交通仿真中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1、—1—圖1.1：虛擬現(xiàn)實(shí)的３I特征交通仿真中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)交通仿真中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是當(dāng)今科技發(fā)展的新熱點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也越來(lái)越多的成為交通仿真領(lǐng)域應(yīng)用軟件發(fā)展的新趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)要介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，探討了在交通仿真中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用情況，并對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這些領(lǐng)城的發(fā)展進(jìn)行了展望?！娟P(guān)鍵詞鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；交通仿真隨著我國(guó)的交通事業(yè)迅速的發(fā)展。在交通仿真應(yīng)用軟件不斷更新，除了模型本身，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多的

2、成為這些軟件發(fā)展的新趨勢(shì)以及評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，為實(shí)際應(yīng)用提供了更為直觀、有效的工具。本文就交通仿真中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析和介紹，并對(duì)今后交通仿真領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtualrealityVR)，又稱(chēng)臨境技術(shù)，是以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征（如圖1.１）的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。它綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳

3、感器技術(shù)，模擬人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感覺(jué)器官功能，使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中，并能夠通過(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時(shí)間以及其它客觀限制，感受到真實(shí)世界中無(wú)法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（如圖1.２）的核心設(shè)備仍然是計(jì)算機(jī)。它的一個(gè)主要功能是生成虛擬境

4、界的圖形，故此又稱(chēng)為圖形工作站。圖像顯示設(shè)備是用于產(chǎn)生立體視覺(jué)效果的關(guān)鍵外設(shè)，目前常見(jiàn)的產(chǎn)品包括光閥眼鏡、三維投影儀和頭盔顯示器等。其中高檔的頭盔顯示器在屏蔽現(xiàn)—3—中。典型的宏觀仿真問(wèn)題有路徑出行選擇問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)流量分配問(wèn)題等。微觀仿真模型以單個(gè)車(chē)輛為描述對(duì)象，以跟車(chē)模型為基礎(chǔ)，追蹤每輛車(chē)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，在微觀模型中，每輛車(chē)的位置和當(dāng)前速度是很重要的參數(shù)，在交通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中單個(gè)“駕駛員——車(chē)輛元素”的動(dòng)態(tài)變化是微觀模型的考察重點(diǎn)。在考察過(guò)程中

5、，要遵循的二個(gè)規(guī)則:車(chē)輛移動(dòng)的基本規(guī)則(跟車(chē)模型和換道模型)、信號(hào)約束規(guī)則和服務(wù)優(yōu)先規(guī)則。到目前為止，較為成熟并且已具有相當(dāng)商業(yè)性和通用性的交通仿真軟件有:蘇格蘭Quadstone、Limited公司的PARAMICS；美國(guó)聯(lián)邦公路署(FHWA)開(kāi)發(fā)的CSIM，SIM；德國(guó)PTV公司的VISSIM；西班牙TSS公司的AIMSUN2；另外還有由TRRL開(kāi)發(fā)的TRANSYT；由MIT開(kāi)發(fā)的DYNAMIT等。三、交通仿真中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)交通系

6、統(tǒng)是一個(gè)涉及駕駛員、車(chē)輛、道路、交通環(huán)境相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)，既有其確定性的一面，又有隨機(jī)性的一面，同時(shí)還有人的行為因素的影響。尤其對(duì)于我國(guó)大城市的交通系統(tǒng)。相比較國(guó)外的交通系統(tǒng)而言，其復(fù)雜性、不確定性、人的行為因素的影響表現(xiàn)得更為突出和集中。對(duì)于這此復(fù)雜的交通現(xiàn)象和交通問(wèn)題的分析，傳統(tǒng)的分析方法即經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ê头治瞿Ｐ头ê茈y加以科學(xué)、直觀的分析，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在復(fù)雜的交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析中，因計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn)在交通領(lǐng)域得到較為

7、廣泛的應(yīng)用。但隨著“數(shù)字交通，概念的提出和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，人們?cè)趯?duì)交通的仿真精度提出更高要求的同時(shí)對(duì)系統(tǒng)界面的友好、直觀也更為關(guān)注，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是解決這一問(wèn)題的途徑之一。20世紀(jì)90年代后，如何對(duì)交通實(shí)際情況虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、多媒體技術(shù)(MMT)和二、三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)有效地結(jié)合實(shí)現(xiàn)更加友好的人機(jī)工程成為交通仿真軟件的研發(fā)重點(diǎn)。１、微１、微觀交通仿真中的虛交通仿真中的虛擬現(xiàn)實(shí)擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)2000年后，交通環(huán)境的3D可視化的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)己經(jīng)成為交