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北京交通大学交通运输学院
丁勇
yding@bjtu.edu.cn
交通仿真技术
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参考教材
杨肇夏，计算机模拟及其应用，中国铁道出版社，北京，1999年。
刘运通等，交通系统仿真技术，人民交通出版社，北京，2002年。
裴玉龙等，道路交通系统仿真，人民交通出版社，北京，2004年。
吴娇蓉等，交通系统仿真技术及其应用，人民交通出版社，北京，2004年。
徐瑞华，运输与物流系统仿真，同济大学出版社，北京，2009年。
隽志才，交通系统建模与仿真，，科学出版社，北京，2011年。
相关研究论文与报告。
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课程
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
绪论
交通系统仿真基础
离散系统仿真方法
连续系统仿真方法
轨道交通系统仿真模型与方法
道路交通系统仿真模型与方法
国内外交通仿真软件介绍（专题报告）
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学习方法
自学为主
注重个人的研究方向
仿真模型与方法、仿真软件使用、仿真系统
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
与开发
培养动手能力
提高研究、分析问题的能力
进行实际应用（项目、论文）
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第一章 绪 论
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学科特点
介于运筹学、数理统计和计算机科学的之间的边缘科学。利用计算机对系统或过程进行动态仿真，以安全和经济的方法获得动态运行的数量结果，提供决策依据。
综合了计算机、网络、图形图像、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高薪领域的知识。
综合性很强的实验科学技术。
复杂系统的研究、设计、评价和训练的手段和工具。
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系统
相互作用的对象的有机结合。
特点在于其整体性和相关性。
系统边界的确定。
系统的三个要素：实体、属性和活动。
系统中被研究的对象或元素称为实体。
实体的有效特征称为属性。
系统内部发生的任何变化成为内部活动，系统外部发生的对系统产生任何影响的任何变化过程称为外部活动。
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汽车驾驶控制系统
驾驶员、汽车是实体；
属性包括行驶路线、驾驶员行为等；
驾驶员调整行驶路线为内部活动。
驾驶员
驾驶机构
汽车
视觉和触觉测量
驾驶线 —
预期行
实际行
预期行 ＋
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任意给定时间内，系统所有实体、属性和活动的情况信息之集合成为系统在该时刻的状态。表示系统状态的变量成为状态变量。
系统的状态随时间连续变化的称为连续系统。动态特性可用微分方程或一组状态方程表示，也可用差分方程和一组离散状态方程表示。
系统的状态变化只在时间的离散时刻发生变化，称为离散系统。动态特性用
流程
快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计
图、网络图或表格表示。
大多数系统既有连续成分，也有离散成分。
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仿真
仿真，模拟。为了求解问题而人为模拟真实系统整个或部分运行过程。
系统仿真是以相似原理、控制理论、系统技术、信息技术及其相关领域相关专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或设想的系统进行动态研究的一门多学科综合性技术。
自20世纪50年代形成并发展的新兴学科。
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系统模型
模型是系统的一种描述，是为了研究目的而开发的对真实系统进行模拟的一种形式。能更真实、深刻反映系统的主要特征和运动规律。
物理模型，实体模型
数学模型，实际系统的一种数学描述，用数学符号和数学方程式来表示系统的模型或者用文字、框图、流程和资料等形式对真实系统的描述。
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模型的形成
系统（或过程）
模型
对应
对应
输入
输出
参数
推断
参数
输入
输出
系统
模型
信息
观察认识
抽象
综合
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建模的方法
演绎法建模
利用已有的关于系统的知识采用演绎的方法建立数学模型，根据已知的原理推到出
归纳法建模
根据对一个已经存在观察、测量所得到大量输入、输出数据，推断出的被研究系统的数学模型。经验模型。
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建模的方法
数学模型不一定是仿真模型
仿真模型也不是只能由数学模型产生。
数学模型转换为仿真模型的三种方法：
通过直接编程由计算机来求问题的解析解；
对数学模型进行某种数学处理；
在数学模型所作描述的基础上，增补一系列求 解规则和逻辑条件，以流程图的形式建立模型。
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建模的步骤（以离散事件系统为例）
确定系统的范围和组成
定义系统的参变量集合
确定事件类型及其发生时点
设置模拟时间推进机构
确定各类事件与系统状态变量的数学逻辑关系
确定约束条件和目标函数
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“事件”表征使系统状态发生变化的一种行为或瞬间事变。出现事件的时点称为事件时点。
基本事件：独立发生，不受其他事件是否发生影响；
条件事件：并发事件，发生往往受其他事件是否发生影响；
半基本事件。
确定事件类型及其发生时点
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设置模拟时间推进机构
为保证系统模拟持续进行，需要一个机构把模拟时间从一个时间值拨动到下一个时间值。
模型中给出模拟时间当前值的变量称为模拟时钟，起动控制模拟时间的作用。
时间步长法
事件步长法
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确定各类事件与系统状态变量的数学逻辑关系
模型必须对实体的活动以及实体间相互关联进行科学的定量与定性分析。
定义事件的发生以描述实体的活动，并构造实体之间的各种关系。
事件的发生来自实体的某种行为，引起被动实体与系统某些描述变量的变化。
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系统仿真
物理仿真，
象棋，沙盘，实战演习
数学仿真
计算机仿真
数学－物理仿真
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系统仿真过程
系统
系统模型
计算机
系统建模
仿真建模
仿真试验
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为什么要用仿真？
仿真的作用与特点？
仿真的局限性？
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仿真技术的优点
仿真时间的可控性
仿真运行的可控性
仿真实验的优化性
交通分析的开放性
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仿真技术的局限性
不是最优化技术
评价技术，不能自己产生决策，产生
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
随机抽样等造成“失真”
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系统仿真的主要作用
应用于无法实施的一类问题
大量方案的比较和选优
应用于不易为人们所了解的大型复杂系统
避免实验的危险性
应用于无法重复的项目
节省经费
帮助训练系统操作人员
浙公网安备 33021202002483