交通仿真技术十篇

交通仿真技术篇1

本文将对交通仿真技术进行简要的探讨，并在此文中对它的实际应用做出一定的分析。

关键词：

交通仿真技术；道路交通；实际运用

道路交通仿真技术的过程是指运用各种各样的现代化技术（信息压缩处理技术，计算机技术等）和现代化设备（计算机，多媒体显示设备等），在交通领域各项研究理论的基础上，在室内进行一系列的“小实验”，并在此过程当中，对交通规划的可行性作出一定的“模拟”。因此，在实际运用当中，能够有效减少实验的步骤，减少不必要的支出，提高道路交通的实用性，在减少生产力及使生产力发挥最大效益方面有显著的作用。

1交通仿真技术发展过程中的障碍简析

在交通安全问题、交通堵塞问题、交通信息服务问题、运输效率问题、能源损耗问题、环境污染问题、道路交通规则问题等很多方面，道路交通仿真技术都发挥着不可忽视的作用。交通仿真技术的形式主要有两方面，分别为大规模城市交通状况仿真和交通流微观仿真。[1]在实际运用这两方面的过程当中，符合中国国情的车辆行驶模型、交通微观仿真系统标准路网模型、事故影响分析模型，这三大模型的建立，一直是我国道路交通仿真技术方面亟待解决的难题。

2交通仿真系统工作的程序概述

2.1提取并存储交通数据

交通仿真系统有一个很强大的优点，就是它可以通过自身的数据提取技术对交通信号控制系统当中的交通数据进行一定提取，并经过自身内部的存储技术，将这些交通数据转化成一定的格式，以达到储存备用的作用。从目前来看这种系统已经运用在了我国各大城市交通枢纽系统当中，其中，它还可以实时对交通流进行显示与评价，让监督计算交通流的工作人员也十分的省心。

2.2相关预测分析

通过大量的实验分析证明可以得知，通过对历史交通量，历史数据相似性，和历史数据趋势的分析作为标准，我们可以在“段时间”内预测短期交通事件的发生。在此过程中“交通黑点”分析占据重要比例，这种分析是指通过对事故数据和拥堵数据的统计及相关原因分析统计当作出一一对应的类比分布图，分析它的形成原因，进而想出解决对策。还有就是建立三维城市环境，在通过多媒体来进行交通仿真的过程当中，路网和车辆都将被3D化。用此交通仿真技术，做出来的仿真效果逼真，预测效果也极其准确，但是这工作量也大大增大，时间投入比例也需要更多。

2.3制定一系列的决策支持

在制定决策支持时，总共有三个方面需要着重强调。第一就是交通渠化的决策支持，通过对收集来的路段交通流量数据进行渠化分析，来制定相应的对策。第二就是配时决策支持，通过对交通流速大数据不断地分析收集，利用“配时算法”，对路口配时问题提出合理有效的建议。第三就是交通规划的决策支持，这是一个需要全面系统分析所支持的决策路口，通过对路段交通流量数据的大范围收集，在合理的交通配置理论的基础上，生成OD数据[2]，并且结合路网信息，根据交通规划理论，直接显示相应的结果，并在此结果的基础上，作出准确的推测加以应对。

3交通仿真技术的实际应用

3.1对城市交通信号控制系统的虚拟仿真

在我们研究城市交通的时候，总是会对交通信号控制系统当中的参数设置的合理性以及道路出入口的交通需求的适应性做出探讨，但是在实际探讨的过程当中，得出数据的准确性是非常困难的，但是通过仿真的模拟运行，不断地调整该系统参数的设置，就会有效的避免由于不确定性所带来的一些误差造成对路通产生一定影响，进而提高交通信号控制系统总体的运行效率。

3.2对城市道路交通规划的虚拟仿真

凡是涉及在建筑领域方面的工作人员都知道，在建设一定规模的城市道路交通系统的时候，我们必须先做一个模拟规划盘，它其中所涉及到的问题也相对较多，能否使规划后的交通建设顺利实现目标成绩，具体的规划措施到底适不适合该城市的进一步发展，我们都需要提前规划好，仿真演示的时候必须尽可能的与真实情况相符合，减少不切实际的规划幻想。

3.3对城市交通管理的虚拟仿真

在我们通过一定的技术部门采集交通参与者的出行信息，以及交通状况的动态监视信息，公共交通信息，城市物流信息，车辆保有量信息[3]等等大数据信息的时候，通常要进行一定的整合收集整理，在此过程当中，我们很容易对这些庞大的信息造成错误的保留，从而影响整个城市发展当中的管理与控制战略，所以，当我们在处理这些信息的时候，就需要一个实际的理论付诸实践的“实验桥梁”，这个桥梁当然就是城市交通管理系统当中所运用的道路交通仿真技术。城市交通管理当中的仿真模拟――信息处理仿真模拟就发挥了非常重要的作用。根据所获得的数据信息，对控制管理方案进行模拟仿真，在此基础上，能有效地避免盲目决策带来的损害，通过仿真达到一定假想实施的效果，不断进行磨合，寻找更加符合该城市道路交通情况的正确交通管理控制方案。

4结语

交通仿真技术篇2

【关键词】VR技术；城市地面；轨道交通；仿真开发

0 前言

VR技术（Virtual Reality）是指虚拟现实技术，虚拟现实这一概念最早提出是在20世纪80年代初，主要是讲人们以计算机及最新传感技术作为辅助，创造出的一种人机交互方式。而利用VR技术进行城市地面轨道交通工程仿真开发，便可实现在虚拟环境中根据需求生成新的“部件”与“设备”，从而避免了在轨道交通规划设计中因购置设施、设备而耗费的大量资金。

1 VR技术的开发分析

VR技术本质是关于计算机与应用者之间通信的一种技术，从广义上来看，VR技术几乎可用于支持任何人类活动，也就是说其可以应用在任何领域，但在实际应用中，VR技术也会因为硬件设备的不同而受到一定程度的限制。通过VR技术，可以为用户创设一个身临其境的虚拟现实空间，通过建立三维立体的、计算机生成的替代物，用户可以在这个环境中任意移动自己想移动的物体。VR技术也可将流程模型与物理空间模型相联接，创造出用户在实际生活中可能会遇到的任何场景，以此来满足用户需求，为用户带来高灵活性、快速、经济的程序构造与配置[1]。

2 VR技术在城市地面轨道交通工程仿真开发的应用

2.1 仿真开发工具分析

VR技术中的虚拟开发工具主要包括Java 3D、Umlty 3D、Clnema 4D，其中Java 3D属于java语言在三维图形领域的扩展，是一组应用编程的接口（API），其是在OpenGL的基础上发展而成的。

（1）实际应用中，可通过Java 3D所提供的API，基于网页下，编写出城市地面轨道交通工程中所需的三维动画、计算机辅助教学软件等。Java 3D对虚拟场景具有很强的动态控制能力，在应用于轨道交通工程时，可将3D模型利用导入器导入到Java 3D中，便可应用该技术对其进行可视化操作。

（2）Umlty 3D可看作是一个游戏引擎，也可看作是一个多平台的动画开发工具，Umlty 3D所具有的简单、生成效果好、开发周期短、上手快等特点，也使其在城市地面轨道交通工程仿真开发中的应用非常广泛。利用Umlty 3D技术，可以在一个统一的编辑器中创建相关项目，并很方便的完成类似游戏场景般的特效，在轨道交通工程仿真开发中，便可通过Umlty 3D技术实现3D模型的导入，从而达到编辑模拟机械设备、场景动画、操作人员的目的[2]。

（3）Cinema 4D属于VR开发工具中最重要的一项，其完整的包含有建模、渲染、动画、粒子、角色等模块，为3D仿真创作提供了一个功能强大、完整的平台。Cinema 4D不仅具有软件运行稳定，兼容性良好等特点，还具有强大的3D建模功能，使初学者都可以快速的上手使用。

2.2 仿真开发流程分析

将VR技术实际应用于城市地面轨道交通工程仿真开发中时，主要是通过以下流程来实现的，如图1：

如图1流程所示，首先，应用三维建模软件Cinema 4D，建立起虚拟的城市地面轨道交通结构模型，并以FBX格式将其保存。其次，利用uvw贴图方法，对已保存的三维模型进行渲染，并将渲染好的模型通过导入Umlty 3D，进行场景虚拟。再次，应用控制设置软件Java 3D，根据自己需求对虚拟设备、场景动画、操作人员等进行控制，并编译生成可执行性软件。

2.3 仿真开发的功能与实现

在基于VR技术的城市地面轨道交通工程仿真开发应用中，通过建立虚拟构件模型、响应用户操作，从而达到对钢轨、道床、轨枕、道岔等轨道交通结构进行实时3D显示的效果。此外，在VR技术的充分应用下，所有形成的轨道交通结构3D显示图，均可配以主要的参数与技术要点的文字介绍，以供用户在实际使用时得到全面、透彻的了解。除了该技术对用户的使用带来了多方面益处外，VR技术下的城市地面轨道交通工程仿真开发，其功能与实现还体现在如下方面：

（1）大量三维模型与纹理数据的出现，可以为城市地面轨道交通建设时地质选线难决策的问题提供解决措施，从而合理的进行换乘枢纽交通组织设计，保障轨道网的高速运转，进一步提高乘客在使用轨道交通时的快速性、便捷性与舒适性。（2）该仿真技术可以更加直观的将轨道交通线路与沿线周边环境融合在一起，展示出清晰、精准、高仿真的画面，使人在观看时一目了然，印象深刻，如身临其境。（3）利用VR技术，将城市地面轨道交通的平面、纵面图与三维动画完美结合，做成平、纵、剖三度空间实时同步的仿真动画效果，将复杂结构简单化，更加直观的表现出轨道交通的设计思路与设计理念[3]。

基于VR技术应用的城市地面轨道交通工程仿真开发，轨道交通的三维可交互式虚拟，人机互动式轨道交通结构，主要如图2、图3所示。

图2 城市地面轨道交通的虚拟效果图

图3 城市地面轨道交通的虚拟效果图

3 结束语

从当前形势来看，我国城市地面轨道交通工程设计与规划还存在有一定的限制，这是由于城市地面轨道交通的涉及面广、工程庞大，实际规划设计时很难给相关人员提供所需场景。基于这种情况，将VR技术应用于城市地面轨道交通工程仿真开发应用中，便也成了必然趋势，通过VR技术，便可以实现地面轨道交通工程领域常见结构构件的三维模型、互动式地面施工技术的三维虚拟，使用户能够反复练习、认知轨道结构地面施工工艺，最终提高自身的专业技能水平。

【参考文献】

[1]尹力明，刘俊艳，程佳.车载信号系统软件开发用半实物仿真平台[J].城市轨道交通研究，2011，4（4）：126-127.

交通仿真技术篇3

关键词：路段人行横道间距；车均延误；流量比；Vissim

1 概述

随着社会经济的快速发展，城市交通问题越来越受到人们的重视。目前我国城市道路网中的交通流主要是混合交通流，行人和机动车的冲突是混合交通问题最显著的表现，居民出行需求的增加和出行活动的频繁加剧了以机动车辆为代表的快速交通和以行人为代表的慢行交通之间的冲突。路段上缺失人行横道或者人行横道设置不当时，大量行人横穿马路，通行效率下降，这种情况在目前中国的道路上屡见不鲜，而当机动车交通流过大时还易发生交通事故。因此，如何有效的设置路段人行横道，减少行人和机动车的冲突是缓解交通问题的重要方面。

国内外学者关于人行横道的研究取得了一定的成果。陆健[1]在行人交通特性分析基础上，提出了平面行人过街设施和李健据的分析计算方法。劳云腾[2]建立了简练且有广泛应用性的无信号控制路段行人过街延误模型。曹晓奎等人[3]采用数学运算的方法提出了路段行人过街设施的合理间隔。河海大学的郑长江等人[4]基于AHP方法确定了人行横道的合理间距为250m。Schroeder[5]建立了单个人行横道与机动车流相互作用的评价框架。Kaseko[6]运用Vissim软件模拟干道上行人过街状况来反映单个人行横道对交通流的影响。研究者对人行横道间距研究基本都是从理论和经验角度确定其合理间距，缺少交通流量比值的相关研究。

2 人行横道间距

步行作为一种重要的城市交通出行方式，不可取代，而人行横道作为平面过街设施，目的是保护行人过街时的安全及平等的道路使用权。城市道路会在人流量汇集和消散区域的路段上设置两个或多个人行横道，满足过多的行人过街需求。相邻人行横道间距过短，行人过街方便，绕行距离少，但频繁过街会对冲突相位的机动车造成干扰，减慢车速，车辆为了躲避行人或让行而在行进过程中频繁加减速和刹车，影响驾驶员情绪，无形之中增加了安全隐患。但是人行横道间距过大，行人绕行距离增大，可能诱发行人强势横穿马路，干扰机动车的通行。因此需要从整体的道路系统出发，优化人行横道间距。

确定路段人行横道合理间距需满足两个约束条件：考虑行人过街需求，尽量减少绕行距离；考虑道路设施的使用效率，避免造成资源浪费和对机动车相位产生过大的干扰，尽可能减少相位冲突。目前国内根据工程经验将人行横道间距的设置范围取为200-500m。

3 交通仿真

3.1 仿真工具

Vissim软件是德国PTV公司的产品，它是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，用以城市交通运行的交通建模。文章利用软件模拟路段上不同人行横道间距的人车运行状况，得到很多交通流参数（行人过街时间、机动车停车时间、机动车行程时间、机动车延误等）。文章设定路段无信号控制且机动车让行行人的情景，不存在行人延误数据，只分析机动车车均延误这一直观指标来确定合理的人行横道间距。

3.2 参数设置

为了简化研究，本次仿真路段设置为双向四车道，车道宽度为3.5m/ln，机动车相位和行人相位都无信号控制，在足够长路段中部设置两处人行横道，实验中采用5种人行横道间距（200m-300m，步长为25m），机动车量为1400-2000（步长为200），速度为60km/h，机动车流采用小型车与大型车的比例为8：1，行人量为200-1000（步长为200），速度为5km/h。

在VISSIM软件中建立适当的道路模型，然后通过改变不同人行横道间距情况下模型的机动车和行人交通量，仿真3600s后得到车均延误时间。

3.3 数据输出

本次模拟实验中，影响车均延误时间的因素主要有机动车流量、行人流量和人行横道间距等，对于不同人行横道间距下不同机动车交通量和行人交通量的交通模型进行仿真，输出车均延误时间（延误数据取小数点后三位，确保精度）作为评价指标。

3.4 数据分析

数据处理分析可知，车均延误变化并不是线性的，有一定波动；人行横道间距为225m-250m间的车均延误变化不大；超过275m时，延误几乎为0，因此275m为最佳人行横道间距。

得到以上初步结论后，提出猜想：机动车车均延误是否与机动车和行人交通量的比值有关？进一步处理数据，观察流量比的影响发现固定间距的人行横道，车均延误随机动车与行人交通量比值的增大而减小，比值低于6：1时减小速度较快，超过6：1时趋于稳定，变化幅度不大，比值约为6：1时，车均延误最小。

本研究采用模拟仿真方法，可能存在一定误差，利用多次仿真模拟减少偶然误差。

4 结束语

综上所述，对于交通量较小的道路，相邻人行横道间距可取225m或250m；在道路周边环境允许的条件下，对于交通量较大的道路，相邻人行横道间距取275m最佳，确保道路利用效更高效。人行横道间距固定，应合理引导行人和机动车流，使流量比近似为6：1，提高道路利用效率。

文章虽对确定最佳人行横道间距提供更多依据，但是仍存在一些问题，需要进一步研究和讨论。首先未考虑在信号控制下的人行横道合理间距的情况，信号控制会导致很多影响因素（行人过街延误等）出现，使得研究成果不完善；其次，还有很多因素（道路等级、道路几何尺寸、行人过街行为方式等）未深入考虑，文章只是对其做出了简化或不予以考虑，以上问题希望在以后的研究学习中进行深入探讨。

参考文献

[1]陆建，叶惠琼，姚冬雷.行人过街设施合理间隔[J].交通运输工程学报，2002，2（4）：63-67.

[2]杨晓光，劳云腾，云美萍.无信号控制路段行人过街方式适用性研究[J].同济大学学报：自然科学版，2007，35（11）：1466-1469.

[3]曹晓奎，裴玉龙. 路段行人过街设施的合理间隔[J].武汉：交通信息与安全，2010（2） ： 46-51.

[4]郑长江，刘峰. 基于AHP法的路段人行横道合理间距的确定[J].大连交通大学学报，2011， 32（5）.

交通仿真技术篇4

[关键词]虚拟仿真;实验教学;轨道交通;三位一体;一纵四横;三层六型

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.20.157

[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2015）20-0-02

1 研究背景

随着我国高速铁路的迅猛发展以及“高铁出海”战略的提出，社会对轨道交通类人才的需求急剧增加。因此，为相关行业培养和培训技术人才和熟练技工的需求也日趋紧迫。地处淮海经济区和铁路交通枢纽（徐州）的江苏师范大学，立足于为区域经济社会发展提供技术人才和科技服务，加快了轨道交通类专业人才的培养，在理论教学的同时，也注重对学生的实验教学。

实验教学是理论教学的延续，学生通过亲历实验过程，能够加深对理论教学的理解，有助于对课堂教学知识的消化和吸收。实验室建设是实验教学的重要平台和保障基础，可以提升学科专业水平，提高人才培养质量。

目前，我国轨道交通专业实验教学和实践培训存在如下问题：真实平台设备价格高昂，占地面积大，难以同时实现多人的标准化实训和考核;对涉及不可逆的操作，极端的环境，不可控天气条件的运行状况无法进行真实教学和研究。然而，基于虚拟仿真技术的实验教学方法具有投资少、安全性高、拓展性强的优点，可为轨道交通专业实验教学的开展提供有力支持。

2 虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术是以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托，用一个虚拟的仿真系统来模仿真实系统的技术。虚拟仿真实验教学中心是通过虚拟仿真技术，模拟真实的实验设备和实验场景，使学生通过人机交互的方式在模拟的实验场景、实验设备中开展相关实验，达到在虚拟现实环境中，完成各种实验教学活动的目的。它是虚拟仿真技术、计算机技术和专业理论知识等多学科融合的结晶。在实验教学中引入虚拟仿真技术，具有以下几点优势：第一，虚拟实验设备可以代替昂贵的真实设备，同时节约实验室用地，降低实验室建设成本，有利于缓解经费紧张压力;第二，仿真实验的引入突破了实验时间、空间的限制，有利于实验教学的开展和实验设备的利用，进而有利于推进实验教学的改革;第三，虚拟仿真技术可为实验教学提供良好的环境，有利于学生创新能力的培养;第四，虚拟仿真技术使得实验环境更接近现实，有利于缩短学生进入相关行业的适应期。

3 构建虚拟仿真实验教学平台

根据教育部公布的“十二五”发展规划，工程实验室应在信息集成技术、虚拟仿真技术和智能制造技术等方面寻求突破，并大力推广和应用虚拟仿真技术。构建虚拟仿真实验教学平台、开展网络实验教学，不仅可以改进实验教学方法，还可以缓解实验设备和实验硬件资源不足等问题，有利于改善和提升实验教学的效果。基于此，江苏师范大学利用现有实验室条件和软件平台，积极筹划轨道交通信号与控制虚拟仿真实验教学中心的建设，主要包括“三位一体”实验平台、“一纵四横多分支”实验体系和“三层六型”实验项目。

3.1 “三位一体”实验平台

轨道交通信号与控制虚拟仿真实验教学中心的建设目标主要有三个，其一是提高学生的工程实践能力和创新能力;其二是培训职工的职业技术能力和应急处理能力;其三是提升科学研究与试验的支撑能力。因此，首先建立了实验教学虚拟仿真平台，进而搭建实践培训虚拟仿真平台，在此基础上，进一步建设了科研服务虚拟仿真平台。三部分功能互补、相辅相成，共同构成“三位一体”多功能虚拟仿真实验平台（见图1），实现了“实验教学、实践培训、科研服务”的有机融合。

图1 “三位一体”实验平台

3.2 “一纵四横多分支”实验体系

在“三位一体”多功能虚拟仿真实验平台的基础上，按照“能实不虚、虚实结合、相互补充”的原则，以专业核心课程知识点为依据，以轨道交通全过程过程操作规范为标准，以安全运行控制为要求，建设由“行车控制”“运行车辆”“牵引供电”和“运输组织”四大部分构成的“一纵四横多分支”实践教学资源体系（见图2），以满足学校、企业和区域的虚拟仿真实践教学需求，实现校内外、本地区及更广范围内的资源共享，形成虚拟仿真实验教学中心的可持续发展。

图2 “一纵四横多分支”实验体系

3.3 “三层六型”实验项目

根据教育部高等学校本科专业课程实验设置要求，轨道交通信号与控制虚拟仿真实验教学中心将虚拟仿真实验分为基础层、应用层、提高层三个层次，包含验证型、演示型、综合型、设计型、科研型、创新型六种实验类型。其中，教学虚拟仿真实验属于基础层，注重专业知识基本原理的理解和验证，有验证型、演示型仿真实验项目46个;实践培训虚拟仿真实验属于应用层，注重专业知识的综合应用，培养学生的工程实践能力，提高职工的专业技能与职业素质，共有综合型、设计型项目42个;科研服务虚拟仿真属于提高层实验，共有科研型、创新型项目14个，全部面向学生、教师、轨道交通相关企业和相关科研院所开放，注重研究能力和创新能力的提升。

4 结 语

虚拟仿真实验教学中心作为高校实验教学的一个发展方向，以其依托的虚拟现实技术、网络技术、仿真技术和专业知识，拥有了传统实验室难以具备的优势：建设维护成本低，平台扩展性好，利用效率高等。轨道交通信号与控制虚拟仿真实验教学中心的建设，充分利用了上述优点，改进了本学科本专业的实验室布局和结构，搭建了“三位一体”虚拟仿真实验平台，形成了“一纵四横多分支”的实验体系，开发了“三层六型”实验项目。通过虚拟仿真实验教学中心的建设和实验教学方法的改革，希望能够提高学生的创新能力和实践动手能力，提升相关企业职工技能培训的效果，进而为高校实验教学的改革和创新提供一定的参考和借鉴。

主要参考文献

[1]孙爱娟.职教领域虚拟仿真教学资源建设与应用探析[J].中国电化教育，2012（11）：109-112.

[2]李平，毛昌杰，徐进.开展部级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013（11）：5-8.

[3]马文顶，吴作武，万志军，等.采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践[J].实验技术与管理，2014（9）：14-18.

[4]李炎锋，杜修力，纪金豹，等.土木类专业建设虚拟仿真实验教学中心的探索与实践[J].中国大学教学，2014（9）：82-85.

交通仿真技术篇5

关键词：： 数字电路；实时连续仿真； 时间片分割

引言：

电路虚拟实验作为虚拟实验的组成部分，正在由以仪器仪表为测量工具的传统分析方法逐步向以计算机为工作平台的虚拟分析方法过渡，同时由于社会对网络教育的强烈需求和相关技术的快速发展，使得虚拟电路实验和远程教育日益结合，成为网络虚拟现实研究的新热点。通过对相关技术进行了可行性分析，结合多年的教学实践经验，开发了虚拟电路实验平台，系统分为客户端的用户界面层、服务器仿真引擎的数据处理层、仿真层以及客户端和仿真引擎之间的传输层。其中实时连续仿真则是在开发的过程中遇到的一个技术难点。由于实时性和多用户同时仿真的需求，系统在后台采用了分割时间片的技术，并根据电路状态的连续性，在时间片的结束点保存电路状态，在开始点重置电路状态，从而支持实时连续的远程电路实验。

一 虚拟实验的研究现状

虚拟实验分为有实验室支撑的实验模式和没有实验室支撑的实验模式。前者是一种"虚拟仪器版面一硬件设备"操作的模式。后者没有真实的实验室作为支撑，全部使用仿真技术、虚拟现实技术以及网络技术等高科技手段创造虚拟实验环境，实验者像在真实的环境中完成实验的各个环节，比前者更经济，更容易建立实验系统，也更方便实验者，是目前乃至今后的主要发展方向。电子电路虚拟实验作为虚拟实验的组成部分，也得到了快速的发展。而针对远程教学的仿真软件，或者着重于多媒体演示，功能简单，交互性差，或者没有强大的后台支持。远程教学仿真软件不能利用单机版的仿真软件，建立功能强大，交互性强，能够实时连续仿真的远程虚拟实验平台，使得远程实验教育难以得到有效发展。

二 虚拟电路实验平台的系统构架设计

要设计的"虚拟电路实验平台"系统，硬件构架采用b/s结构，用户通过装有flash插件的浏览器与实验平台交互，搭建电路，并观察输出结果。用户信息和实验信息保存在mysql数据库中，后台的核心xspice仿真软件，进行仿真计算。系统的软件构架设计如下：1）界面层采用多媒体技术构造实验板及各种元器件，用来与用户交互并显示仿真结果。2）传输层通过socket传输xml格式的实验数据，实现客户端与仿真引擎的数据交换。3）数据处理层解析xml格式的用户实验操作的数据，并转换为.cir文件所需的语法格式；构造xspice所需的仿真输入文件（.cir）；分析xspice仿真后的输出文件（.out），提取实验所需数据； 以xml格式封装仿真数据，准备发送。4）仿真层调用xspice进行仿真计算。xspice是一个优秀的电路仿真软件，它把cir文件作为仿真参数文件输入，由仿真程序运算后得到仿真结果，输出到out文件。

三 实时连续仿真技术的实现

在基于仿真的远程电路虚拟实验系统中，往往需要使用电路仿真软件，如spice、xspice等，通过它们的瞬态仿真功能获得电路输出数据，先仿真电路状态变化的全过程，再输出全部仿真结果。在电路实验中，模拟电路虚拟实验往往瞬间就可以达到稳定状态的，之后电路状态就不再变化。像这样的电路，在进行仿真的时候可以只显示电路达到稳定之后的状态，也就是只显示一次。正好符合spice、xspice等仿真软件的要求。类似的还有自动脉冲输入的数字电路。下面以接有自动脉冲输入的时序逻辑电路为例，讨论实时连续仿真技术。

1.分段仿真原理。真实情况下的实时连续仿真，实验者只要按下仿真开关，电路就会源源不断地把数据显示在界面上。但是仿真引擎使用的xspice并不是一个实时连续仿真软件，在使用xspice进行电路瞬态仿真计算的时候，必须等到xspice仿真结束才能得到仿真结果，进而分析显示。而xspice的这种功能特性与虚拟实验中所要求的连续不断地计算并显示电路输出数据，并能根据用户的交互实时作出响应是有矛盾的。为此，可以采用分段仿真的方法，即设定一仿真时间段tb，仿真引擎让xspice每次瞬态仿真只计算tb 时间长度的电路输出数据，然后将数

据发送到客户端，客户端则按照结果数据中的时间戳在相应的时间点上改变显示输出。等到tb时间之后，客户端得到的数据显示完毕.仿真引擎再计算下一个tb 时长度的电路数据并发送给客户端。

在电路实验教学中，多数电路并不复杂，输入时钟信号的频率也不太高，因此基本可以满足这一要求。仿真引擎每次仿真一个时间片的数据，并把它传送给客户端，客户端以仿真结果中的时间戳为序，把数据保存在一个fifo队列中，然后根据时间戳依次从队列中取出数据进行显示。当客户端发现队列中的仿真数据即将被显示完时，就发送一个队列空的请求到仿真引擎。考虑到网络传输时间和仿真程序的运行时间的消耗，客户端发送继续仿真的请求需要有一个时间上的提前量，尽量避免出现冒泡fifo队列已空，而客户端还未收到仿真引擎的下个时间片的仿真结果，导致显示出现停顿的情况。

2.电路状态重置。由于时序电路的输出是由电路的输入和当前状态决定的，因此在进行分段仿真时，必须保存每个时间片结束时的电路状态，并在下一个时间片的仿真开始时用它来设置电路的初始状态，从而可以保持在整个仿真过程中电路状态的连续。可以把第i个时间片的t时刻的电路状态表示为：

sit=[αφ]，i∈[i，+∞]，t=[0，tb]其中 α=[α1，α2，…，αn]t 为各触发器状态，n为电路中的触发器数，φ= [φ1，φ2，…，φm ] 为各输入时钟脉冲源的相位，m为电路中的输入源数。那么时间片i中，t时刻的电路状态与0时刻电路状态的关系是：sit=f（si0，t），其中f是由实验电路决定的状态变换函数。

3.用户交互。上述仿真算法中，整个仿真过程被分割成一个个时间片来分段仿真，每一个时间片的仿真结果是在认为这个时间片内没有用户交互，实验电路的结构和参数没有发生变化的情况下得到的。然而，用户有可能在一个时间片的任何时刻对实验电路进行操作，例如调整了信号发生器的信号输出频率或者幅度、按下了电路板上的按钮等。在发生了用户交互的情况下，由于电路已经发生了变化，有可能导致电路的输出也发生变化，因此这个时间片中剩余的还没有显示的数据就将成为无效数据。所以当发生用户交互时，客户端需要清空未显示的数据队列，向仿真引擎发送交互请求，并传送交互时间t1，仿真引擎根据发生交互的时间点，可以根据当前时间片的输出数据计算出t1时刻的电路状态st1i，其中i是发生交互的时间片编号。

四 结束语

交通仿真技术篇6

【关键词】高层体系结构；联邦开发；想定推演

1.引言

当前，计算机仿真凭借其可控性、安全性、无破坏性、可重复性和经济性等特点，已广泛应用于国防、交通、经济、天气预报等诸多行业的重要领域，进行大型系统分析、评估、测试、研究、研制和技术训练等工作。由于需要仿真系统解决的问题越来越复杂，靠单个仿真系统已无法解决，所以需要依靠多个仿真系统联合起来进行协同仿真。

高层体系结构HLA（High Level Architec-ture）是最新发展的先进分布仿真技术（Advanced Distributed Simulation，ADS），用来构建仿真通用技术框架，支持不同仿真应用间的互操作和仿真部件的可重用。它的特点是通过支撑环境（Run Time Infrastructure，RTI）提供通用的、相互独立的支撑服务程序，将仿真应用层同底层支撑环境功能分离开，隐蔽各自的实现细节。实现各种类型的仿真系统间的互操作、仿真系统及其部件的重用，从而将构造仿真、虚拟仿真和实况仿真集成到一个综合环境中，以满足各种类型仿真的需要[1]。

2.高层体系结构HLA分析

HLA是以标准化、规范化的对像模型模板OMT（Object Model Template）的形式定义和描述仿真实体的对象信息和交互信息，为完成复杂的不同类型特征的综合仿真应用任务，提供了比较好的互操作性和资源的可重用性。

HLA通过支撑环境RTI提供通用的、相对独立的支撑服务程序，将具体的仿真功能实现、仿真运行管理和底层通信传输三者分离，从而实现仿真应用同底层的支撑环境分开，隐藏各自的实现细节，使各部分可以相对独立地进行开发，并能充分利用各自领域的先进技术实现标准的功能和服务，适应新技术的发展[2]。同时，HLA可实现应用系统的即插即用，有利于新的仿真系统的集成和管理，并能根据不同的用户需求和应用目的，实现联邦的快速组合和重新配置，为联邦范围内的互操作和重用提供了保障。

联邦（Federation）是指用于达到某一特定仿真目的的分布式仿真系统，它由若干相互作用的联邦成员（简称成员）构成。联邦成员是指所有参与联邦运行的应用程序都可以称为联邦成员。联邦中的成员有多种类型，如用于联邦数据采集的数据记录器，用于和实物接口的实物仿真成员，用于管理联邦的联邦管理器等等[3]。

2.1 HLA的对象模型模板功能

HLA采用对象模型（OM Object Model）来描述联邦及联邦中的每一个联邦成员，它描述了联邦在运行过程中需要交换的各种数据及相关信息。对象模型模版（OMT）采用一种统一的表格来规范对象模型的描述。

在HLA OMT中定义了两类对象模型：一类是描述仿真联邦的联邦对象模型（FOM，Federation Object Model）；另一类是描述联邦成员的成员对象模型（SOM，Simulation Object Model）。这两种对象模型的主要目的都是促进仿真系统间的互操作和仿真部件的重用。

联邦对象模型FOM主要提供联邦成员之间用公共的、标准的格式进行数据交换的规范，它描述了在仿真运行过程中将参与联邦成员信息交换的对象类、对象类属性、交互类、交互类参数的特性。HLA FOM的所有部件共同建立了一个实现联邦成员间互操作所必须的“信息模型协议”。

成员对象模型SOM是单一联邦成员的对象模型，它描述了联邦成员可以对外或需要定购的对象类、对象类属性、交互类、交互参数的特性，这些特性反映了成员在参与联邦运行时所具有的能力。基于OMT的SOM开发是一种规范的建模技术和方法，它便于模型的建立、修改、生成和管理，便于对已开发的仿真资源的再利用，能够促使建模走向标准化[4]。

2.2 HLA的对象模型模板组成

HLA对象模型是由一组以表的形式进行规范化描述的部件组成的。HLA OMT由对象模型标识表、对象类结构表等九个表组成。其中：（1）对象模型标识表：记录与HLA对象模型相关的重要标识信息；（2）对象类结构表：记录所有联邦或联邦成员对象类的名称，并且描述了类与子类的关系；（3）交互类结构表：记录所有联邦或联邦成员交互类的名称，描述了类与子类的关系；（4）属性表：记录联邦或联邦成员中对象属性特性；（5）参数表：记录联邦或联邦成员中交互参数的特性；（6）枚举数据类型表：用来对出现在属性表/参数表中枚举数据类型进行说明；（7）复杂数据类型表：用来对出现在属性表/参数表中的复杂数据类型进行说明；（8）路径空间表：用来指定联邦中对象类属性和交互类的路径空间；（9）FOM/SOM术语词典：用来记录上述各表中使用的所有术语的定义[5]。

3.基于HLA的想定推演仿真系统分析与设计

3.1 想定推演模型分析

想定推演就是通过计算机提供直观逼真的任务环境，模拟在一定任务背景下，针对未来可能发生的情况进行模拟应对。使指挥人员能够熟悉任务环境，检验和完善想定预案，并对预案进行论证评估和补充完善，从而不断启发新的应对指挥思想，通过仿真训练，进一步提高应对实际突况的能力。

在整个仿真系统的开发中涉及到多种模型，其中想定推演的建模过程如图1所示。

概念模型是对真实世界的第一次抽象，其目的主要是为本领域专家和仿真开发技术人员提供一个沟通的桥梁。借助概念模型，仿真开发技术人员可以获取所仿真的真实世界系统的细节信息。

仿真模型和具体的仿真应用有关，是联邦运行的基本元素，负责仿真的运行管理、实体的处理以及对外信息交换等。按照一定原则，从仿真想定中抽取想定推演所需要的信息并加以规范化的描述，就形成了想定推演模型。

想定推演模型是对仿真模型某种程度上的简化。从集合的观点来看，想定推演模型包含的信息是仿真模型中包含信息的子集。

3.2 系统体系结构设计

系统体系结构提供和支援想定推演仿真系统各个功能模块的互联，目的是描述系统的内部结构关系与运行机制。基于HLA的想定推演仿真系统主要由数据层、功能层、用户层以及底层通信系统组成，如图2所示。

数据层：此系统主要用到MapX地图数据，想定数据库，仿真运行数据库以及推演模型库。

功能层：

想定生成模块：根据用户的实际需求生成多个想定方案，供用户选择使用。

想定管理模块：将生成的想定方案存入数据库中，生成管理列表对想定方案进行管理，方便用户操作使用。

想定加载模块：从想定数据库里取出想定编辑的具体内容。

想定推演模块：根据仿真想定选择推演模型，对态势进行推算演绎。

数据采集与回放模块：按一定的步长抽取存储态势的中间状态，并支持推演态势的回放演播。

联邦管理模块：实现对RTI支撑下的分布式运行联邦成员的管理。

视图层：视图层直接面向用户，本系统包括想定编辑界面，二维态势显示界面和联邦管理界面。

系统整体结构如图3所示。

其中想定生成系统负责想定的生成与管理，将想定数据存储在数据库中。想定推演成员主要是负责加载已有想定方案，进行推演仿真，态势数据；数据采集成员按一定的步长抽取存储推演态势的中间状态，并支持推演态势的回放演播；态势显示成员负责订购态势数据，反射对象属性值，更新状态，将最新态势通过二维地图显示出来。

3.3 联邦设计

根据总体结构设计，该仿真系统的联邦主要有想定推演邦员、数据采集邦员、态势显示邦员等组成，参与想定推演者为想定推演成员，数据采集模块为数据采集成员，二维显示模块为态势显示成员。当联邦成员之间需要交流时，将会发送通信交互，因此想定推演成员需要和订购这个交互类；数据采集成员同样在推演时订购，在回放时此类；move机动交互是想定推演的一种，想定推演成员必须要这个交互，其他成员为了接收到这个交互需要订购此类，不同的想定推演成员间也需要订购此类。

4.基于HLA的想定推演系统联邦开发

本系统是在VC++6.0环境下基于MAKRTI支撑平台编程实现联邦及联邦成员的交互。

4.1 联邦执行文件的设计

联邦执行文件（FED文件）是联邦对象模型（FOM）开发的结果，是为实现所有联邦成员间交互目的而达成的“协议”。FED文件记录了联邦执行期间所有参加联邦交互的对象类＼交互类及其属性＼参数、传输的类型、传输顺序以及路径空间信息[6]。本仿真系统的FED文件重点内容如下所示：

（FED

（Federation FederationName）

（FEDversion v1.3）

（spaces）

（objects

（class ObjectRoot

（attribute privilege To Delete reliable timestamp）

（class RTIprivate）

（class Member_RP

（attribute id reliable receive）

（attribute name reliable receive）

（attribute respect reliable receive）

（attribute isin reliable receive）

）

（class Forces

（attribute department_id reliable receive）

（attribute forces_status reliable receive）

（attribute number reliable receive）

（attribute equipment reliable receive）

（attribute attachment reliable receive）

（attribute memberships reliable receive）

（attribute location reliable receive）

）

（class Environment

（attribute ET_id reliable receive）

（attribute Weather reliable receive）

（attribute DayorNight reliable receive）

（attribute Traffic reliable receive）

（attribute Temperature reliable receive）

）

……

）

）

4.2 系统的实现

在系统开发中，软硬件优化配置是建立并实现仿真系统的重要环节。

基于HLA的想定推演仿真系统的基本硬件配置为PC终端机、电子显示屏、100Mb/s自适应以太网络等；软件配置：采用WindowsXP操作系统、VC++.NET开发平台、SQLSever2000数据库开发工具、MAKRTI支撑环境。基于HLA的想定推演仿真系统的网络拓扑结构如图4所示。

5.结束语

HLA是分布交互仿真的高层体系结构，它采用面向对象的思想和方法建立对象模型并分析系统，它所具有的良好的重用性和互操作能力，满足了用户多方面的需求，作为一门在计算机技术、仿真技术和网络技术基础上发展起来的新技术，一直受到仿真研究的广泛重视。

参考文献

[1]付正军，王永红.计算机仿真中的HLA技术[M].国防工业出版社，2003，6：32-41.

[2]冯润明，黄柯棣.HLA联邦成员软件开发环境研究[J].系统仿真学报，2001（3）：1-4.

[3]魏明.基于HLA的城市道路交通仿真系统研究[D].中国农业大学，2004，5.

[4]周龙龙，姜鹏飞.韩文超.基于仿真想定的推演技术研究[J].计算机仿真，2006（2）：18-22.

[5]刘利浦.HLA在扩频通信仿真系统中关键技术的研究[D].沈阳理工大学，2010.

交通仿真技术篇7

关键词：计算机控制技术；实验教学；仿真

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0222-02

一、引言

随着计算机和自动化技术的飞速发展，融合了计算机技术和控制理论的计算机控制技术被广泛应用在各种工业生产过程、交通信息等诸多领域，在国内很多电子信息工程专业的教学培养计划中都增设了《计算机控制技术》作为主要专业课程，以培养和提高学生行业应用能力。

交通行业院校的电子信息工程专业主要培养具备交通信息领域电子技术和信息系统的基础知识，能从事各类交通信息领域电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的应用性技术人才。结合交通类电子信息工程专业的特点，开展《计算机控制技术》课程实验教学方法的研究、探索和实践，对于提高本行业学生的实践能力是十分必要的。

二、课程特点

《计算机控制技术》课程针对不同被控对象和系统性能指标要求，学习数字控制器设计等重要应用性技术，实现对生产现场的计算机检测和控制过程。从教学目的、教学内容和教学手段而言，该门课程具有如下几个典型特点：①概念抽象，理论性强：计算机控制技术的发展日新月异，教学内容涉及诸如采样、数字控制器设计等各种概念，若仅仅只从课堂上理论学习，容易形成名词堆砌，教学流于空泛。②多学科交叉，系统性强：课程覆盖信号处理、硬件等多个学科领域，在构成一个完整计算机控制系统时又互有交叉，对理论性知识的全面性和系统性要求较高。③实验学时少，动手能力差：该门课程涵盖内容较多，实验学时不可避免地受到压缩，原有实验课程也大都以演示性为主，综合性和设计性实验所占比例很小，对于提高学生的实践动手能力所起的作用有限。

三、实验教学方法探讨和实践

针对计算机控制技术课程的上述特点，从培养和提高计算机控制系统设计和开发能力出发，对该课程实验教学环节进行了必要的理论探讨和教学实践。

1.实验教学原则修订。实验教学环节作为教学重要组成部分，力图通过一系列硬件和软件实验，使学生加深对课堂教学内容的理解和掌握，在实践中需要对实验教学原则和内容进行了调整。①是考虑到交通信息类电子信息工程专业学生的特点，在模电、数电、接口技术等前导课程中，已接触和积累了较多硬件知识，实验教学应侧重于交通信息领域的数字PID控制算法、最少拍控制算法等控制技术、软件实现方面。②是对于诸如采样过程、Z变换、控制系统指标等基础理论重复性环节，在实验环节中应该突出重点强调如何从交通信息领域内计算机控制技术角度上进行分析和理解，如对A/D环节讲授中，重点在于分析交通信息领域的计算机控制系统A／D器件、数学仿真模型等方面。③是要强调实验的应用过程性调试特点，控制学科的绝大多数理论知识背景都涉及较多的数学概念、理论和公式推导，如差分方程模型，稳定性判据等，对于交通信息类电子信息工程专业而言，实验教学环节应弱化数学公式推导过程，强调控制技术的应用过程性调试特点。

2.实验教学应用性层次设置。在计算机控制技术实验室，共配备了30套江苏启东计算机厂的DVCC-ZK2实验箱，辅以其他交通实验装置，在16个学时的实验内容安排上，把实验体系分为三个层次：验证性实验，综合性实验、设计性实验，减少验证性实验，增设了综合性实验和设计性实验，实验安排项目如表1所示。

表1 实验项目表

实验内容安排突出了综合性和设计性实验，验证性实验、综合性实验、设计性实验的比例为2：1：1。如电动小车调速控制综合性实验，通过对电动小车计算机控制系统的电动机速度控制、方向控制等综合性实验过程，可进一步实践测试交通工具的控制技术；交通控制系统建模和仿真设计性实验则针对一个磁悬浮系统，学生可通过数学建模、控制器设置等完成计算机控制系统的设计过程，很好地学习和体会一个计算机控制系统的设计全过程。

3.控制技术仿真方法。对于某个控制系统或算法而言，不同控制参数对于计算机控制系统作用是不一样的，手工绘制控制曲线，时间长而且不准确。随着各类仿真软件发展，带控制工具箱的Matlab仿真软件，可方便地完成复杂数学计算及图形绘制。

如在分析电动小车调速控制中的数字PID的控制作用时，对于典型PI控制系统结构，具体参数为：

T=0.1s，G0（s）=■，D（z）=■

进入MATLAB界面后，在命令窗口中键入“Simulink”，回车后打开名为Simulink Library Browser模块库浏览器，选择各环节模型，建立该控制系统的Simulink仿真模型如图1所示：

图1 Simulink仿真模型图

在分析控制算法表达式中比例系数KP、积分系数Ki各自不同作用时，借助于matlab软件仿真技术，可非常方便地做动态演示。当比例参数为Kp=1，积分参数Ki分别为0.05、0.15和0.35时，利用所建立的Simulink仿真模型，在计算机上得到的控制系统输出仿真曲线如图2所示。

图2 PI控制输出仿真曲线图

结合该仿真图形，可将讲解重点放在Ki参数变化、输出曲线差异和控制系统性能优劣上，将抽象的数字作用转化为实在的可视图像，可极大地加深学生对Ki参数等教学内容的理解，同时掌握利用计算机进行控制系统设计分析的方法。

4.教学效果分析。学生的实验学习效果采用实验报告分析、现场实验测试等多种形式结合的考核方式，通过对电子信息工程专业2009和2010年《计算机控制技术》课程实验考查结果分析，两年内各分数段的比例统计见图3。

图3 实验考核统计图

两年内共有2个年级共计152人参加考试，实验报告成绩所占比例为40％，现场测试实验成绩占50%，平时考勤占10％，实验及格人数122人，及格率为80.26％，实验成绩趋近于“中间高，两侧低，左右对称”为特点的正态分布，达到了预期的实验教学效果。

四、结束语

在《计算机控制技术》实验教学培养体系建设中，充分考虑了交通类和课程特点，开展了实验教学环节的内容与方法的研究，注重先进教学方法的合理运用，有效提高了学生的理论分析和动手实践能力，达到了实验教学培养目标要求。

参考文献：

[1]周欣欣，宋人杰，牛斗.《计算机控制技术》课程教学改革初探[J].东北电力大学学报，2008，28（3）：29-31.

[2]姜学军.计算机控制技术[M].北京：清华大学出版社，2005：112-145.

[3]罗胜，薛光明.周宏明.建设开放的《计算机控制技术》实践教学体系[J].现代教育技术，2008，18（7）：113-115.

[4]鞠阳.计算机控制技术课程教学方法改革探索[J].南京工程学院学报（社会科学版），2007，7（1）：45-47.

[5]唐红雨.Matlab/Simulink在“计算机控制技术”课程教学中的应用[J].镇江高专学报，2007，20（2）：104-107.

交通仿真技术篇8

关键词：仿真技术 系统模仿

1、概念介绍

人们对仿真技术的期望也越来越高，过去，人们只用仿真技术来模拟某个物理现象、设备或简单系统；今天，人们要求能用仿真技术来描述复杂系统，甚至由众多不同系统组成的系统体系。这就要求仿真技术需要进一步发展，并吸纳、融合其他相关技术。

虚拟现实（Virtual Reality）技术，简称VR，是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境――虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界（甚至是不存在的）的事物和环境，人投入到这种环境中，立即有“亲临其境”的感觉，并可亲自操作，自然地与虚拟环境进行交互。

VR技术主要有三方面的含义：第一，是借助于计算机生成的环境是虚幻的；第二，人对这种环境的感觉(视、听、触、嗅等)是逼真的；第三，人可以通过自然的方法（手动、眼动、口说、其他肢体动作等）与这个环境进行交互，虚拟环境还能够实时地作出相应的反应。

虚拟仿真技术，则是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统，也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用，或与虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求。

2、基本特性

虚拟仿真技术具有以下四个基本特性：

（1）沉浸性（Immersion）

虚拟仿真系统中，使用者可获得视觉、听觉、嗅觉、触觉、运动感觉等多种感知，从而获得身临其境的感受。理想的虚拟仿真系统应该具有能够给人所有感知信息的功能。

（2）交互性（Interaction）

虚拟仿真系统中，不仅环境能够作用于人，人也可以对环境进行控制，而且人是以近乎自然的行为（自身的语言、肢体的动作等）进行控制的，虚拟环境还能够对人的操作予以实时的反应。例如，当飞行员按动导弹发射按钮时，会看见虚拟的导弹发射出去并跟踪虚拟的目标；当导弹碰到目标时会发生爆炸，能够看到爆炸的碎片和火光。

（3） 虚幻性（Imagination）

即系统中的环境是虚幻的，是由人利用计算机等工具模拟出来的。既可以模拟客观世界中以前存在过的或是现在真实存在的环境，也可模拟出客观世界中当前并不存在的但将来可能出现的环境，还可模拟客观世界中并不会存在的而仅仅属于人们幻想的环境。

（4）逼真性（reality）

虚拟仿真系统的逼真性表现在两个方面：一方面，虚拟环境给人的的各种感觉与所模拟的客观世界非常相像，一切感觉都是那么逼真，如同在真实世界一样；另一方面，当人以自然的行为作用于虚拟环境时，环境做出的反应也符合客观世界的有关规律。如当给虚幻物体一个作用力，该物体的运动就会符合力学定律，会沿着力的方向产生相应的加速度；当它遇到障碍物时，会被阻挡。

3、结语

由于采用电子虚拟仿真技术设计电子产品具有安全系数高、投入设备少、周期短、性能高，所以新世纪设计电子产品的新理念是：构思电路――虚拟仿真――绘制电路板――焊接调试――出产品。

参考文献：

交通仿真技术篇9

[关键词] 计算机仿真电子商务仿真

电子商务作为一个新兴领域，各个院校在电子商务专业建设中，培养目标和课程体系不是完全统一，因此侧重点是不同的。普遍存在的问题是重理论而轻实践的现象非常严重，不利于电子商务人才地培养。原因很简单，就是实践的电子商务平台很难搭建，应用仿真技术可以解决这一问题。利用计算机技术、网络技术等现代信息技术从事商务活动，突出学生的动手能力，培养融IT与商务于一身的高素质复合型人才。

随着互联网的全面普及，基于互联网的电子商务也应运而生，并在近年来获得了巨大的发展，成为一种全新的商务模式，被许多经济专家认为是新的经济增长点。这种电子商务模式对管理水平、信息传递技术都提出了更高的要求，其中安全体系的构建又显得尤为重要。如何建立一个安全、便捷的电于商务应用环境，对信息提供足够的保护，是商家和用户都十分关注的话题。

一、概述

计算机仿真技术可以为学生提供虚拟的仿真情境， 为学生创设一种开放的、主动的、发现式的探索式的学习环境， 发展学生的高级思维能力和问题解决能力， 从而通过对该情境的操纵、观察和思考得出合理的结论。计算机仿真可以在很大程度上激发学生的高水平思维活动， 让学生通过反省性的、高水平的思维活动来建构深层的、灵活的、真正的知识，近几年， 计算机模拟教学在国内外的电子商务课程中屡见不鲜， 但仿真教学在计算机教学中的应用、尤其是在计算机网络课程中的应用还处于探索研究的阶段， 将计算机模拟应用于教学活动中， 往往能够收到事半功倍的效果。

电子商务引起人们的普遍关注，细说起来也不过是最近几年的事情。电子商务网络仿真实验室可以提供一个真实的环境，在这个环境中，学生可以模拟电子商务的各种活动。因此，电子商务网络仿真实验室具有可操作性、仿真性及适应性强的特点。可操作性，是指电子商务网络仿真实验室中的计算机所需软件;仿真性，是指学生在电子商网络实验室的计算机上安装了相关软件后，能够模拟IT 环境，进行各种电子商务活动等;适应性强，是指电子商务网络仿真实验室能够成为与电子商务相关的多门课程的实习实训基地。在电子商务网络仿真实验室，学生可以学习基本的电子商务网站的建设流程。

二、计算机仿真技术

计算机仿真技术(computer?simulation?technology)是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。计算机仿真，是在研究系统过程中，根据形式性原理，利用计算机来逼真模仿研究对象。研究对象可以是真实的系统，也可以是设想中的系统。传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。在没有计算机以前，仿真都是利用实物或者它的模型来进行研究的，这种方法的优点是直接、形象、易信，但模型受限、容易破坏、难以重用。而计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机上运行实现。它不怕破坏、容易修改、可重用。因此在现代化生产建设中得到了广泛的采用。并取得了丰硕的成果，带来了可观的经济效益。

计算机仿真技术的核心是按系统工程原理建立真实系统的计算机仿真模型，然后利用模型代替真实系统在计算机上进行实验和研究。由于近年来信息技术的发展特别是高性能海量并行处理技术，可视化技术，分布处理技术，多媒体技术，虚拟现实技术的发展，使得建立人——机——环境一体化的分布的多维信息交互的仿真模型和仿真环境成为可能，从而使仿真方法有了一些新的发展，形成了一些新的研究仿真方法热点，如：定性仿真方法；面向对象的仿真方法；分布式交互仿真方法；人——机和谐仿真环境建立方法学。

三、电子商务网络仿真实验室

利用仿真技术可以构建电子商务仿真实验室，通用的通信网络硬件实验平台《计算机网络》或《计算机网络与通信》是计算机专业的必修专业课程。它的实验主要是从以下几个方面进行设计的:网络技术做实验:它包括网络布线与制作，计算机操作系统的安装与配置，局域网的设计与实现，广域网的设计与实现。其目的主要是让学生了解常用网络的设备的连接、安装与配置。通过设计、连线和配置，完成网络数据通信实验。计算机网络原理的模拟与仿真:计算机网络模型，有许多协议支持实现，每种协议实现都有些算法。原理的模拟与仿真就是解决其中的一些算法实验，这种实验通常用软件加以实现，但同时也需一些硬件配合完成。其目的主要是使学生通过实验对算法应用理解更深刻。如:数据链路层的连续ARQ，网络安全中的加密算法等。网页虚拟实现交互指导实验:有些网络设备费用很高，也没有必要全部实做，设计一些虚拟网页，通过网络的操作达到实验的目的。如:网络的测试仪的使用，高端网络设备的使用和配置等。

在教学应用中，通过仿真技术不但可以节约教学成本，而且能取得良好的教学效果。

四、结束语

交通仿真技术篇10

[关键词]计算机仿真电子商务仿真

电子商务作为一个新兴领域,各个院校在电子商务专业建设中,培养目标和课程体系不是完全统一，因此侧重点是不同的。普遍存在的问题是重理论而轻实践的现象非常严重,不利于电子商务人才地培养。原因很简单，就是实践的电子商务平台很难搭建，应用仿真技术可以解决这一问题。利用计算机技术、网络技术等现代信息技术从事商务活动,突出学生的动手能力,培养融IT与商务于一身的高素质复合型人才。

随着互联网的全面普及，基于互联网的电子商务也应运而生，并在近年来获得了巨大的发展，成为一种全新的商务模式，被许多经济专家认为是新的经济增长点。这种电子商务模式对管理水平、信息传递技术都提出了更高的要求，其中安全体系的构建又显得尤为重要。如何建立一个安全、便捷的电于商务应用环境，对信息提供足够的保护，是商家和用户都十分关注的话题。

一、概述

计算机仿真技术可以为学生提供虚拟的仿真情境,为学生创设一种开放的、主动的、发现式的探索式的学习环境,发展学生的高级思维能力和问题解决能力,从而通过对该情境的操纵、观察和思考得出合理的结论。计算机仿真可以在很大程度上激发学生的高水平思维活动,让学生通过反省性的、高水平的思维活动来建构深层的、灵活的、真正的知识,近几年,计算机模拟教学在国内外的电子商务课程中屡见不鲜,但仿真教学在计算机教学中的应用、尤其是在计算机网络课程中的应用还处于探索研究的阶段,将计算机模拟应用于教学活动中,往往能够收到事半功倍的效果。

电子商务引起人们的普遍关注，细说起来也不过是最近几年的事情。电子商务网络仿真实验室可以提供一个真实的环境,在这个环境中,学生可以模拟电子商务的各种活动。因此,电子商务网络仿真实验室具有可操作性、仿真性及适应性强的特点。可操作性,是指电子商务网络仿真实验室中的计算机所需软件;仿真性,是指学生在电子商网络实验室的计算机上安装了相关软件后,能够模拟IT环境,进行各种电子商务活动等;适应性强,是指电子商务网络仿真实验室能够成为与电子商务相关的多门课程的实习实训基地。在电子商务网络仿真实验室,学生可以学习基本的电子商务网站的建设流程。

二、计算机仿真技术

计算机仿真技术(computer?simulation?technology)是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。计算机仿真，是在研究系统过程中，根据形式性原理，利用计算机来逼真模仿研究对象。研究对象可以是真实的系统，也可以是设想中的系统。传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。在没有计算机以前，仿真都是利用实物或者它的模型来进行研究的，这种方法的优点是直接、形象、易信，但模型受限、容易破坏、难以重用。而计算机仿真是将研究对象进行数学描述，建模编程，且在计算机上运行实现。它不怕破坏、容易修改、可重用。因此在现代化生产建设中得到了广泛的采用。并取得了丰硕的成果，带来了可观的经济效益。

计算机仿真技术的核心是按系统工程原理建立真实系统的计算机仿真模型，然后利用模型代替真实系统在计算机上进行实验和研究。由于近年来信息技术的发展特别是高性能海量并行处理技术，可视化技术，分布处理技术，多媒体技术，虚拟现实技术的发展，使得建立人——机——环境一体化的分布的多维信息交互的仿真模型和仿真环境成为可能，从而使仿真方法有了一些新的发展，形成了一些新的研究仿真方法热点，如：定性仿真方法；面向对象的仿真方法；分布式交互仿真方法；人——机和谐仿真环境建立方法学。

三、电子商务网络仿真实验室

利用仿真技术可以构建电子商务仿真实验室，通用的通信网络硬件实验平台《计算机网络》或《计算机网络与通信》是计算机专业的必修专业课程。它的实验主要是从以下几个方面进行设计的:网络技术做实验:它包括网络布线与制作,计算机操作系统的安装与配置,局域网的设计与实现,广域网的设计与实现。其目的主要是让学生了解常用网络的设备的连接、安装与配置。通过设计、连线和配置,完成网络数据通信实验。计算机网络原理的模拟与仿真:计算机网络模型,有许多协议支持实现,每种协议实现都有些算法。原理的模拟与仿真就是解决其中的一些算法实验,这种实验通常用软件加以实现,但同时也需一些硬件配合完成。其目的主要是使学生通过实验对算法应用理解更深刻。如:数据链路层的连续ARQ,网络安全中的加密算法等。网页虚拟实现交互指导实验:有些网络设备费用很高,也没有必要全部实做,设计一些虚拟网页,通过网络的操作达到实验的目的。如:网络的测试仪的使用,高端网络设备的使用和配置等。

在教学应用中，通过仿真技术不但可以节约教学成本，而且能取得良好的教学效果。

四、结束语