交通仿真实验报告

交通仿真实验报告（共7篇）

交通仿真实验报告 篇1

Compilation of reports 20XX 报 告 汇 编

报告文档·借鉴学习2

土木工程与力学学院交通运输工程系

实 验 报 告

课程名称：

交通仿真实验

实验名称：

基于 M VISSIM 的城市交通仿真实验

专

业：

交通工程

班

级：1002 班

学

号：

U201014990

姓

名：

李波

指导 教师：

刘有军

报告文档·借鉴学习3

实验时间：

2013.09 ----

2013.10

实验报告目录

实验报告一：

无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析

实验报告二：

控制方式对十字交叉口运行效益影响的仿真分析

实验报告三：

信号交叉口全方式交通建模与仿真分析

实验报告四：

信号协调控制对城市干道交通运行效益的比较分析

实验报告五：

公交站点设置对交叉口运行效益的影响的仿真分析

实验报告六：

城市互通式立交交通建模与仿真分析

实验报告七：

基于 VISSM IM 的城市环形交叉口信号控制研究

实验报告成绩

实验一

实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 综合报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 实验报告一：

无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析

一、实验目的

熟悉交通仿真系统 VISSIM 软件的基本操作,掌握其基本功能的使用.二、实验内容

1.认识 VISSIM 的界面;2.实现基本路段仿真;3.设置行程时间检测器;4.设置路径的连接和决策;5.设置冲突区

三、实验步骤

1、界面认识：

2、（1）更改语言环境—（2）新建文件—（3）编辑基本路段—（4）添加车流量 3、（1）设置检测器—（2）运行仿真并输出评价结果 4、（1）添加出口匝道—（2）连接匝道—（3）添加路径决策—（4）运行仿真 5、（1）添加相交道路—（2）添加车流量—（3）设置冲突域—（4）仿真查看

四、实验结果与分析

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

时间;

行程时间;

#Veh;车辆类别;

全部;

编号:

1;

1;

3600;

18.8;

24;可知：检测器起终点的平均行程时间为：18.8;

五、实验结论

1、检测器设置的地点不同，检测得到的行程时间也不同。但与仿真速度无关。

2、VISSIM 仿真系统的数据录入比较麻烦，输入程序相对复杂。

实验报告二：

控制方式对十字交叉口运行效益影响的仿真分析

一、实验目的

掌握十字信号交叉口处车道组设置、流量输入、交通流路径决策及交通信号控制等仿真操作的方法和技巧。

二、实验内容

1.底图的导入 2.交叉口专用车道和混用车道的设置方法和技巧 3.交通信号设置 4.交叉口冲突区让行规则设置

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 三、实验步骤

1、了解基础数据 2、（1）新建文件—（2）加载底图—（3）调整比例—（4）保存工程文件和底图配置文件 3、（1）东进口直行仿真—（2）东进口右转仿真—（3）东进口左转仿真—（4）西进口仿真—（5）其他各进口仿真 4、（1）定义信号控制机—（2）设置固定配时类型信号灯组—（3）设置固定配时类型信号配时方案—（4）设置其他进口信号控制—（5）设置优先原则 5、（1）添加相交道路—（2）添加车流量—（3）设置冲突域—（4）仿真查看

四、实验结果与分析

1、实验仿真演示

如下图。数据设置正确，仿真运行正常流畅。

五、实验结论

1、十字信号交叉口处车道组设置、流量输入、交通流路径决策及交通信号控制等仿真操作十分复杂，参数设置过程繁冗、工作量大，设置过程中需要精细。认真。相关参数需要事先计算好，明白原理，然后正确录入。

2.交叉口的车道连接要异常小心，否则容易出现行车错误。

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 实验报告三：

信号交叉口全方式交通建模与仿真分析

一、实验目的 掌握常用检测器的设置方法，通过改变车速分布、交通组成（车辆构成）以及交叉口控制方式分析不同条件下各种交通评价参数的变化。

二、

实验内容

1、常用检测器的设置与评价结果输出 2、改变车速分布 3、改变车辆构成 4、无信号交叉口的相关设置

三、

实验步骤

1、（1）新建文件—（2）加载底图—（3）调整比例—（4）保存工程文件和底图配置文件

2、常用检测器设置与评价：

1)改变车道长度 2)为东进口和西进口重新添加车辆 3)为东进口和西进口添加路径决策 4)在西出口车道 1 上设置数据检测器 5)对车辆数量及占有率进行评价 6)在其他出口车道上设置数据检测器 7)对其他进口车道上的行程时间和延误进行评价 8)设置排队计数器 9)对排队长度和排队次数进行评价 10)设置节点 11)节点评价设置

3、改变车辆分布与车辆构成

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 1)新建期望车速分布 2)新建车辆构成 3)改变裕华路上的车辆构成 4)使用节点方法进行评价

4、改变交叉口控制方式 1)删除交叉口处的所有信号灯 2)交叉口处的冲突区域集设置 3)3D 模式下仿真查看 4)查看节点评价文件 5)将让行交叉口改为停让交叉口 6)3D 模式下仿真查看

四、

实验结果与分析1、西出口断面数据检测

数据检测断面

1: 检测断面 1: 西出口 1 措施: 数据检测断面编号 从: 统计平均间隔的起始时间 到: 统计平均间隔的结束时间 车辆数量: 车辆数 占有率: 占有率 [%]

措施;从;到;车辆数量;占有率

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

;

;

;;

;

;

;全部车辆类型;全部车辆类型 1;0;600;21;0.02、四个断面上车道数量与占有率检测

数据检测断面

1: 检测断面 1: 西出口 1 数据检测断面

2: 检测断面 1: 西出口 1, 2: 西出口车道 2, 3: 西出口车道 3, 4: 西出口车道 4 数据检测断面

3: 检测断面 5: 南出口车道 数据检测断面

4: 检测断面 6: 东出口车道 1, 7: 东出口车道 2, 8: 东出口车道 3, 9: 东出口车道 4 数据检测断面

5: 检测断面 10: 北出口车道

措施: 数据检测断面编号 从: 统计平均间隔的起始时间 到: 统计平均间隔的结束时间 车辆数量: 车辆数 占有率: 占有率 [%]

措施;从;到;车辆数量;占有率

;

;

;;

;

;

;全部车辆类型;全部车辆类型 1;0;600;21;0.0 2;0;600;211;0.1 3;0;600;57;0.0 4;0;600;177;0.1 5;0;600;35;0.03、东进口直行车道上行程时间与延误

（1）延误

编号

1:行程时间检测段 1

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

时间;

延误;Stopd;Stops;

#Veh;Pers.;#Pers;车辆类别;全部;;;;;;

编号:;

1;

1;

1;

1;

1;

1;

3600;

14.0;

8.6;

0.46;

174;

14.0;

174;

全部;

14.0;

8.6;

0.46;

174;

14.0;

174;

（2）时间 编号(东进口直行):从路段

在6.3 m 到路段在132.6 m, 距离

354.4 m

时间;行程时间;#Veh;车辆类别;

全部;;

编号:;

1;

1;

名称;东进口直行;东进口直行;

3600;

38.3; 174;4、东进口排队长度

排队计数器

1: 在路段位于

50.300m

均值:在时间间隔中的平均排队长度[m] 最大值:在时间间隔中的最大排队长度[m] 停车:排队车辆中的停车次数

时间;平均;最大;停车;

编号:;

1;

1;

1;

600;

10;

57;

71;5、节点评价数据

节点 1:

裕华路与育才街交叉口

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 节点: 节点编号 车流: 移动(方向 从-到)车辆(全部): 车辆数, 全部车辆类型 人均延误(全部): 人均延误 [s], 全部车辆类型 延误(全部): 车均延误 [s], 全部车辆类型 Stops(全部): 车均停车次数, 全部车辆类型 t 停车时间(全部): 车均停车延误[s], 全部车辆类型平均排队:平均排队长度 [m] 最大排队: 最大排队长度[m]

节点;车流;车辆(全部);人均延误(全部);延误(全部);Stops(全部);t停车时间(全部);平均排队;最大排队;

1;东-西;

174;

13.4;

13.4;

0.46;

8.6;12.7;61.4;

1;东-北;

12;

13.8;

13.8;

0.50;

9.7;

1.3; 19.2;

1;东-南;

13;

26.4;

26.4;

0.77;

20.7;

3.1; 13.9;

1;西-东;

146;

12.7;

12.7;

0.45;

7.8;

9.5; 60.0;

1;西-北;

11;

26.6;

26.6;

0.73;

19.2;

3.4; 19.9;

1;西-南;

27;

15.2;

15.2;

0.59;

10.1;

3.2; 19.5;

1;南-东;

10;

82.3;

82.3;

1.90;

64.2; 55.9;99.9;

1;北-西;

16;

25.3;

25.3;

0.69;

18.0; 20.4;63.1;

1;南-北;

12;

92.8;

92.8;

2.08;

70.6; 56.1;99.8;

1;南-西;

21;

107.0;

107.0;

2.76;

82.3; 56.2;

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 99.9;

1;北-南;

17;

29.3;

29.3;

0.65;

21.4; 21.0;63.1;

1;北-东;

22;

42.2;

42.2;

1.00;

32.7; 21.0;63.1;

1;全部;

481;

23.7;

23.7;

0.69;

16.8; 22.0;99.9;

0;全部;

481;

23.7;

23.7;

0.69;

16.8; 22.0;99.9;6、改变车速分布与车辆构成后的节点评价

节点 1:

裕华路与育才街交叉口

节点: 节点编号 车流: 移动(方向 从-到)车辆(全部): 车辆数, 全部车辆类型 人均延误(全部): 人均延误 [s], 全部车辆类型 延误(全部): 车均延误 [s], 全部车辆类型 Stops(全部): 车均停车次数, 全部车辆类型 t 停车时间(全部): 车均停车延误[s], 全部车辆类型平均排队:平均排队长度 [m] 最大排队: 最大排队长度[m] 节点;车流;车辆(全部);人均延误(全部);延误(全部);Stops(全部);t停车时间(全部);平均排队;最大排队;

1;东-西;

172;

14.8;

14.8;

0.46;

9.2;16.2;75.5;

1;东-北;

13;

17.3;

17.3;

0.62;

13.0;

2.3; 20.1;

1;东-南;

13;

23.6;

23.6;

0.62;

18.3;

3.6; 13.5;

1;西-东;

146;

14.3;

14.3;

0.49;

8.6;12.1;

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 65.4;

1;西-北;

11;

36.4;

36.4;

0.91;

29.0;

3.7; 19.2;

1;西-南;

28;

13.3;

13.3;

0.46;

9.3;

3.1; 24.9;

1;南-东;

10;

82.3;

82.3;

1.90;

64.2; 55.9;99.9;

1;北-西;

16;

25.3;

25.3;

0.69;

18.0; 20.4;63.1;

1;南-北;

12;

92.8;

92.8;

2.08;

70.6; 56.1;99.8;

1;南-西;

21;

107.0;

107.0;

2.76;

82.3; 56.2;99.9;

1;北-南;

17;

29.3;

29.3;

0.65;

21.4; 21.0;63.1;

1;北-东;

22;

42.2;

42.2;

1.00;

32.7; 21.0;63.1;

1;全部;

481;

24.9;

24.9;

0.70;

17.5; 22.6;99.9;

0;全部;

481;

24.9;

24.9;

0.70;

17.5; 22.6;99.9；7、让行规 则下节点评价

节点 1:

裕华路与育才街交叉口 节点: 节点编号 车流: 移动(方向 从-到)车辆(全部): 车辆数, 全部车辆类型 人均延误(全部): 人均延误 [s], 全部车辆类型 延误(全部): 车均延误 [s], 全部车辆类型 Stops(全部): 车均停车次数, 全部车辆类型 t 停车时间(全部): 车均停车延误[s], 全部车辆类型

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档平均排队:平均排队长度 [m] 最大排队: 最大排队长度[m]

节点;车流;车辆(全部);人均延误(全部);延误(全部);Stops(全部);t 停车时间(全部);平均排队;最大排队;

1;东-西;

173;

0.4;

0.4;

0.00;

0.0;

0.0;

0.0;

1;东-北;

12;

0.7;

0.7;

0.00;

0.0;

0.0;

0.0;

1;东-南;

14;

1.8;

1.8;

0.07;

0.0;

0.0;

0.0;

1;西-东;

145;

0.6;

0.6;

0.01;

0.0;

0.0;

0.0;

1;西-北;

13;

5.2;

5.2;

0.38;

1.4;

0.0;

0.0;

1;西-南;

28;

0.5;

0.5;

0.00;

0.0;

0.0;

0.0;

1;南-东;

15;

3.3;

3.3;

0.07;

1.4;

0.9; 21.4;

1;北-西;

19;

0.6;

0.6;

0.00;

0.0;

0.0;

0.0;

1;南-北;

23;

15.5;

15.5;

1.00;

5.7;

1.2; 21.3;

1;南-西;

29;

5.4;

5.4;

0.17;

0.9;

1.0; 21.3;

1;北-南;

18;

3.1;

3.1;

0.06;

0.2;

0.0;

7.3;

1;北-东;

25;

6.6;

6.6;

0.48;

2.0;

0.1;

7.3;

1;全部;

514;

2.0;

2.0;

0.10;

0.5;

0.3; 21.4;

0;全部;

514;

2.0;

2.0;

0.10;

0.5;

0.3; 21.4;8、停车让行下节点评价

节点 1:

裕华路与育才街交叉口

节点: 节点编号 车流: 移动(方向 从-到)车辆(全部): 车辆数, 全部车辆类型 人均延误(全部): 人均延误 [s], 全部车辆类型 延误(全部): 车均延误 [s], 全部车辆类型 Stops(全部): 车均停车次数, 全部车辆类型 t 停车时间(全部): 车均停车延误[s], 全部车辆类型平均排队:平均排队长度 [m]

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 最大排队: 最大排队长度[m 节点;车流;车辆(全部);人均延误(全部);延误(全部);Stops(全部);t 停车时间(全部);平均排队;最大排队;

1;东-西;

174;

0.3;

0.3;

0.00;

0.0;

0.0;

0.0;

1;东-北;

11;

0.4;

0.4;

0.00;

0.0;

0.0;

0.0;

1;东-南;

14;

0.7;

0.7;

0.00;

0.0;

0.0;

0.0;

1;西-东;

145;

0.5;

0.5;

0.01;

0.0;

0.0;

0.0;

1;西-北;

14;

2.3;

2.3;

0.14;

0.1;

0.0;

0.0;

1;西-南;

27;

1.3;

1.3;

0.11;

0.2;

0.0;

0.0;

1;南-东;

13;

4.9;

4.9;

0.00;

0.0;

2.6; 30.4;

1;北-西;

17;

6.8;

6.8;

0.06;

0.1;

1.9; 24.9;

1;南-北;

22;

18.9;

18.9;

0.64;

5.2;

4.1; 30.3;

1;南-西;

28;

15.4;

15.4;

1.43;

1.4;

3.9; 30.3;

1;北-南;

18;

15.9;

15.9;

1.33;

0.8;

3.5; 24.9;

1;北-东;

24;

16.5;

16.5;

1.58;

3.2;

3.5; 24.9;

1;全部;

507;

3.8;

3.8;

0.24;

0.5;

1.6; 30.4;

0;全部;

507;

3.8;

3.8;

0.24;

0.5;

1.6; 30.4;

五、

实验结论

1、常用检测器的设置对结果的输出影响巨大 2、改变车速分布会形成不同的时间延误 3、改变车辆构成也会影响仿真结果的输出 4、无信号交叉口与有信号控制的交叉口，随车流量的增加，延误先增加后减

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 小 实验报告四：

信号协调控制对城市干道交通运行效益的比较分析

一、实验目的

在第二章十字信号交叉口仿真的基础上，通过添加路口各方向上的过街行人和各路段上的非机动车，完善机非混合城市交叉口的相关仿真设置，掌握交叉口行人和非机动车的仿真方法。

二、实验内容

1、人行横道的设置和行人的添加 2、交叉口行人过街信号设置 3、非机动车道的设置 4、非机动车流的添加以及路径决策 5、非机动车信号设置 6、三、实验步骤

1、了解基础数据 2、新建文件与导入底图 3、创建行人车辆构成 1)添加行人速度期望分布 2)创建行人车辆构成 4、交叉口东进口方向过街行人仿真 1)创建东进口人行横道 2)为东进口人行横道添加流量 3)为东进口人行横道添加行人信号 4)编辑交叉口节点 5)为东进口行人和车流交汇添加冲突区 5、交叉口其他方向过街行人仿真 6、创建非机动车车辆构成 7、交叉口东进口方向非机动车仿真

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 8、交叉口其他方向非机动车仿真 9、优化交叉口各交通流间冲突设置

四、实验结果与分析

1、不合理的信号设置以及衔接不当的信号相位会造成行人、非机动车、机动车之间的混乱。

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

五、实验结论

1、行人的不确定性给交叉口的仿真带来一定的模糊性和差异性 2、非机动车道的连接较困难 3、行人和非机动车的地位不可低估 4、合理安排交叉口机动车和非机动车的通行有助于提高交叉口的效率

5、不合理的信号设置以及衔接不当的信号相位会造成行人、非机动车、机动车之间的混乱。

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

实验报告五：

公交站点设置对交叉口运行效益的影响的仿真分析

一、实验目的

掌握路网、城市干道交通信号协调和公交站点线路的仿真方法 二、实验内容

1、城市干道两相邻交叉口道路仿真系统的建立 2、干道信号协调仿真 3、无公交专用道情况下公交线路和公交站点的设置 4、有公交专用道情况下公交线路和公交站点的设置

三、实验步骤

1、了解熟悉基础数据 2、新建文件与导入底图 3、城市干道两相邻交叉口道路仿真系统的建立 1)完善和改变裕华路与育才街交叉口设置 2)创建裕华路和体育街交叉口 3)连接两个相邻交叉口 4、干道信号协调 1)修改裕华路和体育街交通信号参数 2)创建裕华路和体育街信号机 3)设置裕华路和体育街交通信号创建评价指标 4)调整信号控制机的偏移 5、无公交专用道情况下公交线路和公交站点的创建 1)创建公交站点 2)创建公交线路 6、有公交专用道情况下公交线路和公交站点的创建 1)设置公交专用道路

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 2)创建公交站点 3)创建公交专用线路

四、实验结果与分析

不同信号控制偏移条件下的延误时间：

（1 1）

编号(裕华路东西干道):从路段

在7.7 m 到路段在131.1 m, 距离

723.6 m

时间;行程时间;#Veh;车辆类别;

全部;;

编号:;

1;

1;

名称;裕华路东西干道;裕华路东西干道;

3600;117.8;124;（2 2）

编号

1:行程时间检测段 1

时间;

延误;Stopd;Stops;

#Veh;Pers.;#Pers;车辆类别;全部;;;;;;

编号:;

1;

1;

1;

1;

1;

1;

3600;

68.2;

47.8;

1.52;

124;

68.2;

124;

全部;

68.2;

47.8;

1.52;

124;

68.2;

124;（3 3）

编号(裕华路东西干道):从路段

在7.7 m 到路段在131.1 m, 距离

723.6 m

时间;行程时间;#Veh;

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 车辆类别;

全部;;

编号:;

1;

1;

名称;裕华路东西干道;裕华路东西干道;

3600;170.7;

96;（4 4）

编号

1:行程时间检测段 1

时间;

延误;Stopd;Stops;

#Veh;Pers.;#Pers;车辆类别;全部;;;;;;

编号:;

1;

1;

1;

1;

1;

1;

3600;121.1;

93.8;

2.32;

96;121.1;

96;

全部;121.1;

93.8;

2.32;

96;121.1;

96;

五、实验结论

1、不同信号控制条件下，得到的仿真评价参数不一样 2、城市干道两相邻交叉口道路仿真系统的建立相对复杂 3、干道信号协调仿真设置必须事先计算好协调方案的相关参数 4、无公交专用道和有公交专用情况下公交线路和公交站点的设置的区别相对较大

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 实验报告六：

城市互通式立交交通建模与仿真分析

一、

实验目的掌握交通仿真系统 VISSIM 进行立交桥仿真的方法

二、

实验内容

1、控制点选取 2、道路的起终点高度设置 3、道路的厚度设置

三、实验步骤

1、了解熟悉基础数据 2、新建文件与导入底图 3、设置立交主路 1)设置北进口至南出口路段 2)输入北进口流量及仿真测试 3)设置南进口至北出口路段 4)输入南进口流量及仿真测试 5)设置其他路段 4、设置立交匝道

四、实验结果与分析

1、匝道的设置线性不够好 2、缓和点的个数取得偏小

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

五、实验结 论

1、立交桥的设置更加复杂。

2、涉及到高程的输入必须十分仔细地设置控制点的高程

3、匝道的设计必须根据地形和实际设计车速以及交通状况设置

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

实验报告七：

基于 M VISSIM 的城市环形交叉口信号控制研究

一、实验目的

掌握环形交叉口处车道组设置、流量输入、交通流路径决策和冲突区设置等仿真操作的方法和技巧以环形交叉口为依托，掌握添加天空、房屋、树木等三维模型的方法。

二、实验内容

1、环形交叉口的设置方法 2、三维静态模型的添加 3、三、实验步骤

1、了解熟悉基础数据 2、新建文件与导入底图 3、创建进出口车道 4、环岛内路段设置 5、添加流量并设置车流运行规则 6、添加三维场景 7、四、实验结果与分析

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

五、实验结论

1、环岛的设置比较简单，因为没有信号控制，设置让行规则即可 2、三维模型加入后，使得仿真更加具有立体感和真实感，更加逼真。

3、细节的设置是的整个软件更加完善和饱满。

指导教师批阅意见：

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档

指导教师签字：

2013 年

月

日

备注：

注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后 10 日内。

交通仿真实验报告 篇2

交通仿真是随着计算机技术的进步而发展起来的采用计算机数字模型来反映复杂道路交通现象的交通分析技术和方法。它是计算机仿真技术在交通工程领域的一个重要应用, 因它能够非常直观地表现出路网上车辆的运行情况, 所以在各种道路交通规划、交通控制管理方案设计中为交通工程研究人员提供了更为细致和准确的决策支持手段。

2 交通仿真的优势

相对于实际交通, 交通仿真具有以下优势:

(1) 经济性。

(2) 安全性。

(3) 可重复性。

(4) 开放性。

3 常用的交通仿真软件

交通仿真软件可分为交通规划软件、宏观交通仿真软件、中观交通仿真软件、微观交通仿真软件和交通信号优化软件。目前常用的交通仿真软件主要有以下几款:

VISSIM是德国PTV公司的微观仿真软件。VISSIM的核心由交通仿真器和信号状态产生器两部分组成, 它们之间能够交换检测器数据和信号状态信息。VISSIM对公交车辆的组成及运行特点做了一定的考虑, 在交通流组成中考虑了摩托车、自行车及行人。它既可以在线生成可视化的交通运行状况, 也可以离线输出行程时间、排队长度等统计数据。

AIMSUN是西班牙TSS公司的产品, 它是第一个将宏观、中观、微观模型集成于单个软件的交通建模系统。三个模型间能更好地互通, 从一级到另一级重新使用路径分配。AIMSUN基本应用是基于线下交通工程问题, 同样也在线提供短期或中短期规划与营运问题的动态或离散方法形成的解决方案。

国外典型的交通仿真软件经过多年实际检验、修正, 技术成熟, 应用广泛, 但大都操作界面专业, 仿真路网建模过程繁琐, 仿真参数标定复杂。道路交通管理、设计人员需经过专门的培训、学习, 才能掌握运用, 这一特点限制了国外交通仿真软件在公安交通管理实战部门的推广、普及。Dyna CHINA是完全由国内自主研发的动态网络交通分析与实时路况预测软件。核心技术包括动态交通需求分析、动态交通分配、离散选择模型、实时在线交通仿真, 以及离线/在线系统参数标定等。它可为智能交通系统中与ATMS/ATIS相关的研究与应用提供仿真测试、分析、优化和评价的手段, 更加有效的缓解交通拥堵、提升公众的出行效率和出行质量。

4 交通仿真技术在实验教学中的应用

交通管理与控制是交通工程学的重要组成部分之一, 主要研究如何在最小化改变既有交通基础设施条件下, 通过交通法规或行政管理、工程技术、交通信号控制技术等方面的综合技术应用, 实现交通系统的安全、有序、畅通和可持续发展等目标。交通管理与控制随交通条件的不同其效果呈现很大的差异, 对实践环节的要求非常高。单纯的理论教学让学生感到乏味, 也不利于培养出动手能力强, 能较快适应交通管理实战部门工作的警务技能人才。而通过交通仿真软件, 能够有效地解决这一问题, 学生可以自行设计各种交通控制方案, 直观的看到控制方案对交通的影响, 增强了学习兴趣, 提高了解决实际问题能力及创新能力。在有条件的学校, 教师可以选择本市范围内较为拥堵的一个或几个交叉口, 让学生进行综合分析研究, 完成对单个交叉口控制、干线协调控制、区域交通面控系统的信号配时控制方案设计。本文以某十字交叉口交通组织问题为例, 描述如何应用VISSIM交通仿真软件进行信号配时设计及仿真评价的操作过程。

(1) 交通调查分析首先采集路口交通流量和基础的设计信息, 鼓励学生进行真实交叉口交通流量调查, 观察路口的交通管理措施并获取所需数据。

(2) 方案设计。引导学生根据现状分析结果, 设计初始化交通组织方案。主要是路口的交通渠区划的改造, 信号配时怎么样设置及设置后的影响, 禁左禁右怎么样评估等。

(3) 模型标定与校验。在进行仿真前对模型的特性、通行能力和参数反复进行校正, 确保模型数据和实际情况能够一致。

(4) 仿真分析。指导学生针对不同设计方案搭建VISSIM仿真路网, 在路网建模完成的基础上, 根据实际采集的道路交通流量或OD矩阵, 对各个路口加载流量数据, 创建路段和连接器, 进行交通流路径决策设置和交通冲突设置, 然后定义信号控制机和对信号灯设置信号周期、信号相位、红灯时间、黄灯时间等数据。经过对各方案进行仿真分析, 选择评价文件中需要输出的指标, 包括行程时间、延误时间、排队长度等。

(5) 方案比选和优化。学生可以从仿真输出结果发现信号配时存在的问题, 不停调整方案, 然后对交叉口的信号配时重新设计, 再对每个方案进行评估, 直到找到比较优化的方案, 并形成最终方案。

通过交通仿真技术在“交通管理与控制”实验教学中的应用, 从课程功能上, 提高了对学生创新精神和实践能力的培养, 提高了信息素养和环境意识。从课程结构上, 突出了交通管理实践对学生岗位能力和素质的训练, 有效地通过信息化手段进行课程的整合, 提高了课堂专业理论教育有效联系公安交通管理实践的能力, 丰富了理论知识和管理实践检验的途径。从学生学习方式上, 强调学生自主探索问题并解决问题的学习模式, 强调学生搜集和处理信息的能力、交流与合作的能力, 更加关注学生的学习过程。

5 结束语

交通仿真技术的研究目前已经相当深入, 但是在微观仿真方面没有哪个国家开发的模型和软件能充分考虑到交通系统中的所有影响因素。今后, 适应智能交通系统方案评价需求的仿真系统研究和开发面向ITS的应用软件是道路交通仿真技术更高层次的发展方向。

摘要：本文简要叙述了交通仿真技术的特点及现阶段常用的几款交通仿真软件, 通过某十字交叉口的信号配时及仿真过程, 介绍了VISSIM软件在交通控制实验课程中的应用。

关键词：交通仿真,实验教学,交通控制

参考文献

[1]曹静等.CDIO理念下交通仿真实践教学方式的探索[J].教育教学论坛, 2013 (33) .

[2]郭敏等.微观交通仿真基础理论及应用实例[M].北京:人民交通出版社, 2012.

交通信号灯仿真实验开发 篇3

【关键词】智能交通；交通信号灯；仿真

1.研究背景

随着经济的发展进入了快速增长时期，世界各国的汽车数量急剧增加，路网通行能力越来越不能满足交通量增长的需要，由此引发的交通拥挤、交通事故、环境污染以及能源浪费日趋严重，已成为全球共同关注的社会问题之一。交通信号灯仿真技术是一个全面应用信息技术、计算机技术、传感器技术自动控制技术、人工智能技术的交通仿真系统，是应用以上技术向道路使用者及交通管理者提供帮助和服务的系统。交通信号灯仿真实验以计算机作为辅助工具，利用其可重复性可持续性模拟交通运输状况进行道路通行能力分析研究，对于再现复杂交通环境条件下的车流运行特征，弥补观测数据不足解决交通流车速、流量关系曲线的外延问题都有着其它方法和手段无可比拟的优势因此，通过计算机集成和优化，采用模拟预测和实施仿真系统进行分析研究将是道路通行能力研究的未来发展方向。

2.国内外研究现状

2.1国外研究现状

国外比较典型的交通信号仿真系统分析，由于城市区域内各交叉口处的交通流一般是互相关联的，所以提高某一交叉口的通行为一个理想的城市区域自适应交通信号控制系统，人们希望它具有诸多功能如自适应性能力或减少车辆在该交叉口的延误有可能引起关联路口更多的延误，即子系统最优并不能保证总系统最优。因此，实施交叉路口间的协调自适应控制能够获得更好的效果。做特定线路上的公交或特种车辆优先控制、自学习功能、容错功能等。但目前还没有哪个系统能真正实现上述所有功能，城市区域交通信号控制还处于不断的发展阶段。自1963年加拿大多伦多市建成了世界上第一套由数字计算机实现的城市区域交通信号控制系统以来，人们相继完成了很多区域交通控制系统，其中最有代表性的有TRANSYT、SCOOT、SCATS等。

2.2国内研究现状

国内对交通信号灯仿真技术的研究仍处于非常零散的状态，缺乏系统而全面的研究。作为智能运输系统的一项主要内容，交通信号灯仿真技术一直未引起足够的重视与道路CAD技术的发展状况相比，道路和交通信号灯仿真设计有机结合的计算机辅助系统方面的研究工作仍十分薄弱。20世纪90年代以后国内交通工程界逐步意识到交通信号灯仿真研究的重要性东南大学、交通部公路科学研究所及武汉理工大学等科研单位开展了一些实质性的研究，并取得了一定的成果。总的来说，国内仿真研究仍只局限于解决单一问题，如对二车道公路通行能力的仿真、高速道路入口匝道范围交通的仿真、优先控制T型口交通的仿真等，在这方面还值得进一步深入研究。

我国的智能交通系统的研究是在借鉴发达国家的先进控制系统的基础上开始的当时各地引入了不同国家的智能交通系统，体系的混乱极大的影响了我们对智能运输系统的理解和研究。而且我国城市交通流特性、道路条件和交通法规等方面与发达国家之间有很大差异，因此不能照搬国外现成的交通流模型或仿真系统，所以更要加强理论研究工作，尽快建立适合我国国情的智能运输系统各个部分的关键理论和技术支持。

3.存在的问题

解决城市交通问题的关键是全局优化，国内外已从多个角度研究了多路口的信号优化，针对路网的仿真研究也得到了重视，提出了一些仿真框架，并在一定程度上实现了仿真，但是存在的主要问题有：

（1）现实路网中不确定性因素众多，现有模型尚不能充分反映客观世界状况仿真结果的可信程度受到模型的限制。采用宏观统计方法的仿真系统按照某个固定的概率分布进行仿真，没有充分反映交叉口的微观交通流特性。基于交通流的宏观描述，很难为研究道路规划、交通管理和信号控制等进行决策支持。

（2）没有仿真系统内核设计的概念，系统的可扩展性不够好。论文中实现的对多路口的仿真实现流程清晰，但是路网中交通信息的提取并不方便，最主要原因是没有设计独立的数据层。目前应用级别的研究还处于发展阶段，考虑到系统的可扩展性不应该把应用级别的仿真也包含入内核系统。

（3）忽视了仿真软件的初衷是为了促进交通控制理论的成熟与发展没有从信号交通控制理论的特征来搭建仿真软件。信号交通控制理论的显著特点是以交通系统中重要信息的采集为依据，对影响系统性能的控制点进行参数设置。所以，信号交通仿真系统的内核不在于复杂控制方案的模拟，而是最大限度的暴露访问仿真系统中各个实体的接口，以及控制点参数设置读取的接口。

4.研究目的及意义

随着经济的发展和城市化水平的提高，交通拥挤、环境恶化的问题越来越突出严重制约着城市的进一步发展。交通信号灯仿真是智能交通系统的一个分支，交通信号灯仿真是智能交通系统的一个前身，它为智能交通系统提供了理论依据，是交通系统更加人性化，从而使交通系统达到人性化与智能化得统一，同时也是未来交通系统的一个必然的发展趋势。

智能交通系统是现代交通系统的核心，它的本质就是通过信息技术的有效应用最大限度的发挥已有交通基础设施潜力，并引导合理的交通行为。智能交通系统的发展不仅促进了城市交通管理水平的提高，而且也改善了城市交通状况，提高了道路的服务水平，为城市可持续发展创造了条件，同时也推动了交通相关产业的发展，对城市现代化的建设有着重要的意义。

5.结论与展望

5.1结论

科学的信号灯控制可以提高道路的使用效率，提高城市的通行速度。交通信号自动控制是交通控制的重要组成部分，是交通科学管理的一种有效手段。该系统部分功能比现在运行的系统更加智能化增加了系统的准确性，缓解了交通拥挤。使车辆行驶和道路导航实现智能化但是现在的智能交通系统整体表现为概念的炒作远大于实际操作，为了促进智能交通系统的发展和应用，智能运输系统各个部分的关键理论和技术的科研攻关成为各科研学术团体面临的重大挑战，智能交通系统理论方面的突破是发展智能交通系统的基础具有非常重要的意义。

5.2展望

随着计算机水平以及信息技术的发展智能交通系统将会成为未来各国交通的主流，交通信号灯仿真软件是智能交通的一个方面。它为智能交通系统提供了理论依据是智能交通系统成为可能。由现今的局域网连接，演化成为互联网连接已经成为一个趋势。交通信号灯仿真软件是智能交通信号系统的前身，对未来智能交通系统的实现有着重要的作用，我想在不久的将来交通系统会更人性化，到那个时候交通环境会更加通畅。

参考文献：

[1]沈雯敏.道路交通安全[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]安实.城市智能交通管理技术与应用[M].北京：科学出版社，2005.

[3]邹智军.城市道路交通仿真研究[D].上海：同济大学，2000.

[4]刘智勇.智能交通控制理论及其应用[M].北京：科学出版社，2003.

交通仿真实验报告 篇4

实验报告（2）

四旋翼飞行器仿真

2012

1实验内容

基于Simulink建立四旋翼飞行器的悬停控制回路，实现飞行器的悬停控制；

建立UI界面，能够输入参数并绘制运动轨迹；

基于VR

Toolbox建立3D动画场景，能够模拟飞行器的运动轨迹。

2实验目的通过在Matlab

环境中对四旋翼飞行器进行系统建模，使掌握以下内容：

四旋翼飞行器的建模和控制方法

在Matlab下快速建立虚拟可视化环境的方法。

3实验器材

硬件：PC机。

工具软件：操作系统：Windows系列；软件工具：MATLAB及simulink。

4实验原理

4.1四旋翼飞行器

四旋翼飞行器通过四个螺旋桨产生的升力实现飞行，原理与直升机类似。

四个旋翼位于一个几何对称的十字支架前，后，左，右四端，如图

所示。旋翼由电机控制；整个飞行器依靠改变每个电机的转速来实现飞行姿态控制。

图1四旋翼飞行器旋转方向示意图

在图

中，前端旋翼

和后端旋翼

逆时针旋转，而左端旋翼

和右端的旋翼

顺时针旋转，以平衡旋翼旋转所产生的反扭转矩。

由此可知，悬停时，四只旋翼的转速应该相等，以相互抵消反扭力矩；同时等量地增大或减小四只旋翼的转速，会引起上升或下降运动；增大某一只旋翼的转速，同时等量地减小同组另一只旋翼的转速，则产生俯仰、横滚运动；增大某一组旋翼的转速，同时等量减小另一组旋翼的转速，将产生偏航运动。

4.2建模分析

四旋翼飞行器受力分析,如图

所示

图2四旋翼飞行器受力分析示意图

旋翼机体所受外力和力矩为：

重力mg,机体受到重力沿方向；

四个旋翼旋转所产生的升力

(i=

1,2,3,4)，旋翼升力沿方向；

旋翼旋转会产生扭转力矩

(i=

1,2,3,4)。垂直于叶片的旋翼平面，与旋转矢量相反。

力模型为：，旋翼通过螺旋桨产生升力。是电机转动力系数，可取，为电机转速。旋翼旋转产生旋转力矩Mi(i=1,2,3,4)，力矩Mi的旋向依据右手定则确定。力矩模型为，其中是电机转动力系数，可取为电机转速。当给定期望转速后，电机的实际转速需要经过一段时间才能达到。实际转速与期望转速之间的关系为一阶延迟：响应延迟时间可取0.05s(即)。期望转速则需要限制在电机的最小转速和最大转速之间，范围可分取[1200rpm，7800rpm]。

飞行器受到外界力和力矩的作用，形成线运动和角运动。线运动由合外力引起，符合牛顿第二定律：

r为飞机的位置矢量。

角运动由合力矩引起。四旋翼飞行器所受力矩来源于两个方面：1）旋翼升力作用于质心产生的力矩；2）旋翼旋转产生的扭转力矩。角运动方程如下式所示。其中，L

为旋翼中心建立飞行器质心的距离，I

为惯量矩阵。

4.3控制回路设计

控制回路包括内外两层。外回路由Position

Control

模块实现。输入为位置误差，输出为期望的滚转、俯仰和偏航角。内回路由Attitude

Control

模块实现，输入为期望姿态角，输出为期望转速。Motor

Dynamics

模块模拟电机特性，输入为期望转速，输出为力和力矩。Rigid

Body

Dynamics

是被控对象，模拟四旋翼飞行器的运动特性。

图3包含内外两个控制回路的控制结构

（1）内回路：姿态控制回路

对四旋翼飞行器，我们唯一可用的控制手段就是四个旋翼的转速。因此，这里首先对转速产生的作用进行分析。假设我们希望旋翼1的转速达到，那么它的效果可分解成以下几个分量：

：使飞行器保持悬停的转速分量；

：除悬停所需之外，产生沿ZB轴的净力；

：使飞行器负向偏转的转速分量；

：使飞行器正向偏航的转速分量；

因此，可以将期望转速写成几个分量的线性组合：

其它几个旋翼也可进行类似分析，最终得到：

在悬浮状态下，四个旋翼共同的升力应抵消重力，因此：

此时，可以把旋翼角速度分成几个部分分别控制，通过“比例-微分”控制律建立如下公式：

综合以上三式可得到期望姿态角-期望转速之间的关系，即内回路。

外回路：位置控制回路

外回路采用以下控制方式：通过位置偏差计算控制信号（加速度）；建立控制信号与姿态角之间的几何关系；得到期望姿态角，作为内回路的输入。期望位置记为。可通过PID

控制器计算控制信号：

是目标悬停位置是我们的目标悬停位置(i=1,2,3)，是期望加速度，即控制信号。注意：悬停状态下线速度和加速度均为0，即。

通过俯仰角和滚转角控制飞行器在XW和YW平面上的运动，通过控制偏航角，通过控制飞行器在ZB轴上的运动。可得：

根据上式可按照以下原则进行线性化：

（1）将俯仰角、滚转角的变化作为小扰动分量，有，，（2）偏航角不变，有，其中初始偏航角，为期望偏航角（3）在悬停的稳态附近，有

根据以上原则线性化后，可得到控制信号（期望加速度）与期望姿态角之间的关系：

则内回路的输入为：

5实验步骤与结果

（1）

根据控制回路的结构建立simulink模型；

（2）

为了便于对控制回路进行参数调整，利用Matlab软件为四旋翼飞行器创建GUI参数界面；

（3）

利用Matlab的VR

Toolbox建立四旋翼飞行器的动画场景

（4）

根据系统的结构框图，搭建Simulink模块以实现模拟飞行器在指定位置的悬停。使用默认数据，此时xdes=3，ydes=4，zdes=5，开始仿真，可以得到运动轨迹x、y、z的响应函数，同时可以得到在xyz坐标中的空间运动轨迹。然后点击GUI中的VR按钮使simulink的工作空间中载入系统仿真所需的参数，把x、y、z的运动轨迹和Roll，Pitch，Yaw输入至VR中的模拟飞行器中，观察飞行器的运动轨迹和运动姿态，然后再使用一组新的参数xdes=-8，ydes=3，zdes=6进行四旋翼飞行器运动进行仿真模拟，可以看出仿真结果和动画场景相吻合。

6实验总结与心得

此次MATLAB实验综合了SIMULINK、GUI和VR场景等多个部分，对四旋翼飞行器运动进行了仿真模拟。由仿真结果可以看出，四旋翼飞行器最终位置达到了期望给定的位置，三个方向的响应曲线最终平稳，对应飞行器悬停在期望位置，达到了控制要求。

本次试验收获很多，学习到了很多知识，首先是熟悉了SIMULINK由简至繁搭建系统的过程，学习了利用VR建立虚拟模型，并在SIMULINK中连接。其次是熟悉了MATLAB

信号与系统仿真实验报告 篇5

仿真

实 验 报 告

班级： 学号： 姓名： 学院：

实验一

一、实验者姓名：

二、实验时间：

三、实验地点：

四、实验题目：

5(s25s6)求三阶系统H(s)3的单位阶跃响应，并绘制响应波形图。

s6s210s8

五、解题分析：要知道求单位阶跃响应需知道所用函数，以及产生波形图所需要用到的函数。

六、试验程序：

num=[5 25 30];den=[1 6 10 8];step(num,den,10);title(‘Step response’)

七、实验结果：

实验所得波形图如下：

Step response4.543.53Amplitude2.521.510.50012345Time(sec)678910

八、实验心得体会：通过本次试验了解学会了一些新的函数的应用。了解到了N阶系统的单位阶跃响应的计算方法，和系统的响应波形图的函数应用和绘制方法。为后面的实验打下基础，并对信号仿真和《信号与系统》这门课程之间的联系有所增加，对《信号与系统》这门课里的问题也有了更加深入地了解。

九、实验改进想法：无。

实验二

一、实验者姓名：

二、实验时间：

三、实验地点：

四、实验题目:

一个因果线性移不变系统y(n)0.81y(n2)x(n)x(n2)，求：（1）H(z)；（2）冲激响应h(n)；（3）单位阶跃响应u(n)；（4）H(ej)，并绘出幅频和相频特性。

五、解题分析：离散卷积是数字信号处理中的一个基本运算，MTLAB提供的计算两个离散序列卷积的函数是conv，其调用方式为 y=conv(x,h)。其中调用参数x,h为卷积运算所需的两个序列，返回值y是卷积结果。

MATLAB函数conv的返回值y中只有卷积的结果，没有y的取值范围。由离散序列卷积的性质可知，当序列x和h的起始点都为k=0时，y的取值范围为k=0至length(x)+length(h)-2。

许多离散LTI都可用如下的线性常系数的差分方程描述

ay[kn]bx[kn]

nnn0n0NN其中x[k]、y[k]分别系统的输入和输出。在已知差分方程的N个初始状态y[k]，和输入x[k]，就可由下式迭代计算出系统的输出

y[k](an/a0)y[kn](bn/b0)x[kn]

n1n0NM利用MATLAB提供的filter函数，可方便地计算出上述差分方程的零状态响应。filter函数调用形式为 y=filter(b,a,x)。其中 a[a0,a1,...,aN]，b[b0,b1,...,bM]，分别表示差分方程系数。X表示输入序列，y表示输出序列。输出序列的长度和序列相同。

当序列的DTFT可写成ej的有理多项式时，可用MATLAB信号处理工具箱提供的freqz函数计算DTFT的抽样值。另外，可用MATLAB提供的abs、angle、real、imag等基本函数计算 DTFT的幅度、相位、实部、虚部。若X（ej）可表示为

b0b1ej...bMejMB(ej)X(e)jjjNA(e)a0a1e...aNe则freqz的调用形式为 X=freqz(b,a,w)，其中的b和 a分别是表示前一个

j式子中分子多项式和分母多项式系数的向量，即a[a0,a1,...,aN]，w为抽样的频率点，向量w的长度至少为2。返回值X就是DTFTb[b0,b1,...,bM]。在抽样点w上的值。注意一般情况下，函数freqz的返回值X是复数。

六、实验程序:

clc;clear;close;b=[1 0-1];a=[1 0-0.81];figure(1);subplot(2,1,1);dimpulse(b,a,20)subplot(2,1,2);dstep(b,a,50)w=[0:1:512]*pi/512;figure(2);freqz(b,a,w)

七、实验结果：

冲击响应图及阶跃响应图:

Impulse Response1Amplitude0.50-0.50246810Time(sec)Step Response12141618201Amplitude0.500510152025Time(sec)3035404550 100Magnitude(dB)0-100-200-30000.10.20.30.40.50.60.70.8Normalized Frequency( rad/sample)0.91100Phase(degrees)500-50-10000.10.20.30.40.50.60.70.8Normalized Frequency( rad/sample)0.91

八、实验心得体会：通过实验我们知道了使用Matlab来绘出出一个线性移不变系统的幅频和相频曲线。并知道了在《信号与系统》中得一些差分方程和各种响应，譬如零输入相应、零状态响应、全响应、自由响应、强迫响应、冲击响应、单位阶跃响应等等各种响应在Matlab中的函数表达方式和他们的求法，以及系统的幅频和相频曲线的绘制都有了一定深刻的认识。

九、实验改进想法：无。

实验三

一、实验者姓名：

二、实验时间：

三、实验地点：

四、实验题目：

模拟信号x(t)2sin(4t)5cos(8t)，求N64的DFT的幅值谱和相位谱。

五、解题分析：在MATLAB信号处理工具箱中，MATLAB提供了4个内部函数用于计算DFT和IDFT，它们分别是：fft(x)，fft(x,N)，ifft(X)，ifft(X,N)。

fft(x)计算M点的DFT。M是序列x的长度，即M=length(x)。

fft(x,N)计算N点的DFT。若M>N，则将原序列截短为N点序列，再计算其N点DFT；若M

ifft(X)计算M点的IDFT。M是序列X的长度。

ifft(X,N)计算N点IDFT。若M>N，则将原序列截短为N点序列，再计算其N点IDFT；若M

六、实验程序：

clc;clear;close;N=64;n=0:63;t=d*n;q=n*2*pi/N;x=2*sin(4*pi*t)+5*cos(8*pi*t);y=fft(x,N);subplot(3,1,1);plot(t,x);title(‘source signal’);subplot(3,1,2);plot(q,abs(y));title(‘magnitude’);subplot(3,1,3);plot(q,angle(y));title(‘phase’);

七、实验结果：

***0100806040200|F(k)|05101520Frequency253035

***0100806040200|F(k)|05101520Frequency253035 4321|jW|0-1-2-3-405101520Frequency253035Step Response400020000-2000 Amplitude-4000-6000-8000-10000-12000-1400001234n(samples)5678

八、实验心得体会：通过本次试验我知道了求取模拟信号在N等于一定值时的的DFT的幅值谱和相位谱的求法。通过本次实验，对幅值谱和相位谱有了更深的了解，并与课程《信号与系统》里的一些相关知识连接到了一起，使得学到的只是更加深刻、有意义。

九、实验改进想法：无。

实验四

一、实验者姓名：

二、实验时间：

三、实验地点：

四、实验题目：

将信号x(t)sin(240t)做离散序列，比较原序列与经过FFT和IFFT变换后的序列，并做出说明。

五、解题分析：此题需要对信号做离散序列，还要做FFT和IFFT变换，然后得到图像进行比较。连续时间函数与离散时间函数在编程中的区别主要体现在如下两个方面：第一，自变量的取值范围不同，离散时间函数的自变量是整数，而连续时间函数的自变量为一定范围内的实数；第二，绘图所用的函数不同，连续函数图形的绘制不止一个。本实验中要求绘制离散时间信号图，可以应用MATLAB中的函数来实现。用MATLAB表示一离散序列，可用两个向量来表示。其中一个向量表示自变量的取值范围，另一个向量表示序列的值。之后画出序列波形。当序列是从0开始时，可以只用一个向量x来表示序列。由于计算机内寸的限制，MATLAB无法表示一个无穷长的序列。对于典型的离散时间信号，可用逻辑表达式来实现不同自变量时的取值。

六、实验程序：

t=0:1/255:1;x=sin(2*pi*120*t);y=real(ifft(fft(x)));subplot(2,1,1);plot(t,x);title(‘原波形’);subplot(2,1,2);plot(t,y);

七、实验结果：

原波形10.50-0.5-100.10.20.30.40.50.60.70.80.91恢复的波形10.50-0.5-100.10.20.30.40.50.60.70.80.91

八、实验心得体会：通过对做信号的离散序列以及经FFT和IFFT的变换，了解了相关特性。通过计算机做出的信号波形图，我们能够很直白的看出原波形和经过变换后的波形的差别。

九、实验改进想法：无。

实验五

一、实验者姓名：

二、实验时间：

三、实验地点：

四、实验题目：

2s，激励信号22(s1)100x(t)(1cot)sco1s0(t)0，求（1）带通滤波器的频率响应；（2）输出稳态响应并绘制图形。已知带通滤波器的系统函数为H(s)

五、解题分析：需要知道求频率响应的方法，并绘制图形。

六、实验程序：

clear;t=linspace(0,2*pi,1001);w=[99,100,101];U=[0.5,1,0.5];b=[2,0];a=[1,2,10001];u1=U*cos(w’*t+angle(U’)*ones(1,1001));H=polyval(b,j*w)./polyval(a,j*w);H=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1),plot(w,abs(H)),grid;subplot(2,1,2),plot(w,angle(H)),grid;u21=abs(U(1)*H(1))*cos(99*t+angle(U(1)*H(1)));u22=abs(U(2)*H(2))*cos(100*t+angle(U(2)*H(2)));u23=abs(U(3)*H(3))*cos(101*t+angle(U(3)*H(3)));u2=u21+u22+23;figure(2);subplot(2,1,1),plot(t,u1);subplot(2,1,2),plot(t,u2);

七、实验结果：

10.90.80.79910.50-0.5-19999.299.499.699.8100100.2100.4100.6100.810199.299.499.699.8100100.2100.4100.6100.8101

210-1-***222101234567

八、实验心得体会：通过本次试验，了解了频率响应求法，加深了对输出稳态响应的印象。

电压比较器仿真实验报告 篇6

时间6月6日 实验目的：

1)熟悉使用仿真软件； 2)进一步了解运放的特性。

实验器材：

装有Multisim仿真软件的计算机一台。实验原理：

通过一个开环状态的运放将其正、反向输入端作为电压比较端，当同相端电压高于反相端时，输出电压为正最大值，当同相端电压低于反相端电压时，输出负最大值，下面通过仿真实验来实现此功能，实验步骤：

1)打开仿真软件将以下电路连接好；

2)给运放输入正玄波后启动仿真； 3)打开示波器调节各值后达到以下两个波形

（红色为输入，蓝色为输出）实验结论（结果）：

城市轨道交通快、慢车仿真研究 篇7

对于城市轨道交通信号系统设计而言, 根据信号系统制式对行车专业提出的配线设置、旅行速度、行车间隔、折返间隔等进行仿真验算非常重要, 不但可以验证行车专业所提要求是否合理可行, 更可以对信号系统的设计等提出可靠的依据。

广州地铁14号线工程采取快慢车运营模式, 快车停靠部分车站, 慢车则为站站停车, 在越行车站设置快车越行线和慢车避让线。本文重点针对以下情况进行验证分析: (1) 信号系统采用移动闭塞制式并实行快、慢车运行模式下, 正线是否满足远期24列车且快慢1∶3开行比例的行车能力, 即本线路是否可满足行车组织要求的早晚高峰能力要求, 远期18对/小时慢+6对/小时快; (2) 信号系统采用固定闭塞制式并实行站站停运行模式下, 是否能实现4 min的最小追踪间隔。

1 仿真原理

本次仿真主要是运用广泛应用于以下轨道交通工程领域的Opentrack软件对广州地铁14号线列车运行的仿真。该软件能在不同的计算机平台上运行, 且能够模拟各种场景。

Opentrack仿真模拟采用连续-离散混合求解算法, 对列车运动的计算采用连续求解, 获得加速度、速度、位移等;对行车信号与调度采用离散求解, 获得信号机状态、路径占用等信息。系统在给定的基础设施条件下, 让列车依据自身动力性能, 按给定的时刻表进行运行[1]。

2 仿真过程

仿真分为模型建立、仿真模拟、数据输出三个过程。

模型建立包括对线路平纵断面、限速区段、车站站位等线路基础资料, 还包括车辆性能数据、信号机设置及进路设置等, 可为模拟建立一套精确的模型[2]。

仿真模拟的过程是在基础模型建立后, 利用软件内部牵引计算系统对全线列车运行进行实时动态模拟的过程。模拟过程中, 可动态观察列车运行速度、运行里程、加速度等多项列车指标, 并对列车越行、折返等过程做出综合评价。如图3所示。

仿真结束后, 系统可输出as<加速度、里程曲线>、vs<速度、里程>曲线、Fs<牵引力、里程>曲线、st1<区段占用情况、时间>曲线、st2<区段占用情况、时间>曲线、otsimcor<列车曲线运行图>、快慢车列车追踪间隔等30几种数据或者图形结果[1]。

3 仿真结果分析

3.1 快、慢车的行车能力

列车从嘉禾望岗往街口方向运行, 选取2组1∶3的比例快慢车。发车间隔时间依次为0min, 2.5min, 2min, 3.5min, 2min, 2.5min, 2min, 3.5min。从图4可以清楚看到第一组快车在DP (东平站) 、TH (太和站) 、ZLT (钟落潭站) 超越了前面发车的三列慢车, 第二组快车不但在前面三站超过了第二组发车的三列慢车, 还在TP (太平站) 超过了第一组发车的第三列慢车快车, 实现了快慢车有序超越。而且图4中并未出现冲突点, 快车和慢车预先定义的旅行时间得到了保证, 从而也证明了行车设置的越行站合理, 信号系统可以根据移动闭塞制式实现这种交错的快慢车运行。

在移动闭塞列车控制方式的基础上, 实行快慢车追踪运行, 快车和慢车在交汇点处存在冲突点, 快、慢车的组织也是围绕冲突点的管理来组织客运。通过明显的车次区别和线型区别, 调度员可以很清晰地在站场图界面和时刻表界面上识别出列车快慢车。

在进行快慢车运行图编制时, 往往采取单独仿真一条快车运行线, 一条慢车运行线作为基础的运行图数据, 在保证快车运行旅行时间不受影响的前提下, 按照运行图事先要求的快慢车比例, 先铺画快车运行图, 然后根据避免冲突点的原理 (在越行站设置一个慢车到达该站时刻与快车越过该站时刻的最小间隔时间T1和快车越过该站与慢车可以出发时刻的最小间隔时间T2, 保证快、慢车不在越行站产生冲突) , 不改变慢车区间运行的数据, 增加慢车在越行站的等待时间, 达到快车在越行站超越慢车, 实现有序的快慢车追踪间隔运行。

为了保证列车追踪安全运行, 这种铺画方式一般都对T1和T2取相对较大的时间间隔, 而且实际每个越行站根据越行站前后车站快车是否停车对T1和T2的选取会略有不同, 更没有动态调整的空间, 很大程度上牺牲了慢车在越行站的等待时间, 降低了地铁的服务水平。使用OPEN-TRACK进行仿真, 采用基于行车给出的运行时刻表, 可采取多次模拟仿真, 实时调整慢车停站时间, 或者快、慢车在区间的旅行时间, 逐次逼近, 在避免快慢车在越行站的冲突的基础上, 选取最优的运行图为计划运行图, 达到既保证快慢车的有序运行, 又很大程度上提高了运行的效率。

3.2 降级模式下的最小追踪间隔的实现

降级模式下的列车最小追踪间隔是衡量系统能力的关键指标之一, 也是信号系统设计重点。本次仿真以街口往嘉禾望岗下行方向为例, 使用固定闭塞进行仿真。

本次采用两列前后制式完全相同的列车以最初4 min的发车间隔进行仿真, 由图5可以清楚地看到后车的速度明显因前车的存在而受影响, 后车不能以正常速度运行至前车相同位置, 而且在TP (太平站) 、DC (邓村站) 出现了冲突点, 即后车采取了在车站等待前行列车离开安全防护区段后发车的方式来保证与前车的安全距离。经过核实, DC (邓村) ~SG (神岗) 、TP (太平) ~XH (新和) 区间距离均大于5 km, 根据固定闭塞制式原理与初步设计方案, 在长大区间采用加装信号分割点来保证固定闭塞制式下最小追踪间隔, 通过在模型上对DC (邓村) ~SG (神岗) 、TP (太平) ~XH (新和) 区间增加计轴与信号机后, 重新进行了仿真, 结果满足初步设计要求的4 min的最小追踪间隔。

根据仿真验算后的结果来布置正线轨旁设备, 不但保证了信号系统设计的能力, 而且提高了运营服务效率。

4 结论

本文通过利用OPENTRACK软件对广州地铁14号线CBTC模式快慢车能力和降级模式下固定闭塞最小追踪间隔的仿真, 能够得出一系列数据, 如列车运行图、列车时刻表、冲突检测、避让线占用率等, 这些数据不仅可以形象直观地验证行车设计是否能够实现, 避让线设置是否合理, 而且可以验证信号系统能够达到的系统性能以及优化行车运行图, 从何保证了设计的合理性。

摘要：介绍广州市轨道交通14号线的列车运行仿真, 根据行车、车辆等专业资料, 对快、慢车运营模式进行仿真分析, 特别是针对远期高峰时刻列车开行比例进行模拟仿真, 验证信号系统是否能满足不同信号制式下行车专业要求的快、慢车能力、最小追踪间隔等性能指标, 并提出合理化建议。

关键词：快、慢车,仿真,行车间隔

参考文献

[1]瑞士苏黎世联邦科学研究院北京星竹科技发展有限公司, OPEN TRACK用户手册--中文版 (1.X版) [Z].2010.