CN1942912A - 用于模拟火车和轨道的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种火车模拟器，使用沿着实际火车路线的轨道物件的实际位置和身份，来模拟沿着实际轨道路线的火车的操作。一旦确定了轨道物件及其位置，可使用所述轨道物件及地貌的软件模型，来模拟所述轨道物件及其周围地貌，所述软件模型存储于轨道物件模型和布局模型的数据库中。所述轨道以及沿着所述轨道的轨道物件和周围地貌，能够被更真实地模拟。

Description

用于模拟火车和轨道的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种方法和设备，通过所述方法和设备能够在电脑上模拟实际的火车行程。

背景技术

被熟知的是，由电脑驱动的火车模拟器使火车司机们的培训无需冒设备和安全的风险。为了在模拟器上复制一种真实的运行，在模拟过程之前，有必要重新创建一种当在给定路线上驾驶火车时由火车司机所观察到的轨道以及景物的详确的视觉代表物。在现有技术中，对将被模拟的轨道路线的轨道物件(例如，直轨道、弯道、斜坡、岔道、十字路口、标志物、信号灯等)进行建模，可对于每种轨道物件使用适合的软件模型进行模拟，这些轨道物件之后被沿着轨道手工“放置”在适合的位置。现有技术中火车模拟器的问题在于，当进行手工操作时，以三维方式设置具有景物代表物的轨道物件模拟物所涉及的处理，当涉及长距离时，非常耗费时间。因此，当在给定路线上的轨道物件发生改变时，不能容易地更改所述轨道代表物。存在对这样一种方法及设备的需求，通过所述方法和设备能够在三维模拟实际的火车路线，而无需手动构建轨道物件模拟物。

发明内容

在此提出一种在电脑上模拟包括周围地带在内的实际铁路轨道的方法和设备。在较佳实施例中，轨道物件，例如直轨道区段和弯轨道区段，轨道转辙器，平面闸口，信号灯等，被确定(确认)，并通过诸如纬度和经度的地理坐标而沿着数据火车路线进行设置。每种轨道物件的电脑模型，从轨道物件模型数据库中被复制并被存储于在此表示为模拟文件的一个文件中，所述电脑模型能够使电脑显示每种轨道物件的三维模拟情况。所述模拟文件使各轨道物件的模型的合集，通过电脑使用每种轨道物件来创建沿着数据火车路线而存在的轨道物件的三维模拟情况。通过随后从所述模拟文件中读取并执行各轨道物件模型，电脑能够随后模拟轨道物件，就像其会出现在实际轨道的沿线那样。

一旦一种轨道物件被确定并完成设置，通过包括不同经度和纬度的地形信息在内的一种或多种公开使用的数据库，来确定轨道物件的周围环境。电脑生成轨道物件及其周围地带的模型以及地表情况，并将其显示在屏幕上，以此来表现一种数据轨道物件的在屏模拟以及其环境的在屏模拟。通过获知沿线的轨道物件的位置，能够通过电脑从一个或多个数据库中读取适合的代表物，来模拟所述位置周围的乡村、高度、气候、以及其他物件。

附图说明

图1是包括多种轨道物件的在起点与终点之间延伸的实际轨道路线的示意图；

图2是电脑模拟的轨道和轨道物件的绘图；

图3是用于模拟轨道路线以及该轨道路线上火车的设备的框图；

图4A是模拟实际轨道路线的方法的流程图；

图4B是图4A所示流程图的后续部分；

图4C是图4A所示流程图的后续部分。

具体实施方式

图1是实际火车路线10的示意图，实际火车路线10包括在起点14与终点16之间延伸的实际铁路轨道12的一个区段。起点14和终点16可为两个城市(在图1中未显示)，在这两个城市之间延伸数百或可能数千英里的轨道12。起点14和终点16还可为两个火车停车场，或两个火车站，或沿着火车路线的其他任何两个点。

“轨道物件”出现在沿着起点14与终点16之间的轨道12的不同位置，“轨道物件”为对于火车司机重要的事物。“轨道物件”包括，但不局限于，直轨道段和弯轨道段，火车信号灯或标志物(在图1中通过参考标号18和24而确认)，轨道转辙器(在图1中通过参考标号20和22而确认)，所述轨道中的弯曲和弯转(在图1中通过参考标号19而确认)，行人或汽车闸口(在图1中通过参考标号21而确认)，和/或斜坡(即上坡或下坡，在图1中通过参考标号26而确认)，或其他因素，例如桥梁，高架输电线，隧道，站台(在图1中未显示)。

每种轨道物件是在起点14与终点16之间延伸的实际火车轨道12的一部分。因此，每种轨道物件具有其自身的身分(即是什么)以及其自身的沿着火车路线10的实际位置。通过获知一种具体的轨道物件是什么以及其位置，电脑能够在显示装置上生成所述轨道物件的三维模拟情况，就如同对于处在沿着轨道12行驶的火车头中的火车司机所展现的那样。当电脑模拟一种轨道物件时，向观看该电脑的显示装置的人展示电脑生成的影像，所述电脑生成的影像再现了当火车头沿着实际轨道路线行驶时处于该火车头中的火车司机所看到的情况，这种影像的示例显示在图2中。通过获知所述轨道物件的沿线位置，其高度和周围地带能够被模拟显示，从而增加了模拟火车运行的真实度。

为了本公开内容的目的，所述术语“模拟”应被解释为包括电脑程序指令的执行，通过这样，电脑在显示装置上展示一系列电脑生成的影像，表现了体验沿着火车轨道运动的三维模型。“模拟”包括再现当火车司机驾驶火车时所体验的任何感受。因此，模拟能够包括火车司机的任何感受体验。

模拟三维运动的程序对于本领域技术人员是熟知的。福莱特模拟器(Flight Simulator)是现有技术中的程序的一个示例，可在二维显示器上模拟三维运动。在电脑显示上模拟运动的技术与在此所公开并要求权利要求的本发明没有密切关系，因而为了简洁省略这类技术的描述。

确定轨道物件的位置的一种方法，是通过一种相对的位置描述物，例如根据一个和多个参照点或路标的具体的距离。虽然相对位置可用于确定轨道物件的位置，不过确定位置的一种较佳的方法是通过经度和纬度坐标，这是因为经度和纬度明确确定了沿着火车线路10的轨道物件的位置。如在此所使用的，轨道物件的“定位”应被认为是通过经度或纬度坐标，或者通过一个或多个相对的描述物来确定的。

在图1中，火车路线10的实际起点14和实际终点16通过经度和纬度坐标被唯一地确认。所述起点的坐标被确认为Lat1和Long1。终点16的坐标被分别确认为Lat5和Long5。

铁路信号灯18位于Lat2和Long2。轨道转辙器20位于Lat3和Long3。第一轨道转弯19位于(Lat1A，Long2)与(Lat2，Long2)之间。第二轨道转弯19位于(Lat4，Long4)与(Lat6，Long6)之间。直轨道各段也能够被认为是一种轨道物件，并具有起始位置和结束位置。

火车在沿线可能遇到的各类轨道物件中的每种，均在软件中被模拟。基于软件的轨道物件模型包括：使电脑在与其相连的显示装置上所展现的电脑指导和数据，和包括模拟火车相对于各轨道物件运动的具体轨道物件的三维模拟。通过将一系列轨道物件模拟连接到一个文件中，电脑能够读取连续的软件模型，并将其中的每个模型顺序地展现在显示装置上，使得所述连续的三维模拟产生一种火车沿着实际轨道路线行驶的模拟情况。

图3是用于模拟一种实际轨道线路和用于模拟位于所述模拟轨道上的火车的电脑系统200的框图。一个或多个容易获得的个人电脑，将具有足够的处理能力来执行前述的模拟。

中心处理器单元或“CPU”执行轨道和火车模拟程序，该模拟程序较佳地存储于随机存取存储器(RAM)212中。在其最基本的级别，存储于存储器中的所述轨道模拟程序指令促使CPU 210执行许多操作。在至少一个实施例中，电脑系统200从在相同的CPU中运行的另外一个程序中接收轨道物件的身分。一旦轨道物件被确认，运行在CPU 210上的轨道模拟程序从轨道物件模型数据库224中读取所述轨道物件的软件模型，并将该轨道物件的软件模型复制到模拟文件中。所述模拟文件能够位于RAM 212中或一种大容量存储装置225中，例如一种硬盘驱动器之中。

在对一种轨道物件的模拟被存储为所述“模拟文件”的一部分之后，第二种轨道物件能够被确定并被确认(通过输入/输出端，或从轨道物件文件中读取，或从另外一个程序中读取)。当轨道物件被确定时，对其进行模拟的所述文件被从轨道物件模型数据库224中读取，并被复制到所述模拟文件的存储装置(RAM 212或大容量存储器225)中。这样，一种实际轨道段的模拟能够通过存在于两个位置之间的各种轨道物件的模型而建立或构建。

在一个较佳实施例中，在RAM 212中的所述程序指令使CPU 210接收或获取轨道物件的身分和位置。当获取到轨道物件的位置时，能够从另外一个数据库，有时是存储于另外一个存储装置中的数据库之中，获得所述轨道物件的地貌数据。轨道物件的地貌数据包括，但不局限于，海平面以上或以下的高度。地貌数据能够被用于确认一种轨道物件是否位于山区或处于其他类型的地貌。通过使用轨道物件的地理位置，该轨道物件的高度能够被用于确认该轨道物件附近的地貌的类型。

为了本公开内容的目的，所述术语“周围”和“附近”应被认为是同义的，并广义地被解释为是指接近或邻近所述轨道物件的区域。邻近轨道物件的地貌可包括几百英尺范围内的表面特征，但邻近地貌还可包括轨道物件几英里范围内的山脉和谷地。

一旦获知地貌，该地貌的软件模型能够被电脑系统200执行，以展现来自火车司机角度的地貌的三维体验。当确定了地貌的高度时，电脑系统200接入地貌模型的数据库并能够将所述地貌的模拟模型增加到所述轨道物件模型中，使得所述轨道物件及其周围地貌均以在显示装置上的电脑生成的影像的方式被模拟和表现。

在一个较佳实施例中，轨道物件周围地貌的模拟被加入到所述模拟文件中，使得当轨道物件被模拟时周围的地貌也被模拟，这样增加了所述模拟的真实度。如上所述，存储于存储器中的程序指令使CPU 210在显示装置218上同时展示了对于所述轨道物件和所述地貌数据的模拟。

如同所熟知的，可执行的程序通常使从盘驱动器和其他大容量存储装置中读取的，之后所述程序从其执行处被复制到RAM 212中。程序和数据从一个或多个盘中被复制，并之后通过总线216被CPU 210所执行，总线216将CPU 210连接到RAM 212和ROM 214，不过其还将CPU 210连接到存储了各种数据库和文件的大容量存储装置220，222，224，225和226。

虽然大容量存储装置220，222，224，225和226被显示为分立的装置，它们也能够被具体为一个单一的大容量存储装置，其被划分为多个逻辑装置，每个逻辑装置单独存储数据。适合的大容量存储装置的示例可为CD-ROM，DVD，本地存取或通过网络远程存取的一个或多个硬盘驱动器。本领域技术人员已知，CD-ROM和DVD对于存储其上的数据，不是很适合提供快速存取。因此，模拟文件通常会被存储在硬盘驱动器上。(可执行的程序也可以被存储于只读存储器和ROM 214之中)

输入/输出端217(其可为分立的电脑)有效连接到CPU 210，并能够使用户控制模拟系统200的操作。输入/输出装置217还能够进行诸如火车线路选择的操作，不过其也能够将所述轨道及轨道物件的模拟，显示在诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示(LCD)屏、投影电视或其他显示装置的显示装置218的屏幕上。输入/输出装置，即CPU和显示装置的具体布局，对于在此公开并要求权利要求的本发明，不是关键的。

在一个实施例中，四个不同的物理或逻辑存储装置220，222，224和226中的每一个单独存储一种数据库。如上所述，这类装置能够被具体为硬盘驱动器，CD-ROM驱动器，磁带或甚至于软盘驱动器或DVD。这类装置是物理驱动器还是逻辑驱动器并不重要。以参考标号225确认的硬盘驱动器存储由各种轨道物件的模拟所构建的模拟文件。

存储装置220被标记为“轨道路线数据”，其为在区域中不同地点之间的实际轨道路线的数据库。所述轨道路线数据库将包括各参数，例如轨道路线的起点和终点，较佳地为所述起点和终点的经度和纬度坐标。

第二存储装置222被标记为“地貌数据”，其为各地点的地貌高度信息的数据库。该数据库通过模拟软件而使用，以获取所述各地点的高度，所述高度由火车路线经过的区域中的经度和纬度或一种相对的描述来确认。通过获知轨道物件的高度，执行火车模拟器功能的所述软件能够更详确地模拟火车的爬坡或下坡，或者模拟火车头的高或低的海拔高度。轨道数据库的一个示例是由美国地理服务(United States Geological Service)提供的数据库，其他政府的各机构可能也会提供相同的或相当的信息。私人公司也可能提供地貌数据。根据地理坐标提供高度数据的任何数据库也可用于使用轨道物件高度的本发明的各实施例中。所述高度可被存储于所述地貌数据库中并依照不同的格式，例如，USGS数字高度模型(DEM)或数字线曲线图(DLG)。存储于第二存储装置222中的所述地貌数据，较佳地包括对于沿着每种可能的轨道路线的每种轨道物件的地貌数据，所述轨道路线存储于基于第一存储装置220的所述轨道线路数据中。在至少一个可替换的实施例中，所述地貌数据还可包括气候信息。在这样一个实施例中，用于所述火车头的气候条件能够被获取并传送给模拟所述火车及火车头的软件。

第三存储装置224被标记为“轨道物件模型数据库”。该轨道物件模型数据库存储电脑文件，通过所述电脑文件，电脑，如CPU 210，能够模拟轨道物件，例如图2中显示的轨道物件。如上所述，模拟需要生成各轨道物件的三维代表物，并将其显示在二维显示装置218上，类似于当火车头沿着轨道行驶时从火车头角度表现所述轨道物件的方式。所述轨道物件模型数据库存储各种软件代表物，包括直铁路轨道，轨道转辙器，信号灯，各种相左和向右的轨道转弯，轨道路基，向上或向下的轨道斜坡，平面闸口，天桥或可沿着火车轨道出现的其他物件。各轨道物件的所述软件代表物能够使电脑在屏幕上展示电脑生成的影像，该影像制造出朝向或远离每种轨道物件的运动的景象。通过从轨道物件模型数据库存储装置224中将各轨道物件模型复制到硬盘驱动器225上的模拟文件中，CPU 210能够在以后从所述模拟文件中读取并执行连续的轨道物件模拟，并将沿着实际火车路线的每种轨道物件的模拟显示在显示装置218上。

第三存储装置224还能够存储地貌的不同类型的软件模型。当确认了一种轨道物件的地貌时，模拟所述地貌周围的一个或多个程序能够读取第三存储装置224中的其模型，并将所述模型加入到所述模拟文件中，用于在晚些时候执行。

在另一个实施例中，第四存储装置226存储表面覆盖信息。存储于存储装置226中的表面覆盖信息数据库中的信息，包括在不同经度和纬度坐标下的表面覆盖的可电脑执行的描述物(即模拟物)。例如，所述表面覆盖数据库可包括各文件，通过所述文件，所述CPU可在显示装置上生成城市区域、乡村区域、河流、森林、水面、植被的代表物，和房屋密度以及其他表面特性。

如上所述，图2的系统200使用了火车路线10的起点14和中点16的实际位置来模拟轨道12和其周围情况。只要沿着轨道12的实际物件被确认而且沿线的轨道物件的模型可得到，则轨道的几乎任何部分都能够被模拟。换句话说，CPU 210能够在显示装置上展示存储于前面提到的所述模拟文件中的轨道物件模拟物的任何序列。通过将轨道物件的模拟与轨道物件的高度和/或周围乡村的模拟相结合，可实现更逼真的实际轨道模拟。

虽然图2中的电脑系统200能够展现沿着实际轨道区段而存在的轨道物件及景物的模拟，电脑系统200也能够模拟火车沿着被模拟轨道区段而行驶的情况。换句话说，系统200也能够用于生成自模拟的轨道区段的模拟和显示。在这种应用中，起点和中点以及地貌模型能够被按照需要而选择。

现有技术中的电脑驱动火车模拟器已被熟知，其示例在Mosier的美国专利4,041,283“铁道火车控制模拟器和方法(Railway Train Control Simulatorand Method)”和Nickles等人的美国专利4,853,883“用于铁道火车的模拟操作和控制的设备和方法(Apparatus and Method for Use in SimulatingOperation and Control of a Railway Train)”中进行了公开。在图2中显示的CPU 210应被认为代表能够模拟所述轨道也能够模拟火车的一个或多个处理器/电脑。因为火车行驶经过的地貌会影响火车的操作方式，所以火车的模拟将通过被模拟的火车行驶所经过的轨道而被影响。因此，较佳地，将火车模拟与轨道模拟结合起来，使得轨道状态能够被包括在火车的模拟中。

图4A显示了用于模拟沿着实际轨道区段的火车的方法的各步骤。程序在步骤302开始执行，其中通常包括诸如清空显示装置218、在显示装置218上显示开始标志、和/或在输入/输出端217请求操作员输入等步骤。

在步骤304，在一个实施例中，对于沿着轨道区段将被模拟的火车的各参数，向用户进行请求，并通过输入/输出端217从该用户接收所述各参数。通过示例，在步骤304，用户将确定火车头的数量、车厢的类型和数量，而且车厢的负载也能够被确定。这些参数将影响通过电脑系统200进行模拟的火车的操作特性。

在步骤306，用户通过输入/输出端217使用输入命令从轨道路线数据库308中选择轨道路线。如上所述，所述轨道路线数据库存储于对于CPU 210为可存取的存储装置220中。在步骤306中，用户能够选择列在轨道数据库308中的一个或多个连接轨道区段，以构建被模拟的火车将要行驶经过的轨道路线。通过示例，用户可选择穿越南部各州的芝加哥与洛杉矶之间的火车路线。可替换地，用户可选择穿越北部各州的在芝加哥与洛杉矶之间延伸的火车路线。

在步骤308，CPU 210从输入端217中或从轨道路线数据库308中读取在步骤306中选择的所述路线的起点的实际位置。在步骤310，以一种类似的方式读取所述路线的终点的实际位置。在一个较佳实施例中，轨道物件和起点和终点的实际位置均可通过经度和纬度坐标来确定。

在所述起点与所述终点之间，是一个或多个“轨道物件”，这些轨道物件在此被认为是轨道条件、或沿线出现的事物、或铁路轨道的一部分的事物。轨道物件的示例包括但不仅限于：直轨道或弯轨道区段，轨道转辙器，火车信号灯，轨道转弯，向上或向下的斜坡或山，汽车和行人可能穿越的平面闸口，桥梁，或在所述被模拟的火车前方或后方的其他火车。轨道物件能够通过电脑系统200被模拟，使得这些轨道物件出现在显示装置218上，就像从火车头上所体验的那样。

在步骤312中，CPU 210从输入/输出装置217中或从轨道物件文件中，读取或被提供“轨道物件”。轨道物件文件是确定了一系列独立轨道物件的电脑文件，其中包括某种轨道物件的实际位置。轨道物件也能够从轨道物件数据库(在图2中未显示)或从外部数据源，例如在电脑系统200之外但可通过数据网络(未显示)被电脑系统200进行存取的文件，通过文件传输而被输入到电脑系统200中。为了本公开内容的目的，从文件中读取轨道物件和从终端接收输入字符串或命令，是相同事物的不同实施例，即，为电脑获取或通过电脑获取轨道物件的身份和/或位置。

如上所述，当轨道物件的实际位置被提供或由电脑系统获取，并较佳地通过经度和纬度坐标而得到时，轨道物件被“确定”或“确认”。因为所述经度和纬度毫不含糊地确定了轨道物件的位置，其也能够从上述的其他数据库中得到周围地貌数据。在一个可替换的实施例中，能够通过轨道物件与路标的关系，例如相对于可识别点或位置的特定距离或方向，来确定轨道物件的实际位置。

在步骤312中获取了轨道及其实际位置之后，在步骤316中执行一种检测，以确定在步骤312中获取的所述轨道物件的实际位置是否处于或接近在步骤310中获得的所述路线的终点。如果所述轨道物件接近所述路线的终点，则程序控制执行步骤332，如图4C所示，图4C将在下面进行更详细的描述。如果所示路线的终点还未到达，则程序控制执行步骤318，如图4B所示。

步骤318是在轨道物件被确定为不处于所示轨道路线的终点之后而执行的。换句话说，如果所示轨道路线的终点还未到达，则从由图4B中的参考标号320所确认的地貌数据库中，读取所示轨道物件的周围地貌信息，所示地貌数据库的示例包括美国地理服务地貌数据库。本领域技术人员将认识到，也可以使用其他出版社的其他地貌数据库。如图2所示，周围地貌信息能够被存储于诸如图2中由参考标号222所确认的装置的一个或多个存储装置中。

轨道物件的周围地貌的信息是使用所示轨道物件的实际位置而获取的。在一个实施例中，轨道物件的经度和纬度能够被用作诸如美国地理服务地貌数据库的数据库中的索引，以获取诸如所述轨道物件高度以及所述轨道物件周围表面区域信息的信息。通过示例，如果轨道物件的经度和纬度已知，则其高度、周围气候和表面覆盖能够被容易地确定。周围地貌信息包括但不仅限于诸如如下信息，即一年中给定时间的周边温度，和周围区域(例如城市或乡村，平原或山区)。

在步骤322，所述电脑从在图4B中由参考标号324所确认的给定物件模拟文件数据库中，读取给定物件模拟数据。这些文件能够使电脑系统200将在步骤312中获取的出现的轨道物件模拟并显示在显示装置218上。轨道物件模拟数据可包括电脑CPU 210将轨道物件的体验代表物展现在显示装置218上的方式的信息。例如，轨道物件模拟数据能够使CPU 210在显示装置218上展示轨道转辙器或被模拟的火车行驶速度下的轨道信号灯的模拟。

轨道物件模拟数据库324被存储于轨道物件数据库存储装置224中。这样一种存储装置由图2中的参考标号224确认。轨道物件的软件模型，例如直轨道、转辙器、信号灯等，被存储于轨道物件存储装置224中，CPU 210能够从中读取所述轨道物件的软件模型并将其复制或附加于前文所述的模拟文件中。

在步骤326和328中，在步骤322中获取的所述轨道物件模拟数据和在步骤318中获取的地貌信息，被用作上述模拟文件的一部分。所述模拟文件包括使CPU 210显示每种轨道物件的三维体验的代表物的各软件模型。一旦所述模拟文件被完成，所述CPU能够将所述模拟文件的内容在显示装置218上展示为各物件的顺序的出现，从而向模拟器200的用户展示了在起点与终点之间的实际火车路线的完整的模拟情况。

当这些模拟文件被执行时，在步骤330检测到所述路线的终点，因此程序执行步骤332，如图4C所示。在步骤332，在步骤326和328中完成的所述模拟文件被从存储器(较佳地为RAM)读物，并之后在步骤334中将所述轨道物件数据输出到火车模拟器软件336。火车模拟器软件336针对不同的轨道物件对被模拟的火车的各组件的行为进行模拟。向火车模拟器336输出所述轨道物件及其位置，能够在显示装置218上对于在步骤304中确定的所述火车的操作进行更详确的模拟。如果，例如轨道物件包括被模拟的火车所必须经过的山，由于斜坡而增加的火车头能够通过电脑系统200进行模拟，使在显示装置218上的轨道展现得较慢，使其显示为所述火车由于正在爬坡而减慢。在步骤335，在步骤318中获取的地貌数据能够被输出到所述火车模拟器，以修正所述周围地貌模拟在显示装置218上的显示。

在步骤340，在显示装置218上展现了完整的模拟情况，包括沿着所述轨道的火车的模拟行驶，所述轨道物件的出现，和周围乡村。程序循环执行回到步骤332，直到在步骤342中检测到所述模拟文件结束。当所述模拟文件结束时，在步骤344程序执行结束。

回到步骤330，在由于所述火车路线的终点还未到达，程序控制回到步骤312，此时，下一个轨道物件从输入/输出端217获取，或从文件或其他来源读取。在步骤316中检测所述轨道路线的终点，此后，恢复所述轨道物件的地貌信息和所述轨道物件的模拟数据，如前面根据步骤318和322所述。

如前所述，通过使用能够展现周围地貌的实际轨道物件地点和使用当火车通过实际轨道路线时的火车行为的更逼真的模拟，显然能够实现更真实和更逼真的火车模拟。通过使用经度和纬度坐标来确定轨道物件的位置，描述所述地貌和周围表面覆盖区域的数据库，能够用于详确地再现能够实时创建的轨道模拟。

虽然较佳实施例是根据存储于模拟文件中的轨道物件模型，并将其连续读取和执行，不过本发明的一个可替换的实施例未使用模拟文件，而是当需要时实时执行轨道物件模型。在这样的可替换的实施例中，实际火车路线的布局被确定，从而各轨道物件的顺序也被确定。向电脑指定或通过电脑确定第一轨道物件。当轨道物件被确定时，其软件模型从存储器中被恢复，并通过电脑被执行。

当一种轨道物件被模拟时，电脑读取所述轨道路线描述物，并获取第二轨道物件的身份。当第二轨道物件被确定之后，其软件模型从存储器中被恢复，并准备在第一轨道物件的模拟结束之后执行。

在一个可替换的实施例中，未使用模拟文件，轨道物件能够。轨道物件可通过终端被输入到所述模拟器软件。轨道物件也可通过清单或表格的条目来确定，所述条目可通过电脑读取，以确定各轨道模型应展现的顺序。

如上所述，应该是明显的是，实际火车的运行能够通过对实际火车路线的模拟而被模拟。对于实际轨道物件周围所存在的景物和地面覆盖的模拟，能够使模拟更真实。

Claims (31)

1、一种在电脑上模拟实际轨道路线的方法，该方法包括以下步骤：

为所述电脑确定沿着实际轨道路线的轨道物件；

通过所述电脑读取轨道物件数据库，以获取所述轨道物件的软件模型，通过所述软件模型，能够在所述电脑上模拟所述轨道物件；所述电脑使用所述轨道物件的所述软件模型，在显示装置上展现所述轨道物件的模拟。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述确定沿着实际轨道路线的轨道物件的步骤，包括确定所述轨道物件的位置的步骤。

3、根据权利要求2所述的方法，进一步包括以下步骤：

为电脑确定可从中读取所述轨道物件附近地貌的地貌信息的地貌数据库；

从所述地貌数据库中读取所述轨道物件的地貌信息；

读取地貌模型数据库，以获得所述轨道物件附近地貌的软件模型，通过所述软件模型，能够在所述电脑上模拟所地貌；和

所述电脑展示所述轨道物件附近地貌的模拟。

4、根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述轨道物件的所述软件模型存储于模拟文件中。

5、根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

读取可从中获取所述轨道物件周围地貌的表面覆盖信息的表面覆盖数据库；

读取一表面覆盖模拟数据库，以获取所述轨道物件周围表面覆盖的软件模型，通过所述软件模型，能够在电脑上模拟所述轨道物件周围的所述表面覆盖；和

所述电脑生成所述轨道物件周围的所述表面覆盖的模拟。

6、根据权利要求3所述的方法，其中从所述地貌数据库中输入到所述电脑的所述信息，包括来自美国地理调查数据库的信息。

7、根据权利要求2所述的方法，其中所述实际位置包括所述轨道物件的经度和纬度坐标。

8、根据权利要求3所述的方法，其中所述附近地貌的信息包括所述第一轨道物件的位置的高度。

9、根据权利要求3所述的方法，其中所述附近地貌的信息包括所述第一轨道物件的位置的气候信息。

10、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一轨道物件包括如下中的至少一个：

直轨道区段；

轨道转辙器；

火车信号或标志物；

轨道闸口；

轨道转弯；

轨道斜坡；

桥梁；

站台；

隧道；

高架输电线。

11、一种在电脑上模拟实际轨道路线的方法，该方法包括以下步骤：

为所述电脑确定沿着实际轨道路线的轨道物件；

确定所述轨道物件的实际位置；

通过所述电脑读取轨道物件模型数据库，以从中获取所述轨道物件的软件模型，通过所述软件模型，能够在所述电脑上模拟所述轨道物件；和

所述电脑使用所述轨道物件的所述软件模型，在显示装置上生成所述轨道物件的模拟；

所述轨道物件的模拟包括所述轨道物件附近实际地貌的模拟。

12、根据权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述轨道物件的所述软件模型存储于模拟文件中。

13、根据权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：

所述电脑获取所述轨道物件附近地貌的表面覆盖信息；

所述电脑获取所述轨道物件附近地貌的软件模型；和

所述电脑生成所述轨道物件附近的所述表面覆盖的模拟。

14、根据权利要求11所述的方法，其中所述实际位置包括所述轨道物件的经度和纬度。

15、根据权利要求11所述的方法，其中所述附近地貌的信息包括所述第一轨道物件的位置的高度。

16、根据权利要求11所述的方法，其中所述附近地貌的信息包括所述第一轨道物件的位置的气候信息。

17、根据权利要求1所述的方法，其中所述轨道物件包括如下中的至少一个：

直轨道区段；

轨道转辙器；

火车信号；

轨道闸口；

轨道转弯；

轨道斜坡；

桥梁；

站台；

隧道；

高架输电线。

18、一种在电脑中对沿着轨道路线的火车的操作进行模拟的方法，包括以下步骤：

确定将要被模拟的实际轨道路线的起点和终点；

为所述电脑确定所述轨道路线的起点与终点之间的轨道物件的位置和身份；

通过所述电脑读取轨道物件数据库，以获取所述轨道物件的软件模型，通过所述软件模型，能够在所述电脑上模拟所述轨道物件；

所述电脑从地貌数据库中获取所述轨道物件周围地貌的信息；和

所述电脑使用所述轨道物件的所述软件模型和所述地貌信息，在连接到所述电脑上的显示装置上展现所述轨道物件的模拟。

19、根据权利要求18所述的方法，进一步包括以下步骤：

向所述电脑输入经过所述轨道路线的火车的各参数；

所述电脑在显示装置上展示经过所述轨道物件的火车的模拟。

20、根据权利要求18所述的方法，进一步包括以下步骤：

模拟所述火车对于所述轨道物件周围地貌的反应。

21、根据权利要求19所述的方法，进一步包括以下步骤：

所述电脑读取所述第一轨道物件附近地貌的表面覆盖的模拟。

22、根据权利要求18所述的方法，其中从所述第一数据库输入到所述电脑的所述信息，包括来自美国地理调查数据库中的信息。

23、根据权利要求18所述的方法，其中所述实际位置包括所述轨道物件的经度和纬度坐标。

24、根据权利要求18所述的方法，其中所述第一轨道物件包括如下中的至少一个：

直轨道区段；

轨道转辙器；

火车信号；

轨道转弯；

轨道斜坡；

桥梁；

站台；

隧道；

高架输电线。

25、一种在电脑中对沿着实际轨道路线的火车的操作进行模拟的方法，包括以下步骤：

为所述电脑输入沿着所述实际轨道路线的轨道物件的经度和纬度坐标和身份；

所述电脑从存储装置中获取所述轨道物件的软件模型；

将所述轨道物件的所述软件模型存储于模拟文件中；

所述电脑执行所述模拟文件中的所述轨道物件的所述软件模型；和

所述电脑在显示装置上显示所述轨道物件的三维模拟。

26、一种在电脑中对沿着实际轨道路线的火车的操作进行模拟的方法，包括以下步骤：

为所述电脑输入沿着所述实际轨道路线的轨道物件的位置和身份；

从轨道物件模拟数据库中获取所述轨道物件的软件模拟；

从地貌数据库中获取所述轨道物件的位置的地貌信息；

从表面覆盖数据库中获取所述轨道物件的位置的本地地面覆盖信息；

获取所述轨道物件周围的表面覆盖的软件模拟；

将所述轨道物件的所述软件模拟存储于模拟文件中；

将所述表面覆盖的所述软件模拟存储于所述模拟文件中；

使用存储于所述模拟文件中的所述轨道物件的所述软件模拟，在显示装置上显示所述轨道物件的模拟；

使用存储于所述模拟文件中的所述表面覆盖的所述软件模拟，在显示装置上显示所述轨道物件附近地貌的模拟。

27、一种在电脑中对沿着实际轨道路线的火车的操作进行模拟的方法，包括以下步骤：

为所述电脑输入沿着所述轨道路线的多个轨道物件的位置和描述；

从轨道物件模型数据库中获取每个轨道物件的软件模型；

将沿着所述轨道路线的每个轨道物件的软件模型存储于模拟文件中；

使用存储于所述模拟文件中的所述轨道物件软件模型，在显示装置上显示沿着所述轨道路线的所述轨道物件的模拟。

28、一种在电脑中对沿着实际轨道路线的火车的操作进行模拟的方法，包括以下步骤：

为所述电脑输入沿着所述轨道路线的多个轨道物件的位置和描述；

从轨道物件模型数据库中获取每个轨道物件的软件模型；

从地貌数据库中获取沿着所述轨道路线的每个轨道物件的地貌信息；

将沿着所述轨道路线的每个轨道物件的软件模型存储于模拟文件中；

将每个轨道物件的地貌信息存储于所述模拟文件中；

使用存储于所述模拟文件中的所述轨道物件的软件模型，并使用存储于所述模拟文件中的所述地貌信息，在显示装置上显示沿着所述轨道路线的所述轨道物件的模拟。

29、一种用于显示沿着实际轨道路线的火车的操作的系统，包括：

处理器；

可操作地连接到所述处理器的显示装置；

可操作地连接到所述处理器的输入/输出装置，通过该输入/输出装置，至少能够为所述处理器确定沿着实际火车轨道的轨道物件；

可操作地连接到所述处理器的存储装置，所述存储装置存储电脑程序指令和数据，所述电脑程序指令和数据当被执行时，使所述处理器使用存储于可操作地连接到所述处理器的存储器装置中的所述轨道物件软件模型，而在所述显示装置上展示沿着实际火车路线的所述轨道物件的模拟。

30、根据权利要求29所述的系统，其中所述存储装置存储指令，所述指令当被执行时，使所述处理器使用所述轨道物件附近地貌的地貌数据，而在所述显示装置上展示所述轨道物件的模拟。

31、一种用于显示沿着实际轨道路线的火车的操作的系统，包括：

处理器；

可操作地连接到所述处理器的显示装置；

可操作地连接到所述处理器的输入/输出装置，通过该输入/输出装置，能够通过沿着实际火车轨道的轨道物件的类型和实际位置，为所述处理器确定所述轨道物件；

可操作地连接到所述处理器的存储装置，所述存储装置存储电脑程序指令和数据，所述电脑程序指令和数据当被执行时，使所述处理器：

将所述轨道物件的软件模拟存储于模拟文件中；

读取存储于所述模拟文件中的所述软件模拟，并随后使用存储于所述模拟文件中的所述轨道物件的软件模型，而在所述显示装置上展示沿着实际火车路线的所述轨道物件的模拟。

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