基于动态仿真技术的虚拟现实交通仿真与分析平台设计
基于虚拟现实的轨道交通车辆数字孪生仿真系统
基于虚拟现实的轨道交通车辆数字孪生仿真系统肖罡;廖琴;杨钦文;张蔚;赵斯杰;黄晋【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2024(27)3【摘要】[目的]为了提高轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性,依托VR(虚拟现实)技术,构建了轨道交通车辆数字孪生仿真平台。
[方法]通过轨道交通车辆数字孪生三维模型与机理模型的层级式构建方法,以及层级式关联映射方法,实现了三维模型与机理模型融合,耦合生成了轨道交通车辆数字孪生三维物理模型,并由此提出了一种轨道交通车辆数字孪生仿真系统以及系统的构建方法。
以青岛某地铁车辆及其相应运行线路为研究对象,通过搭建的VR平台及车辆自动驾驶控制算法,对该仿真系统功能进行了试验验证。
[结果及结论]试验表明,列车实际运行速度与控制运行速度误差均在±1.5 km/h内,证实了模型的有效性。
轨道交通车辆数字孪生仿真平台的构建方法为提升轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性提供了新的技术思路。
【总页数】5页(P135-139)【作者】肖罡;廖琴;杨钦文;张蔚;赵斯杰;黄晋【作者单位】湖南科技大学机电工程学院;江西科骏实业有限公司;湖南大学机械与运载工程学院;清华大学车辆与运载学院;中国计量科学研究院计量科学数据中心【正文语种】中文【中图分类】U270.14【相关文献】1.一种基于虚拟现实系统的船舶数字孪生框架2.基于虚拟现实的数字孪生车间集成管控系统框架3.轨道交通车辆基地数字孪生运维平台研究4.基于虚拟现实与数字孪生技术的自行火炮辅助维修系统5.数字孪生技术在轨道交通车辆全寿命周期管理中的应用思路因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于虚拟现实的行人自行车交通违法警示体验平台的设计与实现
基于虚拟现实的行人自行车交通违法警示体验平台的设计与实现——王峻极刘东波高岩尤志栋133基于虚拟现实的行人自行车交通违法警示体验平台的设计与实现*王峻极刘东波高岩尤志栋(公安部交通管理科学研究所江苏无锡214151)摘要在分析我国行人自行车交通安全教育现状的基础上，研究了基于虚拟现实技术的行人自行车交通违法警示体验平台的关键技术，提出了设计方案，并加以设计和实现。
通过该装置，体验者可通过立体投影设备，控制设备(键盘，游戏手柄等)，以不同身份、不同视角等进行虚拟交通违法体验，实际感受步行、骑自行车交通违法和不安全行为可能带来的危险。
关键词行人；自行车；交通违法；体验平台；虚拟现实中图分类号：X951文献标志码：A doi：10．3963／j．i ss n1674—4861．2013．0t．028O引言在我国城市交通系统中，步行、自行车占全部方式的60％以上[1]，同时交通事故死亡人数也一直占总数的较高比例，特别是自行车所占比例呈逐年升高趋势，见表1[2]。
行人和自行车骑乘人是交通参与者中的弱势群体，容易受到伤害，同时受到的安全教育少，对法律法规不熟悉，安全知识少。
尤其是违法的危害认识程度低，常有机动车不敢碰撞或是机动车驾驶人会主动避让等心理。
目前，我国针对行人、自行车驾驶人交通安全宣传教育的形式呆板、手段单一，尤其是带有互动性质的体验式交通安全科普教育尚属空白。
随着信息技术和图像技术的飞速发展，运用虚拟现实技术构建虚拟现实的行人自行车交通违法警示体验平台已经可行。
针对行人和自行车骑乘人交通违法行为特点与心理，通过构建虚拟现实的道路交通场景和常见的交通冲突事件环境等，体验者通过配戴立体眼镜在三维立体播放环境中，以不同身份、视角身临其境体验交通违法可能带来的危险，使其感受如同现实发生过危险一样，深刻铭记，具有广阔的应用前景。
1虚拟现实技术1。
1虚拟现实技术在交通安全宣传教育应用基础虚拟现实(vi rt ual r eal i t y，V R)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。
基于虚拟现实技术的交通场景仿真与优化
基于虚拟现实技术的交通场景仿真与优化随着科技的不断发展和创新，人们对于信息和数据的处理能力，已经达到了一个前所未有的高度。
随着互联网技术、大数据技术以及包括人工智能、物联网技术等在各行各业中的普及和应用，都已经带来了巨大的改变。
在交通出行方面，虚拟现实技术的应用也越来越多。
一、虚拟现实技术的介绍虚拟现实技术（Virtual Reality）是一种能够利用计算机等技术模拟出真实世界环境的技术。
通俗的说，就是模拟一个虚拟的环境，并让人们在这个虚拟环境中感受到仿佛身临其境的感觉。
在虚拟现实技术中，通过3D影像与交互式系统融合，在合适的设备下，可以让使用者直接获得视听感受。
尊从现实数据模拟，在仿真场景中进行操作与修改，以达到可视化的效果，真实世界与虚拟世界的结合，让人们能够在虚拟现实中体验到现实世界不曾有的体验，可以创造出完全不同于现实情形的场景。
二、虚拟现实技术在交通场景中的应用基于虚拟现实技术的交通仿真系统，可以重现道路交通、城市交通、高速公路交通等各种不同路段的情况，既可以利用真实现实数据进行模拟，也可以根据特定的需求和情况进行场景的创造，以此来达到更好的交通规划和优化。
例如，在城市的道路交通中，通过虚拟现实技术的仿真，可以模拟出不同时间段内不同车流量的情况，并进行相应的配置，使得交通繁忙的情况得到缓解，同时也能够优化道路的规划和设计。
在高速公路交通方面，通过虚拟现实的技术，可以针对较为危险和特殊的交通情况进行场景的模拟，以此来做有效的仿真测试和模拟演练，提升规范化行驶，避免车祸的发生。
同时，借助人工智能、大数据等技术，还可以通过数据分析和预测，对未来交通拥堵、安全等问题进行相关的优化。
例如，在高峰期时加强公交线路，可以优化道路利用率，降低拥堵的发生，方便出行。
三、虚拟现实技术在交通场景中的优势1.提高交通规划的便捷性和准确性：利用虚拟现实技术，能够对不同车辆、行人等行为数据进行模拟，以此为基础，对于交通场景的仿真模拟，能够更加方便地进行调整和定位。
基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台设计
基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台设计智能交通系统的发展与应用已成为当前城市交通领域的重要方向。
为了更好地研究和分析交通系统中的各种因素，提高交通管理和规划的效果，设计一个基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台成为一项具有重要意义的任务。
一、研究背景随着社会发展和城市化进程加快，交通问题日益凸显。
传统的交通规划和管理手段已经无法满足实际需求，因此需要寻找新的解决方案。
虚拟现实技术具有高度逼真的仿真效果和良好的交互体验，可以用于模拟和预测交通系统中的各种情况，为交通管理和规划提供科学依据。
二、平台设计目标基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台的设计目标主要包括以下几个方面：1. 逼真的仿真效果：通过高质量的图形渲染和物理仿真技术，实现逼真的交通场景模拟，使用户能够感受仿真环境的真实性。
2. 多维度的交互体验：利用虚拟现实设备提供的手柄、手势或语音识别等交互方式，使用户能够自由地观察、操作仿真环境中的交通系统。
3. 强大的数据分析功能：平台应具备数据采集、处理和分析的能力，能够实时监测和记录交通系统的各种数据，为交通管理和规划提供科学依据。
4. 网络协同支持：平台应支持多人同时操作和观察交通仿真，实现多方协同研究和决策。
三、平台设计方案基于以上目标和需求，设计一个基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台，可分为以下几个模块：1. 仿真场景模块：通过高质量的图形渲染技术，实现逼真的交通场景模拟。
在模拟过程中，可以包括城市道路、交通信号灯、汽车和行人等元素，使用户感受到真实的交通环境。
2. 交互模块：利用虚拟现实设备提供的交互方式，使用户能够自由地观察和操作仿真环境。
用户可以通过手柄、手势或语音识别等方式，控制交通信号灯、调整车辆和行人的行为，以及观察仿真过程中交通流量的变化等。
3. 数据分析模块：平台应具备数据采集、处理和分析的能力。
可以实时监测和记录交通系统的各种数据，如车辆流量、行车速度、排队长度等，为交通管理和规划提供科学依据。
基于虚拟现实技术的交通仿真系统设计与实现
基于虚拟现实技术的交通仿真系统设计与实现交通仿真系统是一种利用虚拟现实技术模拟真实交通环境的软件系统。
它能够帮助我们更好地理解道路交通的运行规律，改善交通管理和规划决策。
本文将介绍基于虚拟现实技术的交通仿真系统的设计与实现。
一、需求分析在设计和实现交通仿真系统之前，我们首先需要进行需求分析。
交通仿真系统应具备以下功能：1. 虚拟道路网络建模：包括道路、路口、交通信号灯等元素的建模和场景构建。
2. 车辆模拟：模拟车辆的行驶行为，包括加速、减速、变道、避让等动作。
3. 交通信号模拟：模拟交通信号灯的运行过程，包括红绿灯切换、倒计时等功能。
4. 数据采集与监控：实时采集交通仿真过程中的各项数据并进行监控，如车辆行驶速度、拥堵情况等。
5. 可视化展示：通过虚拟现实技术，将交通仿真过程以图形化的方式展示出来，包括车辆运动轨迹、拥堵情况的可视化呈现。
二、系统设计1. 数据模型设计：根据交通系统的需求，设计出包括道路、车辆、交通信号等多个实体的数据模型。
其中，道路模型应当包括道路长度、车道数量、车道限速等属性；车辆模型应当包括车辆类型、车速、加速度等属性；交通信号模型应当包括信号灯颜色、倒计时等属性。
2. 虚拟道路网络建模：基于设计好的数据模型，使用三维场景建模工具（如Unity）进行道路网络的建模。
通过设置道路的形状、长度、车道数等属性，构建出完整的交通道路网络。
3. 车辆模拟与行为算法设计：通过设计合适的车辆模拟算法，使车辆在仿真环境中能够根据交通规则和周围车辆的动态状态来进行加速、减速、变道等行为。
车辆模拟算法需要考虑车辆的加速度和减速度等物理特性，并应根据不同车辆类型的特点进行调整。
4. 交通信号模拟与控制算法设计：基于设计好的交通信号模型，设计交通信号的运行逻辑和控制算法。
算法应考虑到不同道路交通流量的变化，以及交通信号绿灯时间的分配策略，使仿真系统中的交通信号灯能够自动根据交通流量的变化进行切换。
交通信号控制3D虚拟仿真实训平台的设计与实现
交通信号控制3D虚拟仿真实训平台的设计与实现
彭浩;林晓辉
【期刊名称】《广东交通职业技术学院学报》
【年(卷),期】2018(017)002
【摘要】当前,部分高校"道路交通控制技术"课程面临实训设备不够、不能完全满足学员学习需求的问题.针对这个问题,文中采用三维制作与VRP虚拟现实技术,设计了交通信号控制3D虚拟仿真实训平台.学生可借助该平台完成交通信号控制模拟实验,提升学习兴趣,节约教育成本.文中介绍了虚拟仿真平台的框架结构,分析了平台的设计方法、技术与流程,重点分析了交互功能的实现方法.
【总页数】5页(P52-55,60)
【作者】彭浩;林晓辉
【作者单位】广东交通职业技术学院,广东广州510650;广东交通职业技术学院,广东广州510650
【正文语种】中文
【中图分类】G712
【相关文献】
1.基于Flash和3dsMax技术会场布置虚拟仿真系统设计与实现 [J], 朱明秀
2.化工3D虚拟仿真实训平台的构建及其教学探讨 [J], 李海港;李金龙
3.基于Unity3D的微机组装实训平台的设计与实现 [J], 杨静;周洁
4.基于计算机仿真技术的3D实景导游教学实训平台设计与实现 [J], 魏光泽
5.城市道路交通信号控制虚拟仿真试验教学项目建设 [J], 李文勇;谢练
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城市轨道交通行车作业虚拟仿真实训系统的设计与应用
1SH2020年城"#$%通业—1234567用*丛丛$李俊辉$秦凯"(1•广东交通职业技术学院轨道交通学院,'10650,广州；2.广州市盈泽信息科技有限公司,'10640,广州//第一作者,讲师)摘要针对行车作业岗位培训目前面临的问题，基于Uni-ty3D游戏开发引擎、虚拟现实技术和数据库资源管理技术的城市轨道交通行车作业虚拟仿真实训系统应运而生#介绍了该系统的开发流程、功能设计与实现#着重描述了该系统所使用的3D建模、虚拟场景优化、场景数据同步及虚拟现实等关键技术#该系统搭建了集教学、多岗位协同训练、全场景漫游和自动考评为一体的教学实训平台，将岗位任务引领、项目驱动等职业教育的教学理念融入到实践教学中，能激发学员的学习兴趣!进一步丰富了相关专业的实践教学资源#关键词城市轨道交通；行车作业；岗位培训；虚拟仿真实训系统；虚拟现实技术中图分类号U29-39；C97'D01：10.16037//1007-%69x.2020.08.011Design and Application of Virtual Simulation Training System io Urban Rail Transig Opert-ioonCONG Cong,LI Junhui,QIN KaiAbstract According to the problems of train operation post training,based on Unity3D game development engine,virtual reality(VR)technology and database resource management tchnoeogy,aviatuaesimueation taaining systm ofuaban aaie taansittaain op@aation isd@*********thispap@a,by focusing on the key technologies like3D modeling,virtual scene optimization,scene dalt synchronization and virtual realitt,the development proces s,function design and implementation of the system are introduced.The system sets up an integrated training platform including teaching,multi-post collaborative training,whole scene roaming and automatic evaluation,in which the teaching ideas of vocational education such as the post task leading and project driven concept ara integrated into the practice teaching,so as to arouss the learning interest of students and further enrich the professional practice teaching resources related to urban c-transit.Key words urban rail transit；train operation；on-job training；v—ual simulation training system；vial reality technology FOrt-aUhor's addrrss Rail Transit College,Guangdong Communication Polytechnic,510650,Guangzhou,China城市轨道交通行车组织工作是集线路、车站、信号、车辆为一体的多岗位协同作业，其准确性和安全性要求高。
智能交通仿真系统的设计和应用
智能交通仿真系统的设计和应用一、引言智能交通系统作为现代交通管理领域的重要技术之一，已经在全球多个国家得到广泛应用和推广。
智能交通仿真系统是对真实交通系统的虚拟仿真，可以通过模拟真实环境和交通流量，评估和改进交通策略。
本文将重点介绍智能交通仿真系统的设计和应用。
二、智能交通仿真系统的设计智能交通仿真系统的设计需要考虑多个方面，包括仿真平台的选择、交通拓扑结构的建模、车辆模型的设计等。
2.1 仿真平台的选择目前市场上有很多智能交通仿真平台可供选择。
根据仿真需求和实际应用场景，可以选择合适的平台。
其中，SUMO （Simulation of Urban MObility）是一个开源的道路交通仿真平台，适用于城市交通仿真。
OMNeT++是一个通用的网络仿真平台，可以用于构建自适应交通控制系统。
根据实际需求，可以选择最合适的平台。
2.2 交通拓扑结构的建模交通拓扑结构是智能交通仿真系统的重要组成部分，决定了系统模拟的真实性和准确性。
在建模过程中，需要包括道路网络、交叉口、车道等元素。
可以利用现有的地理信息数据进行建模，也可以通过人工设计建模。
建模过程中需要考虑交通流量变化、拥堵等因素，以保证仿真结果的可信度。
2.3 车辆模型的设计车辆模型的设计是智能交通仿真系统中一个重要的环节。
车辆模型需要考虑车辆类型、车速、加速度等因素，以及车辆之间的交互作用。
在车辆模型中还需要考虑车辆行为、路口决策等因素，以模拟真实交通场景。
三、智能交通仿真系统的应用智能交通仿真系统在交通管理和规划、交通安全评估等方面具有广泛的应用。
3.1 交通管理和规划智能交通仿真系统可以帮助交通管理部门制定科学的交通规划和管理策略。
通过仿真分析交通状况，可以提前预测交通拥堵和车流量分布，从而优化交通信号配时和调整道路布局，提高交通的流畅性和效率。
3.2 交通安全评估智能交通仿真系统可以模拟交通场景中的事故情况，评估交通安全性。
通过模拟分析事故发生的原因和影响，可以制定相应的安全措施和预警系统，提高交通的安全性。
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基于动态仿真技术的虚拟现实交通仿真
与分析平台设计
虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术已经在多个领域中得到广泛应用，其中之一就是交通仿真与分析。
基于动态仿真技术的虚拟现实交
通仿真与分析平台设计，可以提供一个实时、可视化的环境，用于模
拟和研究各种交通情景，进而提供有效的交通管理和规划方案。
虚拟现实技术的引入使得交通仿真与分析更加直观、真实。
它可以
创建一个逼真的三维场景，将交通系统中的各种要素如车辆、路网、
信号灯等进行模拟，用户可以通过VR设备身临其境地观察和参与交通场景中的各种情况。
这种感官上的体验有助于交通研究人员更好地理
解交通问题的本质以及采取相应的措施。
在设计虚拟现实交通仿真与分析平台时，首先要考虑的是数据源和
数据处理。
实时交通信息的获取是平台设计的关键，可以通过传感器、监控设备等手段采集实时交通数据，并进行处理和分析。
这些数据可
以包括车辆数量、车速、道路拥堵情况等。
同时，还需要考虑车辆行
为的模拟，如加速、减速、转向等，以及信号灯的控制逻辑等。
其次，虚拟现实交通仿真与分析平台需要设计一个逼真的交通场景。
这个场景应该包括真实的道路网络、建筑物、交通标志和信号灯等元素。
通过建模和渲染技术，可以将真实世界中的道路、街区等元素转
化为虚拟现实场景中的3D模型。
此外，对于特定的交通问题研究，还
可以根据需求设计特定的交通场景，比如高速公路、市区拥堵等情景，以便更好地模拟和分析实际交通情况。
为了提供更好的交互体验，虚拟现实交通仿真与分析平台还需要考
虑用户操作界面的设计。
用户应该能够通过VR设备和控制器在虚拟现实场景中自由移动和观察，同时，还要提供相关的操作菜单和设置选项，以便用户可以进行各种交通仿真与分析操作。
例如，用户可以选
择不同的交通工具、调整交通流量、改变信号灯控制策略等。
这样能
够使用户对交通问题进行更细致的研究和分析。
虚拟现实交通仿真与分析平台的设计还需要考虑仿真和计算的性能。
这种平台通常需要处理大量的数据和进行复杂的计算。
为了确保平台
能够以实时的速度运行，需要设计高效的算法和数据结构。
此外，还
可以利用图形加速技术如GPU计算，以提高虚拟现实场景的渲染速度
和交互效果。
最后，虚拟现实交通仿真与分析平台还可以与其他交通管理系统或
规划软件进行集成。
例如，可以将仿真结果与车辆跟踪系统结合，利
用实时数据来验证仿真模型的准确性。
此外，还可以将仿真结果与交
通规划软件相结合，为城市交通规划提供可靠的参考数据，以改善交
通拥堵和提升交通效率。
总之，基于动态仿真技术的虚拟现实交通仿真与分析平台设计可以
为交通研究和管理提供强有力的工具。
通过创建逼真的虚拟场景和模
拟真实交通情况，可以帮助研究人员更好地理解交通问题的本质，并
提供有效的交通管理和规划方案。
为了设计一款成功的平台，需要考
虑数据源和数据处理、交通场景的建模和渲染、用户操作界面的设计、仿真和计算的性能，以及与其他交通系统的集成等方面。
随着虚拟现
实技术的不断发展和应用，相信虚拟现实交通仿真与分析平台将在未
来的交通研究和管理中发挥越来越重要的作用。