spContent=《交通仿真实验》是一门以交通工程原理和理论方法为基础,掌握交通仿真的基本原理和流程及其在交通工程中的作用,综合运用交通仿真技术,有效解决交通工程领域工程问题的应用型课程,着重培养学生应用计算机仿真工具解决交通规划与管理中实际工程问题的能力。
《交通仿真实验》是一门以交通工程原理和理论方法为基础,掌握交通仿真的基本原理和流程及其在交通工程中的作用,综合运用交通仿真技术,有效解决交通工程领域工程问题的应用型课程,着重培养学生应用计算机仿真工具解决交通规划与管理中实际工程问题的能力。
—— 课程团队
课程概述
由“交通大国”迈向“交通强国”建设,标志着交通运输行业发展重点将由大规模基础设施建设转向现代化运行管理与服务,而体现在技术支撑和人才培养层面上,与传统基于土木和力学体系的交通设施建造技术相比,基于信息和系统科学的交通仿真分析技术的作用将越来越重要。

但是,以往的交通仿真类课程往往被简单化为某种交通仿真软件的操作培训课,或者为了“仿真而仿真”,缺乏对交通仿真在交通工程方案制定过程中作用定位的辩证认知。事实上,交通仿真实验课程绝不是一门简单的仿真软件操作课,它在专业培养体系中处于相当重要的位置,对学生知识、能力和素养的塑造是多维度的,除了仿真技能之外,还需要锻炼其分析问题能力、团队合作精神、专业表达技能、创新思维意识等。
因此,本课程教学内容及组织方式着重培养学生应用计算机仿真工具解决实际交通工程问题的思维、方法与实践能力,对交通规划、交通设计、交通管理与控制等其他专业课程学习形成有力的支撑,进而提高学生基于专业的社会实践和服务能力。
在线下教学过程中,本课程采用讲解、演示、实验、讨论、点评等多种教学方法,学时安排以上机实验为主体,授课教学为基础,研讨交流相串联,包括:1)集中讲授交通仿真基本原理和方法;2)设计一系列上机实验,要求学生掌握实验方法,理解实验结果,并能够结合专业基本理论知识加以分析和优化;3)要求学生以小组形式分工协作,共同完成相关实验选题,并开展研讨交流,由教师进行引导和总结点评。
在东南大学的支持下,课程组正在探索适合实践类课程的线上线下互动教学模式,试图借助各种现代教学方法和手段,做到优势互补、灵活组合、线上线下相结合,更有效地实现课程目标。2020年2月,因新冠肺炎疫情防控期间高校在线教学工作需要,教育部高等学校交通工程教学指导分委员会已将本课程列入首批交通工程专业课在线课程资源推荐目录。本在线课程已入选首批江苏省级一流本科课程、第二批国家级一流本科课程。
课程大纲
交通仿真概述
1.1 交通仿真的基本概念
1.2 交通仿真的发展历程与趋势
1.3 交通仿真的应用场景及案例
1.4 交通仿真软件分类及简介
1.5 自主交通仿真软件“交运之星—TranStar”的故事
作业1:认识交通仿真
交通仿真原理
2.1 系统及交通模型的概念
2.2 微观交通仿真模型——跟驰模型
2.3 微观交通仿真模型——元胞自动机模型
2.4 微观交通仿真模型——换道模型
交通仿真流程
3.1 交通仿真的一般流程
3.2 交通仿真数据采集
3.3 交通基础模型建立
3.4 错误检测与参数校正
3.5 交通仿真模型和参数的“中国方案”
TranStar交通仿真软件基本操作
4.1 交通仿真软件与Transtar
4.2 基础数据库构建与大数据运用
4.3 图形编辑系统与交通方案设计
4.4 综合评估与一键式流程设计
Vissim交通仿真软件基本操作
5.1 软件界面介绍
5.2 路网对象:路段及车辆输入
5.3 路网对象:期望速度决策点与减速区域
5.4 路网对象:冲突区域与优先规则
5.5 路网对象:车辆路径
5.6 车辆种类、车辆类别、车辆类型
5.7 行人仿真
5.8 评估
作业2:认识Vissim
综合交通仿真实验1——信号平面交叉口优化控制仿真实验
6.1 平面交叉口信号配时相关理论知识
6.2 应用Vissim进行信号配时控制的基本操作
6.3 信号平面交叉口优化控制仿真实验要求
作业3:信号平面交叉口优化控制仿真实验
综合交通仿真实验2——路网布局规划方案仿真实验
7.1 路网规划相关理论知识
7.2 应用Vissim进行路网布局仿真的基本操作
7.3 路网布局规划方案仿真实验要求
作业4:路网布局规划方案仿真实验
综合交通仿真实验3——公交专用道设计方案仿真实验
8.1 公交专用道设计相关理论知识
8.2 应用Vissim进行公共交通仿真的基本操作
8.3 公交专用道设计方案仿真实验要求
8.4 公交专用道(含站点)设计方案仿真优化的“公交优先与公平正义”
作业5:公交专用道设计方案仿真实验
综合交通仿真实验4——路边停车管理方案仿真实验
9.1 路边停车管理相关理论知识
9.2 应用Vissim进行路边停车仿真的基本操作
9.3 路边停车管理方案仿真实验要求
作业6:路边停车管理方案仿真实验
综合交通仿真实验6——交通系统决策支持方案仿真实验
11.1 交通系统决策支持的相关知识
11.2 应用TranStar进行仿真的基本操作
11.3 交通系统决策支持方案仿真实验要求
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预备知识
参考资料
1. 任刚等,交通仿真. 人民交通出版社, 2023.
2. 张国强等. 微观交通仿真基础. 人民交通出版社, 2017.
3. 孙剑. 微观交通仿真分析指南. 同济大学出版社, 2014.
4. 王炜等. 交通工程学(第3版). 东南大学出版社, 2019.
5. 刘博航,安桂江. 交通仿真实验教程(第2版). 人民交通出版社, 2015.
6. VISSIM用户手册.PTV公司, 2014.