交通仿真技術
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交通仿真技術范文第1篇
中圖分類號： D035.37文獻標識碼： A
在我國早期高速公路建設中，大部分都是4車道標準，但是隨著市場經濟的不斷發展，車輛也在不斷增多，原有的舊式高速公路已經滿足不了當今社會發展的需求，但是推倒重建將會耗費大量的人力物力。這時，就需要找出一種可以拓展解決該問題的方式，增加高速公路車道數量，擴大通行能力。但是在改擴建過程中，會遭遇許多約束條件，使施工與新建的難度增加了很多。筆者通過總結多年工作經驗，結合各方面相關材料，對高速公路改擴建工程施工期間的交通保障方案進行全方位分析與論述，找出最為妥善的解決方式。
一、交通仿真技術
微觀交通仿真模型指通過描述對交通運行方面制定微觀規律參數，并設計仿真模型。該設備將直接考察單體駕駛員或是車輛以及兩者之間相互作用特性來描述總體狀態，對于交通系統細節描述程度最高。微觀仿真技術是再現交通場景，驗證一些較為復雜的交通問題的僅有的途徑，例如智能交通系統，比較復雜的交叉口位置，交通事件產生對于全局的影響和擁堵的交通網絡等方面。
交通仿真系統模型，對于交通系統總體描述細節不一，大體上可分為微觀仿真、中觀仿真以及宏觀仿真。本文將主要以TSIS仿真技術為基礎進行討論。
1.TSIS與微觀仿真
TSIS（Traffic Software Integrated System)是FHWA開發出來的一種微觀的交通仿真軟件，用戶可以使用該軟件對交通運行方面的種種問題進行分析。CORridor SIMulation是TSIS軟件的核心，使用時間掃描方式對交通行為進行描述。基本步長設置為一秒，每輛車都屬于單位時間之內移動的獨立對象，不同設備以及不同事件都以秒為單位進行信息更新。CORSIM本身屬于一種隨機模型，司機個人特征、每輛車輛特征以及最終決策過程都是隨機的，仿真獲得的工作效率度量是由隨機種子決定的。在明確交通環境以后，CORSIM會對已經指定的道路網絡進行校對，使用改變已有道路網的方式執行其余分析。圖1為使用TSIS技術進行交通仿真的工作流程圖。
作為微觀交通仿真，TSIS滿足微觀仿真的三項基本功能
①.觀察功能仿真模型可以根據實地情況中駕駛員的視覺范圍，對周圍道路交通情況進行觀察，在仿真模型下的視覺范圍內，交通道路狀況的好壞將直接影響具體駕駛員的行為。
②.判斷及分析功能 路網的道路交通情況十分復雜，并且具有多變性，對觀察到的道路狀況進行解析能夠做出正確的判斷，是交通仿真模型必備的功能。
③行為功能 將模型判斷與分析的結果付諸于實際行動，通過這一手段，實現路網狀態更新。
2.中觀仿真： 中觀交通仿真模型， 必須依靠宏觀交通網絡將車輛放置到宏觀的交通流中去，并對其進行分析。模型會根據模擬的需求，監測車輛的運行速度，車輛所在位置以及其余與車輛相關的屬性進行全方位標識，或者采取對車輛分組記錄的方式，對車輛屬性進行標識。中觀仿真模型對于交通系統要素描述程度精確度較高。
3.宏觀仿真： 宏觀交通仿真模型，主要通過描述交通宏觀方面運行規律來進行仿真，該設施主要通過對整體車隊的平均行徑進行采集，確定系統狀態。對交通系統要素以及交通系統行為方面的細節描述精確度要求較低。
二、將TSIS軟件應用到高速公路改擴建保通工作中的具體方案
在高速公路的擴改施工過程中，為了保證過往車輛以及施工安全，必須對車輛進行限速措施。筆者通過總結連云港至霍爾果斯高速公路國道主干線劉江至西南繞城這部分的高速公路路段由4車道擴建至8車道的工作經驗進行分析。在施工過程中，限速方面提出2種要求，分別是80km/h以及60km/h。下文將對這兩個限速段，使用TSIS軟件進行交通仿真，詳細分析車速控制在何種范圍內最為合適。
1.TSIS軟件概述： 由美國聯邦公路局研制開發，起源于19世紀70年代，通過30余年修訂以及完善，目前已經成為較典型、成熟、完善的交通仿真系統。
2.交通仿真系統的范圍界定 ：連霍高速鄭州段的交通仿真范圍，西起西南繞城互通西面1KM處，東至劉江互通東面1KM處。互通立交主要包括西南繞城、溝趙等四個地區，四地區之間互通立交。將大量道路、交通有關的數據進行采集整理后，建立了交通仿真系統模型。
3.交通仿真結果對比 對限速80km/h以及60km/h的地區進行交通仿真方面分析，得到的數據分別為下圖1、2、3所示，圖中均為每個方案的行程時間、燃油量、行駛速度的對比。
根據上圖提供的數據我們可以發現
1.在行駛時間方面，和不限速的方案作比較，采取限速80KM/h的方案只會少量增加行程總時間，從東方開始行駛，共計行駛29.5分鐘，與不限速相比，行駛時間僅僅增加了16%，從東向西走的總行程時間為29.4分鐘，比不限速的情況下，時間增加了8%，所以對連霍高速公路實行限速政策，對整體運行方面不會產生太大的影響。但是采取60Km/h的限速政策使連霍高速公路中鄭州段的車輛總體運行時間以及運行效率產生巨大的影響。從西方向東方行駛，總行程時間大致為40.2分鐘，這一數據與不限速的情況相比較，運行時間增加了58%，從東方向西方行駛的總路程時間為40.2分鐘，比沒有實施限速政策的數據相比較，增加了48%，但是從車輛整體運行時間方面看，限速80KM/h情況下的行駛速度遠大于60KN/h。
2.在油耗方面 車輛耗油多少的主要因素是車輛的運行速度以及車輛的特性，通過仿真軟件，統計出連霍高速公路上經過的車輛，在60KM/h 以及80KM/h兩種限速要求下的燃油消耗情況，實驗控制在15分鐘。經實地檢驗我們發現，兩種限速下，車輛的耗油量并沒有明顯差別，比較不出哪種方案更加經濟實惠。
3.交通安全 從沿線行駛車輛的行駛速度我們可以發現，在兩種行駛限速措施上，車輛在連霍高速公路上的行使速度并沒有明顯變化，說明兩種限速行駛方式在連霍高速公路上都不會產生擁堵現象，行駛狀態良好。
綜合上述觀察點中各實驗項目的表現，在交通安全方面，兩種限速方案均可以在不影響車流量的前提下，做到勻速行駛，并且兩種限速方案差別不明顯。在油耗方面，60KM/h與80KN/h兩種運行方案的耗油量沒有顯著差別，對比不明顯。在行駛時間方面，80KM/h與 60KM/h兩種運行方案之間存在顯著性差異，80KM/h的運行方案車輛運行效率明顯高于60KM/h，綜合種種情況，筆者認為應當選擇80KM/h的限速方案。
結束語：
高速公路改擴建工程，既要保證過往行駛車輛的安全，同時也要保證施工人員的人身安全，總體上說，高速公路改擴建是一個涉及方面復雜，涵蓋知識面較廣的工作，所以在進行施工前必須詳細制定施工方案、交通方案以及對于突況的應急預案。交通仿真技術作為目前在高速公路加寬改建中最為常用的一種技術，可以保證高速公路加寬工程在施工期間，利用交通仿真技術進行限速交通分析，還可以對施工中的特殊情況做出交通分析。交通仿真技術，可以在施工前模擬施工中會遇到的各種情況，讓相關部門未雨綢繆，擬定出一套切實可行的施工方案。
參考文獻：
交通仿真技術范文第2篇
關鍵詞：改革；實踐教學；通信系統仿真；仿真軟件
隨著社會的進步和通信方面的快速發展，社會越來越需要更多的不僅有理論研究基礎又有實踐經驗的通信人才。在通信系的本科教學中，學校不但非常重視學生的理論基礎更加重視學生的實踐能力的培養。《數字通信系統仿真設計》是專門為通信工程專業學生開始的一門綜合類、實踐類的課程設計。獨立于理論教學，學生需要獨立完成課程設計，仿真波形，分析結果，并寫出實踐體會。能夠更深入的加強對課程的理解。要求學生完成數字通信系統、通信原理、數字信號處理等的理論教學后才進行本次課程設計。對于學生不僅能夠鞏固基礎知識，更能提高他們的獨立分析和解決問題的能力。鍛煉應用所學知識完成設計任務。
針對通信工程專業本科實踐教學計劃的設定以及實踐教學大綱的不斷完善，《數字通信系統仿真設計》實踐教學的改革要跟上當前通信類學生就業需要。結合本人多年實踐教學經驗，針對課程設置等方面問題，提出一些改革建議：
1 結合新的培養計劃以及學生的掌握情況，學生可自主選擇合適的仿真軟件。學生學習的自主性更強，《數字通信系統仿真設計》實踐教學主要是學生利用已學的MATLAB軟件對基本的通信系統進行仿真。在之前的所學課程中，很多課程都是選修課程，學生可以根據自身愛好、所修學分情況以及難易程度選擇所學課程。例如，MATLAB的基礎教學中，部分班級選修人數不足一半，而有些班級學生大部分選擇了Systemview軟件學習的理論教學。在新的培養計劃中，著重培養學生的設計和應變能力。學生自主選擇自己熟悉的軟件，對通信系統中的常規模型進行調制解調設計，模型的選擇以及參數的選擇都很重要。《數字通信系統仿真設計》實踐教學學生可以根據選修課程的學習程度選擇合適的軟件進行模型的建立。重點是MATLAB軟件和Systemview軟件的學習和應用。有時間和精力的學生可以選擇嘗試兩種軟件設計，通過比較得到更好的設計方法，書寫設計體會。根據學生的完成情況給出成績，結合設計報告和操作情況給出優、良、中、及格等。實踐證明，改革之后的實踐教學方式更容易區分和掌握的設計能力，學生可以在軟件應用能力方面有一定的提升，采用改革之后的實踐教學形式，我們可以提高學生積極性與設計的主動性，能夠使學生更好的進行理論知識與實踐操作相結合，達到更好的實踐教學效果。
2成績的設定不唯一，更注重學生綜合運用能力的提高。在原有的基礎設計題目中增加綜合設計類的題目，讓有能力學生能夠提高自己的設計過程，原有綜合設計中基礎性的太多，比如針對基本調制ASK，FSK，PSK的調制解調模型建立，學生無論采用什么仿真軟件都很輕松的完成，內容簡單，太過于基礎。學生用時較短，成績無法區分。而對于綜合設計能力較強的學生很難在綜合設計中提高自己的設計水平。這樣的實踐設計題目的設置，使學生能夠由基礎到綜合設計，由簡單到復雜的從簡到難的過程。在綜合設計中，提前一周布置設計要求和題目內容，學生可自行查閱文獻資料，確定自己所選擇的設計類的題目，在設計實踐過程中逐一論證，得到更好的結果，寫出設計改進方法。調動學生的自主學習積極性，合理選擇題目內容，培養學生的獨立完成設計的E努力和綜合研究的創新能力，改革效果顯著。
3綜合多門課程，實現《數字通信系統仿真設計》實踐教學改革。打破以前的課程的限制。結合多門課程的交叉融合，改革后的《數字通信系統仿真設計》實踐教學內容要求學生在完成一些比如通信原理、數字通信系統、數字通信原理、數字信號處理等的必修課程后，能夠綜合應用在通信原理課程當中學到的基本的數字通信系統的模型的建立以及通過軟件進行一下驗證，使學生更加清楚的理解通信原理中學到的基本知識，鞏固基礎理論知識。根據選修課程所學，選擇合適自己的仿真軟件，建立多種綜合設計類題目。提高學生分析問題解決問題的能力。老師參與輔導學生設計，鼓勵學生不斷嘗試新的內容，一起分析并得到解決辦法，做到真正的提高。通過改革，激發了學生對于《數字通信系統仿真設計》設計的興趣，增強了教學效果，老師能夠在實踐中更能體會學生的需求以及學習的樂趣，收到了很好的教學效果。教師可通過實踐教學中的指導工作更能體會學生的弱點，反過來調整理論教學內容，真正做到理論結合實踐，教與學相輔相成。通過上述三點實踐教學改革的建議，學生不僅能夠在課堂上更深刻的理解所學知識，也能在以后的專業課程的學習中更能深刻體會其中的含義，對理論學習有了更深刻的理解，對通信原理中各種調試手段以及解調方法都有深刻的理解和直觀的判斷。通過以上改革，使學生對通信系統內容和相關知識有了更好的掌握，真正實現理論指導實踐，實踐又推動理論的發展和創新。通過學生深入學習和創新，幫助學生自己設計、調試的能力的提高，查閱文獻能力的提高，為以后的工作就業、論文書寫等都打下了堅實的基礎。
參考文獻：
[1]余群，舒華.現代通信技術實驗改革的探索[J].甘肅科技，2007，23（9）：252-253.
交通仿真技術范文第3篇
關鍵詞：虛擬現實；系統仿真；EON；數據手套；手勢識別
中圖分類號：TP391.9文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)01-0084-04
Research Of Data Glove Interactive Ssimulation System Based on EON
YANG Xi
(Information and Control Engineering School, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055, China)
Abstract：By analyzing the trends and development of virtual reality technology , Proposed the Method of combined with data gloves to in? teract the items in the virtual scene by virtual reality software EON. In order to achieve gesture recognition, virtual crawl and other functions, using VC + +6.0 and other development tools, with EON software for data exchange and combined these functions to look into the future of virtual reality technology application.
Key words：virtual reality ; system simulation ; EON;data glove ; gesture recognition
隨著科學的進步和社會的發展，一門結合計算機仿真技術，圖像識別技術，計算機圖形學等多門科學的交叉技術逐漸發展了起來，我們稱其為虛擬現實技術（Virtual Reality，VR）。虛擬現實技術是通過用戶平時就可以使用的電腦來創建一種令用戶可以體驗的虛擬環境，它借助數據手套、數據頭盔等專業的外部設備，實現了交互式體驗和多信息融合的立體圖像的系統仿真，可以讓用戶進入到虛擬的世界之中，實時的與虛擬世界中的各種對象進行身臨其境般的互動
目前的虛擬現實系統，根據虛擬現實系統所偏向的的方向的不同,主要分為四個方面:即桌面式、沉浸式、增強式和網絡分布式。桌面式虛擬現實系統通常只使用個人計算機就完成了交互場景的仿真,它缺乏能令用戶免除周邊干擾，沉浸其中的功能，但是其成本也相對較低，因而，比較普及。沉浸式虛擬現實系統是開發者追求的最理想的目標,利用頭盔顯示器、數據手套和身體部位跟蹤器等交互設備,通過聽覺、視覺、觸覺以及其他感覺，給用戶帶來一種封閉式的虛擬環境的交互體驗，其可以廣泛應用于虛擬訓練，虛擬手術等現在較為流行的應用領域之中[1]。其中數據手套與虛擬開發環境的交互也是本文研究的重點。如果說沉浸式虛擬現實系統強調的是用戶在虛擬環境中的沉浸感，增強式虛擬現實系統則允許用戶觀察到真實世界，同時也能看到疊加在真實世界之上的虛擬對象，增強了用戶對真實環境的感受，但同時它對系統本身的實時性的要求也就更高，需要有良好的硬件和軟件進行支持。
1系統設計
1.1系統總體構思
近幾年，隨著虛擬現實技術的不斷進步，數據手套已經成為與計算機進行人機交互的主要方式之一，目前被廣泛應用于如虛擬訓練，虛擬手術，虛擬安裝等多個領域。數據手套作為虛擬現實系統常用的交互設備,主要通過數據手套上的傳感器系統,可以將使用者的動作變成傳感信號輸入到計算機,計算機讀取并分析傳感器的信號,以便控制虛擬手做出不同的手勢或抓取、移動和釋放物體,完成與虛擬環境的交互[2]。本文主要研究利用數據手套和虛擬現實開發平臺共同完成的人機交互功能的實現。
1.2虛擬平臺開發軟件介紹
EON STUDIO是目前世界公認整合性、延展性最好的虛擬展示開發系統。可讀取現有的大多數的CAD數據格式(如:*.3ds，*. dwg，*?lw，*?wrl，*?igs等)，支持90%以上的外設和多種立體顯示方式(如:桌面型、單雙墻、洞穴型、環幕型)。同時，EON為了滿足客戶不同的需要，提供了開放的開發環境EON SDK，通過其SDK開發包可實現用戶所需要的特殊的交互行功能。在視覺效果上，它還支持圖形圖像的計算機圖形(Cg)高級渲染，在滿足最新的DX9和OpenGL特效的同時，帶給用戶頂級的視覺沖擊，又能配合硬件設備針對各種VR應用需求進行沉浸式交互漫游。
本文采用的是5DT DataGlove數據手套，它是采用光纖傳感器來進行數據的辨別，每個手指都有一個光纖回路，允許由于手指彎曲而產生微小的平移。光纖被連接到手背上的光電連接器上。每個光纖回路的光線可被光敏晶體管感知到。如果光纖是直的，發射光返回時就不會衰減。如果光纖受到彎曲則光線就會有溢出。根據返回光線的強度來間接測量出手指的彎曲程度[3]。
在VC平臺讀取數據手套數據的部分程序如下：
BOOL CGloveSampleDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();
SetIcon(m_hIcon, TRUE);
SetIcon(m_hIcon, FALSE);
m_ComList.AddString("USB 0");
m_ComList.AddString("USB 1");
m_ComList.AddString("COM 0");
m_ComList.AddString("COM 1");
m_pGlove = NULL;
UpdateInputs();
SetTimer(1,10,NULL);
return TRUE;
}
但在使用過程中，我們發現，因為我們的用戶對象是未知的，其手的大小也是各不相同的的,因此，為了能得到更加精確的輸出數據,我們必須在使用數據手套之前，對手套進行重新的標定,即確定用戶的手指在緊握狀態和伸直狀態下數據手套傳感器所能達到的相應極限值。這里，本文所采用的5DT DataGlove則提供了專門的校準軟件用來進行數據的橋準。
5DT DataGlove數據手套使用的是一個8位，分辨率為256的模/數轉換器，即手從緊握狀態到伸平的狀態有256個中間位置。5DT DataGlove數據手套的所讀取的默認傳感器數據為raw，每次讀取之后，就將傳感器讀出的原始值與系統設置的最大值和最小值(rawmax和rawmin)進行比對,如果得到的原始值超出了所設定的范圍,就將最大值和最小值進行更新。在對數據手套重新標定的時候，用戶需要用手連續快速地做緊握伸直運動,不斷地更新當前值，已得到理想的數據，可以使用下面的公式進行校準,其中MAX值由系統函數設定。
2.2基于數據手套的手勢識別
手勢識別技術是數據手套與虛擬手進行交互的基礎，只要在手勢識別完成的基礎上，才可以進行如對虛擬物品的推動、抓取等一系列復雜的運動。數據手套一般都采用富有彈性的材料制成，在相應的關鍵位置如手指關節，手腕等處放置傳感器以完成對手指緊握、外展以及手腕動作的檢測，在獲得了這些位置的運動信息之后，虛擬手將通過實時的接收這些數據以完成虛擬手勢的改變，從而使用戶能以一種貼近真實的感受與生成的虛擬環境進行交互。在用戶帶上數據手套之后，將通過計算機對數據手套的各個傳感器進行數據的采樣，再將采樣得到的信號進行處理，再將這些包含用戶手指手腕等部位動作的信息傳遞給計算機，這就完成了基于數據手套的手勢識別。
手勢的定義是基于傳感器的預設響應值和閾值的比較而得到的。而5DT DataGlove來獲取用戶的手部姿態信息實際是通過數據手套光纖中光通量的變化。當傳感器的響應低于下閾值時將會返回值1，表示對應手指伸直；但傳感器的響應高于上閾值時將會返回值0，表示對應手指彎曲；當響應在上閾值和下閾值之間時，將不返回值。對每個手指的屈伸進行組合，便能定義不同的手勢[4-5]。
3 EON與系統接口的實現
3.1基于EON SDK的Handmove節點的開發
雖然EON STUDIO軟件本身提供了大量的的節點和原型，已經可以滿足許多領域的應用仿真，但因為不同用戶的特殊要求，因此，EON STUDIO又給廣大開發人員提供了EON SDK，用來進行節點或模塊的二次開發。
EON SDK是在VC++環境下開發使用的，通過EON SDK節點向導，可以方便地根據用戶的需要生成可供開發的類。在生成的程序之中用戶通過自行添加節點代碼，就能實現EON STUDIO本身所不包含的節點功能。
在開發控制虛擬手節點的過程中，用戶可以根據控制虛擬手的需要，自行設定Handmove節點。Handmove節點的屬性域將包括各個手指關節的信息。EON SDK為節點增加屬性需要在節點的頭文件中添加自定義的屬性域，添加的位置應在公有枚舉成員變量enum里的枚舉元素FID_FIRST與FID_LAST之間。依照EON SDK所默認格式，所添加的屬性域都應該是“FID_”加定義屬性域的名稱。因此Handmove節點的屬性域定義如下：
enum {
FID_FIRST=CEonBase::FID_LAST-1,
FID_IND，
FID_MID，
FID_THU，
.......
FID_LAST
};
在添加了屬性域后，Handmove節點還應有內部處理函數用來處理外部信息。同樣是在在節點開發的程序框架里，FieldChanged函數是節點內部處理函數，其代碼如下[6]:
void handmove::FieldChanged(int ID)
{
switch (ID)
{
case FID_THU: functionl();
break;.
.......
case FID_IND:
function2()；
break;
default:
CEonBase::FieldChanged(ID);
}
}
3.2 EON與VC之間的通信
EON附帶了可供開發嵌入的運行交互式EON仿真的插件EonX。該控件允許用戶使用VB，VC++，C++ Builder等支持接口的軟件開發平臺建立自己的使用界面，并且能與EON內部的接口進行通訊，在軟件開發平臺就能完成對虛擬環境的控制。VC與EON通信流程如圖1所示：圖1 VC與EON通信流程圖
VC++與EON之間的一般通訊過程如下:
1）在EON中建立InEvent(事件輸入)節點或OutEvent(事件輸出)節點。
2)建立EventIn節點或EventOut節點等通信節點后，添加用戶設計的處理節點。連接通信節點和處理節點。
3) VisualC++的應用程序可以調用控件類CEonCtrl的成員函數函數，實現數據傳輸[6]。如SendEvent函數就能實現將VC的數據發送到EON的InEvent中，SetFullsize函數可以將讀入的EON圖像全屏的操作等等。部分程序如下：函數初始化
BOOL CDemoDlg::OnInitDialog(){
CDialog::OnInitDialog();
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX); ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
}
}
SetIcon(m_hIcon, TRUE);
SetIcon(m_hIcon, FALSE);
myeon.SetSimulationFile((LPCTSTR)"han1d.eoz");
return TRUE;
}
載入文件代碼
void CDemoDlg::Onstart()
{
myeon.Start();
}
4結果與分析
實驗結果表明，利用EON軟件和VC++軟件可以很好的實現虛擬現實仿真系統的交互功能，利用EON自身的節點功能和EON SDK的二次開發能力，可以很好的完成手勢識別虛擬抓取等功能。圖2為簡易的開發界面。圖2基于VC的簡易開發界面
從試驗中我們可以看出，基于EON的數據手套交互仿真系統可以廣泛應用于多個領域，比如虛擬手術，虛擬訓練，虛擬安裝等，利用虛擬現實仿真系統，與傳統的培訓方式相互結合，可以是培訓手段更加豐富，并且在危險性等方面都有所降低，同時虛擬現實平臺強大的可通用性也使其在以后的發展中可以更加快速的應用于新的領域之中。
參考文獻：
[1]李志文,韓曉玲.虛擬現實技術研究現狀及未來發展[J].信息技術與信息化,2005(3) .
[2]周曉晶,趙正旭,樓江.基于數據手套的虛擬手勢交互系統[J].儀表技術與傳感器,2007(10) .
[3] DT. The 5DT Data Glove Driver Reference Manual[Z] .South Africa: 5DT Technology, 2000, .
[4]章名濤,肖如鴻.電機的電磁場[M].北京:機械工業出版社,1988:51-65.
[5]唐任遠.現代永磁電機理論與設計[M].北京:機械工業出版社,1997.
[6]潘燕彬.基于數據手套的虛擬手術訓練系統交互技術的研究[D].廣州:廣東工業大學, 2008.
[7] EON Reality, Inc. EON User Guide 5.0 .2004,311-314.
交通仿真技術范文第4篇
[關鍵詞]計算機仿真系統數控技術實習教學特點現狀應用
中圖分類號:G43文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120191-01
實習教學是職業教育的主要內容,它體現學生對所學專業的技能訓練掌握的程度,技能在職業學校教育中起主導作用,隨著數控加工仿真系統的越來越完善,在數控技術實習教學中也發揮著越來越重要的作用。數控加工仿真系統是結合機床廠家實際加工制造經驗與高校(含職業技術學院、中等專業學校、技工學校和職業學校)教學訓
練一體所開發的一種機床控制虛擬仿真系統軟件,可以滿足大批量學生教學需求。
一、計算機數控加工仿真系統的概念
計算機仿真就是借助計算機,利用系統模型對實際系統進行實驗研究的過程,分析復雜的動態對象,仿真是一種有效的方法,可以減少風險,縮短設計和制造的周期,并節約投資。數控加工仿真利用計算機來模擬實際的加工過程,是驗證數控加工程序的可靠性和預測切削過程的有力工具,以減少工件的試切,提高生產效率。它隨著計算機技術的發展而迅速地發展,在仿真中占有越來越重要的地位。
二、計算機數控加工仿真系統的產生
數控機床加工零件是靠數控指令和程序控制完成的。為確保數控程序的正確性,防止加工過程中干涉和碰撞的發生,在實際生產中,常采用試切的方法進行檢驗,但這種方法費工費料,代價昂貴,使生產成本上升,增加了產品加工時間和生產周期。后來又采用軌跡顯示法,即以劃針或筆代替刀具,以著色板或紙代替工件來仿真刀具運動軌跡的二維圖形,有相當大的局限性。對于工件的三維和多維加工,也有用易切削的材料代替工件(如,石蠟、木料、改性樹脂和塑料等)來檢驗加工的切削軌跡。但是,試切要占用數控機床和加工現場。為此,這些方法都存在弊端,將其不斷發展和完善,逐步找到一種能逐步代替試切的計算機仿真方法,并在試切環境的模型化、仿真計算和圖形顯示等方面取得了重要的進展,于是計算機數控加工仿真系統的出現成為必然。
三、計算機數控加工仿真系統的使用現狀
數控機床的切削加工過程仿真屬于幾何仿真,既不考慮切削參數、切削力及其它物理因素的影響,只對機床操作全過程和加工運行全環境的仿真,以驗證程序的正確性。它可以減少或消除因程序錯誤而導致的機床損傷、夾具
破壞或刀具折斷、零件報廢等問題;同時可以減少從產品設計到制造的時間,降低生產成本。
四、計算機數控加工仿真系統在數控實習教學中的應用
數控加工仿真系統已經成為國家職業資格鑒定考試中不可或缺的一部分,從中也可看出仿真系統在數控實習教學中的重要性和普遍性。
1.仿真系統界面完全模擬真實數控機床的控制面板和顯示屏幕,真正實現虛擬狀態下的真實場景。學生利用該仿真系統進行模擬真實機床的操作,同樣會達到操作真實設備和代替實物操作訓練的目的,并且安全可靠。由于大部分的實訓活動可以在仿真系統中實現,使用仿真軟件將大大減少在數控機床設備上的資金投入,從而可以加快當前緊缺數控加工操作技術人員的培訓速度,也大大減少工件材料和能源的消耗,從而可以降低培訓成本。同時,具備多媒體教學特點的動態仿真操作使教學形象生動、內容流暢易懂。互動教學功能使得教師既可以以廣播的方式在每個學生的屏幕上演示其教學內容。教師也可以在自己屏幕上看到每個學生的操作情況,實時了解教學情況。
2.學生可以直觀地觀看工件的仿真加工過程,熟練掌握機床的操作步驟和加工流程,并能夠實現直接測量和檢驗加工后的工件,完全實現了真實加工再現。
首先,在仿真系統上,可以實現機床的選擇、刀具的安裝、切削用量的確定及對刀等一系列操作,具備圖形模擬演示功能,可以直觀地觀察刀具和工件的相對運動和加工情況。
同時,在機床運行和加工過程中,能夠及時提供程序錯誤或超行程等報警信息,教師或學生能夠根據報警信息進行分析,從而發現故障原因和作出相應的解決措施。
3.計算機數控加工仿真系統提供了一個采用虛擬機床替代真實機床進行實習訓練的平臺,在降低費用的同時保證實習效果,既講經濟又求實效。
總之,數控技術專業職業能力的培養,要求學生必須進行大量的動手操作訓練,而數控設備價格相對昂貴,受資金等各方面條件制約,大部分職業院校很難真正做到滿足實踐教學的要求。在教學中引入數控加工仿真技術,為解決此類問題開辟了一條蹊徑。
參考文獻:
[1]宇龍數控仿真系統說明書.
[2]閆杰,《遼寧經濟職業技術學院學報》,數控加工仿真系統在專業教學中的應用.
交通仿真技術范文第5篇
【關鍵詞】交通疏解 車公廟樞紐 倒邊 北移 優化
中圖分類號： U412.38 文獻標識碼： A 文章編號：
深圳地鐵二期交通疏解工程為地鐵主體施工創造了良好的開工條件，是地鐵建設過程中必不可少的一個重要環節，在地鐵工程前期工作中占有極其重要的地位。同樣，交通疏解對地鐵三期工程的重要性不言而喻。
1. 工程概況
深圳地鐵11號線車公廟樞紐站位于深南大道與香蜜湖立交橋西南象限，為既有地鐵1號線與7、9、11號線綜合換乘站，占地面積約4.73萬㎡，主要包括11號線車公廟站、7&9號線車公廟站、換乘大廳、物業開發及既有1號線車站外擴站廳等單位工程（如下圖）。
圖1車公廟樞紐工程位置
2. 交通疏解工程初步設計
2.1現狀交通運行狀況
車公廟樞紐區域路網包括廣深高速（高速公路），快速路有濱河大道、香蜜湖路（雙向8車道），主干路有深南大道（雙向10車道）、僑香路、蓮花路、紅荔路、新洲路，支路有泰然九路、泰然四路、泰然六路等。區域現狀交通運行狀況如下：
（1）現狀主要道路通行能力已接近飽和，承擔軌道建設疏解通行能力有限；
（2）影響范圍內已基本形成道路網，大的通道實施可能性不大；
（3）常規交通管理措施已基本用盡；
（4）深圳市近年來機動車保有量以每年約20萬輛增長量持續快速增長，也將對現狀道路產生一定的交通壓力。
2.2樞紐建設對交通的影響
由于車公廟地處鬧市區，地鐵車站規模大，四條線將有大量的換乘客流，對車站通道、扶梯等人流集散空間要求較高，屆時施工難度較大。樞紐建設對交通的主要影響表現在：受施工圍擋影響，將拆除深南—香蜜立交的兩個匝道，使該立交喪失北到東，西到南兩個轉向功能；占用深南路南側主輔道，導致深南大道車道減少，通行能力降低；占用深南路南北兩側公交停靠站，導致公交停靠難問題；拆除香蜜湖路輔橋，降低了香蜜湖路的通行能力；對泰然、天安片區交通造成影響。
圖2樞紐建設對交通影響圖
2.3初步設計方案
2.3.1設計原則
（1）區域網絡疏解與工點交通疏解相協調；
（2）保證施工期間主要道路通行條件（深南大道雙向10車道、香蜜湖路雙向6車道）；
（3）保障公交出行通暢；
（4）適當增加道路供給，緩解供需矛盾；
（5）交通疏解與施工圍擋、管線遷改工程相結合；
（6）疏解方案經濟、可行，可實施性強；
（7）按使用時間，合理確定道路建設標準。
2.3.2主要工程措施
2.3.2.1區域疏解措施
1、深南-香蜜立交北東：
（1）利用現狀區域道路疏解，利用北環快速、僑香路、濱河大道等分流；
（2）新增疏解流線；
①香蜜-紅荔立交橋下新建信控平交口；
②東延花卉路，農園路-花卉路口新建燈控。
（3）改善疏解道路通行條件新洲-紅荔交叉口新增拓寬段。
2、深南-香蜜立交西南：
通過僑城東路、白石路、僑香路、濱河大道分流。
2.3.2.2泰然片區交通疏解措施
1、新增片區公交始發場站，優化改善片區居民公交出行條件，鼓勵公交出行。
2、拓寬泰然四路（香蜜湖路橋洞段），改善泰然、天安片區交通聯系狀況；
3、拓寬泰然一路、新建掉頭匝道，改善出入口口擁堵狀況；
4、優化小區交通管理措施，部分路口設置燈控。
2.3.2.3工點疏解措施
1、減少樞紐施工對農科片區的交通影響，保證現狀深南大道轉向功能——深南-農園路口改為右進右出；打開深南農園路口，新建燈控；
2、優化施工工法，進行倒邊施工保證深南大道雙向10車道通行條件，香蜜湖路雙向6車道通行條件。主體施工及管線遷改分階段疏解共分13期。
2.3.3工點交通疏解設計
根據以上原則，初步設計方案確定為管線遷改、主體結構施工期間，通過倒邊、新建路面等措施保證深南大道雙向10車道通行條件，保證香蜜湖路雙向6車道通行條件。將工點交通疏解分為13個階段（合計53個月），其中前期工程為第1～4階段，工期3個月，2012年7月開工；主體結構施工：第5～9階段，工期共46個月，2012年10月開工；10～13階段恢復階段結合香蜜湖路改造工程同期實施。具體如下：
第一階段：深南-農園交叉口改造、管線遷改，工期1個月。 通過將北側兩個車道南移，深南大道保證雙向10車道。
第二階段：管線遷改，工期半個月。 通過將南側兩個車道北移，深南大道保證雙向10車道。
第三階段：管線遷改施工，工期半個月。 通過將南側兩個車道北移，深南大道保證雙向10車道。
第四階段：管線遷改施工、香蜜湖路西側輔橋拆除，工期1個月。香蜜湖路西側輔橋分段拆除，采取在綠化帶立鋼管柱、架設門式梁等措施，對深南大道交通基本無影響。深南大道保證雙向10車道。
第五階段：主體結構一期A，工期2個月。圍擋范圍：深南大道中央綠化帶及北側部分主車道；深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地；香蜜湖路西側車道及兩側綠地。通過占用北側主輔分隔帶增加車道，保證深南大道雙向10車道；香蜜湖路剩余路面可保證雙向6車道。
第六階段：主體結構一期B，工期9個月。主要圍擋深南大道中央綠化帶、南側主車道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地。通過將深南大道南側2個車道北移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。
第七階段：主體結構二期，工期20個月。 主要圍擋深南大道南側主車道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地，以及北側綠地。通過將深南大道南側3車道北移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。
第八階段：主體結構三期，工期4個月。主要圍擋深南大道中央綠化帶及南側主道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地，以及北側綠地。通過將深南大道南側2個車道北移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。
第九階段：主體結構四期，工期11個月。主要圍擋深南大道中央綠化帶及北側主道、深南-香蜜立交西南象限匝道及綠地，以及北側綠地。通過將深南大道北側2個車道南移，保證雙向10車道。香蜜湖路圍擋不變，保證雙向6車道。
第十～十三階段，道路恢復階段。
3. 交通疏解方案優化
