《交通運輸系統(tǒng)模擬》課程教學大綱

《交通運輸系統(tǒng)模擬》課程教學大綱執(zhí)筆人：蔣熙等《交通運輸系統(tǒng)模擬》課程教學大綱

編寫日期：2009-9-9一、課程基本信息1、課程編號：50L018T2、課程名稱（中文）：交通運輸系統(tǒng)模擬課程名稱（英文）：TrafficandTransportSystemSimulation3、課程層次/性質(zhì)（課程層次詳見專業(yè)教學進程計劃，請注明是否專業(yè)主干課）：大類專業(yè)基礎(chǔ)理論選修非學位課4、學時/學分：32/25、先修課程：程序設(shè)計語言、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、以及交通運輸專業(yè)基礎(chǔ)課6、適用專業(yè)：交通運輸類、系統(tǒng)工程二、課程教學目標及學生應(yīng)達到的能力本課程是交通運輸系統(tǒng)模擬課程的授課對象為交通運輸類專業(yè)本科生，屬于計算機類別的專業(yè)基礎(chǔ)課。本門課程建立計算機模擬基礎(chǔ)理論和方法的基礎(chǔ)上，重點突出交通運輸系統(tǒng)的模擬應(yīng)用需求和特點，講授相關(guān)的方法與技術(shù)。教學目標：旨在通過本門課程的學習，使學生了解計算機模擬的基本概念和基本理論,掌握離散事件系統(tǒng)模擬建模的基本方法，掌握交通運輸模擬系統(tǒng)的基本設(shè)計思想、方法、步驟，具備運用模擬技術(shù)來研究分析交通運輸問題的初步能力。1系統(tǒng)仿真的概念、學科起源，模型的概念與分類；計算機模擬的概念、特點，計算機模擬的基本步驟，解決問題的基本思想；計算機模擬的應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展動態(tài)；連續(xù)系統(tǒng)模擬和離散事件系統(tǒng)模擬的特征、區(qū)別；件系統(tǒng)模擬的特征、區(qū)別及其模型特點。掌握模型、系統(tǒng)仿真及計算機模擬的基本概念。2、重點講述的內(nèi)容模型、系統(tǒng)仿真及計算機模擬的基本概念、特點，與數(shù)學解析法的區(qū)別，適宜解決的問題及其應(yīng)用優(yōu)勢。3、建議補充學習內(nèi)容通過查找資料學習：計算機模擬的主流新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用交通運輸系統(tǒng)模擬的應(yīng)用狀況4、教學方法與學時安排：課堂講授4學時，本章內(nèi)容為課程概述，定性內(nèi)容較多，教學方法以課堂講授為主，但應(yīng)注重聯(lián)系實際，并要求學生完成資料查找和整理。5、作業(yè)安排：思考題，針對課程內(nèi)容布置小論文一篇或針對自學內(nèi)容布置讀書筆記…篇。使學生對學習的內(nèi)容有較為感性的直接認識，并深入理解計算機模擬的概念、技術(shù)與應(yīng)用狀況。第二章隨機變量與數(shù)理統(tǒng)計1、需要掌握的知識點隨機變量概念、表示、數(shù)字特征；假設(shè)檢驗的基本方法；教學方法與學時安排：自學4學時，本章內(nèi)容為第三章的基礎(chǔ)，在公共基礎(chǔ)課上已學過，但間隔時間較久，可通過復習的方式進行自學。第三章隨機變量與隨機過程的模擬（6學時）1、需要掌握的知識點隨機變量生成的基本原理、統(tǒng)計實驗法概念；偽隨機數(shù)的概念、產(chǎn)生方法與檢驗方法；離散型隨機變量模擬的原理與一般模擬方法；連續(xù)型隨機變量模擬的基本方法與適用條件；一些常見的隨機序列的產(chǎn)生方法。2、重點講述的內(nèi)容隨機變量生成的基本原理、偽隨機數(shù)的作用、離散型隨機變量模擬的一般方法、連續(xù)型隨機變量模擬的基本方法；3、建議補充學習內(nèi)容通目前較先進的均勻分布隨機數(shù)計算機生成算法；高級計算機語言中提供的均勻分布隨機數(shù)生成的接口；4、教學方法與學時安排：課堂講授6學時，本章內(nèi)容與概率論有關(guān)，應(yīng)將抽象的概念同隨機現(xiàn)象的描述與計算機產(chǎn)生緊密聯(lián)系，教學方法以課堂講授為主，輔助自主學習的方式，并討論交通運輸系統(tǒng)中的隨機現(xiàn)象、表示與生成方法。5、作業(yè)安排：1）第四章離散事件系統(tǒng)模擬建模方法（6學時）1、需要掌握的知識點離散事件系統(tǒng)建模的特點、本質(zhì)、主要內(nèi)容、基本步驟；面向?qū)ο蠓椒▽W的特征及基本內(nèi)容模擬時間的概念、模擬時間進程控制機制與方法；模擬策略的原理、特點以及不同的模型結(jié)構(gòu)；2、重點講述的內(nèi)容離散事件系統(tǒng)建模的基本過程與步驟；時間步長法、事件步長法的基本思想、特點與運用方法；相應(yīng)的模型結(jié)構(gòu);教學方法與學時安排：課堂講授6學時，三項重點內(nèi)容各2學時，教學方法以課堂講授為主，通過實例講解增強對建模方法與相關(guān)策略的理解。作業(yè)安排：思考不同的時間進程控制機制和模擬策略的應(yīng)用條件與選擇依據(jù)；合運用，實際掌握不同方法的特點和使用方法。1單服務(wù)臺排隊系統(tǒng)模擬模型的構(gòu)建與程序設(shè)計方法；多隊多服務(wù)臺排隊系統(tǒng)模擬模型的構(gòu)建與程序設(shè)計方法；多級多服務(wù)臺排隊系統(tǒng)模擬模型的構(gòu)建與程序設(shè)計方法；多級串聯(lián)封閉式排隊系統(tǒng)模擬模型模型的構(gòu)建與程序設(shè)計方法；2、重點講述的內(nèi)容基本排隊系統(tǒng)的模擬建模方法；排隊系統(tǒng)模擬程序的主要結(jié)構(gòu)；教學方法與學時安排：課堂講授4學時，教學方法以課堂講授為主，通過實例分析程序結(jié)構(gòu)和流程配合上機編寫程序，深入理解掌握排隊系統(tǒng)建模和模擬程序設(shè)計方法。作業(yè)安排：選擇一類排隊系統(tǒng)進行建模并用計算機進行編程和實現(xiàn)，通過動手實踐掌握建模方法和程序設(shè)計方法。第六章模擬結(jié)果的精度估計與試驗設(shè)計（2學時1穩(wěn)態(tài)模擬和終態(tài)模擬的概念，模擬結(jié)果精度估計和系統(tǒng)性能比較的基本方法；方差縮減技術(shù)和模擬試驗設(shè)計方法；2、重點講述的內(nèi)容1）模擬結(jié)果精度估計和系統(tǒng)性能比較的基本方法；3、教學方法與學時安排：2第七章交通運輸系統(tǒng)的建模與模擬概述（2學時）1交通運輸系統(tǒng)與模型的特點；交通運輸系統(tǒng)建模與模擬的基本要求；交通運輸系統(tǒng)建模與模擬需解決的主要問題與相關(guān)技術(shù)；當前流行的交通運輸系統(tǒng)模擬軟件；2、重點講述的內(nèi)容1）交通運輸系統(tǒng)建模與模擬需解決的主要問題與相關(guān)技術(shù)；3、教學方法與學時安排：2第八章交通運輸系統(tǒng)的建模與模擬實例分析（8學時）1、需要掌握的知識點列車運行與調(diào)度系統(tǒng)建模與設(shè)計要點；編組站技術(shù)作業(yè)過程建模與設(shè)計要點；城市交通微觀仿真建模與設(shè)計要點；面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)、分布交互仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、智能建模技術(shù)在交通運輸系統(tǒng)模擬中的應(yīng)用。2、重點講述的內(nèi)容建模、設(shè)計方法，理解交通運輸系統(tǒng)模擬建摸的特點，掌握建模和模擬中應(yīng)用的新技術(shù)。教學方法與學時安排：課堂講授8學時，教學方法以課堂講授為主，主要采用實例分析和討論的方式。作業(yè)安排：分小組選擇?類交通運輸系統(tǒng)為研究對象，針對?定的研究目的進行系統(tǒng)分析與建模,寫出系統(tǒng)分析與設(shè)計報告。四、課程教學安排課程教學環(huán)節(jié)主要包括：課堂講授和作業(yè)兩部分，課堂講授主要采用多媒體教學手段,作業(yè)包括習題、上機編程和小課程設(shè)計三部分，上機編程在排隊系統(tǒng)中選擇，小課程設(shè)計以簡單交通運輸系統(tǒng)的建模和設(shè)計為主題。五、課程的考核平時作業(yè)占50%,開卷考試占50%（考核成績按照百分制計算，低于50分為課程不及格）。六、建議教材及教學參考書王維平.離散事件系統(tǒng)建模與仿真.北京:科學出版社.楊肇夏.計算機模擬