов моделирования поверхностей.

2.2. Математическая модель описания связей сложного. составного объекта.

2.3.Функциональная схема описания составной поверхности ГО, заданной посредством логико-алгебраических.

R-операторов.

2.4. Методика разработки алгоритма для моделирования в интерактивном режиме поверхностей составных ГО.

2.5. Реализация групповых логических R-операторов.

2.6. Направления развития и реализации MRO.

2.7. Стратегия разбиения сложного составного ГО и. минимизации связок.

2.8. Выводы.

3. ЭТАПЫ ХРАНЕНИЯ, ОБРАБОТКИ, ПЕРЕДАЧИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ.

3.1. Хранение ГО и его расширенного описания на устройствах внешней памяти.

3.1.1 Различия между форматом TIFF и другими форматами.

3.1.2 Преимущества и недостатки формата TIFF.

3.1.3 Структура TIFF-файла.

3.1.4 Описание введенного TAGa формата TIFF.

3.2. Применение MRO для различных режимов работы с БД.

3.3. Организация обработки ГО.

3.4. Технологии связующего программного обеспечения.

3.4.1. Передача геометрической информации в сетях. Обобщенный алгоритм R-протокола.

3.4.2. Запросы к графической базе данных.

3.5. Обеспечение надежности хранимой графической. информации.

3.6. Выводы.

4. ПРИМЕНЕНИЕ MRO В ТРАНСПОРТНОЙ ОТРАСЛИ ДЛЯ РЯДА ПРОБЛЕМ И НАПРАВЛЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ

4.1. Классификация направлений применения MRO.

4.2. Применение MRO для задания и отображения. геометрической информации в геоинформационных. системах.

4.2.1. Место ГИС среди других автоматизированных. систем.

4.2.2. Принципы построения моделей данных и организация данных в ГИС

4.2.3. Концептуальные положения использования ГИС на. железнодорожном транспорте.

4.3. Основные принципы построения систем отображения визуальной обстановки.

4.3.1. Определение требований к динамическим характеристикам СОВО.

4.4. Постановка задачи синтеза визуальной обстановки «среды» на транспорте.

4.5. Решение задачинтеза визуальной обстановки помощью ПК.

4.6. Применение MRO в виртуальной студии.

4.7. Выводы.

5. ФОРМИРОВАНИЕ РЕАЛИСТИЧНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ С.

ПОМОЩЬЮ MRO.

5.1. Принцип отображения геометрической информации о сложных составных объектах.

5.2. Алгоритм генерации полутоновых изображений. трехмерных сложных составных объектов и ситуаций на основе MRO.

5.3. Выводы.

6. АЛГОРИТМЫ И РАЗРАБОТАННЫЙ НА БАЗЕ MRO.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО.

К РЕШЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

6.1. Обоснование метода реализации алгоритмов.

6.2. Реализации предложенной методики с использованием сетевых технологий.

6.3. Применение сетевых технологий при разработке программ управления движением транспортных объектов в трехмерном пространстве.

6.4. Результаты внедрения MRO в учебный процесс.

РГОТУПС.

6.5. Выводы.

Введение 2005 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Коптева, Лариса Георгиевна

Стратегия развития железнодорожного транспорта в этом тысячелетии основана на создании и внедрении управляющих информационных систем и технологий. Реализация программы информатизации связана с развитием информационно-управляющих систем и телекоммуникаций на железнодорожном транспорте России, с интенсификацией комплексной автоматизации управления процессами транспорта. Значительный вклад в разработку методов управления и моделей для решения задач автоматизации управления движением поездов железных дорог внесли российские ученые Абрамов В.М., Апатцев В.И., Баранов Л. А., Беляков И.В., Горелик В.Ю., Горелов Г .В., Дмитренко И.Е., Ерофеев Е.В., Жербина А.И., Козлов П.А., Кравцов Ю.А., Кутыркин А.В., Лецкий Э.К., Лисенков В.М., Лисицын А.А., Никифоров Б.Д., Розенберг Е.Н., Савось-кин А.Н., Сапожников В.В., Сидоренко В.Г., Тишкин Е.М., Феофилов А.Н., Хабаров В.И., Шалягин Д.В., Шубинский И.Б. и многие другие/Появился повышенный интерес к интеграции информационных ресурсов, что привело к созданию интегрированных систем (ИС). Особый интерес в транспортной отрасли представляет новый тип ИС - геоинформационные системы (ГИС), которые предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению транспортом. В настоящее время получили широкое распространение для тренинга управления сложными объектами за рубежом и в России различные тренажеры и стенды (ТиС). Они имитируют движения различных объектов и управление ими и нашли применение в авиации, на железнодорожном транспорте и в других отраслях. Современное развитие тренажеров связано с разработкой систем отображения визуальной обстановки (СОВО) на базе ЭВМ (ПК). Решение задачи информационной поддержки принятия управленческих решений связано с пространственно распределенной геометрической информацией, передаваемой через информационные сети транспортной отрасли. Значительные объемы и «ценность» передаваемой информации требуют новых подходов к заданию и автоматизированной обработке геометрической информации. Существующие графические технологии, как правило, направлены на решение частных задач в определенных, довольно специализированных областях, а так как в настоящее время возросла потребность в интеграции информационных ресурсов, т. е. в объединении различных технологий и методов в единый комплекс, то стоят задачи приведения графики к требованиям интеграции. Необходимо разрабатывать новые алгоритмы и новые программные продукты, основанные на новых принципах. Применяемые зарубежные системы в большинстве являются двумерными, охватывают не всю гамму вопросов, необходимых для передачи в сетях графики, не экономичны в обработке, сложны в реализации, модернизация их не возможна, так как алгоритмы формирования геометрических объектов (ГО), их визуализации, передачи геометрической информации в сетях являются «ноу хау» фирм производителей и нигде не опубликованы. В сложившейся ситуации на железнодорожном транспорте и в ряде смежных областей (авиационный транспорт и др.) актуальной является разработка концепции и методологии, позволяющей минимизировать геометрическую информацию при моделировании, обработке и передаче в информационных сетях транспортной отрасли объемных изображений ГО. В основе создаваемых систем на базе разработанной автором концепции лежат следующие принципы: использование единой формализации при описании ГО как для ГИС, так и для моделирования внекабинной обстановки для тренажеров; использование единых методов построения систем отображения визуальной обстановки (СОВО) для тренажеров и для графической подсистемы ГИС (ГП ГИС); реализация единого объектно-ориентированного подхода при создании математического и программного обеспечения СОВО и ГП ГИС; создание единого информационного пространства геометрических средств автоматизации на транспорте.

Реализация этой цели требует решения следующих основных задач: разработка и развитие метода, позволяющего минимизировать геометрическую информацию при синтезе ГО, хранении, обработке и передаче в транспортных информационных сетях, а также для сравнительно простой модернизации и корректировки геометрических данных; разработка методических материалов и алгоритмов синтеза моделей пространственных объектов «среды» на транспорте для вывода изображений объектов на графические периферийные устройства (мониторы, графопостроители и т.д.); разработка алгоритмов визуализации составных пространственных ГО, а также алгоритма формирования полутоновых и цветных изображений для транспортных задач; разработка алгоритмов распараллеливания процессов работы с ГО в транспортной информационной сети; разработка протокола прикладного уровня, обеспечивающего интерфейс между приложением, в котором задана геометрическая информация, и протоколами информационной сети транспортной отрасли; разработка и создание программного обеспечения интегрированной информационной подсистемы, реализующей все этапы от синтеза пространственных ГО «среды» до передачи по информационным сетям транспортной отрасли.

В соответствии с целью и задачами исследования на защиту выносятся:

• теория минимизации геометрической информации при моделировании сложных составных ГО на основе структурирования модели для передачи в информационных сетях транспортной отрасли (метод R-операторов - MRO); технологии минимизации геометрической информации при синтезе составных ГО и формировании полутоновых и цветных изображений для транспортных задач;

• технологии обработки геометрической информации, заданной посредством MRO, для транспортной отрасли;

• технология, реализующая интерфейс между приложением, в котором геометрическая информация задана посредством MRO, и протоколами транспортной информационной сети (R-протокол); алгоритмы и разработанная на базе MRO интегрированная компьютерная подсистема применительно к решению практических задач, включающая геометрическое моделирование составных ГО, визуализацию, обработку и передачу в информационных сетях транспортной отрасли.

Научная новизна результатов, полученных автором диссертации, состоит в следующем: для геометрического моделирования разработана модель связей элементов поверхностей составного ГО, полученного на основе предложенной стратегии разбиения и минимизации связок, лежащая в основе групповых логико-алгебраических R-операторов, введенных автором; разработана методика моделирования составной поверхности ГО, заданной посредством логико-алгебраических R-операторов, в том числе для корректировки ГО в интерактивном режиме; сформулирован принцип и разработан алгоритм формирования полутоновых и цветных изображений моделей составных ГО для транспортных-задач; разработан алгоритм распараллеливания процессов работы с ГО в транспортной информационной сети; разработан алгоритм протокола прикладного уровня - R-протокола, обеспечивающего интерфейс между приложением, в котором геометрическая информация задана посредством MRO, и протоколами транспортной информационной сети; на основе теоретических исследований разработана интегрированная программная подсистема «MRO».

- корректностью апробированных методов теории R-отображений, теории алгебраических систем, вычислительной математики и геометрии;

- обоснованностью принятых допущений;

- вычислительными экспериментами разработанных алгоритмов и сопоставлением результатов теоретических и экспериментальных исследований;

- результатами обсуждения материалов работы на научно-технических и практических конференциях.

Практическая ценность работы заключается в следующем: 1. Разработан метод R-операторов для построения моделей геометрических объектов, их обработки и передачи в транспортных информационных сетях, позволивший преодолеть принципиальные трудности представления и изображения составных ГО визуальной транспортной среды, ведущий к сокращению времени подготовки исходных данных в 1,5 - 2раза, редактирования в 3 -4 раза. Возможно: использовать MRO для задач, возникающих вследствие потребностей в интеграции информационных ресурсов — геоинформационных системах на транспорте; использовать MRO для работ с геометрическими объектами в условиях удаленности рабочих мест в транспортной отрасли для передачи значительных объемов геометрической информации в силу сравнительно меньшей потребности в компьютерных ресурсах, из-за сокращения сетевого трафика; использовать MRO, как имеющий менее трудоемкие алгоритмы обработки, для построчного формирования сцен на тренажерах и стендах для транспортной отрасли, обеспечивая требуемое запаздывание в замкнутой системе управления.

Реализация результатов работы. Результаты исследований положены в основу интегрированной подсистемы «MRO», разработанной на кафедре «Вычислительная техника» РГОТУПС под руководством и при личном участии автора и ее аспиранта Смирнова С.Н. Разработка алгоритмов и программ проводилась автором по договору № 38С (ЛПУ JIA Научного Совета по Кибернетике АН) [60], затем совместно с аспирантом в 2002-2004гг в РГОТУПС по фундаментальным и поисковым НИР по программе ВУЗов № 508-03-К, результаты темы приняты к использованию Департаментом технической политики МПС России [58,59].

Разработанный автором метод, алгоритмы, комплексы программ нашли применение

- в авиационно-космической отрасли по спецтемам в НПО «Молния» и ММЗ им А.И. Микояна (1987 г);

- в средствах автоматизации, разрабатываемых АО «Магистраль» для Московской железной дороги (2005 г);

- при проектировании систем мобильной связи в ИБП «Транс» (2005). Комплекс программ используется в ООО «ДВС Констракшн» для визуализации бизнес-процессов в компьютерной сети (2004 г).

На основе выполненных автором исследований и разработок диссертации и на базе современных представлений о концепциях развития составных частей информационных технологий, в частности компьютерной геометрии и графики (КГГ), баз и банков данных и компьютерных сетей, подготовлен курс лекций для студентов специальностей «Информационные системы» и «ЭВМ» на тему: «Основы современных информационных технологий в практике работы современного специалиста», а также издано «Руководство к лабораторным работам по КГГ» [71] и внедрено в учебный процесс на кафедре «Вычислительная техника» РГОТУПС.

Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Международной конференции «Информационные технологии в проектировании, Восток-Запад (Москва, 1996);

Международной конференции по компьютерной графике и визуализации «ГРАФИКОН-2002» (Нижний Новгород, 2002);

Второй межвузовской научно-методической конференции (Москва, РГОТУПС, 1997);

Международной конференции «Высшее профессиональное заочное образование на железнодорожном транспорте: настоящее и будущее (Москва, РГОТУПС, 2001);

Второй Всесоюзной конференции «Автоматизированные системы обработки изображений» (Львов, АН СССР, 1986);

Научно-техническом семинаре ЛПУ ЛА Научного Совета по комплексной проблеме «Кибернетика» АН СССР (Москва, 1984);

Научно-техническом семинаре МНПО «Темп» (Москва, 1985);

Научно-техническом семинаре АО АНТК имени А.Н. Туполева (Москва, 1996);

Научно-техническом семинаре кафедры «Начертательная геометрия и графика» РГОТУПС (Москва, 2004);

Научно-техническом семинаре кафедры «Вычислительная техника» РГОТУПС (Москва, 2004);

Научно-техническом семинаре кафедры «Начертательная геометрия и компьютерная графика» Нижегородского Архитектурно-строительного Университета (Н.-Новгород, 2004, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 32 работы, из них - 6 в ведущих изданиях из перечня, определенного ВАК России для опубликования основных научных результатов докторских диссертаций и монография объемом 6 п. л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 6 глав, заключения, списка литературы и приложений, общим объемом 185 страниц, 53 рисунков, 6 таблиц. Список используемых литературных источников содержит 169 наименований.

Заключение диссертация на тему "Построение моделей геометрических объектов, их обработка и передача в транспортных информационных сетях"

6.5. Выводы

Изложенные в шестой главе материалы позволяют сделать следующие выводы:

1. обоснован выбор объектно-ориентированного программирования (ООП) как метода реализации алгоритмов;

2. реализован алгоритм формирования полутоновых, цветных изображений с помощью MRO в объектно-ориентированной среде Delphi 7;

3. методика реализована при создании ГО для базы данных трехмерных моделей подвижного состава и;для базы данных ситуаций для АО «Магистраль» железнодорожного транспорта;

4. предложенная методика реализована при создании многопользовательского приложения, функционирующего в компьютерной сети, реализована технологии связи программ TCP/IP с помощью сокетов .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан комплексный подход, охватывающий все стороны поставленной проблемы - моделирование, хранение, обработку, передачу геометрической информации о сложных- составных ГО в транспортных информационных сетях.

3. Разработана методика моделирования составной поверхности ГО для Транспортной отрасли, в том числе в интерактивном режиме, заданной посредством введенных на основе матрицы логико-алгебраических R-операторов (MRO), что позволяет унифицировать разработку программного обеспечения, тем самым уменьшая трудоемкость его создания в 1.5-2 раза.

5. Предложены групповые логические операторы (ГДО), которые в свете задач интеграции данных, их передачи, совместного использования в транспортных информационных сетях дополнены под руководством автора характеристикой R-descriptor [127].

8. Под научным руководством автора разработана и реализована параллельная обработка геометрической информации, заданной посредством MRO, для транспортной отрасли [127].

9. Предложен и разработан протокол прикладного уровня - R-протокол, обеспечивающий интерфейс между приложением, в котором геометрическая информация задана посредством MRO, и протоколами транспортной информационной сети, что ведет к разгрузке сетевого трафика.

10. Методика реализована в ЗАО «Магистраль» при создании баз данных трехмерных моделей подвижного состава и «ситуаций» и в ИВП «Транс» при проектировании систем мобильной связи. В дальнейшем методика может быть использована в информационно-аналитических центрах железнодорожной отрасли.

11. Предложенные алгоритмы составляют основу программного обеспечения разработанной интегрированной подсистемы «MRO», которая Используется в ООО «ДВС Констракшн».

Основы современных информационных технологий в практике работы современного специалиста», включающий «компьютерную геометрию и графику», «базы и банки данных» и «компьютерные сети», издано «Руководство к лабораторным работам по КГГ» [71] и внедрено в учебный процесс на кафедре «Вычислительная техника» Российского Государственного Открытого Технического Университета Путей Сообщения.

Библиография Коптева, Лариса Георгиевна, диссертация по теме Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

1. Ахо Альфред Структуры данных и алгоритмы. М.: Вильяме, 2001.

2. АйденК. и др. Аппаратные средства PC. СПб.: 1998.

3. Апатцев В.И. Влияние информатизации на управление в железнодорожных узлах // Сб. науч. тр. по материалам международной конференции «Высшее проф. образование на железнодорожном транспорте: настоящее и будущее». М.: РГОТУПС, 2001. С. 151-152.

4. Ананьев В.П. Повышение оперативности ликвидации ЧС на железнодорожном транспорте: Учебно-методическое пособие. М.: ВАГШ ВС РФ, 2000.

5. Аульченко С.М., Латыпов А.Ф. Построение плоских кривых с помощью параметрических полиномов четвертого порядка // Журн. Вычислит, математики и мат. физики. 1995. 35, №7. - С. 1139.

6. Бобровский С. Delphi 5: Учебный курс. СПб: Питер, 2000. 640 с.

7. Бурбаки Н. Теория множеств. М.: Мир, 1965.

8. Бори Гюнтер Форматы данных. Киев: Торгово-издательское бюро BHV, 1995.

9. Вакуленко С.В. Геоинформационная система ObjectLand в перевозочном процессе // ИВЦ Вологда Северной дороги. ИК 22543Д. Вологда, 2003. -4 с.

10. Васин Ю.Г., Ясаков Ю.В. Система управления базами графических данных // В сб. «Материалы XII Международной конференции по компьютерной графике и машинному зрению «ГРАФИКОН-2002»». Н.-Новгород, 2002. -С. 334-340.

11. Вендров A.M. СASE-Технологии Современные методы и средства проектирования информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1998.

12. Геоинформационная система железных дорог Китая II Железные дороги мира. 2001. Вып. 3. - С. 66-68.

13. Гилой В. Интерактивная машинная графика: структура данных, алгоритмы, языки. М.: Мир, 1981. 384 с.

14. Горелик A.JI. Основные проблемы создания единого информационного пространства для комплексов информационных технологий управления железнодорожным транспортом // Доклады и аннотации конференции. СПб: ПГУПС, 2000. -С. 111-112.

15. Грабер Мартин SQL. М: Лори, 2001.

16. Гренандер У. Лекции по теории образов. Синтез образов. / Пер. с англ. под. ред. Ю.И. Журавлева. М.: Мир, 1979, Т.1. - 384 с.

17. Гренандер У. Лекции по теории образов. Анализ образов. / Пер. с англ. под. ред. Ю.И. Журавлева. -М.: Мир, 1981, Т.2. 448 с.

18. Гренандер У. Лекции по теории образов. Регулярные структуры. / Пер. с англ. под. ред. Ю.И. Журавлева. -М.: Мир, 1983, Т.З. 432 с.

19. Гусева А.И. Работа в локальных сетях NetWare 3.12-4.1. Учебник -М.: Диалог-МИФИ, 1996.

20. Де Мерс, Майкл Н. Географические информационные системы. Основы. / Пер. с англ. М.: Дата+, 1999. - 491 с.

21. Денискина А.Р. Методы аппроксимации дискретных обводов в задачах твердотельного моделирования: Дис. к. т. н. М., 1999.

22. Егоров А. С., Михалев А. В. Динамическая модель работы промежуточной станции. // В сб. « Материалы 58-й научной конференции с участием студентов, аспирантов, молодых ученых». Хабаровск, Изд-во ДВГУПС, 2000. -Т.1-С. 75-77.

23. Ермакова В.А. Некоторые вопросы существования и конструирования двумерных обводов: Автореф. дис. к. т. н. М., МТИПП, 1970.

24. Иванов В. П., Батраков А. С. Трехмерная компьютерная графика. М.: Радио и связь, 1995. - ^ ■

25. Иевлева О.Т. Концепция и разработка методологии автоматизированного решения геометрических задач архитектурного проектирования: Дис. д. т. н. Ростов-на-Дону, 2000.

26. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. СПб.: Питер, 2001.

27. Кашина И.В. Формообразование и конструирование покрытий зданий и сооружений на основе аппарата качения сферы по опорным элементам: Дис. к. т. н. Ростов-на-Дону, 1999.

28. Климанов B.C. Теория и практика профилактической работы по обеспечению безопасности движения на железнодорожном транспорте. М.: РГОТУПС, 2000.-368 с.

29. Климанов B.C., Климанова И.С. Проблемы психологической разгрузки исполнителей и распорядителей движения // Транспорт, наука, техника, управление. -М.: ВИНИТИ, 2000. № 3. С. 37-41.

30. Клини С.К. Математическая логика. М.: Мир, 1973.

31. Кнут Д.Э. Искусство программирования. Основные алгоритмы./ Пер.с англ. 3-е изд.: - М.: Издательский дом «Вильяме», 2004, Т.1.

32. Кнут Д.Э. Искусство программирования. Получисленные методы. / Пер.с англ. 3-е изд.: - М.: Издательский дом «Вильяме», 2004, Т.2.

33. Кнут Д.Э. Искусство программирования. Сортировка и поиск. / Пер.с англ. 3-е изд.: - М.: Издательский дом «Вильяме», 2004, Т.З.

34. Концепция информатизации железнодорожного транспорта России. -М.: МПС РФ, 1996.-51 с.

35. Колосюк С.В. Возможности применения геоинформационной технологии для визуализации транспортной модели железной дороги // Статья деп. в ВИНИТИ 2000. № 387-В00. 15 с.

36. Коптева Л.Г. Монография «Основы моделирования, визуализации и технологии компактной передачи растровых объемных изображений в информационных сетях». М.: Издательство Университета Дружбы Народов, 2005. -95 с.

37. Коптева Л.Г. Основы моделирования и технологии оптимизации // Транспорт: наука, техника, управление. М.: ВИНИТИ, 2003. № 12. - С. 47-49.

38. Коптева Л.Г. Представления составных трехмерных объектовдля использования в САПР // ИВУЗ Авиационная техника. 1985. № 3. -С. 94- 96.

39. Kopteva L.G. The Questions of Geometry and Programme-Information Supports for Computer-Aided Design Systems // Information Technology in Design. EWITD 96. Proceedings of International Conference. Moscow, Russia, 1996. - P. 318-322.

40. Коптева Л.Г., Смирнов С.Н. Организация обмена геометрической информацией через сетевой интерфейс посредством R-протоколов // НТТ -Наука и техника транспорта. 2003. № 4. - С. 30- 33.

41. Коптева Л.Г. Разработка систем цифрового синтеза реалистичных изображений в железнодорожной области // НТТ Наука и техника транспорта. - 2005. № 2. - С. 20-27.

42. Коптева Л.Г. Применение метода R—операторов в транспортной отрасли // НТТ Наука и техника транспорта. - 2005. № 3. - С.88 - 92.

43. Коптева Л.Г. Концептуальные подходы к организации передачи геометрической информации в компьютерных сетях посредством R-протоколов // НТТ Наука и техника транспорта. - 2004. № 3. С. 5 8 - 61.

44. Коптева Л.Г., Смирнов С.Н. Некоторые вопросы использования графических возможностей в системах дистанционного образования // Сб. тезисов докладов научно-методической конференции, посвященной 50-летию РГОТУПС. Смоленск, 2001. С. 13.

45. Коптева Jl.Г., Смирнов С.Н. Некоторые вопросы использования графических возможностей в системах дистанционного образования // Сб. тезисов докладов научно-методической конференции, посвященной 50-летию РГОТУПС. Москва, 2001. С. 86.

46. Коптева Л.Г. К вопросу применения новых информационных технологий в вузе и в научной сфере // В сб. «Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта». Межвузовский сб. науч. тр. часть II. М.: РГОТУПС, 1998. С. 49-51.

47. Коптева Л.Г. Концепция применения новых информационных технологий в научной и учебной сферах // Материалы Международной научно практической конференции по проблеме "Информационные технологии на железнодорожном транспорте». Хабаровск, 1998.

48. Коптева Л.Г. Некоторые аспекты трехмерного графического моделирования // В сб. «СФ-90 ИВТ22». Материалы Всесоюзного семинара-совещания. Севастополь, 22-24.11.90.

49. Коптева Л.Г. Исследование и построение моделей сложных составных поверхностей и структур данных для ЭВМ // В Материалах Всесоюз. конф. «Современные вопросы физики и приложения». М.: ВДНХ СССР, 1984. С. 68.

50. Коптева Л.Г. Модификация представления обобщенной поверхности Кунса для использования в автоматизированном проектировании // В сб. «Современные вопросы математики и механики и приложения». Материалы Всесоюз. конф. М.: ВДНХ СССР, 1983. С. 78.

51. Коптева Л.Г. Вопросы единой системы геометрических расчетов (ЕСГР) // В сб. «Вопросы машинного проектирования и инженерной графики». М.: МАИ, 1980.-С. 40-41.

52. Коптева Л.Г. Исследование процессов автоматизированного проек^ тирования неоднозначно заданных сложных поверхностей // В сб. «Вопросы машинного проектирования и инженерной графики». М.: МАИ, 1983. — С. 22 — 25.

53. Коптева Л.Г. Моделирование кривых линий при проектировании изделий/АВ Материалах симпозиума «Применение систем автоматизированного проектирования в машиностроении». Ростов-на-Дону, 1983. С. 145 - 147.

54. Коптева Л.Г.: Развитие метода R-отображений для реализации на ПЭВМ // Статья деп. в ВИНИТИ 15.02.90. № 914-В90.

55. Коптева Л.Г., Уколов И.С. Вопросы разработки систем электронного синтеза изображений // Статья деп. в ВИНИТИ 19.02.88. №1364-В88.

56. Коптева Л.Г., Уколов И.С. Специальные алгоритмы для цифрового синтеза изображений в системах визуального управления ЛА // Статья деп. в ВИНИТИ 19.02.88. №1363-В88.

57. Коптева Л.Г. Разработка методики обработки информации для графической подсистемы проблемно-ориентированных вычислительных систем // Статья деп. в ВИНИТИ 11.11.88. № 800018-В88.

58. Коптева Л.Г., Смирнов С.Н. Инженерная и компьютерная графика, Раздел: графика // Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов второго курса специальности 220100-«ЭВМ». М.: РГОТУПС, 2002. 34 с.

59. Коптева Л.Г. Базы данных // Рабочая программа, руководство к лабораторным работам 1 и 2 и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов IV курса специальности 220100-«ЭВМ». М.: РГОТУПС, 1997.- 18 с.

60. Корриган D. Компьютерная графика. М.: Энтроп, 1995.

61. Котов И.И., Полозов B.C., Широкова Л.В. Алгоритмы машинной графики. -М.: Машиностроение, 1977. — 231 с.

62. Котов И.И. Основные методы построения двумерных обводов// Сборник «Кибернетика графики и начертательная геометрия поверхностей». М.: МАИ, 1968.

63. Куликов А.И. Визуализация геофизической информации // В сб. «Материалы XII Международной конференции по компьютерной графике и машинному зрению «ГРАФИКОН-2002»». Н.-Новгород, 2002. С. 204-211.

64. Куценко Л.Н., Середа И.В. Построение сечений сложных геометрических тел, описанных методом R-функций // Вестник Харьковского политехнического института. 1983. - Вып. 5. - № 198.

65. Куценко Л.Н. Разработка и теоретическое исследование метода аналитического проецирования, основанного на R-функциях. Автор, дис. к. т. н. М., 1983.

66. Лецкий Э.К., Панкратов В.И., Яковлев В.В. и др. Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / Под ред. Лецкого Э.К., Поддавашкина Э.С., Яковлева В.В. М.: УМК МПС России, 2001.-668 с.

67. Лисенков В.М. Статическая теория безопасности движения поездов: Учебник для ВУЗов. М.: ВИНИТИ РАН, 1999.

68. Локшин С.М. Интеграция электронных геометрических и текстовых данных об изделии на этапе подготовки производства: Дис. к. т. н. Н. — Новгород, 1999.

69. Лэмл Т., Портер Доналд и др. CCNA-Certified Network Associate. -М: Лори, 1998.

70. Манаков Д.В., Шагубаков М.Р. Адаптивный конструктор для интерактивных задач на масс-параллельных машинах. // В сб. «Материалы XII Международной конференции по компьютерной графике и машинному зрению «ГРАФИКОН-2002»». Н.-Новгород,! 2002. С. 405-408.

71. Мартемьянов Б.В. Методы растровой визуализации пространственных объектов в системах геометрического моделирования: Дис. к. т. н. Самара, 1996.

72. Мартемьянов Б.В., Воронцов И.В., Пугачев А.И., Ратушный В.Э. Система математического обеспечения растровой машинной графики // 4 Всес. конф. по проблемам маш. графики: Тез. докл. — Серпухов: ИФВЭ, 1987.-С. 71.

73. Мартемьянов Б.В. О методе формирования растровых изображений трехмерных объектов с тенями // Методы и средства обработки сложной графической информации: Тез. докл. 2 Всес. конф. Горький: ГТУ, 1985.-С. 58.

74. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. 2е-изд. М.: Мир, 1980 - 662 с.

75. Матвеев С.И., Шубко В.Г. Перспективы примеиениея геоинформационных систем на железнодорожных станциях // Транспорт, наука, техника, управление. М., 1999. №5. - С. 59-61.

76. Матвеев С.И., Коугия В.А., Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии на железнодорожном транспорте: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. С.И. Матвеева. М., УМК МПС России, 2002. -с. 288.

77. Мишанин И.Н. Геометрическое моделирование многогранных конструкций с плоской разверткой поверхности из модульных элементов: Дис. д.т.н. Пенза, 2002.

78. Microsoft Corporation Сети TCP/IP. Ресурсы Microsoft Windows 2000 Server. М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2001 - 784 с.

79. Мураховский В.И. Компьютерная графика. Популярная энциклопедия / Под ред. С.В. Симоновича. М.: Аст-Пресс СКД, 2002.

80. Манько Т.П., Федько В.В. Математическое обеспечение для дифференцирования суперпозиций функций // Препринт АН УССР. №156. -Харьков: Институт проблем машиностроения, 1980. 26 с.

81. Ниязгулов У.Д., Шумский С.П., Легкий В.В. Применение геоинформационной системы на железнодорожной станции // Транспорт, наука, техника, управление. М., 1999. №5. - С.61-62.

82. Новая технология ведения технико-распорядительных актов станций: Учебное пособие для вузов ж.-д.транспорта / Розенберг И.Н., Духин С.В., Замышляев A.M., Цуцков Д.В.; Под ред. Розенбергга И.Н. М.: Маршрут, 2005. - 304 с.

83. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб: Питер, 2001. 672 с.

84. Орельяна И. Land -омания или взгляд профессионала на профессиональный инструмент // CADmaster. 2002 . №1. - С. 49-53.

85. Осипов В.А. Математическое моделирование в автоматизированной системе геометрических расчетов // В кн. «Машинное проектирование, увязка ивоспроизведение сложных деталей в авиастроении. — Иркутск: ЧПИ, 1977. С. 4-14.

86. Осипов В.А. Теоретические основы автоматизации геометрическихрасчетов и машинной графики (автоматизированная система геометрии играфики). -М.: Воениздат, 1985. 80 с.

87. Осипов В.А. Машинные методы проектирования непрерывно-каркасных поверхностей. М.: Машиностроение, 1979. -248 с.

88. Основы Arclnfo.-M.: Дата+, 1996.

89. Основы ArcView. М.: Дата+, 1996.

90. Павловский А.А. Использование геоинформационных технологий // Железнодорожный транспорт. 1999. № 3. - С. 31—34.

91. Павловский А.А. Электронная карта сети железных дорог: функциональные требования и механизмы их реализации // Автоматика, связь, информатика. 1999. № 11. - С. 20-22.

92. Павловский А.А. Состояние и перспективы использования геоинформационных технологий // Автоматика, связь, информатика. 2000. № 6. - С. 28-30. \

93. Попов Е.В. Метод натянутых сеток в задачах геометрического моделирования: Дис. д. т. н. Н.- Новгород, 2001.

94. Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия. Введение. / Пер. с англ. -М.: Мир, 1989.-478 с.

95. Программа информатизации железнодорожного транспорта России на период с 1996 по 2005 г. -М.: МПС РФ, 1995.

96. Прэтт У. К., Сакрисон Д. Д., Мусманн X. Г. и др. Методы передачи изображений. Сокращение избыточности. / Под ред. У. К. Прэтта: Пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1983.-264 с.

97. Рвачев B.JI. Геометрические приложения алгебры логики. Киев: Техника, 1968.- 287 с.

98. Рвачев B.JI. Теория R-функций и некоторые ее приложения. Киев: Наукова думка, 1982. - 552 с.

99. Розенберг И.Н. Использование геоинформационных систем для решения задач размещения пунктов обслуживания при нечеткой исходной информации: Автореф. дис. к. т. н. М., ИЛИ РАН, 2002.

100. Розенберг И.Н., Духин С.В. Геоинформационная технология — важнейшая составляющая современных информационных систем // Автоматика, связь, информатика. 2005. № 7. - С. 8-12.

101. Розенберг И.Н., Духин С.В., Уманский В.И., Замышляев A.M., Ша-повал А.В. Автоматизированная система ведения баз данных технико-распорядительных актов железнодорожных станций // Транспорт: наука, техника, управление. М.: ВИНИТИ, 2003. Вып.5. - С.26-34.

102. Рыжов Н.Н. О теории каркаса // Труды УДН имени Лумумбы.1(11). 1963.- С. 9-19.

103. Райан Д. Инженерная графика в САПР. М.: Мир, 1989. - 392 с.

104. Ротков С.И: Средства геометрического моделирования и компьютерной графики пространственных объектов для CALS технологий: Дис. д. т. н. Н.-Новгород, 1999.

105. Сай В.И. Использование геоинформационных систем на железнодорожном транспорте // Труды научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава «Транспорт-2002». Ростов н/Д: РГУПС, 2002. -Часть 2-С. 92-94.

106. Сидоренко В.Г. Методологическое и алгоритмическое обеспечение автоматизации управления движением поездов метрополитена: Автореф. дис. д. т. н. М.: МИИТ, 2004.

107. Синицын С.А. Теоретические основы точности формообразования и методы оптимизации исходных данных при моделировании технических поверхностей: Дис. д. т. н. Киев, 1991.

108. Синицына Е.В. Применение геоинформационной технологии для железных дорог // Конверсия в машиностроении. 2001. № 1. — С. 104-106.

109. Система использования электронных карт для управления перевозками : ВНИИАС МПС // Каталог выставки -ярмарки «ЭКСПОЖД-2000 МПС». -М., 2000.-2 с.

110. Стоян Ю.Г. Размещение геометрических объектов. Киев: Науко-ва думка, 1975.

111. Стоян Ю.Г., Яковлев С.В. Математические модели и оптимизационные методы геометрического проектирования. — Киев: Наукова думка, 1986. -265 с.

112. Стратегия повышения безопасности железнодорожного транспорта (США) // International Railway Journal. 2003. №5. - p. 14.

113. Смирнов C.H. Разработка информационных моделей для ГИС (Графических Информационных Систем) железнодорожного транспорта // В сб. «Материалы XII Международной конференции по компьютерной графике и машинному зрению «ГРАФИКОН-2002»». Н.-Новгород, 2002.

114. Сомов В. и др. Опыт использования AutoCad Map 2000 // CADmas-ter. 2000. № 1. - С. 26 - 29.

115. Сайт системы Autodesk Land Development Desktophttp://www. autodesk.com/landdesktop)

116. Темников Ф.С., Афонин Д.К., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. М.:Энергия, 1982. - 512 с.

117. Тренажеры горочного комплекса (ТГК) / Под науч. рук. В.И. Хабарова. Новосибирск, СГУПС, ЗАО «СофтЛаб-НСК» (СО РАН), 2004. -10 с.

118. Тюрина В.А. Разработка методов преобразований каркасной модели в задаче синтеза образа ЗО-объекта по его проекциям: Дис. к. т. н. Н. -Новгород, 2003.

119. Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. М.: Мир, 1982. - 304 с.

120. Хори Б., Минский М., Сиран И., Уинстон П. Психология машинного зрения / Перевод с англ. под ред. В.Д. Стефанюка. М.: Мир, 1978.

121. Четверухин Н.Ф. Курс начертательной геометрии / С учетом принципов программированного обучения / Для втузов. М., 1968.

122. Шарафетдинов И.Г. Применение геоинформационных систем в ЦУП дороги //Служба перевозок Красноярской дороги. ИК 14042Д. Красноярск, 1999.-2с.

123. Шаталов А.А. Разработка базовых операций пространственных преобразований и их использование для профессионального тестирования: Дис. к. т. н. Ростов-на-Дону, 1999.

124. Шварцфельд B.C. Теория и практика проектирования развития региональной сети железных дорог на основе геоинформационных технологий: Автореф. дис. д. т. н. М.: МИИТ, 2001.

125. Шенфилд Дж. Математическая логика. М.: Наука, 1975.

126. Шикин Е.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. М.: Диалог -МИФИ, 1995.

127. Шишкин В.В. Принципы модернизации комплексных тренажеров экипажей JIA // Научный вестник Московского Государственного Технического Университета Гражданской Авиации. М., 2002. - № 48. - Серия Авионика.

128. Шкурина JI.B. Методические основы диагностики и оценки совокупного экономико-технологического потенциала // Транспорт: наука, техника, управление. М.: ВИНИТИ, 2003. № 12. - С. 49-51.

129. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии М.: Финансы и статистика, 1998.

130. Юков И.Е. Создание объектно-ориентированной среды для разработки трехмерных графических приложений: Дис. к. физ.-мат. н. М., 1996.

131. Якунин В.И. Геометрические основы систем автоматизированного проектирования технических поверхностей. М.: МАИ, 1980 - 86 с.

132. Acton F.S. Numerical Methods that Work. Harper and Row, 1970.

133. Bezier P. Example of an Existing System in the Motor Industry: The UNISURF System Proc. Roy. Soc. Lond. A321, 1971. P. 207-218.

134. Bezier P. Mathematical and Practical Possibilities of UNISURF. In

135. Computer-Aided Geometric Design. ( R. E. Barnhill and R. F. Reisenfeld-eds.).- Academic Press, 1974.

136. Braid I.C. Designing with Volumes. Can tab Press. Cambridge, 1973.

137. Butterfield K. R. Ph. D. Thesis. Brunei University Uxbridge. Middlesex,1978.

138. By (Woo Т. C.) Computer-Aided Recognition of Volumetric Designs. In Advances in Computer-Aided Manufacture. (D. Mc Pherson, ed.) North Holland Publishing Co, 1977.

139. Bui Tuong Phong:-Illumination for Computer Generated-Catalin Roan and Takayuki Kimura 'VLSI perspective of real-time hidden-surface elimination', Computer-Aided Design. USA. - 1981. Vol 13. № 2.

140. I. E. Sutherland, R. F. Sproull, R. A. Schumacker. A Characterization of Ten Hidden-surface Algoritms. Computing Serveys. 1974. Vol 6, № 1 January.

141. Coons S.A. Surfaces for Computer Aided Design of Space Forms. Report MAC-TR-41. Project MAC. M.I.T.

142. Curry H.B., Schoenberg I.J. On Polya Frequency Functions IV: The Fundamental Spline Functions and their Limits. Об Analyse Math. 1966. № 17 - P. 71-107.

143. Faux D., Pratt M.J. Computational Geometry For Decign And Marufac-ture. -NewYork, 1979.

144. Fines-Smith K. A. A structured approach to the analysis and design of a train driving simulator./Математическое обеспечение тренажеров для обучения машинистов. The GEC Journal of Research. - 1995. № 1. Вып. 12 - С. 33- 42 .

145. Gordon W.J., Riesenfeld R.F. B-spline Surves and Surfaces. In Computer Aided Geometric Design (R.E. Barnhill and R.F.Riesenfeld eds.). -Academic Press, 1974.

146. Heermann Ph. D. Production Visualization for the ASCI One Tera- . FLOPS Machine // Proceeding of the 9th Annual IEEE Conference on Visualization (VIS 98). - N. Y.: ACM Press, Oct. 18-23, 1998.-P. 459-482.

147. Hill W. The logic in driver training simulation // European Railway review. -2004. -№ l. p. 37-41.

148. Laval P. A la decouverte de Train Simulator / Тренажер для обучения машинистов. -Vie rail et transp. Вып. 2811. Code ISSN: 0042-5478, 2001. -P.46-47.

149. Mitchell A.R. and Wait R. The.Finfte Element Method in Partial Differential Equations. Wiley Interscience, 1977.

150. Newman W. M., Sproull R.F. Principles of Interactive Computer Graphics.-McGraw-Hill, 1973.

151. Qin Yong, Liu Feng, Zhou Zhi-min, Lai Wen-bin, Jia Li-min Исследование областей применения ГИС в Китайском управлении железными дорогами // Zhongguo tiedao kexue. 2003. № 24. - p. 7.

152. Training signalers through simulator // Railway Gazette international. -2001. № 10-P. 695-696.

153. Veron M., Ris G., Musse J.P. Continuity of Biparametric Surface Patches. Computer Aided Design. 1976. № 8, 4. - P. 267-273.

154. Visualization in Scientific Computing. Special Issue. // ACM SIGRAPH Computer Graphics.-November 1987. Vol. 21. №6.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00