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《12交通仿真軟件和應用》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、WORD格式編輯整理word資料下載可編輯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(shù)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(shù)。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(shù)所具備的功能,使其在以下交通領(lǐng)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(shè)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(shù)和新設(shè)想的測試;6)智能交通系統(tǒng)的評價;7)道路交通安全分析
2、;8)交通工程技術(shù)人員培訓。當前使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(shù),軍事工業(yè)、航空航天、核能等一直是仿真技術(shù)應用的主要領(lǐng)域,在軍工領(lǐng)域,仿真技術(shù)已成為新武器系統(tǒng)研制與試驗中的先導技術(shù)、校驗技術(shù)和分析技術(shù)。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
3、天航空器研制、核武器研制等,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(shù),以較小的代價大幅度降低了風險。系統(tǒng)仿真技術(shù)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)專業(yè)資料分享專業(yè)技術(shù)資料WORD格式編輯整理word資料下載可編輯仿真技術(shù)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(guān)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(guān)注三個方面的內(nèi)容,即實體
4、、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)),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(jié)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
5、本質(zhì)或主要矛盾,按研究的重點或?qū)嶋H需要對原系統(tǒng)進行簡化提煉,也就是建立模型。模型是對系統(tǒng)某些本質(zhì)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(cè)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(zhì)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(jié)果和經(jīng)驗總結(jié),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(zhì),是關(guān)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
6、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”),從而將各種不同的模型彼被此聯(lián)系起來,并將相互間的關(guān)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(shù)是以計算機科學、系統(tǒng)科學、控制理論和應用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ),以計算機為工具,利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進行分析與研究的一門新興技術(shù)。現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)綜合集成了計算機、網(wǎng)絡(luò)、圖形圖像、多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制
7、等多個高新技術(shù)領(lǐng)域的知識,是系統(tǒng)分析與研究的重要手段。計算機仿真技術(shù)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(lǐng)域技術(shù)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(shè)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(shè)計、運行和結(jié)果分析。專業(yè)資料分享專業(yè)技術(shù)資料WORD格式編輯整理word資料下載可編輯(二)系統(tǒng)仿真的分類系