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1、第十二章交通仿真軟件及其應用?前言交通仿真（TrafficSimulation）是系統(tǒng)仿真技術的一個分支，就是用系統(tǒng)模型來復再現(xiàn)？現(xiàn)交通流隨時間、空間變化從而表征模擬？其行為特征的技術。交通仿真模型可用于交通系統(tǒng)規(guī)劃及控制方案的詳細評估，更好地理解并掌握交通系統(tǒng)局部和細節(jié)，對于較復雜的交通系統(tǒng)尤為適用。交通仿真技術所具備的功能，使其在以下交通領域得以廣泛應用：1）交通規(guī)劃方案的詳細評估；2）交通控制策略的評估；3）道路幾何設計方案的評價分析；4）交通管理系統(tǒng)的評價分析；5）交通新技術和新設想的測試；6）智能交通系統(tǒng)的評價；7）道路交通安全分析；8）交通工程技術人員培訓。當前使
2、用較多的微觀交通仿真軟件有是否應增加宏觀交通仿真軟件的介紹？PARAMICS、VISSIM、TransModeler、AIMSUN、CORSIM、CUBEDYNASIM、TRAFFICWARE等。本章將介紹系統(tǒng)仿真和交通仿真的原理和、方法、和常用的交通仿真軟件及其應用。第一節(jié)交通系統(tǒng)仿真一、系統(tǒng)仿真仿真是當今許多學科廣泛應用的先進、安全和經(jīng)濟的技術，軍事工業(yè)、航空航天、核能等一直是仿真技術應用的主要領域，在軍工領域，仿真技術已成為新武器系統(tǒng)研制與試驗中的先導技術、校驗技術和分析技術。世界各國幾乎所有大型研發(fā)項目，如“阿波羅”登月計劃、戰(zhàn)略防御系統(tǒng)、航天航空器研制、核武器研制等
3、，因其投資和風險巨大，在研制過程中均成功地運用了仿真技術，以較小的代價大幅度降低了風險。系統(tǒng)仿真技術可應用于系統(tǒng)評價、系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)約經(jīng)費、降低試驗的風險和危險、人員培訓、決策支持等。下面闡述系統(tǒng)仿真的幾個基本概念。（一）基本概念1.）系統(tǒng)仿真技術應用的對象是系統(tǒng)。系統(tǒng)的定義很多，通常定義為具有一定功能，按某種規(guī)律相互聯(lián)系又相互作用著的對象之間的有機組合。社會、經(jīng)濟、交通都是系統(tǒng)，仿真所關注的系統(tǒng)是廣義的，泛指人類社會和自然界的一切存在、現(xiàn)象與過程。任何系統(tǒng)的研究都需要關注三個方面的內(nèi)容，即實體、屬性和活動。實體是組成系統(tǒng)的具體對象，屬性是實體所具有的每一項有效特性（狀態(tài)和參數(shù)
4、），活動是系統(tǒng)內(nèi)對象隨時間推移而發(fā)生的狀態(tài)變化。由于組成系統(tǒng)的實體之間相互作用而引起的實體屬性變化，通常用“狀態(tài)”的概念來描述。研究系統(tǒng)，主要就是研究系統(tǒng)狀態(tài)的改變，即系統(tǒng)的進展或演化。研究系統(tǒng)除了需要研究系統(tǒng)的實體、屬性和活動外，還需要研究系統(tǒng)的環(huán)境。環(huán)境是指對系統(tǒng)的活動結果產(chǎn)生影響的外界因素，自然界的一切事物都存在相互聯(lián)系和相互影響，而系統(tǒng)是在外界因素不斷變化的環(huán)境中產(chǎn)生活動的，因此，環(huán)境因素是必須予以考慮的。系統(tǒng)與環(huán)境的邊界是不確定的，隨研究的目的不同而異。2.）模型要進行仿真，首先要抓住問題的本質或主要矛盾，按研究的重點或實際需要對原系統(tǒng)進行簡化提煉，也就是建立模型。
5、模型是對系統(tǒng)某些本質方面的描述，可采用各種可用的形式提供被研究系統(tǒng)的信息，在所研究系統(tǒng)的某一側面具有與系統(tǒng)相似的數(shù)學描述或物理描述，可以在不同的抽象層次上來描述一個系統(tǒng)，是對真實世界中的物體或過程的抽象化和形式化。模型方法是通過研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質的方法。計算機仿真中采用的模型是數(shù)學模型?！皵?shù)學模型”是根據(jù)物理概念、變化規(guī)律、測試結果和經(jīng)驗總結，用數(shù)學表達式、邏輯表達式、特性曲線、試驗數(shù)據(jù)等來描述某一系統(tǒng)的表現(xiàn)形式。數(shù)學模型的本質，是關于現(xiàn)實世界一小部分和幾個方面抽象的數(shù)學“映像”。這種系統(tǒng)觀允許對現(xiàn)實世界中的過程在不同的詳盡程度上進行數(shù)學描述（“編碼”），從
6、而將各種不同的模型彼被此聯(lián)系起來，并將相互間的關系隱含于數(shù)學模型之中。3.）計算機仿真計算機仿真是建立需研究系統(tǒng)的模型，進而在計算機上對模型進行實驗研究的過程。計算機仿真方法是以計算機仿真為手段，通過在計算機上運行模型來再現(xiàn)模擬系統(tǒng)的運動過程，從而認識系統(tǒng)規(guī)律的一種研究方法。計算機仿真技術是以計算機科學、系統(tǒng)科學、控制理論和應用領域有關的專業(yè)技術為基礎，以計算機為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設想的系統(tǒng)進行分析與研究的一門新興技術?，F(xiàn)代計算機仿真技術綜合集成了計算機、網(wǎng)絡、圖形圖像、多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高新技術領域的知識，是系統(tǒng)分析與研究的重要手段。計算機
7、仿真技術具有良好的可控性、無破壞性、安全、可靠、不受外界條件（如氣象條件和場地空域）的限制、可多次重復、高效和經(jīng)濟性等特點，近年來發(fā)展十分迅速，已經(jīng)成為當今眾多領域技術進步所依托的一種基本手段。計算機仿真主要步驟有：問題描述、仿真目標設定、模型建立、數(shù)據(jù)收集、仿真程序開發(fā)、標定和校準、試驗設計、運行和結果分析。（二）系統(tǒng)仿真的分類系統(tǒng)仿真技術實質上就是建立仿真模型和進行仿真實驗的技術。通常認為，系統(tǒng)仿真是用能代表所研究系統(tǒng)的模型，結合環(huán)境（實際的或模擬的）條件進行研究、分析和實驗的方法。系統(tǒng)仿真的過程可
