中医学理论计算机仿真初探

第一篇：中医学理论计算机仿真初探

摘 要：虽然中医学所构建的庞大而复杂的系统难以在简单系统的实验室中得到验证，但现代计算机仿真技术为中医学提供了复杂系统的实验室。而面向对象程序设计与中医学相似的思维方式使之成为可能。运用这一技术可以作出诸如中医学意义上的生理、病证、实验模型，不仅可以对中医学概念、理论、方法的客观性、有效性、实用性进行证实，而且有前瞻性和预测性。

关键词：计算机仿真；复杂系统；中医学；面向对象程序设计 计算机仿真技术提供了适合中医学理论的实验室

科学技术的不断进步，推动着整个人类社会的发展，计算机的出现，使人类社会由工业社会向后工业社会——信息社会过渡。我国著名的科学家钱学森说：“我们所设计的信息体系简直可以包括全部人类千百年来创造的、而且还在不断创造的精神财富。而这全部精神财富可以由我们每个人随手调用和享受。这不但是从旧的脑力劳动中解放出来，而且是获得一个伟大的世界，从来未有的高度文化的世界。……人将变得更为聪明，人类的前进步伐更将加快。”这位大科学家以前所未有的高度论述了由计算机引起的这场技术革命。随着计算机技术的发展，一种崭新的学科——仿真学诞生了，从新药品的仿真测试到行星和星系的创生模型，以及计算机化培养皿中生长的数字生命形式，这是一种新的方法，不是基于直接的观察和实验，而是基于从真实空间向虚拟空间的映射。虽然这项工作仍处于起歩阶段，但已足以让每一颗好奇的心欣喜若狂。在这样一个伟大的时代，古老的中医学面临着前所未有的机遇和挑战。怎样将计算机科学与技术融入中医学领域，是一个值得深思和大胆尝试的问题。值得庆幸的是，计算机仿真是建立在复杂系统理论基础上的，而中医学理论所描述的正是这样一个复杂系统。

当伽俐略第一次拿起望远镜仰望太空时，他为人类创造了科学方法，即用实验来检验关于世界如何成其为世界的种种假说。于是有了拥有试管、曲颈瓶和本生灯的化学实验室，用来探测物质内核的价值连城的粒子加速器，以及在任何生物实验室都能看到的解剖青蛙和用显微镜观察植物细胞。然而，这些都是仅适用于简单系统中物质结构研究的实验室。现代理论物理学家薛定谔（Erwin Schrodinger）在《生命是什么？》一书中写道：“只要我们涉及活物质的结构，我们就必须面对这样一个事实：它是以不能还原成通常的物理学定律的方式起作用的。原因不在于某种‘新的力’或某种类似的东西支配着活的机体中的一个个原子，而是其结构不同于任何我们已从试验室研究中认识的东西。”[1]也正因如此，尤其是对于与西医学思维方式大相径庭的中医学理论，实验室研究一直是一筹莫展，经络实质的研究无功而返，各种“证”的实验模型设计令人啼笑皆非，中药的研究几乎与中医理论毫不相干……中医学所构建的庞大而复杂的系统难以在简单系统的实验室中得到验证，这是不难理解的。计算机仿真学的出现真值得每一位中医界的同仁为此干上一杯，因为这一方法的出现能使中医学多年的“科学梦”成为现实！虽然计算机仿真学正在起步? 舛灾幸窖Ю此等词悄训玫幕觯唤隹梢越铱涔爬隙衩氐拿嫔矗矣型幸窖Т蚩簧刃碌拇竺牛馗憷姆⒄箍占洹?nbsp;

而将计算机仿真技术运用于中医学，面向对象程序设计是一个关键环节，下面将面向对象程序设计作一简要介绍。面向对象程序设计（OOp）概述

面向对象程序设计简称OOp，是Object-Oriented programming的缩写。面向对象是与面向过程相对而言的，传统的程序设计语言,如Ｃ语言，是面向过程的结构化程序设计语言，这种语言在２０世纪８０年代非常流行。随着软件业的发展，软件的规模越来越大，导致软件的生产、调试、维护越来越困难，因而发生了软件危机。人们期待着一种效率更高，更加容易理解，更加符合人类思维习惯的程序设计语言，ＯＯＰ就是在这种情况下应运而生的。在２０世纪９０年代，ＯＯＰ异军突起，成为最有希望，最有活力的程序设计方法。

①面向对象与面向过程的区别

计算机没有思想，人必须明确地告诉它如何运算，每一步做什么。站在这种计算机的角度进行程序设计，就是面向过程的方法。如：用计算机模拟一只猫捉老鼠的过程，程序员必须告诉计算机每一步猫的具体的动作。如果用面向对象的程序设计方法来做，就可以把猫作为一个独立的对象，猫会奔跑，猫会捉老鼠，这些是它的固有属性，被封装在猫这个对象之中，所以，只需给出老鼠出现的信息，猫就会自动去捉。与面向过程相比，面向对象的方法更符合人的思维习惯。

②对象与类的概念

对象与类是面向对象方法中的两个基本概念。客观世界中实体的抽象构成对象，任何事物都可以作为一个对象，如一个人、一辆汽车、一个窗口、一个按钮、一座建筑、一项贷款等等。对象的划分和定义是灵活的，视需要而定。具有相同属性和行为的一个或多个对象的集合成为一类。类有层次之别，类下可以有子类，类上可以有父类。如：人可分为男人和女人，男人又可以分为儿童、青年、成年、老年等等。类是对象的抽象，对象是类的实例。类的划分也是灵活的，依需要而定。子类可以作为父类的对象看待。

③对象的特性

对象有以下基本特性：

封装性：对象是相对独立的单元，与之相关的数据和操作被封装在内部，对外是不可见的。对象和对象之间通过信息交换进行联系。如一只花猫，它是一个相对独立的个体，它的机体内包含复杂的结构，而这些结构是不可见的。

继承性：每个对象都从它所属的类中继承共性。如一只花猫，它从猫这一类中继承了猫的共性。

多态性：每个对象都有其特有的属性，使之区别于其它对象。如一只具体的猫，它与其它猫是不同的，有不同色泽、脾气、体重等。

④面向对象方法可以用下列方程式来概括：

OO=Objects+Classes+Inheritance+Communication With Messages

即：面向对象＝对象＋类＋继承＋信息交换

在这里值得注意的是，上面的方程式也可以用作系统的描述，而且容易从中看出简单系统与复杂系统的区别：简单系统通常是少量的个体对象，它们之间的相互作用较弱，甚至可以忽略不计，故而可以作为独立的个体进行研究；而复杂系统中涉及中等数目的对象，不仅如此，对象通常具有智能性与自适应性，它们可以按照各种规则作出决策，随时准备根据接收到的新信息修改自身的行为规则，故而每一个对象不能独立的看待，这正符合了中医学的整体观。运用面向对象程序设计进行中医学的计算机仿真

①面向对象方法与中医学具有相似的思维方式

假使我们想用传统的面向过程的方法来完成中医学理论的计算机仿真，不仅是一件难以想象的事，而且是不可能的事，对计算机发出人体生理、病理等过程的每一步指令，既使是在分析还原思维方式指导下对人体结构分解得极细，对人体生化过程了解得极为透彻的西医学也无能为力，更何况中医学本身就只重整体，不重结构。而面向对象方法，因其与中医学在思维方式上有惊人的相似之处，使之运用于中医学成为可能，成为对中医学进行计算机仿真的基础。其相似性体现在中医学的整体观与黑箱方法和ＯＯＰ中的对象的特性及其信息交换上。可以将上文中面向对象方法学的方程式用下图表示： 而这正是黑箱方法的图形表达。黑箱方法典型地表现在中医学的藏象学说中。藏象学说是关于人体脏腑功能的学说。古人虽然知道“八尺之士，可以剖而视之。”（《灵枢·胀论》）但又认为“藏府之在胸胁腹里之内，若匣匮之藏禁器也。”（同上）更重要的是，基于不同于西方的思维方式，中国古代对于整体性和运动性的强调，使得中医学未从解剖入手，分析人体的结构、成分，而是以极简单的解剖为基础，构造出了以象为内容的有机的学术体系。由“藏象”之名可知，中医是以现之于外的象来把握藏之于内的脏的，即“执其见功处见其形”，即黑箱方法。对此《灵枢·顺气一是分为四时》中论述道：“内外相袭，若鼓之应桴，响之应声，影之似形。”例如《素问·六节藏象论》对心的描述是这样的：“心者，生之本，神之变也；其华在面，其充在血脉，为阳中之太阳，通于夏气。”其它四脏与此相仿。由此可以看出，这里的心己不是解剖学中的有一定形态结构之心，而是一系列相关的生命活动的表现在人脑中形成的综合的象。它不具有实体性，却正好可以作为面向对象方法学中的一个对象来看待。推而广之，中医学中的其它概念，如气、血、津液、精、神、经络等，都可以作为一个个对象，对象之间通过信息的交换，相互密切联系，从而形成一个复杂系统，中医学的计算机仿真便可由此开始。

②中医学的计算机仿真应用前景

用计算机仿真学对中医学中的概念、现象、原理、机制等进行模拟，可以建立各种模型，服务于教学、科研、临床。主要可以用于建设生理模型、病证模型、实验模型。

生理模型：在中医学中五脏、六腑、气、血、津、液、经络、筋、脉、骨、髓等，都可以构成相对独立的对象，赋予每个对象适当的属性，对象具有智能性与自适应性，它们可以按照各自的属性作出决策，并随时准备根据接收到的新信息修改自身的行为规则，它们之间通过信息交换互相联系，构成一个复杂系统，这一复杂系统即人体。在此基础上很容易就可以建立人体的病理模型。下图是生理模型的简单图示，实际中的生理模型还要复杂的多。

（图略）

病证模型：中医学中的证是非常复杂的，也是独具特色的。辨证论治非常灵活，以哮喘为例，说明中医病证模型的组建。哮喘发病，总因本虚标实，其病位虽在肺，但与脾、肾密切相关，先天不足后天失养造成肺、脾、肾不足是哮喘发病的内在原因。正气不足就易感外邪，感邪而产生风、寒、热、痰、湿、瘀、气等诸多病理因素，一些病理因素作用于肺，是发生哮喘的外在原因。如下图所示，运用ＯＯＰ将各种因素的特性封装起来，作为对象，它们之间相互联系，就可以建造哮喘的病证模型，输入相应的信息，就可以得出诸如肺脾两虚，寒痰蕴肺；肺肾不足，肾不纳气；风寒外束，痰热内阻等证型，有力地指导临床实践。

（图略）

实验模型：正如在汽车研制中需要的碰撞实验可以用计算机模拟代替，中医学中的实验也可以用计算机模拟来代替。这样就可以提高效率，降低消耗。比如可以建立中药模型库、方剂模型库、病因模型库、生理模型库、病证模型库，如下图所示，中药模型库和方剂模型库作用于病证模型库，就可以模拟出对于某种病证的最佳治疗方案，选择最佳药物及最佳方剂。病因模型库作用于生理模型库，生理就可以模拟出在某些致病因素下，人体生理的变化，疾病的发生、发展、及转归。这些都可以为中医学研究工作提供有力的参考。

（图略）小结

运用面向对象程序设计进行中医学的计算机仿真，不仅可以提高教学、科研、临床的生产力，节省大量的人力、物力、财力，而且可以屏弃简单系统实验室的不足，为中医学提供实验的空间。十六世纪，伽利略通过引入可重复的受控实验室的思想，开创了近代科(本文权属文秘之音所有，更多文章请登陆www.xiexiebang.com查看)学的实践，目前这一思想成为判定延续几千年的中医学是否科学的依据，而这一思想的中心在于能够实施一些实验，以检验关于待研究现象的假说。运用面向对象程序设计进行中医学的计算机仿真不仅可以对中医学概念、理论、方法的客观性、有效性、实用性进行证实，而且有前瞻性和预测性。

引入计算机仿真技术是中医学科研的大势所趋，也是目前将当代最前沿的信息技术与最古老的中医学相结合的最佳契机,这里有大量的工作尚待有志者去完成。

参考文献：

[1] [德]克劳斯·迈因策尔 著，曾国屏 译.复杂性中的思维.北京：中央编译出版社，2000：111.

第二篇：中医药膳及食疗学理论学习体会

中医药膳及食疗学理论学习体会

通过本学期对这门课程的学习，我学习了中医药膳及食疗的有关知识，了解了中医食疗文化，同时也激发了自己对药膳食疗的极大兴趣。药膳起源很早，在我国具有很悠久的历史。首先，我了解到什么是药膳和食疗。

药膳的概念：简单讲，药膳是以药物和食物为原料，经过烹调加工制作成的具有食疗作用的一种膳食。它是中医传统知识和烹调技艺的巧妙结合。它“寓医于食”，既将药物作为食物，又将食物赋予药用。既具营养价值，又可保健强身、防病治病、延年益寿。因此药膳既不同于一般的中药方剂，又有别于普通的饮食，是一种兼有药物作用和食品美味的特殊膳食。他可以使食用者得到美食的享受，又在无形中使身体得到滋补调养。因此，中医药膳的制作和应用，不但是门科学，更是一种艺术。

药膳是中医学的一个重要组成部分,是中华民族历经数千年不断探索、积累而逐渐形成的独具特色的一门临床实用学科，是中华民族祖先遗留下来宝贵的文化遗产。几千年来，中国传统医学就十分重视饮食调养与健康长寿的辨证关系，它包括食疗，即用饮食调理达到养生防病治病作用，以及药膳，即用食物与药物配伍制成膳食达到养生防治疾病的作用。中医学在长期的医疗实践中积累了宝贵的药膳食疗保健经验，形成了独特的理论体系，因而药膳学是中医学的重要组成部分。

药膳的起源：在我国，自文字出现后，甲骨文和金文中就已经出现了“药”和“膳”字。“药膳”最早见于《后汉书 列女传》。《孟子》上说：“食、色，性也”，是说人类的本能。“民以食为天”这是一句古话，则指人类为了生存、繁衍后代，就必须“填饱肚子”的重要性，以维持身体新陈代谢的需要。原始人最重要的一件事就是觅食。当时的食物，完全依赖于大自然的赐予。吃的食物种类很多，不可避免的误食不合适的食物，而引起不良反应。《韩非子·五蠹》说过：“上古之世„„民食果瓜蚌蛤，腥臊恶臭，而伤害腹胃，民多疾病。”《淮南子·修务训》也说：“古者民，茹草饮水，采树木之实，食蠃之肉，时多疾病毒伤之害。”说明了远古时期的先民，确实曾受到有害饮食所致疾病的折磨和困扰。经过长期的生活实践，人们逐渐认识到哪些食物有益可以进食；哪些有害而不宜食用。《淮南子 ·修务训》说是：“神农„„尝百草之滋味，水泉之甘苦，令民知所避就，当此之时，一日而遇七十毒”，生动地说明了先民在寻找食物过程中，避开有毒的，摄取无毒食物的情况。同时，人们发现有许多种类的食物可以解除疾病所带来的痛苦，有些食物吃后具有强身健体的作用。于是，许多即可果腹，又可疗疾的食物被人们所重视，这就是中医学中“药食同源”的理论依据。质言之，人类在发现食物的同时，也就包含了食疗药膳的出现。所谓“药食同源”，应理解为源于同一发现过程，并不是食即是药，药即是食。

《黄帝内经》特别强调了药治与食治相结合的重要，“毒药攻邪，五谷为养，五果为助，五畜为益，无菜为冲，气味合而服之，以益精气。”孙思邈的《千金方》中有“夫为医者，当须先洞病源，知其所犯，以食治之，食疗不痊，然后命药”，并设“食治专篇”。元代忽思慧《饮膳正要》收载常用食物203种，并逐一介绍食物的性、味及有毒无毒及效用，至为实用。在使用方面很讲究配膳，详尽记载了各种烧饼、馒头、包子及其他食物的制作方法。明代著名医学家李时珍的《本草纲目》中收集了大量食物（腐乳、酥等），并列举了很多食疗方，极大的丰富了食疗保健的内容。

近代药膳研究方兴未艾，药膳产品甚为丰富，药膳剂型名目众多，药膳水平有所提高。

药膳与中医关联密切，但与中医药物又有区别，兼具药物和食物的特点。其具有以下几个显著特点：

注重整体，辩证施食。即在运用药膳时，首先要全面的分析患者的体质、健康状况、患病性质、季节时令、地理环境等方面的情况，判断其基本症情。然后再确定其相应的食疗原则，给予适当的药膳治疗。如慢性胃炎者，如属胃寒者，宜服良副粥；若属胃阴虚者，则服玉石梅楂饮。

防治兼宜，效果显著。药膳既可以治病，又可以强身防病，这是其有别于药物治疗的特点之一。药膳多是平和之品，但其防治疾病和健身养身的效果比较显著。如莱阳梨香菇补精、山东中医学院研制的“八珍食品”。

良药可口，服食方便。由于中药汤剂多味苦，故民间有良药苦口之说。有些人，多是儿童因畏苦不愿食药。而药膳的食用，多是药、食两用，且有食物的色、香味等特性。即使加入了部分药材，由于注意了药物的性味选择，并经过与食物的调配与精心烹调，仍然可制成美味可口的药膳。

药膳根据其保健养生功能和加工工艺，可分为以下几类： 保健药膳 主要包括减肥药膳、美容药膳、增智药膳、明目药膳、聪耳药膳、防病药膳以及抗衰老药膳等。

治病或辅助治疗药膳：此类药膳是在专业药膳师或者临床医师的指导下，遵循辩证施膳的原则而遣药配膳。如解表药膳、祛痰止咳药膳、健脾消食药膳、清热生津药膳、安神助眠药膳等。

按照药膳的工艺特点分，可以分为流食类、半流食类、固体类。流食类包括：汁，如鲜荷叶汁、鲜藕汁等；饮，《圣济总录》姜茶饮等；汤，《千金方》葱枣汤；酒，木瓜酒等。半流食类包括：膏，如《积善堂经验方》乌发蜜膏等；粥，如《圣济总录》枸杞羊肾粥等；糊，如藕粉、菱角粉。固体类包括糖果《随息居饮食谱》中柿霜糖；饭食如茯苓饼、八珍糕。菜肴，如香椿鱼、冬虫草芽等。

药膳虽好，但其应用也要注意相应的原则。误食误用，非但不能发挥药膳食疗的独特功效，还会给食者本身的身体健康造成不便甚至贻误治疗。因此，药膳的食用应遵循以下几个原则：

因症用膳 中医讲辩证施治，药膳的应用也应在辩证的基础上选料配伍，如血虚的病人多选用补血的食物大枣、花生；阴虚的病人多选用枸杞子、百合、麦冬等，只有因症施膳，才能发挥药膳的保健功效。因时用膳 中医认为，人与日月相应，人的脏腑运行，和自然界的气候变化密切相关。“用寒远寒，用热远热”，意思是说食用性质寒凉的药物的时候，应避开寒冷的天气；采用性质温热的药物时，应远离炎热的天气。这一观点也适用于药膳。

因人用膳 人的体质年龄不同，用膳时也应有所差异，小儿体质娇嫩，选择原料不宜大旱大热；老人多肝肾不足，用药不宜温燥；孕妇恐动胎气，不宜用活血滑利之品。这都是在药膳中应注意的问题。因地用膳 不同的地区，气候条件、生活习惯有一定的差异，人体生理活动病理变化亦有不同。有的地方地处潮湿，饮食所温燥辛辣；有的地处寒冷，饮食多温而滋腻；而南方的广东饮食则多清凉甘淡，在应用药膳选料时也是同样道理。

通过这门课的学习，我也对自身的健康问题加深了认识和了解。之前去医院看病，医生告诉我是体质阳虚，且血瘀，一直服用中药调理身体。通过学习中医药膳及食疗理论，我知道还可以通过注意平时饮食习惯及使用特殊食材来调养身体，对药物起到辅助的治疗和调节作用。如山楂、醋、玫瑰花、金橘、油菜、番木瓜等就是血瘀体质者的首选，而肥肉等滋腻之品要少吃。此外，可以适当饮酒，如黄酒、葡萄酒、白酒等，对促进血液循环有益。阳虚质的人日常食物则应以温性食物为主,还应考虑有针对性地配合补气食物,保护脾胃,增加身体的抵抗力。常用的补阳食物可选用爆炒羊肉、猪肝、狗肉、鸡肉、红烧带鱼、黄鳝、虾(龙虾、对虾、青虾、河虾)、海参、淡菜、鹌鹑、刀豆、栗子、韭菜等,夏天不要吃过多冰冻食物。阳虚质的人适宜吃核桃仁，具体吃法可以将核桃韧煮粥。

中医药膳和食疗文化的博大精深需要我们现代人经行深入的了解和发掘，并将其运用于我们的日常生活以提高我们的生活质量。

第三篇：计算机仿真读书笔记

致的了解。计算机仿真读书笔记首先，要对计算机仿真的定义，学科发展状况，研究的范围和方法有一个大

阅读张英等的《现代计算机仿真技术》一文，知道并理解到一下方面：计算机仿真是计算机技术与仿真技术的结合 产生的一门学科，在本文中计算机仿真进行如下定义：计算机仿真是实体尚不存在或实体存在但在实体上不易处理，通过考察相关参数，结合相关研究领域，建立数学模型，然后编程实现在计算机中实现，通过改变相关参数和内外环境变化，达到全面了解考察实体的特性。这里的数学模型，本人认为还应当扩大模型的概念，还要包括物理模型和一些非描述的模型。

文中提到仿真技术的发展过程，包括三个阶段，模拟阶段，只能依靠实物进行仿真，缺点不能进行精细化仿真，成本还很高；模拟数字阶段，部分使用了数字技术，改善了一些模拟阶段的缺点；数字阶段，没有实物介入，完全数字化，可以精确完成很多大型非实时性的仿真过程，仿真的可靠性提高。

对于仿真的步骤，文中提到：首先获得相关领域的专业知识，再根据研究目的确定相关的参数和特征值，依据以上这些建立一个初步的数学模型，经过多次试验，调整参数，得到一个改进的模型，这是一个二次建模的过程。

文章的最后说明了计算机仿真技术应用范围广泛，在军事，交通、国民经济各行各业中都有广泛的应用，并强调计算机仿真关键是建立数学模型和提高仿真的可靠性。

之后，我阅读了徐庚保等写的《计算机仿真系统述评》，对于在计算机仿真技术的指导下计算机仿真系统有了一个大致的了解。

计算机仿真系统是基于计算机仿真技术构建的仿真系统实验工具。计算机仿真系统按空间分布主要分为以下三种类型：集中式、分布式、嵌入式。: 集中式仿真系统与仿真系统发展相类似，经过了模拟仿真系统、混合式仿真系统、数字仿真系统三个里程碑式的发展过程。体系结构上经过了主机—终端结构、现在向客户机—服务器模式、集中—分布模式发展。

分布式仿真系统出现的比较晚，在20世纪80年代才慢慢发展起来，以基于

高层体系结构（HLA）的分布交互式系统（DIS）为主发展较快，但对于高层体系结构研究还有很多的不足之处。

嵌入式仿真系统具有小型化、便于携带的特点，一般通过软硬件相结合来实现仿真。软硬件划分的方法的优劣直接决定了嵌入式仿真系统的性能，当前对于软硬件划分方法还处于初级阶段，如何分配软硬件，提出的有蚁群算法、模式匹配等方法。

最后本文提到了一些计算机仿真系统的发展动态，包括：多层次使用技术，将使用技术划分为5个层次，有基础技术、元、部件技术、系统级技术、应用级技术，还有集成综合仿真环境技术；逻辑靶场的概念，主要在军事上模拟演练发展中建立起来的，其核心思想是将各仿真系统和技术集成结合进行综合评估。

最后又读了张锋的《计算机仿真技术与应用》一文，加深对于计算机仿真技术发展、步骤、核心技术和应用的认识。

通过阅读前面两篇文章，已经对于计算机仿真技术及计算机仿真系统有一个大致的了解，在阅读本文中又有以下心得体会；

计算机仿真是系统仿真的一个分支，系统仿真是通过分析系统的运行和行为，来得到系统动态过程和运行规律，系统仿真实际模拟的是一个实际情景的动态过程，分析实物动态运行机制，得到实物动态运行规律。计算机仿真是在系统仿真中使用了计算机技术，利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。综合前文，可以这样对计算机仿真进行定义：计算机仿真是以数学理论为基础，利用计算机和其他物理设备为实验工具，用系统仿真模型模拟实物或设想的系统试验仿真研究的一门综合性的学科，它具有经济、可靠、安全、灵活、可多次使用的优点。

对于仿真技术发展的表述，此文描述与第一篇文献表述有所差别，综合以上两文，我认为可以这样来说明：仿真技术分三个阶段，第一阶段，模拟阶段，仿真技术是利用数学模型或物理模型下在具体试验物上进行仿真试验。第二阶段，混合阶段，将模拟仿真技术与数字仿真技术结合起来，但这里的数字仿真技术不完善，不宜懂得，数字仿真只局限于数据和列表，可读性差。第三阶段，数字仿真阶段，此阶段任在不断发展中，数字化中加入了图形图像的处理和表达，还增加了虚拟现实技术，增加了一些特殊设备，如3D眼镜，触摸仪器，模拟效果更

加逼真，更能让人感到如同身历其境。

计算机仿真的实现步骤中，建立数学模型常常使用到的方法有:演绎法、归纳法、综合集成法等。要建立一个好的数学模型，确定所研究特定领域的目标和边界，获得所用到的先验知识。

本文最后简要介绍了计算机仿真在国民经济中各行各业的应用。

这样通过上述三篇文献的阅读，对于计算机仿真技术概念，发展、实施步骤及广泛应用有了一定地了解，下一步就要用这些原理方法进行实际的应用。

第四篇：交叉口仿真计算机报告

计算机应用实习报告

目录

摘要…………………………………………………………………………………3 一 渠化与信号配时优化设计思路…………………………………………4 二 路口几何现状…………………………………………………………………4 2.1长江路与太行山路交叉口……………………………………………………4 2.2长江中路与井冈山路交叉口…………………………………………………5

三 仿真模拟………………………………………………………………………6

3.1绘制路网图……………………………………………………………………6 3.2分配车道和道路车流量………………………………………………………7 3.3交叉口信号配时………………………………………………………………7 3.4仿真模拟………………………………………………………………………9 3.5仿真3D视图…………………………………………………………………10 四 分析评价………………………………………………………………………11 4.1 道路交叉口服务水平………………………………………………………11 4.2 路口通行能力利用率………………………………………………………12 4.3 车流延误……………………………………………………………………12 4.4 道路占有率…………………………………………………………………13 4.5平均速度……………………………………………………………………13 4.6 停车延误……………………………………………………………………14 4.7 延误…………………………………………………………………………14 4.8 排队长度……………………………………………………………………15 4.9 燃料效率……………………………………………………………………15 总结 ………………………………………………………………………………16

摘要

目前在信号交叉口方案优化时，渠化组织优化研究与信号配时优化研究相分离，从而影响了研究的整体效果。文中以青岛市黄岛区的典型交叉口为例进行分析研究。在实际调查的基础上进行特性分析,利用Synchro7仿真软件对信号交叉口的现状信号配时方案进行分析，并对配时方案进行优化。结合分析结果，判断 渠化组织的合理性，再根据渠化组织确定相应信号配时方案。将信号配时优化与渠化组织协同考虑，最终确定推荐的渠化与信号配时设计方案。

交通拥堵问题必然引起整个交通系统的失调,给人们的出行带来延误，严重影响了人们正常的生活。因此有关部门正加大力度进行交通管制，以提高交通设施的服务水平。在对信号交叉口进行优化时，只考虑对信号配时优化，或只考虑对交叉口渠化进行改造等，两者没有协调考虑使得治理的效果不是非常理想。

本文针对青岛市黄岛区的交通特点，以青岛市黄岛区长江中路上的信号交叉口为研究对象，采用比较简便的信号配时软件Synchro7对交叉口信号配时现状进行分析、优化，在优化配时方案的基础上，对渠化方案进行比选，结合渠化组织形式再对信号配时进行优化，实现了两者的有机结合，将渠化组织优化与信号配时优化协调考虑可以较好地降低交叉口整体延误，提高交叉口地区的交通服务水平，从而为改善交叉口的交通运行状况。

道路交叉口信号配时优化仿真

——基于Synchro7仿真软件的配时优化

一、渠化与信号配时优化设计思路

通过基础数据调查，掌握交叉口现状，找出交叉口交通组织运行存在的问题，针对遇到的问题进行分析，并利用Synchro7仿真软件结合渠化形式进行信号配时和分析评价。如果目前的渠化与信号配时方案能够满足当前的交通需求，就不需要再进行优化，可以继续为交叉口运行服务；果不能满足当前的交通需求，则需对现状进行优化配时。如果现状信号优化配时，可以满足交通需求，就不需要再进行渠化方案设计，直接将优化的信号配时方案作为推荐方案；如果当交通量已经达到超饱和的情况，只对现状进行信号配时优化，仍不能满足需要，就要考虑进行渠化设计，利用Synchro仿真软件对设计的渠化形式进行仿真评价，通过渠化方案比选，得出最佳渠化方案。

渠化和信号配时是不能独立进行设计的，在同样的渠化方式下，根据选定的评价指标，进行信号配时方案比选，那么在选定最优周期之后，再进行渠化优化设计比选，确定最优的交叉口渠化形式，结合新的渠化方案再进行信号配时优化，通过各指标对配时方案进行评价，得出符合渠化方案的最佳信号配时方案。如果现状的交通渠化与信号配时设计效果比较好，那么就直接得出最优的渠化与信号配时方案。

二、路口几何现状 2．1 长江路与太行山路交叉口

此次选择的交叉口地处黄岛区主干道长江路与次干道太行山路和井冈山路相交路口，长江路与太行山路交叉口具有明显的代表性，路口东边是多元商城，西边是金华源旅馆，北边是长江中心，南边是黄岛汽车站，该交叉口位置比较特殊，是人群比较集中的地方，该路口以黄岛汽车站作为标志性建筑，我们将该路口命名为车站路口。黄岛区车站路口除了南北方向上行进口道的车道数为3车道，其他的进口道的车道数均为4车道；南北方向即太行山路上的机动车道车道宽度为3.5 m，绿化带宽度为2 m；东西方向长江中路上的车道宽度为3.5 m，非机动车道宽度均为5 m，绿化带宽度为3 m。如图1所示。

图1

长江中路——太行山路交叉口

2.2 长江中路与井冈山路交叉口

长江中路与井冈山路交叉口同样是一个比较特殊的交叉口，同样也是人群集中的地方。路口东边是瑞泰购物广场，西边是世纪商城，北边是永旺购物中心，南边是政府用地，该交叉口位置比较特殊，我们将其命名为世纪路口，黄岛区世纪路口各进口道的车道数均为3车道，都是左转、直行和右行车道；南北方向即井冈山路上的机动车道车道宽度为3.5 m；东西方向即长江中路上的车道宽度为 3.5 m，非机动车道宽度均为5 m，绿化带宽度为3 m。如图2所示。

图2

长江中路——井冈山路交叉口

三、仿真模拟

利用Synchro仿真软件结合渠化形式进行信号配时现状进行效果分析评价。3.1首先，要进行的是手绘路网图。

以描绘路段的方式来建立新路网，路段经连接后，即可成为一处交叉口，通常通过插入背景图片作为背景底图，以供描绘出路网，如图3.1所示。

图3.1 路网

3．2分配车道和道路车流量

图3.2车站路口

图3.3世纪路口

3.3各交叉口信号配时

车站路口信号周期长度为80.0s，各相位信号配时如图3.4和3.5所示，所有的右转均不受信号灯控制，实行渠化方式，降低交叉口信号控制的复杂程度。

图3.4 车站路口

图3.5 车站路口 3.4 仿真模拟

在对研究路网中的关键交叉口进行车道、流量、及信号配时之后，根据已有数据进行仿真模拟，在模拟过程中分析研究道路交叉口的延误、停车延误、道路占有率、平均速度等一系列体现道路交叉口服务水平的技术指标，进而分析如何进行信号配时的优化及交叉口渠化处理的因素。仿真模拟如图3.6和3.7所示。

图3.6 车站路口

图3.7 世纪路口 3.5 仿真3D视图

图3.8 车站路口

图3.9 世纪路口 四、分析评价

对于信号控制的单点平面交叉口来说, 信号配时优化往往对于减少车流的平均延误、停车次数, 提高交叉口的通行能力、服务水平起到至关重要的作用。交通信号配时的最终目标是得到优化的配时参数, 交通信号相位及相序、周期时长、相位绿信比等以使交叉口的交通效益最大化。其评价指标一般有以下几个: 通行能力、饱和度、行程时间、延误、停车次数、排队长度及油耗等。4.1道路交叉口服务水平

图4.1交叉口服务等级图

通过软件模拟仿真，从图中可以看到，车站路口的道路服务水平达到C级，世纪路口的道路服务水平是D级。两个路口的服务水平都比较底，急需优化管理控制，来提高交叉口的服务水平。4.2 路口通行能力利用率

图4.2路口通行能力利用率

4.3车流延误

图4.3 交叉口车流延误

4.4道路占有率

图4.4交叉口道路占有率

4.5平均速度

图4.5 交叉口车流速度示意图

4.6停车延误

图4.6 道路交叉口停车延误示意图

4.7延误

图4.7 道路交叉口延误示意图 4.8排队长度

图4.8 道路交叉口排队长度示意图

4.9 燃料效率

图4.9 道路交叉口燃料利用率示意图

总结

本次仿真实验对城市主干道辅路的交叉口的交通组织、交通渠化以及交通信号设计方法进行了初步的探讨, 研究结果表明利用SYNCHRO软件模拟交通解决此类交叉口的拥堵问题是可行的。应该指出的是, 城市道路交叉口的交通组织、渠化设计和各方向车道数的布设必须与交叉口的交通特征、各方向的交通量和交通信号设计相协调。这样才能尽可能提高交叉口的服务水平。

因为实验条件的局限性，因此所得到的各交叉口交通量和预测量有较大的误差，无法做出准确的预测，只能用于熟悉操作。此外，城市道路交叉口的交通组织、渠化设计和各方向车道数的布设与交叉口的交通特征、各方向的交通量和交通信号设计相协调，并与所处位置的实际情况、人文条件等条件约束。

第五篇：《计算机仿真》杂志社编辑部

《计算机仿真》杂志社核心征稿Q Q25767738

刊名： 计算机仿真

Computer Simulation

主办：中国航天科工集团公司第十七研究所

周期：月刊

出版地：北京市

语种：中文;

开本：大16开

ISSN： 1006-9348

CN：11-3724/TP

邮发代号： 82-77

3历史沿革：

现用刊名：计算机仿真

创刊时间：1984

收录情况：

该刊被以下数据库收录：

中国科学引文数据库(CSCD—2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

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Caj-cd规范获奖期刊

【刊物简介】

《计算机仿真》是由中国航天科工集团公司主管, 由航天科工集团十七所主办。98年起已列入国家科技部中国科技论文统计源期刊，同时被各种文摘数据库引录，如中国导弹与控制文摘、电子文摘等引录。也是全国核心期刊。内容函盖国内、外仿真技术各领域研究的理论与技术新成果。刊出文章中近几年来国家资金项目大约佔20%～30%左右。另外期刊质量取决于编委，我刊的编委是由仿真业界专家：院士、研究员、教授等组成。其中有：李伯虎、王子才等4位院士、孙柏林、曹建国、徐庚保、杨杰、游景玉等50位研究员和教授。

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仿真技术综述、军事领域仿真、人工智能与系统分析、航空、航天领域仿真、化工领域仿真、汽车仿真、分布交互式实时仿真、仿真应用与研究、过程的建模与验证、仿真培训系统、虚拟仿真、仿真方法与算法等20多个栏目。本刊为月刊，大16开本，320页面。

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例如：图

1、图

2、图3……表

1、表

2、表3……。图题、标题不要英文注释。

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实例如下:

[1] 杨宝民，朱一宁.分布式虚拟现实及其应用[M].北京：科学出版社，2000．

[2] 巫影等.虚拟现实技术综述[J].计算机与数字工程，2002，30（3）：41-45．

[3] P V Nikitin and K.V.S.Measurement of backscattering from RFID tags [C].Proceedings of AMTA Symposium.Oct.2005.1-4.[4] R Hansen.Relationships between antennas as scatterers and as radiators[C].Proc.IEEE, 1989, 77,(5):659–662.14、【作者简介】文中所有的作者都要有简介，且均要符合以下格式。并置于文章的参考文献后。

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