2.项目概况

行业特色课程虚拟仿真实验项目依托长安大学自动化与交通控制工程陕西省实验教学示范中心进行建设。受到交通行业特点的限制，进行真实环境的交通实验难度较大，成本较高，开展虚拟仿真实验是一个较好的解决途径。根据课程的理论学习要求及范围，并针对不同的交通场景，选取了24个适宜作为虚拟仿真的典型实验项目（如表1所示），以满足城市交通信号控制、交通控制与管理、高速公路监控系统、交通系统建模与仿真以及隧道机电系统等交通行业特色虚拟仿真实验教学需求。从验证到设计再到创新开发，由浅入深、循序渐进的开展分层分类教学及实验，提高学生的工程实践能力及创新能力，可以满足学生在不同培养阶段的需要。

表1 行业特色课程虚拟仿真实验项目

2.系统功能

交通行业特色课程虚拟仿真实验项目，主要是依托学院建设的“高速公路机电系统研究开发平台”、“高速公路隧道测控与仿真系统研究开发平台”、“车辆定位与跟踪监控系统研究开发平台”、“交通系统仿真研究开发平台”、“智能测控系统研究开发平台”、“路网交通模型与智能控制仿真平台”、“交通数据采集及无线数据传输系统平台”、“智能汽车创新实验平台”等平台，实现对城市交通和高速公路交通整个控制与管理等多个环节的模拟。

学生在实验过程中，通过对不同交通环境下的场景进行虚拟仿真，进行现实数据实验和仿真结果的对比验证；通过对不同交通试验场景的模拟建立，提高设计水平；研究生可以对相应的理论进行创新性的改进，将其结果通过仿真实验进行验证，从而提高自身的科学研究能力。真正做到虚实结合，形成了一套循序渐进的 “理论-仿真-实践”的教学体系。

3.效果与特色

1）理论知识的现实适应度验证。交通行业虚拟仿真实验着重强化理论基础（理论知识）、交通仿真技术基础以及交通流基础理论等的理解和掌握，并注重三者之间的有机融合，使学生能在掌握使用计算机进行仿真技术进行试验后，能对课程有更深入的理解，其中既有理论基础，又有实际应用。交通流的各种理论目前还处于发展阶段，因此通过仿真实验的手段验证其是否反映真实现实是一项重要任务。仿真实验的目的即在于此，最终让学生了解并掌握原理、设计与实现的方法，并能够发现其存在的不足及问题，从而知道进一步的科研工作。通过指导学生上机实验，使学生既加深对概念的理解，又能对系统和软件熟练使用。交通监控与收费系统演示如图1所示。

图1 高速公路收费站模拟

2）快捷高效的可视化试验场景建立。交通实验涉及到的空间、时间跨度大，经济社会影响大，因此开展的实验几乎无法实现，而虚拟仿真软件具有理想化的模拟环境，可建立任意环境条件下的不同试验场景，从而实现了实际实验所不可能完成的情况。采用虚拟仿真和虚实结合的实验方法，实现可视化，且操作方便、直观，有效避免场地、设备数量不够等限制。学生通过配置、连接、调节后的高速公路与隧道控制系统实例如图2、图3所示。

图2 高速公路隧道群突发事件预案仿真

图3 高速公路隧道半实物模型