軌道交通仿真技術(shù)-OpenTrack軟件及應(yīng)用 課件 第1、2章 軌道交通運(yùn)行仿真理論基礎(chǔ)、opentrack軟件介紹

第一章軌道交通運(yùn)行仿真理論基礎(chǔ)第一章軌道交通運(yùn)行仿真理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)了解計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在交通中的應(yīng)用了解軌道交通中的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀了解連續(xù)系統(tǒng)仿真的概念和特點(diǎn)了解離散系統(tǒng)仿真的概念和特點(diǎn)1.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的成果建立被仿真系統(tǒng)的模型，并在某些實(shí)驗(yàn)條件下對模型進(jìn)行動態(tài)實(shí)驗(yàn)的一門綜合性技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域01航空航天02國防軍工03交通領(lǐng)域04電力、石化等領(lǐng)域，現(xiàn)代高科技裝備的研制等1.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)1.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)通用性、易用性安全性、科學(xué)性重復(fù)性、經(jīng)濟(jì)性精確、節(jié)省時(shí)間?？煽匦?、動態(tài)顯示（2D/3D演示）1.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用交通仿真是復(fù)現(xiàn)軌道交通流時(shí)間空間變化的技術(shù)，是反應(yīng)復(fù)雜軌道交通現(xiàn)象的交通分析技術(shù)和方法。再現(xiàn)交通流時(shí)空變化的模擬技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)對軌道交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、行為變化以及列車運(yùn)行過程進(jìn)行模擬。分析軌道交通系統(tǒng)在各種設(shè)定條件下的可能行為，是尋求現(xiàn)實(shí)交通問題最優(yōu)解的一種手段，也是評價(jià)運(yùn)輸設(shè)施各類運(yùn)用和方案效果的有效手段。1.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用軌道交通仿真應(yīng)用范圍軌道交通規(guī)劃軌道交通線路設(shè)計(jì)軌道交通控制和運(yùn)營管理研究、開發(fā)與改善交通仿真的功能事前評估、現(xiàn)狀評估交通安全分析1.3連續(xù)系統(tǒng)仿真連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間連續(xù)變化連續(xù)系統(tǒng)仿真的結(jié)果為系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的歷程。連續(xù)系統(tǒng)仿真的目的是得到狀態(tài)變量的動態(tài)變化過程，并由此分析系統(tǒng)的性能。連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)模型一般用微分方程、狀態(tài)方程和傳遞函數(shù)描述。連續(xù)系統(tǒng)仿真的中心問題是選擇一個(gè)與系統(tǒng)等價(jià)的離散模型軌道交通系統(tǒng)中，列車的運(yùn)動屬于連續(xù)系統(tǒng)仿真，以牽引計(jì)算理論為基礎(chǔ)，分析列車運(yùn)動過程受到的牽引力和各種阻力，利用經(jīng)典的力學(xué)和運(yùn)動學(xué)理論建立列車的運(yùn)動微分方程，選取合適的計(jì)算方法對運(yùn)動方程進(jìn)行求解。1.4離散系統(tǒng)仿真離散系統(tǒng)的狀態(tài)只在離散時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生變化，而且這些離散的時(shí)間點(diǎn)一般隨機(jī)的，不能利用數(shù)學(xué)公式表達(dá)系統(tǒng)模型離散系統(tǒng)的模型通常用流程圖或網(wǎng)絡(luò)圖來描述。離散系統(tǒng)仿真中有兩類事件：一是時(shí)間事件：在某些特定時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生的事件二是狀態(tài)事件：系統(tǒng)達(dá)到某一條件時(shí)發(fā)生。軌道交通系統(tǒng)中：信號設(shè)備離散布置計(jì)算、信號狀態(tài)顯示都是離散事件。組合仿真組合仿真模型的因變量可以連續(xù)或離散變化，時(shí)間變量也可以連續(xù)或者離散變化。組合仿真中連續(xù)變量與離散變量之間相互作用例如：當(dāng)某一值達(dá)到某一預(yù)設(shè)值時(shí)，某些過程關(guān)閉組合仿真模型可以對軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行刻畫，通過實(shí)體、實(shí)體關(guān)聯(lián)屬性、系統(tǒng)狀態(tài)變量來實(shí)現(xiàn)。思考題1.請敘述計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的概念。2.何謂連續(xù)系統(tǒng)？何謂離散事件系統(tǒng)？3.請列舉幾種常用的軌道交通仿真軟件。第一章結(jié)束謝謝大家Thanksforlistening第二章Opentrack軟件介紹第二章Opentrack軟件介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)了解Opentrack軟件的基本功能了解Opentrack軟件的安裝環(huán)境掌握Opentrack軟件的安裝過程2.1Opentrack軟件功能Opentrack軟件是瑞士聯(lián)邦研究院(SwissFederalInstituteofTechnology)開發(fā)設(shè)計(jì)的專注于軌道交通領(lǐng)域解決網(wǎng)絡(luò)化軌道運(yùn)營的專業(yè)仿真軟件。

2.1Opentrack軟件功能Opentrack軟件功能仿真分析大型站場咽喉區(qū)道岔布置（分析咽喉區(qū)道岔使用頻率，從而確定道岔排列的合理性）仿真列車運(yùn)行調(diào)度方式。仿真分析車站、線路的運(yùn)能（分析車站接發(fā)車能力，確定車站設(shè)置到發(fā)線數(shù)量是否滿足要求，輔助確定車站方案設(shè)計(jì)）。列車運(yùn)行計(jì)劃合理性分析及優(yōu)化（分析過程中可輸出預(yù)定運(yùn)行計(jì)劃與實(shí)際運(yùn)行情況的對照圖）點(diǎn)擊輸入本欄的具體文字，簡明扼要的說明分項(xiàng)內(nèi)容。

仿真信號機(jī)工作狀況信號系統(tǒng)的對比與分析（如：信號機(jī)設(shè)置間距、位置及所選用的信號系統(tǒng)進(jìn)行比較分析）仿真列車運(yùn)行過程中外部因素影響的敏感性分析系統(tǒng)故障和延遲模擬分析，仿真非正常情況行車組織（如：突發(fā)事件、晚點(diǎn)、事故等）仿真列車解編或聯(lián)編（列車解編或多列車聯(lián)編）基礎(chǔ)設(shè)施建模運(yùn)行方案（列車時(shí)刻表）列車建模仿真場景設(shè)置2.2OpenTrack軟件工作流程仿真運(yùn)行2.2OpenTrack軟件工作流程圖2-1OpenTrack軟件工作流程2.3Opentrack軟件安裝1.

安裝要求⑴計(jì)算機(jī)內(nèi)存4GB或更高；⑵硬盤空間2GB或更高；⑶顯示器分辨率支持1280×1024；⑷支持TCP/IP協(xié)議，并連接Internet。2.3Opentrack軟件安裝2.安裝準(zhǔn)備-環(huán)境變量設(shè)置C:\NEXT\NEXTDEVELOPER\EXECUTABLES\UTILITIES;C:\NEXT\NEXTLIBRARY\EXECUTABLES;C:\ProgramFiles\CommonFiles\AutodeskShared\圖2-2環(huán)境變量編輯環(huán)境變量值2.3Opentrack軟件安裝3.Opentrack軟件安裝過程（1）根據(jù)操作系統(tǒng)的版本，選擇Openstep安裝文件，安裝完成需要重啟計(jì)算機(jī)。（2）Opentrack軟件安裝。2.4Opentrack軟件注冊O(shè)pentrack軟件安裝完成后必須通過注冊碼在線注冊后方能使用，打開Opentrack軟件的菜單欄上選擇“info”，在下