分布式仿真技术精选(九篇)

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第1篇：分布式仿真技术范文

【关键词】发电机；主保护测试系统；内部故障仿真计算；暂态测试

大型发电机已经成为电力企业发展中的主要组成部分，但是随着发电机容量的不断增大，故障问题越来越多，为了减少内部故障对发电机造成的损害，必须对故障产生的因素进行分析，提高故障保护灵敏性，给发电机提供合适的保护方案。本文主要借助理想数据完成发电机故障测试，构造价格低廉、操作便捷的测试系统，保证发电机保护装置测试的顺利开展。

1 系统内部结构和功能特点

此系统主要开发工具是VisualC++6.0，可以在Windows平台上运行，利用ODBC接口实现数据库访问。该系统采用了分层结构模式，以前台图像界面和后台数据库管理为基础，利用模块拼接方式，实现各功能模块连接，有利于系统功能的扩展和统一管理。系统具体结构主要由图像参数管理、发电机参数管理、内部故障仿真计算、仿真数据COMTRADE格式转换、D/A转换和功率放大、测试发电机保护装置等组成。

1.1 发电机参数管理

由于发电机定子绕组故障暂态仿真计算涉及众多电子参数和外部系统参数领域，所以，直接在数据库内部修改或输入参数，容易因操作失误造成仿真计算机问题。本系统利用图形截面对各项参数进行管理。

1.2 发电机内部故障仿真计算

根据相关研究，本次研究根据回路相关理论，建立了发电机和无穷系统数学模型，并对发电机内部故障发生的暂态过程进行分析。该方法的研究优势是：让定子绕组故障的短路电流等效为一条独立的支路，该支路可以按照非故障分支回路写电压和磁链方程。转子绕组必须遵循正常绕组方法。例如，可以将阻尼绕组等效成横轴和纵轴阻尼绕组。本仿真建立了基于正常电视的直轴同步电抗Xd、直轴电钮反应电抗Xad、交轴同步电抗Xq和交轴电钮反应电抗Xaq等故障电阻电感的计算方法，操作较简单。该系统可以对同一分支匝间短路、同相不同分支绕组短路等故障情况进行仿真计算，获得的分支电流、异相分支绕组短路电流和机端电压暂态数值。

1.3 转换数据格式

本系统可以将数据模式模块转化为标准系统暂态数据交换格式COMTRTADE。完成转换后，主要由头文件、配置文件、数据文件和信息文件等组成。由于COMTRADE91不能反映参数信息缺陷，所以必须对其进行改进。具体可从以下几个方面进行操作：

第一，给每路模拟通道都增加反映TV和TA变化以及决定录波数据的字段，保证软件可以根据分析状况实现录波数据的转换。第二，开关量通道全部增加了相位以及监视元件字段，保证了开关量变位信息的准确性。第三，对每个字段的格式、数据和字段类型等做了明确规定，可以帮助用户更好的进行软件编制和利用。

1.4 功率放大和D/A转换

为了保证装置可以进行测试，还必须利用D/A转换和功率放大，将COMTRADE格式的数字量变化才能电流模拟量和二次侧电压，然后进行插件测试。D/A转换和功率放大是系统关键环节，对测试精确度具有很大影响。目前使用的微机保护测试仪暂态回放都可以提供暂态回放功能，保证COMTRADE格式文件内部数据可以利用计算机传给继电保护测试仪，实现文件数字波形一直模拟输出。此系统利用较先进的数字技术和特殊设计的无耦合直流功率放大器进行操作，其输出频率在1-3kHz之间，可以满足短路时直流、谐波分量频率输出的要求，保证故障数据暂态回放的准确性和实时性。

2 测试方案

安置发电机保护测试系统装置。根据发电机特点可知，该系统内利用开环方式操作。本次以某两分支发电机A相1分支匝短路测试进行分析，详细介绍了系统测试流程。首先，对保护装置不完全纵差保护功能进行测试，保证所需电量是A相分支电流和A相电流，完成测试后，对作业指导书、测试仪装置接线进行保护，开启截面，输入发电机相关参数，利用发电机内部故障仿真程序实施故障仿真计算，同时以COMTRADE格式储存。测试仪读入COMTRADE文件之后，可以将其转化为二次侧电流输出。由于正常运行数据周期性变化，所以可以长时间反复输出该周期内波的数据，发生故障后，按照顺序输出过程数据，然后对保护装置实时系统号进行监视，并观察保护情况，直到完成所有数据输出，最后按照测试情况，完成装置测试报告。发生匝间短路故障后，从相故障电流和A相分支故障电流回放的波形图进行分析。该系统主要利用一台PW30A微机型继电保护测试仪和一台主机完成了TF21-5M1发电保护测试，主要对发电机在各种故障下的动作状况进行测试。经过分析发现，仿真故障主要包括定子绕组相见短路、同相不同分支绕组短路和同一分支绕组匝间短路等。

3 结束语

该测试系统探索是对动态模拟实验的一种填补，可以支持USB接口测试仪和计算机的同步通信，提高了COMTRADE格式数据文件的传输速率，同时还可以实现多个测试仪同步驱动，模拟更多点变化，实现多节点电气保护控制系统测试。随着数字式接口新型保护系统的应用，省略了功率放大环节，使测试系统可以更加便捷。

【参考文献】

[1]肖仕武.同步发电机定子绕组内部故障暂态仿真及其应用的研究[J].华北电力大学，2010（03）.

[2]胡浩.基于内部故障仿真数据的发电机主保护测试系统研究[J].上海交通大学，2014（03）.

第2篇：分布式仿真技术范文

[关键词]计算机 仿真技术 研究与发展

中图分类号：V448.15+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0229-01

引言

仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界中某一层次的问题做出决策。计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟实验的研究过程。计算机仿真技术即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法，也称计算机仿真方法。在科技飞速发展的今天，它已经成为控制系统分析、研究、设计不可缺少的重要工具。

一、仿真的定义和分类

1.仿真定义

计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。

仿真是在数字计算机上进行实验的数字化技术，它包括数字与逻辑模型的某些模式，这些模型描述某一事件和经济系统，在若干周期内的特征。

系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其它专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助于专家经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而作出决策的一门综合性的和试验性的学科。

二、计算机仿真技术的特点

1.模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。

2.系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。

3.仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。

4.实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。

传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。而计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在试验条件下对模型进行动态实验，它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统尤其是复杂系统的重要工具。

三、计算机仿真技术的研究现状

计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。由于高性能工作站、巨型机、小巨机、软件技术和人工智能技术取得了引人瞩目的进展，在80年代人们对智能化的计算机仿真寄予了希望，也在综合集成数字仿真和模拟仿真优势的基础上，设计出了在更高层次上的数字模拟混合仿真技术，在一些特定的仿真领域内，这种智能计算机仿真和高层次的数字模拟计算机仿真都取得了令人鼓舞的结果。特别是近几十年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，已经从传统的工程领域扩展到非工程领域，在社会经济系统、环境生态系统、生物医学系统、能源系统、教育培训系统等得到了广泛应用。

四、计算机仿真技术的展望

随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断地发展。未来的发展主要有两个方向：

1.仿真技术的网络化

众所周知，现在已经开发研制出来的仿真系统有很多，它们不能互相兼容，可移植性差，实现共享困难，与开发的高成本、低效率、长时间不成正比，更不能充分加以利用。要想解决这些问题，首先要解决的是采用兼容性好的计算机语言来编写仿真系统，其次是采用网络化技术实现仿真系统的共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中具有重要的意义。实现仿真系统的网络共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社会资源的浪费，而且可以通过适当的收费来弥补开发成本的不足。

2.仿真技术的虚拟制造

计算机仿真技术发展的另一个大方向是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年展起来的一种先进的制造技术，它利用计算机仿真技术和虚拟现实技术的结合，在计算机上实现了从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制。这使得制造技术不再主要依靠经验，便可实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。

五、计算机仿真技术的支撑技术

计算机仿真技术的支撑技术主要有分布式计算机仿真技术、协同式计算机仿真技术、沉浸式计算机仿真技术、基于网络的环境计算机仿真技术。

计算机仿真技术分布式，既是由于数据分布的需要，也是应用分布式计算环境进行并行计算，以达到实时显示目的的重要手段，分布式计算平台有互联网的异构机组成，包括高性能的SMP和DSM多处理器、工作站/PC机机群系统。

来自不同地区、不同学科的学者过去式通过出差或开会等方式进行交流的，现在，随着高速网络投入使用，采用多媒体技术支持下是、的CSCW技术可以达到快捷、高效协同工作的目的。

计算机仿真技术采用传统上为虚拟环境所装用的投影式显示设备，标志着这两个研究方向融合的发展趋势。由于沉浸式显示设备能使用户获得临场感，更有利于用户获得对数据的直观感受，有助于结果的分析。

六、仿真系统的作用和意义

随着军事和科学技术的迅猛发展，仿真已成各种复杂系统研制工作的一种比不可少的手段。尤其是在航空航天领域，仿真即使已是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段。在研制、坚定、和定形全过程必须全面的应用先进的仿真技术。否则，任何新型的、先进的飞行器和运载工具的研制都将是不可能的。

计算机仿真技术在军事的应用是很广泛的，如运用交战模型进行的计算机仿真，新型武器装备发展过程中的仿真、部队作战训练方面的仿真、高层论证和规划计划中的仿真、军事作战理论和学术研究中的仿真、作战指挥和战争计划中的仿真，以及战后后勤保障的仿真等。

第3篇：分布式仿真技术范文

关键词：仿真技术；液压挖掘机；联合仿真

液压挖掘机是一种功能典型、工况复杂、用途非常广泛的工程机械，特别是在中国这样一个发展中国家，几乎在所有的基础建设中都要用到挖掘机。节能型挖掘机就成为发展的方向和趋势，利用计算机仿真技术进行液压挖掘机的设计开发成为目前主要的先进设计手段之一。

1　计算机仿真技术产生的背景

1.1传统技术的缺陷

传统批量产品的开发过程通过单件产品的模型试验来获取信息，然后再制造物理样机来核查设计要求是否达到。要加快设计周期，满足市场需求，可以采用“并行设计”的思想，但是产品有实质性变化时设计需要反复试验和修正，影响了并行设计的效果。要有效地加快设计进程，最合理的方法是加快样机的试制。由于物理样机的试验和改进延长了设计周期，多个样机的制造更导致成本高昂，可见传统的基于物理样机的产品开发设计模式有待改进。

1.2市场竞争的需要

随着世界经济和科学技术的飞速发展，企业为了提高竞争力，必须缩短新产品研制和开发，降低产品的研发成本，进行创新性设计.计算机仿真技术就是在这种迫切需要的驱动下产生的。

1.3仿真技术实现的可能性

计算机软硬件的发展，为计算机仿真技术的实现提供了良好的支持和技术环境。仿真技术的产生和发展与CAD技术的成熟及大规模推广应用分不开。此外，机械系统动力学建模理论的计算机实现使得参数化机械系统动力学数学“软模型”得以很好实现。计算机硬件的发展，加上数值算法的进步，加快了复杂的数学模型仿真运算速度，促进了计算机可视化技术及动画显示技术的提高，为虚拟样机技术提供了良好的用户交互界面。

2　计算机仿真技术发展趋势

虽然现有的仿真工具可以有效辅助产品某个功能单元的设计开发，但随着产品规模和复杂程度的不断增长，分系统问的关系也越来越复杂。仅靠传统的单领域仿真已经很难满足对整个产品或其某个复杂子系统的功能和行为分析。目前，有不少商用仿真软件本身里边有好多模块，它既可以对一个产品进行联合仿真，同时也提供了与其他仿真软件之间的接口。通过这些接口，实现多领域建模，并提供联合仿真运行功能。

3　联合仿真技术的特点

传统的设计思想是串行的过程，从设计到产品的批量生产按照从前至后的顺序进行。在整个过程中各个小组往往把注意力集中在各自的细节上而忽略了整机性能，最终产品集成后存在冲突缺陷。

联合仿真技术采用数字仿真的形式进行虚拟产品设计开发，仿真模型的参数就是物理样机的设计参数，虚拟样机因为参数修改方便，相比物理样机而言是“软模型”，能轻易地实现原型的多样化，柔性好。无需制造实物样机就可预测产品的性能.节省了物理样机制造时间，降低了开发成本，减少了风险。

4　仿真技术与液压挖掘机开发

4.1复杂产品仿真技术研究现状

复杂产品通常涉及众多学科领域，其每个子系统都可能是由各学科领域的零部件组成。众多的子系统相互作用，组成一个有机的整体，展示出产品的外观和功能。

仿真通过对所要研究系统模型的开发，帮助人们了解系统的行为，使人们在产品设计阶段即可对产品行为进行全面的分析，并有可能根据产品行为进行优化设计。复杂产品由于自身的复杂性，开发难度大、时间长、成本高，因此要求将仿真应用于其设计中，使企业能以更短的时间、更好的质量、更低的成本推出自己的产品。在过去的10—20年内，随着计算机软、硬件技术的飞速发展，仿真技术已在复杂产品设计中得到大量应用。

4.1.1系统动力学仿真现状

虚拟样机是一种新型的设计、开发和评估手段，其在工程中的应用是通过商业化软件实现的。由于系统仿真技术能够满足真实产品设计要求，通过建立机械系统的虚拟样机。使得在物理样机建造前便可分析出它们的工作性能，因而其日益受到国内外机械领域的重视。目前，国际上有20多家公司在这个日益增长的市场上竞争，比较有影响的有美国MSC.Soflware公司的ADAMS、比利时LMS公司的DADS等。

4.1.2液压控制系统仿真现状

从20世纪70年代初开始，国外开始进行液压系统和元件的计算机数字仿真研究，经过几十年的研究开发，液压仿真软什的性能实现了从原先的精度低、速度慢，发展到精度高、速度快：从只能处理线性系统发展到能处理非线性系统；从复杂的编程和输入发展到交互友好的图形用户界面等。随着计算机技术的发展，液压系统仿真技术得到了迅速发展，近几年来，各款老牌的液压仿真软件公司纷纷推出了面目一新的版本，例如，英国的Bathfp、瑞典的Hopsan等。

4.1.3联合仿真现状

目前。人们已经开始将机械、控制、电子和软件等多领域的联合仿真应用于汽车、铁路车辆、作战系统等复杂产品的设计中，例如：福特公司将整车多体动力学仿真和汽车姿态控制系统仿真集成，通过机械、控制的多领域联合仿真，使机械设计人员和控制系统设计人员能够更好地进行通信和协同工作，极大地缩短了产品开发时间。

虽然联合仿真已经在很多领域得到应用，但目前的应用还存在诸多局限，主要体现在：通常只能做到机械、控制和液压等少数领域的联合仿真。通常只能局限于单台计算机上集中进行，分布式协同建模和分布式仿真运行几乎不可能。

4.2仿真技术在液压挖掘机领域的应用

4.2.1国内应用现状

国内液压挖掘机行业近年来虽有很大发展，但与国外挖掘机行业发达国家相比仍存在许多不足，设计水平与发达国家相比有较大的差距。国内众多的研究人员和单位对液压挖掘机工作装置设计进行了不少研究，开发了设计软件，他们的研究基本上局限于某些问题的解决，关于工作装置设计参数分析和在CAD上其自动设计的综合研究文献还没有。因此，开发出的软件缺少通用性，不能用于挖掘机一些通用问题的解决，对液压挖掘机进行分析的大型通用软件目前市场上还很少。

4.2.2国外应用现状

仿真技术在国外工程机械的很多方面都得到应用，如车辆悬架设计、发动机设计和冲击特性预测、驾驶员行为特性仿真、挖掘功率预测及工作效率预测等多方面都成功地应用了仿真技术。

第4篇：分布式仿真技术范文

【关键词】虚拟现实 仿真实验教学 应用

实验教学工作在理工科教学活动中扮演了重要的角色，有利于巩固学生的理论知识学习成果、深化学生掌握及理解知识的能力，培养并强化学生分析及解决问题的能力。现阶段，受实验室条件的限制，在实际的理工科实验教学活动中，学生们往往借助虚拟现实技术在相关模型上开展实验研究工作。目前，虚拟现实技术在仿真实验教学中广泛应用，收到了显著的成效，极大地推动了仿真实验教学的进步。

1 虚拟现实技术的内涵及主要语言

虚拟现实技术简称VR，其是一类可以体验及创建虚拟世界的计算机仿真系统，借助计算机生成相应的模拟环境并使用户沉浸至该环境之中。虚拟现实技术是仿真技术研究与发展的一个重要方向，其是计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人机接口技术及网络技术的高度融合，是一门复杂程度极高、应用空间广阔的新型技术。

就目前状况而言，VBML语言是虚拟环境构建工作所使用的主要语言，其能够有效灵活地将二维图形、三维图形、视频及音频等效果调和于一起，从而创造出一个综合性极强的虚拟场景，并为虚拟场景赋予较强的实时感及空间感。用户可以在虚拟场景中随意巡行，而且能够对场景中的相关对象进行交互式的操作。

2 虚拟倒立摆三维场景的构造

VRML是重要的虚拟现实建模语言，人们利用VBML语言能够快捷、有效地建立虚拟三维场景。作为虚拟空间的文本性描述，VBML文件可以由任意一个记事本生成，而“.wrl”是VBML文件的扩展名。经验表明，在建模工作中运用VBML较为困难，需要经历大量的必要程序，不仅无法实现所见即所得，还要编写大量的程序代码，工作量极大。

MATLAB中自带了一个三维物体构造软件包，软件包的名称为V-Realm Builder，该软件包的功能十分强大，其能够提供一个优质的集成开发环境，支持VBML的浏览器能够看到该软件包所生成的虚拟世界及三维物体。V-Realm Builder既能够简化三维物体的创造工作，同时还可以提供极为强大的三维物体编辑功能。使用者能够直接对界面中的每一个域及节点进行开展编辑工作，而且相应的场景立刻得到显示与修改。使用者能够轻松、便捷地进行节点修改、编辑与增加操作，绝大部分编辑功借助鼠标即可完成。V-Realm Builder的VBML的构造能力极其强大，基于此，可以在仿真实验教学中构建虚拟的三维倒立式摆模型。

3 虚拟现实技术在仿真实验教学中的应用

3.1 分布式开发

在仿真实验教学中应用相应的虚拟现实技术而得到分布式虚拟环境系统，该系统不仅可以最大化地满足分布式仿真对共享虚拟环境的各类要求，同时还能够适应复杂虚拟实验环境对计算工作的需要。互联网技术是分布式虚拟现实系统的重要核心，随着互联网技术的不断进步，分布式虚拟现实系统的先进性与完善性逐渐增强，该系统能够促使不同的实验者在不同区域，同一时间内进入分布式虚拟环境中，为异地实验者提供了共同学习理论知识、分享实验经验的机会。

3.2 虚拟现实实验教学中的集成技术

软件系统集成是虚拟现实技术集成的前提条件及重要基础，而系统的集成被视作虚拟现实系统集成的关键表现。由虚拟现实技术建立的实验系统中软件的高度集成能够确保系统集成的灵活性，这种灵活性往往表现在不同层面之上，能够促进仿真实验教学的进步。虚拟现实实验环境中囊括了大量易被系统感知的信息，也含纳了三维立体模型，因此，虚拟实验系统的集成技术能够在缩减实验成本的基础上提升实验教学的质量。数据识别、实验对象的同步、实验模型的标识及数据形态转换技术是虚拟现实系统集成技术的主要组成成分。

3.3 生成实时三维图形

F阶段，虚拟现实技术中的三维立体图形生成技术已较为成熟，对实验效果的同步技术是三维图形生成技术的核心技术之一。通常情况下，若要实现实时生成实验效果的目标，则需要保证三维立体图形的刷新速率不低于16帧每秒。在一定的范围内，三维立体图形刷新速率越快越好，一般认为最佳的三维立体图形刷新速率应不低30帧每秒。虚拟现实技术在仿真实验教学的应用过程中，应当在不降低三维立体图形的质量及数量的基础上适当地提升图形的刷新速率。

3.4 动态环境建模

在应用虚拟现实技术的过程中应当做好动态建模工作。应用动态建模技术的主要目的是构建与仿真实验教学相对应的环境模拟模型，借助来源于现实实验环境中的建模数据，紧密结合实际仿真实验教学的具体需要来建立合适的模型。在三维数据信息采集过程中，需要用到计算机辅助设计技术等技术。在实际的动态环境建模工作中，应当考虑到相关实验设备及实验流程的复杂程度，遴选最合适的建模软件来开展实物三维造型的构造工作。

4 结语

得益于科学技术的高速发展，虚拟现实技术逐渐成熟并在诸多行业中成功应用。新的发展形势下做好虚拟现实技术在仿真实验教学中的应用工作具有重要的现实意义，有利于缩减实验成本、提升实验质量。在实际的虚拟环境构建过程中要注意相关技术要点、遴选最恰当、先进的建模软件开展建模工作，广大教师要不断地提升自身的综合素质，善于总结借鉴优秀的建模经验，从而最大程度地强化虚拟现实技术在仿真实验教学中的应用质量。

参考文献

[1]王宣淋.在建筑领域中虚拟现实技术的应用分析[J].电脑迷，2016（07）.

[2]林凤屏，陈必链，张彦定.虚拟现实技术在医学教学中的应用探析[J].实验室科学，2016（06）.

[3]孙超.浅谈虚拟现实技术在智慧城市领域的应用[J].中国公共安全，2017（01）.

作者简介

董艳雯（1970-），女，河南省郑州市人。硕士学位。现为郑州市技师学院讲师。主要研究方向为电子、教育。

第5篇：分布式仿真技术范文

（北京理工大学软件学院，北京100081）

摘要：在信息时代，网络交流无论在深度还是在广度上都颠覆了传统意义上的交流，成为人们生活的重要组成部分，它不但满足了人们的内在需要，扩大了人们的社交范围，而且改变了人们的生活方式。计算机仿真技术作为一门专门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，为促进网络社会的交流提供了较好的技术基础。本文通过对计算机仿真技术和网络虚拟交流平台的研究，对仿真技术在促进网络交流方面的技术突破点进行了详细的介绍。

关键词 ：仿真技术；网络交流；虚拟；关键突破

DOI：10.16083/j.cnki.-1296/G4.2015.02.066

中图分类号：O245文献标识码：A文章编号：1671—1580（2015）02—0151—02

本文受国家科技支撑计划项目（2012BAH38F01-05）资助。

收稿日期：2014—09—12

作者简介：张福泉（1975— ），男，福建福州人。北京理工大学软件学院在读博士，闽江学院计算机科学系，副教授，研究方向：流媒体智能存取技术，智能化数字表演与仿真技术。

一、虚拟网络交流的重要平台及其发展趋势

随着网络技术的发展，人们的交流方式发生了巨大的变化，低效率的传统交流方式逐渐被网络交流方式所取代。网络交流以网络作为信息的载体，将互联网作为交流分享的平台，极大地提升了交流的即时性和效率。

当前，网络交流平台主要包括即时通信交流平台、信息互动平台、网络商品交易平台和在线交流平台。无论人们在哪一个平台进行网络交流，对交流过程的快速、真实、便利的追求都永无止境，这极大地推动了仿真技术等计算机网络技术的进一步发展，也为仿真技术的发展指明了方向。首先，虽然网络交流平台的种类越来越多，网络交流的方式越来越繁杂，但是，单一的网络交流平台无法满足人们的需要，未来网络交流平台不仅能实现“现实人”与“虚拟人”的交流，还将实现“现实人”、“虚拟人”以及“虚拟物”之间的交流。其次，网络交流平台毕竟都是虚拟环境下的交流，无法满足人们相互之间真实的精神情感交流的需要。随着计算机网络技术的发展，网络交流的可视化、智慧化以及无障碍交流必将成为新的发展趋势，追求虚拟现实世界成为计算机仿真技术的发展方向。

二、可视化仿真技术在虚拟网络交流中的技术突破

可视化仿真技术指的是将仿真中的数字信息变为直观的、以图形图像形式表示的、随时间和空间变化的仿真过程呈现的技术手段。可视化仿真技术是仿真领域的重要研究分支，包括了可视化算法、实时绘制、图像生成、多通道及多视点显示、人机交互、分布式与并行计算、软件工程学、效果评估等理论技术以及各行业相关的建模技术，等等。

（一）可视化仿真软件的智能化、自动化。随着网络交流的不断深化和发展，实体动态、智能视点选取成为可视化软件的发展潮流。1.实体动态生成。在仿真开始前先在想定仿真节点编制好态势变化的想定文件，在仿真过程中通过节点的仿真软件对想定文件进行动态解析，从而实现对不同仿真节点的动态匹配。实体动态生成技术的优点在于将网络交流的不同需求进行分散化建模，简化了仿真建模的复杂性。2.视点智能选取。Vega是可视化视点选取使用较为广泛的工具，带有静止、运动模式等多种视点方式，但是，Vega等工具的固定观看模式无法充分体现复杂系统仿真过程中各个实体、事件、环境、场景、系统的实时运动变化情况，要实现对虚拟环境的实时、动态的视点管理，就需要全局漫游、俯视以及智能眼视点等模式。

（二）可视化仿真建模的三维实体柔性技术。智能视点实现了对具有固定实体的动态实时仿真，对于没有固定形状，并且随着时间和过程不断变化的实体，例如云、风、烟雾弹等柔性体，则需要采用柔性仿真技术，通过对物体的运动特性、机理以及作用建立起这些柔性体特殊的动力学和运动学模型，进行可视化绘制，实现对柔性体的三维仿真。

（三）可视化仿真实时性和逼真度的技术实现。实时和逼真是虚拟网络交流追求的两个重点，在技术进步的基础上实现两者的最大突破成为可视化仿真技术不断进步的动力。在硬件方面，通过提升计算机运行芯片的计算性能和处理模式来实现快速绘制；在软件方面，借助网络技术以及网格技术的并行计算、分布式计算，可以逐步优化软件结构和代码，减少计算量，从而提升绘制速度。

（四）非视觉物理量的可视化技术。在现实社会中不仅存在看得见、摸得到的实体，还存在不可见的非视觉物理量

（例如磁场、温度场、水声场、电场等）

。要实现虚拟社会交流的真实性，非视觉物理量的可视化技术也是非常重要的突破。非视觉物理量可视化仿真的关键技术是三维数据场仿真，一般通过两个途径来实现：1.对三维数据生成的等值面进行绘制，这是基于面的可视化，主要方法有切片技术、几何变形曲面法以及网格划分法等。2.将三维数据投影到计算机，再通过体绘制技术进行绘制，这是基于投影的可视化。

三、虚拟现实技术在促进虚拟网络交流中的关键突破

虚拟现实（VR）技术通过虚拟的“现实人”体验来表达、获取信息，集合了多种计算机技术，例如人工智能、控制论、数据库、计算机图形学、实时计算技术、人机接口技术、电子传感技术、机器人、多媒体以及遥现技术，等等，是一种最有效模拟“现实人”在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术。通过VR技术，创造出一个“现实人”可以与虚拟世界进行对话、虚拟世界对“现实人”的行为作出反应的人机交互环境，同时，表现出虚拟世界的自律、临场感，使得“现实人”具有身临其境的感觉，这也正是人们在进行虚拟网络社会交流时所极力追求的体验。

（一）VR的视觉表现技术。真实感以及图形图像实时绘制是实现VR视觉感知的重要手段之一，也是构造虚拟环境的核心，更高、更强的真实感和实时性不但保证了VR系统的沉浸感和交互性，而且也是VR视觉表现技术所追逐的重要目标。图形图像绘制是VR视觉表现的基础，一般可以分为：1.图形绘制技术，主要研究真实感光照计算、自然景物绘制以及纹理映射等；2.场景绘制技术，包括全光函数、光场计算、同心拼图、全景拼图等研究内容；3.图像与图像相结合的绘制技术，包括几何一致性以及光照一致性等方面的内容。

（二）VR的听觉表现技术。听觉是人类感知世界的重要信息来源，虚拟社会中的每一个发声体都是“现实人”感知虚拟社会信息的一个重要来源。事实上，我们在网络上感知的声音素材大部分都是数字化音频，由于不具有空间信息，无法体现虚拟社会听觉空间的真实感和立体感，而通过描述人的听觉系统对不同方位声音的不同频谱特性（头部相关传输函数：HRTF），例如双耳时间差、声级差等，可以建立起虚拟听觉空间（VAS），其中的声音定位技术是实现三维逼真音效的关键技术。

（三）VR的力/触觉表现技术。VR通过力/触觉设备对力/触觉信息（主要包括碰撞检测和碰撞响应）进行高效处理，在客户操作力/触觉设备时，碰撞检测算法对“现实人”与虚拟对象的碰撞情况进行检测，并在发生碰撞后运行碰撞响应策略。

（四）VR的嗅/味觉表现技术。在现实社会，人的嗅觉是由化学刺激产生的，而且气味间细微的差别都会引发不同人的不同反应，显然，要对虚拟社会的嗅/味觉进行高仿真，现在还存在一定的困难，这也将成为未来VR技术研究的重要方向，现阶段有许多科学家进行了有益的探索。例如：Amoore J.E就曾想用基本的七种气味来进行合成，但真实度不高。

虽然仿真技术为促进虚拟网络交流进行了各种关键技术的突破，实现了虚拟社会的可视化和可交流，但离现实社会中人与人的真实交往还存在一定的差距，而且虚拟社会中“现实人”、“虚拟人”以及“虚拟物”的相互交流还存在一定的障碍，需要进行进一步的仿真技术研究才能更好地实现。

［

参考文献］

［1］穆雪.可视化交互性虚拟电梯的设计与实现［J］.黑龙江科技信息，2013（18）.

［2］王平，陈智刚，郭光全，孙玉振，李益强.基于Vega的爆炸毁伤视景仿真技术研究［J］.爆破器材，2013（4）.

［3］王涛.基于UDK的数字校园虚拟现实引擎关键技术的研究［J］.软件工程师，2014（4）.

第6篇：分布式仿真技术范文

1 专用数字仿真计算机的特点

1.1仿真计算机的用途和发展

围绕着对仿真计算机的计算速度、内存容量、接口等基本特性要求，在半实物仿真系统中先后采用了模拟计算机，数模混合计算机、专用数字仿真计算机等类型的仿真计算机。尤其是以ADl00及国产YF一2为代表的专用数字仿真计算机在国内、外的一些制导武器半实物仿真系统中得到了广泛的应用。

1.2专用数字仿真计算机的优点

以ADl00及国产YF-2为代表的专用数字仿真计算机主要优点有：①采用异构同步并行多处理机、广播式数据总线方案解决了计算速度和存储容量问题；②设计专用仿真语言，该语言简洁、编程方便，而且还集成了常用的数值积分算法模块，方便使用。同时还能够实现精确仿真计算帧时的定时。

1.3专用仿真计算机存在的不足

①数字接口能力不足：该型仿真计算机虽然提供了较全面的接口形式，但主要还是以模拟量接口为主，数字接口仪能适用几种非主流总线形式(Q-bus等)，而且在传输距离、传输速度等方面性能不佳，数字接口能力不足；②维护性不方便：这类专用数字仿真计算机采用专用设计结构，与通用计算机有着较大的差别，硬件维护和软件管理需要配置专人。而且出现故障不象通用计算机那样容易替换，易影响试验进度。从人力资源配置和快速维护性上看有不足之处。

1.4仿真计算机的新要求

随着仿真系统间的信息交换已开始转入以数字信号为主，专用数字仿真计算机在数字接口方面能力的不足就显示出来了。仿真设备控制、管理使用的计算机都是通用犁的微机(含工控机)，应用广泛且有着丰富的应用软件和接口形式，各种高速数字接口各具特色。因此系统应用的关键是迫切需要找到一个仿真计算机的新方案，既能保持专用数字仿真计算机的优点又能满足高速实时数字接u的需求。这个需求就是对航空制导武器半实物仿真系统中仿真计算机的新要求。

2 仿真计算机和实对罔络技术的新发晨

2.1实时网络技术

高速数字接口的形式虽然很多，但在仿真系统中的应用还要考虑到系统中信息的共用性，即多个设备共用某些信息。如对目标信息来说，目标特征信号生成装置、目标运动仿真器、数据链传输仿真设备都要用。这是因为系统本身复杂，信息交换多和相应仿真系统设备规模大，耦合多。

考虑到仿真系统信息共用性特点，那些点对点的接口形式不易采用，而网络式、广播式的接口形式更容易满足要求。同时半实物仿真系统信息变换还要求各信息节点的信息要同步更新，换句话说，就是信息传输延迟要小。经过综合比较分析．光纤反射内存影射式实时网络(RT—net)比较符合半实物仿真系统的技术要求。它们的共同特点是利用映射式的信息传送方法，某一节点的内容自动映射到所有节点， 这种映射是由硬件完成的，系统延迟小。高速、延迟小和信息更新同步的特点适合仿真的需要。这种网络一般有两种拓扑结构，一种是环行嘲，另一种是通过实时HUB连接的星型网。理论上，IEIB结构的网络数据到达各个节点的时间没有延迟，能做到信息同步更新。而且一个节点故障只影响本节点，不影响整个网络。这一特性对进行系统局部联试时非常有用，不必所有设备均开机。RTnet的运行机制很简单，分布式计算机系统内，每台结点机上插一块RTnet卡，卡上有双端口读写内存，通过驱动软件可以读写这些内存，当数据被写入一台机器的内存中后，RTnet卡自动地通过光纤传输到其他连在网络上的RTnet卡的内存里，通常只需几百纳秒的时间延迟，所有RTnet卡上的内存将写入同样的内容。各成员在访问数据时，只要访问本地的RTnet卡内存即可。RTnet适应的计算机总线形式一般都有PCI、FadtiBus、V壮等，在常用的操作系统，如DOS、WindowsXP、Windows2000环境F都可正常工作。

2.2综合应用

仿真工作站替代专用数字仿真计算机本身难度不大，二者的软件内核基本一致，经过软件移植．几乎所有先前做过的工作都可以继承下来。仿真系统集成的关键是实时网络在系统中的配置和二次应用开发．有这样几方面的工作要做：

真工作站同实时网络的接口检查：虽然仿真工作站是基于通用工作站基础上设计的。但这种通用工作站与通用微机之间还会有些微小的差别。②各仿真设备控制计算机的适应性修改：仿真设备功能各异，研制情况不同，其控制计算机的操作系统不统一，有DOS，Windows XP、Windows2000等版本。因此相应的设备驱动板卡等不相同。为了保证网络系统稳定运行，简化应用开发工作，有必要对能够升级的设备控制计算机进行统。配置．还要对相应设备驱动卡、驱动程序进行更改。③共享内存分配表的建立：由于是共享内存机制，所以应对数据存储地址的统一分配，明确各个信息的读写地址。对系统中注册信息．节点状态标志，同步时钟等信息使用的地址也要进行规定。

3 结束语

总之，随着分布式计算=机仿真系统、虚拟样机分椎仿真系统的广泛开发和应用，实时网络技术傲为一种快速的信息交换手段会得到更广泛的应用．

参考文献：

[1]刘晓宁，基于m^的多目标攻击综合仿真系统开发，弹箭与制导学报，2006(2)．

[2]李刚．仿真机与仿真网络相结合的仿真系统框架研究，徽处理机，2007(3J．

第7篇：分布式仿真技术范文

关键词：虚拟制造技术；建模；仿真；发展趋势

中图分类号：S220.6 文献标识码：A

0 引言

随着全球化经济和计算机技术的高速发展，传统制造业开始了根本性变革。虚拟制造技术应运而生。它通过计算机建立虚拟和仿真环境对产品的设计开发、制造、装配等各方面进行模拟运行并实现，预先发现各种问题，完成产品的一次性制造成功。因此虚拟制造技术是现代制造技术发展的必然趋势。

1 虚拟制造技术的国内外研究现状

虚拟制造技术应用前景诱人，以美国为首的西方工业国家在95年前已基本完成应用基础技术的研究，正向实际应用全面过渡。目前已在飞机、汽车等领域获得了成功的应用，如波音777全面采用虚拟制造技术，其整机设计、部件测试、整机装配以及各种环境下的试飞均是在计算机上完成的，使其开发周期从8年时间缩短到5年。福特和克莱斯勒公司与IBM合作开发的虚拟制造环境用于其新型车的研制，开发周期由36个月缩短至24个月。由此可见，国外的研究已经趋于成熟。

我国科研机构、高等院校和企业目前正处于理论体系初步研究阶段，与国外相比还有很大差距。

2 虚拟制造技术的内涵

2.1 虚拟制造技术的定义

虚拟制造技术是以虚拟现实和仿真技术为基础，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样可以模拟出产品及其性能和制造过程，优化产品的设计质量、制造过程、生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化[1]。

2.2虚拟制造技术的特点

虚拟制造技术可以对生产制造对象以及企业管理过程进行全面的模拟。特点如下所示[3]：

（1）模型为本

虚拟制造采用计算机仿真建模，所以必然涉及到产品模型，环境模型，过程模型。产品模型包含全部的产品信息；环境模型包括各种工装，厂房以及对产品起支撑及支持作用的信息；过程模型包含研发设计、工艺路径、加工参数、装配可行性、干涉检查、静动力学分析等信息。

（2）信息集成为本

虚拟制造技术的根基是仿真技术，所以它必须实现各种仿真软件的兼容，包括产品模型、环境模型、过程模型之间的信息集成。

（3）高精度仿真为本

高精度的仿真需要必然要求实现高准确度、高可信度、仿真结果的生成主要是依靠模型的VVA（Verification Validation and Accreditation）技术来实现。

2.3虚拟制造技术的关键技术

建模技术[2]

虚拟制造技术首先要通过对制造过程的统一建模才能用计算机仿真，所以建模技术是虚拟制造技术的基础支撑技术。

仿真技术

仿真就是将制造过程中建立的模型用计算机分析优化。包括产品性能仿真、生产规划仿真、实际制造过程仿真等。

控制技术[4]

控制技术指建模过程、仿真过程所用到的各种管理、组织与控制的技术和方法。包括模型部件的组织、调度策略及交换技术，仿真过程的工作流程与信息流程控制，成本估计技术。动态分布式协作模型的集成技术冲突求解及基于仿真的推及技术模型及仿真结果的验证和确认技术。

3 虚拟制造技术的发展趋势

随着制造战略的发展， 虚拟制造技术在产品制造、设计、装配等方面的应用已经越来越广泛。它也逐步从局部应用转化成向集成应用发展，在复杂的高科技产品的开发设计过程中逐步加大对基于虚拟现实技术的虚拟制造技术的应用。

4 结语

虚拟制造技术是一项极具发展前景的技术，它是多学科、多技术的综合产物，可以提高产品质量，缩短生产周期，提升企业的效益，从而增强企业的竞争力。随着我国对虚拟制造技术研究的深入，其广泛应用的趋势会日益明显，终将成为企业发展的必由之路和必然选择。

参考文献

[1]文明珠.浅谈虚拟制造技术及发展应用[J].信息与电脑·理论版,2010，(3)：21.

[2] 米宝山,李雪莉.浅析虚拟制造技术及应用[J].科技信息,2011，(21)：70,150.

第8篇：分布式仿真技术范文

关键词：多媒体；建筑专业；信息技术

建筑专业是一门以学习如何设计建筑为主，同时学习相关基础技术课程的学科。主要学习的内容是通过对一块空白场地的分析，同时依据其建筑对房间功能的要求、建筑的类型、建筑建造所用的技术及材料等，对建筑物从平面、外观立面及其内外部空间进行从无到有的设计。随着社会的发展，信息技术为我们提供了诸多的便利，本文就现代信息技术为手段的现代教育技术在建筑专业的应用进行了探讨。

一、利用多媒体技术进行理论教学

多媒体技术是使用计算机对文字、数据、图形图像、声音动画等媒体信息进行综合处理和管理，制作成有序的播放媒体，对用户进行多感官的刺激。多媒体技术以其丰富的内容、生动的形象、动静结合、声形并茂的特点，已经越来越多地被广泛应用到教学中。使用多媒体技术主要有以下优势：

1.激发学生兴趣

多媒体课件色彩丰富、动静结合、声像并茂，这些特点可以对学生的视听等感官产生有效的刺激，使学生提高对课堂的感兴趣度，吸引学生的注意力，促使他们的思维跟上教师的节奏，有效提高他们参与教学的积极性，激发其对学习的兴趣。

2.降低学习难度

在建筑专业中，很多抽象的概念和理论知识单靠教师的讲解学生是很难理解的。如果利用多媒体，将抽象的事物形象生动地展现出来，可以有效地降低教学难度，提高学习效率。

3.拓展教学内容

多媒体技术信息容量大，兼容性强，更新快，可以有效地拓展教学内容，使学生在有限的课堂时间里获得更多的知识和方法。在建筑专业教学中，我们可以利用多媒体技术，向学生展示更多的建筑设计样板，让学生能获得更多的比较，从而加强对知识的理解和拓展。

二、利用虚拟现实仿真技术进行实操教学

虚拟现实仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术和网络通信技术迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，源于仿真技术，高于仿真技术。

虚拟现实仿真技术的主要特点有：①高度综合化；②给人身临其境的感觉；③环境大规模集成化；④数据表示可以实现多样化和标准化，数据存储容量大，传输速度高，数据处理具有分布式和并行化的特点。正是这些特点的存在，可以使操作者沉浸其中，并通过来自于多媒体的多感官刺激，对要解决的问题有了更清晰直观的认识。

虚拟现实仿真技术现在已经在各个领域得到应用，如影视、建筑设计、室内设计、数字城市、工业仿真等很多方面。在职高建筑专业教学中，通过虚拟现实仿真技术，对实景进行模拟再现，给学生更直观的视觉刺激，能有效提高学生对实操内容的掌握。在教学中，我们可以通过虚拟现实仿真技术模拟建筑的整体风格、内部构造、设计理念等，让学生足不出户就可以感受到建筑的实际情况，还能观察到肉眼看不到的内部构造，从而有效促进教学。

三、利用网络技术促进学生学习

随着网络技术的迅速发展，网络所带来的便利也越来越多。

在教学方面，利用网络技术可以达到扩展学生知识、促进交流、辅助教学的目的。

1.利用网络技术，扩展学生知识

互联网包罗万象，各方面各学科的知识以及最新动态都包含在内。建筑专业也是如此，通过让学生使用互联网，可以让他们查找自己所需要的知识，了解行业的最新动态，从而更有效地掌握知识，提升教学效果。

2.利用网络技术，促进学科交流

网络通信技术的发展，尤其是即时通讯技术的发展，为学科交流提供了诸多便利。师生或者学生之间可以通过QQ的即时通讯来交流知识，答疑解难；也可以通过QQ群功能实现一对多、多对多的讨论，还可以通过电子邮件功能来布置作业；也可以通过论坛等功能学习心得，供需要者查阅；还可以通过QQ的远程协助功能，教师远程连接到学生的电脑，帮助其解决实时的问题。

3.利用网络技术，实现辅助教学

教师可以从网络上摘选符合教学内容的文章，对网址进行整理，发给学生，让他们自行选择学习的内容；还可以通过QQ群功能，将学习的重点、难点等出来，让学生加深对这方面知识的学习和记忆；还可以通过QQ视频功能，实现课后的一对一或一对多的指导。

总之，现代教育技术在职业高中建筑专业的应用，能给学生更加直观形象的学习方式，让学生对知识的理解和记忆更加深刻，教学效果也能得到有效的提升。我们应该切实树立现代化的教育思想和观念，掌握现代教育技术和信息处理能力，为社会培养合格的人才。

参考文献：

第9篇：分布式仿真技术范文

关键词：三维仿真 城市规划 城市仿真技术

中图分类号：TU98 文献标识码： A

前言

随着三维建模与可视化技术的不断发展，尤其是随着虚拟现实(Virtual Reality—VR)技术研究的不断深入开展，当前技术水平已能通过计算机整合图像、声音、动画等将三维现实环境、物体等模拟成二维形式表现的虚拟现实，再由数字传媒通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生犹如身临其境的交互式视景仿真，并可选择任何一个角度，观看任何一个范围内的虚拟现实场景。正是由于对身临其境的真实感和对超越现实的虚拟性追求，以及个人能够沉浸其中，超越其上进出自如交互作用的多维信息系统的出现，进一步推动了虚拟现实技术在城市规划中的应用与发展。

三维仿真技术的概述

三维仿真技术是利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，以模拟的方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图形界面，使之在感知行为的逼真环境中，获得一种身临其境的感受。例如《重庆市三维数字规划管理系统》，利用地理信息系统、三维空间建模、遥感等现代信息技术，以数字地形数据、遥感影像数据、数字高程模型数据以及三维城市要素模型等数据为基础，在三维虚拟空间内实现局部的规划和建筑设计方案与区域景观的实时、多方案综合分析与决策。

二、基本概念和意义

城市三维仿真是城市空间信息在计算机环境中的三维直观表达，是数字城市概念城市规划、建设、管理领域的延伸，同时也是数字城市建设的重要基础内容。城市三维仿真技术在规划中的应用前景主要有以下几个方面：

2.1 实现城市规划精细化管理

实现从总规-控规-修规以及从项目的初步方案-正式方案-工程许可的全面三维数字化控制目标，在以往基于控规的规划电子政务管理平台的基础上进一步细化、深化和优化规划管理工作，运用可视化的图、表、文一体化界面配置工具，实现多个展示组件的互动包含：统计图、表格、文书、GIS、三维仿真等内容的综合展示模型，使图表展示工具、规划业务文书展示工具、GIS展示工具、三维仿真展示工具之间通过配置实现动态调用和信息传递，完成从文到图、从图到表、从表到文的图、表、文关联互动，使各种统计分析结果融为一体，使城市规划管理进入精细化管理阶段。

2.2 提高规划编制的科学水平

利用三维数字模型、GIS等信息化技术，为规划编制过程中的信息采集、指标分析、方案决策、成果展示等工作提供高效，直观，便捷的新方法，实现控规编制的技术方法信息化和过程管理信息化，体现规划编制“科学性”、“过程性”、“动态性”特点。

2.3 展示现状及规划情况

通过利用计算机仿真和虚拟现实技术形成的三维数字规划管理系统，将现状与规划成果带入城市景观的电脑虚拟环境中，提供一个逼真的模拟环境，从而很好地向规划管理者和市民展示该地区的现状及规划建设情况。此外，利用空间信息可视化技术可以实现分析、查询大量数据信息并以直观的方式显示结果，将传统的数据库带入到可视化空间中，以对各个方面的情况有一个全面的了解。

2.4 提高规划项目的管理效率

通过制作项目模型或者提供静态的三维效果图来展示项目的整体规划过程，这具有很大的局限性，无法完成规划对象的修改和管理。城市三维仿真技术可以设计一个可操作的三维仿真系统，为开发机构或城市规划单位提供高精度的数据服务和视觉质量。在需要修改或增减项目工程的过程中，可以直接导入或更新相关的数据信息，可以及时做出方案调整和实施，提高规划项目的整体管理质量和效率。

2.5 多样化的数据服务

利用三维仿真技术进行三维模拟和三维仿真系统的设计，可以利用三维仿真系统查询相对对象的信息资料，为规划管理者提供城市单位或部门的信息资料。在重庆市三维数字规划管理系统中，运用城市三维仿真、地理信息系统、空间数据库、关系数据库、工作流、系统集成、网络、多媒体等技术，以现有的规划电子政务平台为框架，以分布式数据库应用为基础，实现了网络环境下多数据源海量精细化城市三维仿真数据的高效管理和服务，通过强大的三维仿真，GIS分析和辅助审批功能，为现状调查、规划编制、项目方案审批、行政决策提供了直观、高效和科学的技术手段，实现了精细化建筑管理，提升了重庆市规划局规划管理技术水平。

三、仿真技术在重庆市规划管理的应用

3.1通过建立建筑物及周边环境的三维仿真模型，规划管理人员可以在三维可视化环境下观察和研究建筑物与周边环境的协调状况，还可以通过模拟建筑物的日照阴影走向和计算阴影面积来研究建筑物的高度对周边建筑物的日照的影响等（图1）。对于规划新区的建筑设计方案，由于没有实际的周边环境，可以用规划的周边环境来进行仿真模拟，还可以通过三维空间环境下的实时建筑物模型置换、建筑物纹理置换、建筑物高度调整等功能，来进行多方案的比较(图2)。此外，还可以进行特定视点的景观图生成、空间坐标查询、距离量算、属性数据管理、实时的规划指标统计等，实现对建筑方案的全面的审查（图3）。

（图1）

（图2）

（图3）

3.2 城市景观设计的应用。城市景观设计反映城市的整体风貌，城市的整体风貌依靠科学的环境资源布局来实现。利用仿真技术对城市景观进行设计和环境模拟，可以对城市建筑的空间形态、建筑形式、城市天际线、城市景观、城市色彩等多方面进行综合考虑，做出更为准确的、直观的设计方案。仿真技术的应用有助于城市规划管理人员进行多功能技能操作，从整体上把握城市空间形态的展示要点和亮点的设计，体现出城市的整体风貌和城市特色之处。同时，仿真技术利用计算机软件进行实际景观设计的环境模拟，创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图形界面，将设计的内容和效果展示在大众面前，实现人机交互，让大众和客户有一种身临其境的感受。对于城市规划评审、公示、展览、规划项目的宣传及招商引资等各方面都有着重要的指导意义和经济效益。（图4）

（图4）

3.3城市规划需要把握整个城市土地利用的决策动向，就需要对城市土地利用现状信息资料进行完整的把握，所以城市土地利用现状信息资料尤为重要。规划管理人员可以依靠当地的航空卫星影像、DEM 高程数据等基础地理数据，构建仿真三维模型，通过三维模型，可以更广泛的了解和把握整个城市的土地利用范围、现状以及城市周边的概况，对城市的整体信息资料的掌握和城市规划设计方案的确定有着重要意义。仿真技术还可以通过模拟建筑物的日照阴影走向和计算阴影面积来研究建筑物的高度对周边建筑物的日照的影响等，通过三维空间环境下的实时建筑物模型置换、建筑物纹理置换、建筑物高度调整等功能，来进行城市土地利用现状和规划设计方案的筛选。

四、小结

总而言之，三维仿真在城市规划中的应用前景是广阔的。我们有理由相信，三维仿真技术会使城市规划的产生一次技术革新，会极大地拓展和丰富城市规划的工作思路。三维仿真技术的应用，明显的提高规划审批的效率和方案设计的科学科学性，避免了传统规划评审采用大量设计文稿的方式，极大提高了设计单位、业主单位和管理单位的沟通效率，协调了与周围建筑群的空间、色彩、材料，有利于体现城市的特点，促进城市的可持续发展。

参考文献：

[1] 杨建国，黄玲，高剑锋.三维仿真技术在城市规划中的应用[J]规划信息化，2007