计算机仿真技术概述与其在交通仿真领域的应用
计算机仿真技术在各行业的应用
计算机仿真技术在各行业的应用计算机仿真技术的应用范围涵盖社会的诸多方面，并为不同行业的发展均起到了不同程度的推动作用，为不同行业的发展注入了新的动力。
其应用领域主要包括以下几个方面：1计算机仿真在教育领域的应用计算机模拟实验又称计算机仿真实验或计算机虚拟实验，是近几年在计算机多媒体教学中开辟的新领域。
它通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书和根据需要在瞬间建立的模拟实验室。
近几年来，学校越来越重视学生的时间操作能力，计算机模拟实验则成为学生学习与考核的重要手段。
计算机模拟实验的产生打破了教师与学生、理论与实践的限制，他尤为突出教学过程中的实验设计思想和实验思路，更突出学生学习的主动性。
学生利用计算机模拟实验，可以提升学生对学习兴趣，对教学内容、试验方法、教学设备的结构和原理进行深入理解，进而锻炼时间操作技能。
2计算机仿真技术在交通运输领域的应用交通是由人、车、路和环境构成的一个复杂人机系统，事故的诱发因素是多方面因素的综合。
交通安全的评价，应该充分考虑人、车、路和环境诸方面因素的作用和影响。
本交通安全仿真是基于虚拟现实技术的方法。
该评价体系是通过建立虚拟环境，并在这个虚拟环境中设计各种事故诱发因素，并对某区域和某路段的交通安全水平进行全过程(设计后，施工中，运营后)的跟踪和评价。
计算机仿真是交通安全仿真系统的中心组成部分。
该仿真系统与一般意义的数据仿真有着很大的不同。
对某区域的交通安全评估上，交通安全仿真系统不仅仅使用绝对数法和事故率法来评估，它还蒋该区域人们的交通一世与行为因素也整合其中。
在模拟的交通路段中，可以选择任意交通工具，设计任意的路段环境，以旁观者的视角来进行交通事故实验与分析，进而对交通路段做出相对准确的安全评估，为交通事故评估提供了一种可靠的方法。
3 计算机仿真技术在制造领域的应用计算机仿真技术介入汽车制造业，可以有效缓解许多难度高，投资成本大的相关问题。
计算机仿真 计算机应用技术
计算机仿真计算机应用技术计算机仿真是一种通过模拟计算机程序对现实世界的各种过程和系统进行描述和分析的技术。
它是计算机应用技术的重要组成部分。
在各个领域中，计算机仿真被广泛应用，包括工程、科学、医学等。
它能够帮助人们更好地理解和预测现实世界的各种现象和问题，为决策和优化提供有力的支持。
在工程领域中，计算机仿真被用于设计和优化各种产品和系统。
例如，汽车制造商可以使用计算机仿真来测试汽车的性能和安全性能。
他们可以通过模拟汽车在各种道路条件下的行驶来评估汽车的操控性，并通过优化设计来改善驾驶体验。
此外，航空工程师也可以使用计算机仿真来模拟飞机在各种飞行条件下的飞行性能，优化飞机的设计和性能。
在科学领域中，计算机仿真被用于研究各种自然现象和物理过程。
例如，气象学家可以使用计算机仿真来模拟大气环流和天气系统，预测天气变化和极端天气事件。
这些模拟结果对于气象预报和灾害预警具有重要意义。
同样地，生物学家可以使用计算机仿真来模拟分子和细胞的行为，研究生命的基本原理和生物过程。
在医学领域中，计算机仿真被用于模拟人体器官和生理系统的功能。
例如，心脏外科医生可以使用计算机仿真来模拟心脏手术过程，优化手术方案和手术技术。
这种虚拟手术训练可以提高医生的技术水平，降低手术风险。
此外，计算机仿真还可以用于研究新药物的疗效和副作用，加速药物研发过程。
除了工程、科学和医学领域，计算机仿真还被广泛应用于其他领域。
在交通运输领域，计算机仿真可以用于模拟交通流量和交通拥堵情况，优化交通管理和规划。
在金融领域，计算机仿真可以用于模拟金融市场的行为和风险，帮助投资者和决策者做出更明智的投资和决策。
在娱乐和游戏领域，计算机仿真可以用于创建虚拟现实和增强现实的体验，提供更真实和沉浸式的游戏和娱乐体验。
计算机仿真是一种强大的工具，可以帮助人们更好地理解和解决各种现实世界中的问题。
它在工程、科学、医学等领域的应用已经取得了显著的成果，并且在其他领域也有着广阔的应用前景。
计算机仿真技术
计算机仿真技术计算机仿真技术（Computer Simulation Technology）是指利用计算机模拟系统或过程的方法，通过数学模型和仿真软件来探索和研究实际系统的行为。
在计算机仿真技术的支持下，研究者可以通过对虚拟系统的模拟和观察，对真实世界中的复杂系统进行分析、测试和验证，以获取数据并获得新的洞察力。
一、计算机仿真技术的发展历程计算机仿真技术的发展可以追溯到20世纪早期，当时计算机的出现为仿真技术提供了强大的计算能力，但由于硬件设备和软件工具的限制，计算机仿真技术的应用受到了一定的限制。
随着计算机技术的迅猛发展和计算能力的不断提高，计算机仿真技术得到了广泛应用，并在各个领域取得了显著成果。
二、计算机仿真技术的应用领域1. 工程领域计算机仿真技术在工程领域的应用非常广泛。
例如，在建筑工程中，可以利用计算机仿真技术对建筑物的结构进行模拟，以确保其稳定性和安全性；在电力系统中，可以利用计算机仿真技术模拟电力网络的运行情况，进行负荷分析和故障诊断等。
2. 制造业计算机仿真技术在制造业中的应用也非常重要。
通过对生产线、工艺流程等进行仿真模拟，可以提高生产效率、降低成本，并优化生产过程。
3. 医学领域计算机仿真技术在医学领域的应用也越来越广泛。
例如，在手术模拟中，医生可以使用计算机仿真技术进行手术前的演练，以提高手术的准确性和安全性；在药物研发中，也可以利用计算机仿真技术进行药物分子的模拟，以加快研发过程。
4. 交通运输计算机仿真技术在交通运输领域的应用可以帮助人们更好地规划交通路线、优化交通模型，并提高交通的效率和安全性。
5. 军事领域计算机仿真技术在军事领域中的应用也非常重要。
通过对战场环境的模拟和训练，可以提高士兵的训练质量和作战能力，同时减少因真实演习而产生的风险。
三、计算机仿真技术的优势和挑战1. 优势（1）降低成本和风险：利用计算机仿真技术可以在虚拟环境中进行实验和测试，降低了成本和风险，同时减少了对实际系统的依赖性。
计算机原理 第二章 交通系统仿真概述.
2.1.2 计算机仿真
仿真技术作为分析和研究系统运动行为、揭示系 统动态过程和运行规律的一种重要的手段和方法， 在发展到现代的计算机仿真阶段以后，其应用领 域已经从军用转向民用，从最初的航空、航天、 核技术等高新技术领域发展到社会、经济领域以 及广泛的工程领域。现代计算机仿真解决的问题 主要有以下几类：
第2章 交通系统仿真概述
2.1 计算机仿真相关概念 2.2 交通仿真 2.3 主要交通仿真软件简介
通过交通仿真软件演示实例 总结一下 。。。。。。
2.1 计算机仿真相关概念
2.1.1 系统仿真
2.1.2 计算机仿真
2.1.1 系统仿真
系统仿真，顾名思义就是仿真真实系统。仿真界专家和学 者对仿真下过不少定义，其中一个比较通俗的描述性定义 是：仿真是通过对系统模型的实验去研究一个存在的或设 计中的系统。
2.2.4 交通仿真的特点
(1)经济性。有些数据无法通过调研和试验得到, 或者这一过程花费的人力、物力过大 , 这种情况下, 这些数据可以通过交通仿真的方法得到。
(2)安全性。利用计算机进行仿真试验,可以避免 实地调研和试验(如交通调查)中可能出现的意外伤害。
(3)可重复性。一旦建立了一个仿真模型,可以任 意重复仿真过程。
2.2.3 交通仿真的作用
交通仿真是智能交通系统的一个重要组成部分，是计算 机技术在交通工程领域的一个重要应用，它可以动态地、 逼真地仿真交通流和交通事故等各种交通现象，复现交 通流的时空变化，深入地分析车辆、驾驶员和行人、道 路以及交通的特征，有效地进行交通规划、交通组织与 管理、交通能源节约与物资运输流量合理化等方面的研 究。同时，交通仿真系统通过虚拟现实技术手段，能够 非常直观地表现出路网上车辆的运行情况，对某个位置 交通是否拥堵、道路是否畅通、有无出现交通事故、以 及出现上述情况时采用什么样的解决方案来疏导交通等， 在计算机上经济有效且没有风险的仿真出来。
交通仿真技术
交通仿真技术摘要：交通仿真是近些年来在交通系统的研究、规划、验证和开发中广泛使用的一种技术。
文章从交通仿真的定义和研究内容出发，系统介绍了交通仿真的三种模型。
文中描述了交通仿真在国内外的发展历程和研究现状，并对其中一些典型软件和模型作了介绍，在最后，指出了当前交通仿真的一些不足。
关键词：交通仿真；分类；研究状况；模型一、研究背景随着科技的迅猛发展，计算机的功能日益强大，可为人民服务的范围也日益宽广。
现实中的交通可通过计算机实时复现，问题的解决亦可由其模拟实现。
交通仿真是计算机技术在交通工程领域的重要应用，不仅可重复再现交通流随时空变化的运行态势，亦可对各种交通参数、经济参数等进行单一或综合分析，以科学量化方式提供交通管理与决策的依据。
二、交通仿真2.1仿真仿真是用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在或设计中的系统。
当所研究的系统造价昂贵、实验危险性大或需要很长时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种较有效的研究手段。
2.2计算机仿真计算机仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性较逼真的模仿。
它是一种描述性技术和一种定量分析方法。
通过建立某一过程和某一系统的模式，来描述该过程或该系统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征，从而得出数量指标，为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果，作为决策的理论依据。
2.3交通仿真交通仿真是研究复杂交通问题的重要工具，尤其是当一个系统过于复杂，无法用简单抽象的数学模型描述时。
其可以清晰的辅助分析预测交通堵塞的地段和原因，对城市规划、交通工程和交通管理的有关方案进行比较和评价，在问题成为现实以前，尽量避免，或有所准备。
2.3.1交通仿真的特点（1）经济性：有些数据无法通过调研和试验得到，或这一过程花费的人力、物力过大，此情况下，交通仿真就可用较少花费实现此目标。
仿真技术的应用场景
仿真技术的应用场景仿真技术是一种将现实世界的情境、过程或系统模拟为计算机程序的技术。
它通过模拟真实环境，以虚拟的方式来实现对现实世界的研究、训练或演示。
随着计算机技术的发展和性能的提升，仿真技术在各个领域的应用越来越广泛。
一、军事领域在军事领域，仿真技术被广泛应用于作战模拟、武器系统测试和训练等方面。
通过仿真技术，可以模拟各种战场情境，包括陆地、海洋和空中等多种环境。
军事人员可以在虚拟环境中进行实战训练，提高应对复杂战局的能力。
同时，仿真技术也能用于武器系统的测试和研发，以验证其性能和有效性。
二、航空航天领域在航空航天领域，仿真技术被广泛应用于飞行模拟、飞机设计和航天器测试等方面。
通过仿真技术，可以模拟各种飞行环境和飞行器的行为，包括飞机、直升机、无人机和火箭等。
飞行员可以通过飞行模拟器进行实际飞行的模拟训练，提高飞行技能和应对不同情况的能力。
同时，仿真技术也可以用于飞机和航天器的设计和测试，以验证其性能和安全性。
三、医疗领域在医疗领域，仿真技术被广泛应用于手术模拟、病例演练和医疗设备测试等方面。
通过仿真技术，可以模拟各种手术操作和病例情境，包括心脏手术、脑部手术和骨科手术等。
医生和医学生可以在虚拟环境中进行手术模拟和病例演练，提高手术技能和应对复杂情况的能力。
同时，仿真技术也可以用于医疗设备的测试和研发，以验证其性能和安全性。
四、交通领域在交通领域，仿真技术被广泛应用于交通流模拟、交通规划和驾驶训练等方面。
通过仿真技术，可以模拟城市道路和交通流的情况，包括车辆行驶、交通信号和交通事故等。
交通规划者可以通过仿真模拟来评估不同交通策略的效果，优化交通流量和减少拥堵。
同时，仿真技术也可以用于驾驶员的训练，提高驾驶技能和安全意识。
五、工业领域在工业领域，仿真技术被广泛应用于工艺模拟、工厂布局和产品设计等方面。
通过仿真技术，可以模拟不同工艺的流程和设备的运行情况，包括生产线、装配工艺和物流系统等。
工程师和设计师可以通过仿真模拟来评估不同工艺的效率和优化生产线的布局。
高速公路交通流模型研究与仿真
高速公路交通流模型研究与仿真高速公路交通流模型研究与仿真是交通规划和运输管理领域的重要研究课题。
通过建立准确可信的交通流模型，可以帮助交通管理部门优化高速公路的道路设计和运营策略，提高交通效率和安全性。
本文将介绍高速公路交通流模型的研究方法和仿真技术，以及其在交通规划和管理中的实际应用。
一、高速公路交通流模型的研究方法1. 宏观交通流模型：宏观交通流模型是对道路网络中车辆总体的流动规律进行描述和分析的模型。
常用的宏观交通流模型包括流量-密度关系模型、速度-密度关系模型和流量-速度关系模型。
这些模型可用于预测高速公路上车辆的行驶速度、流量和拥堵情况等，并为规划者提供决策依据。
2. 微观交通流模型：微观交通流模型是对单个车辆在道路上行驶过程进行建模和仿真的模型。
通过建立交通流动力学模型、车辆跟踪模型和交通控制模型等，可以对车辆的行为和交通流的演化进行细致的研究。
微观交通流模型可用于评估高速公路的通行能力、拥堵时的交通行为和事故发生的概率等。
3. 混合交通流模型：混合交通流模型是宏观和微观交通流模型的综合应用，旨在提高模型的准确性和逼真度。
通过将宏观模型与微观模型相结合，可以在考虑交通流整体特征的同时，对车辆的个体行为进行精确建模。
混合交通流模型的研究方法主要包括基于数学模型的分析方法和基于仿真模型的实验方法。
二、高速公路交通流模型的仿真技术1. 计算机模拟：计算机模拟是一种基于数学模型和计算机算法的仿真技术，可以对交通流的行为进行动态模拟和分析。
通过编写交通流仿真软件，可以模拟车辆的行驶过程、交通信号的控制和交通事件的发生等。
计算机模拟技术可以为规划者提供交通流量预测、道路设计和交通管制等方面的参考依据。
2. 仿真实验：仿真实验是通过搭建真实物理模型或虚拟数字模型进行交通流场景模拟的技术。
通过模拟车辆、道路和交通环境等要素，可以观察和分析高速公路交通流的行为和特征。
仿真实验可以根据实际需要进行多次重复，探索不同的交通管理策略和交通流控制方法，以优化高速公路的运行效率。
计算机模拟与仿真技术
计算机模拟与仿真技术计算机模拟与仿真技术是一种利用计算机系统对真实世界进行模拟和仿真的方法。
它能够帮助我们理解和预测真实系统的行为，提供有效的决策支持和问题解决方案。
本文将介绍计算机模拟与仿真技术的定义、应用领域和发展趋势。
一、计算机模拟与仿真技术的定义计算机模拟与仿真技术是利用计算机系统对现实世界进行虚拟重建和模拟的一种方法。
它通过数学模型建立、仿真算法设计和计算机程序实现，将现实世界的关键参数和行为进行精确描述，使计算机系统能够模拟和模仿真实世界的运行过程。
二、计算机模拟与仿真技术的应用领域1. 生物医学仿真：计算机模拟与仿真技术在生物医学领域的应用非常广泛。
例如，在药物研发过程中，可以使用计算机模拟与仿真技术来模拟药物分子与靶标的相互作用，加快新药研发的速度和降低成本。
2. 交通仿真：交通仿真是计算机模拟与仿真技术的一个重要应用领域。
通过建立交通流模型和仿真算法，可以对城市交通拥堵、交通信号灯优化等问题进行模拟和分析，为交通管理和规划提供科学依据。
3. 工业制造仿真：在工业制造领域，计算机模拟与仿真技术可以帮助企业优化生产过程，提高生产效率和产品质量。
通过建立工厂生产线的模型，可以对生产工艺和设备进行仿真和优化，提前发现潜在问题并采取相应措施。
4. 航空航天仿真：航空航天仿真是计算机模拟与仿真技术的典型应用领域。
通过建立航空航天系统的模型，可以模拟飞行过程中的各种环境和工况，测试飞行器的性能和安全性。
仿真结果能够指导飞行器的设计和改进，提高飞行安全性。
5. 城市规划仿真：在城市规划领域，计算机模拟与仿真技术可以帮助规划者模拟和分析城市发展和变化过程。
通过实时地模拟城市的人口流动、交通状况和资源利用情况，可以为城市规划和管理提供决策支持。
三、计算机模拟与仿真技术的发展趋势1. 精细化模拟：随着计算机硬件性能和计算能力的提高，计算机模拟与仿真技术能够实现对系统行为的更加精细化模拟。
通过提高系统模型的精确度和仿真算法的效率，可以更准确地预测系统的行为和性能。
什么是交通仿真技术
什么是交通仿真技术仿真是将所研究的问题用其它手段加以模仿的一种技术，按所用的方法分为物理仿真和数学模型仿真即计算机仿真。
物理仿真就是对真实系统建立物理模型；数学模型仿真就是运用计算机及相应的程序代码表示实际系统，使之运行时与实际系统在逻辑上具有相同或类似的特性，从而可以用它来检验实际系统，修改实际系统的不足之处，或者用于教学演示等，并能节省费用和时间，减少不必要的风险。
具体来说，交通仿真技术是运用现代计算机技术建立能够替代实际交通系统的计算机模型的研究过程，该模型能够再现现实交通系统的特性，分析在各种设定条件下交通系统的可能行为，通过模型仿真的试验结果，以寻求现实交通问题的最优解、评价运输设施各类设计方案的效果。
宏观仿真和微观仿真是根据交通研究模型的不同而对交通仿真进行研究的两种主要方法。
根据交通宏观参数来描述交通流状态的模型是宏观交通模型，它主要是针对车流整体。
而侧重模拟车辆个体运动状态的研究方法则是微观交通模型。
若交通流的运行是通过流量——密度关系来控制，流体运动的机制通过交通流的运动来处理，且模型不追踪单个车辆处理，则主要应用在宏观仿真中。
典型的宏观仿真问题有路径出行选择问题、网络流量分配问题等。
微观仿真模型以单个车辆为描述对象，以跟车模型为基础，追踪每辆车的运动过程，在微观模型中，每辆车的位置和当前速度是很重要的参数，在交通网络环境中单个“驾驶员——车辆元素”的动态变化是微观模型的考察重点。
在考察过程中，要遵循的二个规则:车辆移动的基本规则(跟车模型和换道模型)、信号约束规则和服务优先规则。
到目前为止，较为成熟并且已具有相当商业性和通用性的交通仿真软件有:苏格兰Quadstone、Limited公司的PARAMICS；美国联邦公路署(FHWA)开发的CORSIM，NETSIM；德国PTV公司的VISSIM；西班牙TSS公司的AIMSUN2；另外还有由TRRL开发的TRANSYT；由MIT开发的DYNAMIT等。
交通仿真的发展及研究现状
五、结论
综上所述，智能交通系统在提高交通运行效率、减少交通拥堵和事故等方面 具有重要作用。随着技术的不断进步和市场需求的提高，智能交通系统将得到越 来越广泛的应用和发展。然而，如何解决智能交通系统在技术、市场和政策等方 面的挑战，将是未来需要和研究的重要问题。
随着城市化进程的加速和交通设施的日益发展，交通拥堵和交通事故成为了 严重影响城市生活质量的突出问题。为了有效解决这些问题，许多城市开始采用 交通仿真技术来模拟交通流和交通事故，以便更好地理解和解决交通问题。本次 演示将重点探讨VISSIM交通仿真的适用性。
三、智能交通的应用场景
1、公交车：智能公交系统通过GPS定位、物联网技术等技术手段，可以实时 监控公交车的位置和到站时间，为乘客提供准确的信息服务。同时，智能公交系 统还能够优化公交车的排班计划，提高运力和效率。
2、地铁：智能地铁系统通过自动化控制、智能化调度等技术手段，可以实 现地铁列车的自动控制和调度。此外，智能地铁系统还可以实时监控地铁轨道和 车辆的运行状态，确保地铁运行的安全和稳定。
2、智能化：通过高级算法和数据分析，智能交通系统能够自动调整交通信 号灯、发布路况信息、为驾驶者提供导航等服务。
3、综合性：智能交通系统涵盖了公交、地铁、出租车等各类交通工具，能 够实现多种交通方式的协同运行。
4、环保性：智能交通系统通过优化交通信号灯控制、智能排班等措施，可 以有效降低车辆尾气排放，对环境保护具有积极作用。
Hale Waihona Puke 2、交通运输规划：交通仿真技术可以用来进行交通运输规划的评估和优化， 例如公交线路规划、地铁建设方案等。通过仿真技术，可以模拟不同方案下的交 通运输情况，为规划者提供更加全面、准确的信息和依据。
3、交通安全：交通仿真技术可以用来进行交通安全教育和驾驶技能培训， 提高驾驶人员的安全意识和技能水平。例如，通过构建沉浸式仿真系统，可以让 驾驶人员在实际操作中学习正确的驾驶技能和应对突发情况的方法，提高驾驶人 员的安全性和自信心。
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1 / 12 计算机仿真技术简介 计算机仿真技术是一门综合性信息技术，它通过专用软件，整合图像、声音、动画等，将三维的现实环境、物体模拟成多维表现形式的计算机仿真，再由数字媒介作为载体传播给人们。当人们通过该媒体浏览观赏时就如身临其境一般。并且可以选择任意角度，观看任意范围内的场景或选择观看物体的任意角度。正是由于对身临其境的真实感与对超越现实的虚拟性，以及建立个人能够沉浸其中、超越其上、进出自如、具有交互作用的多维信息系统的追求，推动了计算机仿真技术在各个领域中的应用与发展。并且，因其有效性、经济性、安全性、直观性等特点而受到广泛的应用。它是在计算机图形学基础上发展起来的一种仿真应用技术。 计算机仿真已成为系统仿真的一个重要分支，系统仿真很大程度上指的就是计算机仿真。计算机仿真技术的发展与控制工程、系统工程及计算机工程的发展有着密切的联系。一方面，控制工程、系统工程的发展，促进了仿真技术的广泛应用；另一方面，计算机的出现以及计算机技术的发展，又为仿真技术的发展提供了强大的支撑。工业方面，计算机仿真一直作为一种必不可少的工具，在减少损失、节约经费开支、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥着重要的作用。 综上所述，计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机与各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。它集成了计算机技术、网络技术、图形图象技术、2 / 12
面向对象技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识。
计算机仿真技术原理 对于需要研究的对象，计算机一般是不能直接认知与处理的，这就要求为之建立一个既能反映所研究对象的实质，又易于被计算机处理的数学模型。关于研究对象、数学模型与计算机之间的关系，可以用图1来表示。
建模 仿真实验
二次建模
图1
数学模型将研究对象的实质抽象出来，计算机再来处理这些经过抽象的数学模型，并通过输出这些模型的相关数据来展现研究对象的某些特质，当然，这种展现可以是三维立体的。由于三维显示更加清晰直观，已为越来越多的研究者所采用。通过对这些输出量的分析，就可以更加清楚的认识研究对象。通过这个关系还可以看出，数学建模的精准程度是决定计算机仿真精度的最关键因素。从模型这个角度出发，可以将计算机仿真的实现分为三个大的步骤：模型的建立、模型
系统 模型 计算机 3 / 12
的转换与模型的仿真实验。 模型的建立:对于所研究的对象或问题，首先需要根据仿真所要达到的目的抽象出一个确定的系统，并且要给出这个系统的边界条件与约束条件。在这之后，需要利用各种相关学科的知识，把所抽象出来的系统用数学的表达式描述出来，描述的内容，就是所谓的“数学模型”。这个模型是进行计算机仿真的核心。 系统的数学模型根据时间关系可划分为静态模型、连续时间动态模型、离散时间动态模型与混合时间动态模型；根据系统的状态描述与变化方式可划分为连续变量系统模型与离散事件系统模型。 模型的转换:所谓模型的转换，即是对上一步抽象出来的数学表达式通过各种适当的算法与计算机语言转换成为计算机能够处理的形式，这种形式所表现的内容，就是所谓的“仿真模型”。这个模型是进行计算机仿真的关键。实现这一过程，既可以自行开发一个新的系统，也可以运用现在市场上已有的仿真软件。 模型的仿真实验:将上一步得到的仿真模型载入计算机，按照预先设置的实验方案来运行仿真模型，得到一系列的仿真结果，这就是所谓的“模型的仿真实验”。 具备了上面的条件之后，仿真实验是一个很容易的事情。但是，应该如何来评价这个仿真的结果呢？这就需要来分析仿真实验的可靠性。有专家在论文中提出了检验仿真结果可靠性的两种方法：置信通道法与仿真过程的反向验证法。 4 / 12
现代仿真技术 现代仿真技术的重要进展主要体现在: (1)系统建模方面: 传统上,多通过实验辩识来建立系统模型。近十几年来, 在技术手段上有系统辩识设计、系统模型结构辩识、系统模型参数辩识、系统模型检验等。除此之外, 近年来还提出了用仿真方法确定实际系统模型的方法; 基于模型库的结构化建模方法: 面向对象建模方法等。特别是对象建模,可在类库基础上实现模型的拼合与重用。 (2)仿真建模方面: 除了适应计算机软、硬件环境的发展而不断研究新算法与开发新软件外, 现代仿真技术采用模型与实验分离技术, 即模型数据驱动。将模型分为参数模型与参数值, 以便提高仿真的灵活性与运行效率。 (3)仿真实验方面: 现代仿真技术将实验框架与仿真运行控制区分开。其中, 实验架用来定义条件, 包括模型参数、输入变量、观测变量、初始条件、输出说明。这样, 当需要不同形式的输出时, 不必重新修改仿真模型, 甚至不必重新仿真运行。正是由于现代仿真方法学的建立, 特别是模拟可重用性、面向对象方法与应用集成等新技术的应用, 使得仿真、建模与实验统一到一个集成环境这中, 构成一个与谐的人机交互界面。
计算机仿真技术在交通领域的应用 计算机仿真的用途非常广泛已经渗透到社会的各个领域，不断促进了各行各业的发展，为各行各业注入了一股新的活力。与我们息息相关的有5 / 12
交通领域、制造领域、教育领域、娱乐设施领域；国家科技层面的有国防科技研究中的模拟场景、体育战术演练中的仿真运用等。 交通仿真是计算机仿真技术在交通工程领域的应用。它不仅可以成功地用于传统交通系统中的交通分析与规划，而且可以有效地进行智能交通系统 （ Intelligent Transportation Systems，简称 ITS）的效果评价。 目前， 交通仿真已成为国际交通工程领域的研究热点之一。 交通仿真技术的历史可以追溯到1955年Gedough在Los Angeles California大学发表的文章{Simulation of freewaytraffic on ageneral—purpose discrete variable computer)，而城市交通仿真技术只是在最近20年才得到广泛的应用。具体来说，交通仿真技术是研究运用现代计算机技术建立一个能够代替现实的交通系统的计算机模型的过程，该模型能再现实际交通系统的特性、分析交通系统在各种设定条件下的可能行为，通过模型仿真试验的结果，以寻求现实交通问题的最优解、评价运输设施各类设计方案的效果。同时，它还可以为各种交通产品的设计开发与性能优化提供直接的技术支持，为说服交通管理决策层采纳新的交通理念提供帮助。 自从20世纪90年代人类研究ITS(IntelligentTransportation System)以来，交通工程取得了突破性的发展，作为ITS的两个重要研究内容的ATMS(Advanced Transpor—tation Management System)与ATIS(Advanced TransportationInformation System)，其主要任务分别是研究交通信号的控制与交通路径的诱导，研究方法也涉及到模糊控制、神经网络、遗传算法、蚁群算法等各种智能技术，采取的方案也多种多样。6 / 12
方案寻优的方法主要有现场试验与计算机仿真。现场试验法要求测试系统的软硬件设备基本实现，代价昂贵，而 且在某些情况下还存在危险性，甚至达不到目的。比如，不可能仅仅为了检验某种交通管理系统的控制机制而产生具有特定状态的交通流，试验中可能会发生交通事故等；而计算机交通仿真提供了一个较为接近真实城市交通状况的仿真平台与试验场景，不仅能够节约大量的资金，而且具有可重复性，是一种交通方案寻优的极好选择。
交通仿真的研究概况 国外交通仿真研究凭借其先进的计算机技术取得了卓有成效的工作，纵观其发展历程，大致经历了三个发展阶段。1、起步阶段，20世纪60年代是国外交通仿真的起步阶段，这一阶段的工作主要以优化城市道路交通信号控制为主要目的，其最具代表性的当属英国道路与交通研究所(TRRL)的D．L．罗伯逊于1967年开发的道路交通流仿真软件TRANSYT，它主要用于确定定时交通信号参数的最优值；Ger—lough在1963年建立的用于道路网络信号配置的TRANS模型；美国联邦公路局(FHWA)1956—1966年研制的SIGOP仿真系统。但是，这些模型由于受到当时计算机发展水平的影响，仿真效果并不是很理想；2、迅速发展阶段，20世纪70—80年代，由于计算机的迅速发展，计算机仿真模型精度的提高，交通仿真模型也得到了较大的发展。这期间的典型代表是美国联邦公路局开发的描述单个车辆运动、应用时间扫描法的网络微观交通仿真模型，即TRAF—NETSIM模型；1971年，E．B．Lieferman建立了用以描述个别车辆运动的UTCS．1模型；7 / 12
1974年，日本科学警察研究所开发了MISTRAN模型，用以研究左右转车辆与横穿道路的步行者之间的相互影响；1976年，英国利兹大学开发了用于平面交叉口交通信号控制的SATURN宏观模型。3、成熟阶段，20世纪80年代末以后，随着计算机软件开发技术的进步以及世界各国研究ITS的热潮的到来，出现了大批以评价ITS效益的仿真软件，并逐渐的形成商品化。典型代表如表1所示。 表1 典型交通仿真软件
国外典型仿真软件简介 CORSIM:CORSIM是由美国联邦公路局(FHWA)开发的、综合了两个微观仿真模型(用于城市的NETSIM与用于高速公路的FI SIM)，能够仿真城市道路与高速公路的交通流。CORSIM的目标是交通系统管理的开发与评价。它是