ＺＯＯ２年第ｉ ６卷第１期 华北工学院测试技术学报
（总第３９期） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＥＳＴ ＡＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭ ！！ Ｑ Ｑ Ｖｏ１ １６ Ｎｏ．１ ２００２ （Ｓｕｍ Ｎｏ．３９）
文章编号：１００８ ６３７４（２００２）０１ ７０—０３
仿真与人工智能技术的结合与发展
黄德生
（ＩＩＪ西大学师范学院计算机与数学系．山西太原０３００１￣）
｝奔要： 目的 回顾仿真技术的发展．探讨建横的一些关键技术．方法拉 莅建模的缺陷．把人工智 髂的方法引八建棋．结果与结论扩大丁计算机仿真建模的应用范围＋省时又省力．凡机界面友好．
关键词 仿真技术；建模；模拟；数字仿真 中图分类号：ＴＰ３９１．９ 文献标识码：Ａ
仿真技术在科学研究，工程设计、建筑、自动控制领域，企业管理、人口动力学等方向有着极其重要
的应用
９０年代，我国对新的先进仿真技术开展了研究，这主要有联网仿真、分布交互仿真、虚拟现实仿真、
基于仿真的设计、定量与定性相结台的仿真、建模与仿真的重用和互操作性等等．仿真的发展面临一个
长期的发展过程．５０年代仿真是应用于自动控制领域，采用的是模拟计算机和面向方程的建模方法．６０
年代仿真扩展到离散事件系统和社会经济等非工程领域．７ｏ年代仿真应用于指挥人员、管理人员、驾驶
员进行模拟培训．８０年代仿真算法及优化，仿真软件方面取得很大成就．开发出多种通用连续系统仿真
语言，连续离散混台仿真语言，这些可在工作站及微机上进行运算＋我国还研制出数字仿真计算机，并
向智能化新一代仿真计算机方面发展．仿真技术发展可用图１加以概括．
从模拟仿真到模拟一数字仿真，这期间属于实时仿真，而从模拟一数字仿真到数字仿真属于非实时
仿真 由于当今计算机技术高速发展及普及．仿真技术发展到没有实物介入的非宴时性的全数字仿真阶
段，这种仿真称为计算机仿真或数字仿真．
我们要对一个系统或对象进行计算机仿真，首先必须把握对象的基本特征，抓住主要因素，引入必
软件２０１３年第３４卷第ｌ１期 ＳＯＦＴⅥ 衄 国际ＩＴ传媒品牌
计算机仿真技术及其应用
高云红
（山东行政学院计算机系，济南２５００１４）
摘要：改革开放以来，我国科学技术研发速度加快，各行业领域的先进技术应用越来越成熟，为社会经济发展起到积极的推 动作用。随着计算机技术和网络信息技术的不断发展，计算机仿真技术的发展速度加快，并在不同的行业领域中得到广泛应用，
计算仿真技术已经成为一门新的学科。
关键字：计算机仿真技术；仿真应用；发展 中图分类号：ＴＰ３９１．９ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—６９７０．２０１３．１１．０３９ 本文著录格式：［１】高云红．计算机仿真技术及其应用卟软件，２０１３，３４（１１）：１１１
０引言
随着计算机科学和技术的高速发展，计算机仿真技术在现
代行业领域中得到广泛应用，并在相关行业领域发挥着至关重
要的作用。计算机仿真技术是对现实系统的抽象属性进行模仿，
建立相应的仿真模型。人们利用着这种模型进行动态试验，从而
获取所需信息，以此帮助人们对现实系统的抽象问题做出决策。
１计算机仿真技术的综合概述
１．１计算机仿真技术的定义
计算机仿真系统是建立在现实理论和相关技术的基础之上
的，其中包括信息处理技术、计算机技术以及控制理论、仿真
理论等。它是以计算机为载体，以其他物理设备为主要工具，
通过建立仿真模型对现实系统进行动态试验，并结合相关学科
知识和信息资料对动态试验的结果进行分析和研究，以此对抽
象问题做出决策。计算机仿真技术已经成为一门新的学科，是
利用计算机技术和仿真理论来研究问题对象的重要技术手段和
方法。
１．２计算机仿真技术的发展
自从计算机仿真技术诞生以来，就受到世界各国的广泛关
注和高度重视。它是以计算机为基础，根据问题对象的实际要
求，建立真实的数学模型，并将其转换成仿真模型。在不同的
决策问题下，利用计算机系统来演示运行状态，从而将抽象问
计算机仿真与建模数学建模和仿真技术
计算机仿真与建模是一种基于数学模型和仿真技术的研究方法，通过使用计算机模拟和实验来预测和分析现实世界的各种现象和系统行为。该技术在科学研究、工程设计、决策支持等领域具有广泛的应用。
一、数学建模
数学建模是计算机仿真与建模的基础，它利用数学模型来描述和解决现实世界中的问题。数学建模是一种将实际问题转化为数学形式进行描述和求解的方法，通过对问题进行抽象和简化，建立起数学模型，从而得到问题的解析解或数值解。
数学建模通常包括问题的描述、模型的建立、求解方法的选择和模型验证等步骤。在建立模型时，需要考虑问题的物理背景、相互关系和约束条件，合理选择数学方法和工具，以及对模型进行检验和优化。
二、仿真技术
仿真技术是计算机仿真与建模的关键工具，它通过创建虚拟的仿真环境，模拟实际系统的行为和演化过程。仿真技术可以提供对系统运行状态、特征和性能等方面的详细和准确的信息。
仿真技术通常包括模型构建、参数设置、仿真运行和结果分析等步骤。在模型构建中，需要根据实际系统的特点和需求，定义系统的组成部分和它们之间的关系；在参数设置中，需要确定各个参数的取值范围和初值；在仿真运行中，需要选择适当的仿真算法和计算机资源，进行模拟计算和结果记录；在结果分析中，需要对仿真结果进行统计分析和可视化展示，以便于对系统的行为和性能进行评估和改进。
三、应用领域
计算机仿真与建模数学建模和仿真技术在各个领域都有广泛的应用。在自然科学领域，如物理学、化学和生物学等，可以利用仿真技术模拟和预测物理过程、化学反应和生物系统的行为；在工程设计领域，如航空航天、汽车制造和建筑结构等，可以使用仿真技术验证和优化设计方案，提高产品性能和可靠性；在社会科学领域，如经济学、管理学和社会学等，可以运用仿真技术模拟和分析人类行为和社会系统的运行规律，为决策提供科学依据。
总结：
计算机仿真与建模数学建模和仿真技术是一种重要的研究方法和工程技术，通过数学模型和仿真技术的应用，可以更好地理解和解决现实世界中的问题。不论在自然科学、工程设计还是社会科学领域，计算机仿真与建模数学建模和仿真技术都有着广泛的应用，为各个领域的发展和进步提供了重要支持和推动力量。
ＶＡ 濑驻 【技术研发】
计算机仿真技术在建筑工业中的应用研究
王嘉平 （吉林建筑工程学院城建学院吉林长春１３００６２）
摘要： 介绍应用贴图烘焙技术与仿真软件数字平台的结合，焙真实光感，以及大规模的数字资源管理。阐述从技术上应用图象精模转低模，合理应用数字 平台系统。 关键词： 贴图烘焙技术；三维可视化；数字平台 中图分类号：ＴＰ３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－－７５９７（２０１Ｏ）１１１００９８－－０１
０ ５Ｉ育 随着计算机技术以及计算机图形学的发展，三维可视化仿真技术已经 得到了广泛的研究。仿真技术目前比较成熟的软件产品大多掌握在发达国 家手中，其技术含量高，应用方便，同时和设计类辅助软件结合紧密，可 以做到无缝链接。计算机仿真技术改变了传统的计算机辅助设计被动静态 的信息传递方式。仿真技术的特性包括：交互性、想像性和沉浸性。仿真 技术就建筑视觉模拟的可行性而言，应用领域可包括：建筑物模拟、室内 设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历 史性建筑模拟等。在建筑设计中既要进行空间形象思维，又要考虑到以用 户的感受为核心，这是一连串的创新过程，包括规划、设计、建设施工、 维护等。巨大的成本和不可逆的执行程序，不能出现过多的差错，而仿真 技术正是可以现实以一种可以创造和体现虚拟世界的系统，来减少前面的 巨大成本支出。充分利用计算机辅助设计和计算机仿真技术，可以大幅度 减轻设计人员的劳动强度，缩短设计周期，提高设计质量，节省投资。所 以，当前计算机仿真技术在建筑设计中得到了广泛的应用。 １应用三维可视化仿真解决的问囊 本系统平台能够从各个方位、全面、立体、形象地反映规划方案的设 计成果。让人身Ｉ临其境的看到方案建成后的效果，更有利于清楚的认识、 判定规划方案的可行性与合理性。通过贴图烘焙技术来解决数据资源替换 问题，作为大规模的模型、图片、数据管理极易出现数据资源替换差错问 题。贴图烘焙技术可以在完成高质量的基础上解决数字资源管理的问题。 １．１在应急抢险决策中的应用 在人口高度密集的大城市高速发展的同时也潜伏着高风险，我们的城 市越大，就需要更加科学的应对突发事件给我们所带来的灾害。如：地 震、爆炸、火灾、洪水、疫情等．任何一场灾难都会给我们带来一连串的连 锁反应以及大范围的恐慌。面对突如其来的突发事件，政府官员们需要更 加迅速、全面、准确的了解事件发生的范围以及可能产生的后果，最短时 间内做出判断，并且在救援、疏散等方面做出决策，采取有力的措施把灾 难和损失降到最低点，发布科学的信息控制住恐慌蔓延。三维可视化平台 可以在应急抢险等方面作为一种主要工具为决策者提供支持。通过直观的 三维可视化场景可以使决策者很快了解灾难的发生位置、影响范围以及周 边环境，可以通过后台数据库调出相关数据进行查询和分析。 １．２三维可视化仿真系统在建筑工业中的应用 三维可视化仿真系统在建筑工业中首先需要从“顶视图”的角度，有 精确的“尺寸”和“位置”数据，包括整个仿真区域、区块（Ｂｌｏｃｋｓ）和建 筑物。最终的虚拟场景和实景的尺寸比例为１：１。原始“顶视图”数据有两 个来源：ＤＸＦ文件（２Ｄ）：ＡｕｔｏＣＡＤ（ＤＷＧ＆ＤＸＦ）；ＡｒｃＶｉｅｗ（ＳＨＰ＆ＤＸＦ）；地图 ／航拍正投影像数据。一般平面ＤＸＦ文件为ｌ：ｌ比例，可以达到尺寸／位置精 确；但地图／影像数据（Ｉｍａｇｅｓ）只是一定比例的相对数据。对于Ｉｍａｇｅｓ数 据，首先要保证扫描处理时不能有尺寸变形（Ｉｍａｇｅ Ｓｉｚｅ），做等比例缩 放至１：１才行。或者，如果已知Ｉｍａｇｅｓ的方位角度和精确的ｘＹ覆盖范围，可 以先做一个精确尺寸的方块，然后将此Ｉｍａｇｅｓ作为纹理覆盖上去。这样， 我们才能对整体布局有一个基本的定位，以保证最终完成的视景三维数据 库的精确性。 这样做了以后，整个数据库都还是建立在一个平面地形上。但一般的 城市仿真中，基本都是平面地形或对地形的起伏不要求。个别情况需要根 据实际地形作出一定的起伏，或者在某些局部区域做一些小山包等。精确 三维地形的制作是另外一个专题了。这里，都是以平面地形的城区建模为 基础。整个大的建模任务可以划分为区块建模和环境建模，环境建模主要 是树木等的加入。道路可以放到环境建模中再细化。但区块这时要拉起一 定的高度，根据实际尺寸和选择０．２－０．５米的高度，并视情况在此阶段把 “路沿”和“人行道”也做出来。区块（Ｂｌｏｃｋ）和道路是紧密相连的。一 般都是道路把整个城市区域分割成多个区块。区块的划分是很重要的，完 成了区块划分后，我们就可以把整个建模任务分割开来。 ２建立建筑物基本三维横型 从顶视图信息中，我们确定了各个建筑物的位置和顶面形状（或底面 形状），下一步就是要确定其高度信息了。不过，在勾画区域／建筑物的底 面形状时，如果用的是ＤＸＦ数据源，可以和原始数据保持精确一致；但如果 是用的Ｉｍａｇｅｓ数据源，就会有人工误差，只能大致精确，其误差值根据影 像分辨率的大小而有所不同。高度信息的确定，除了来源于ＡｕｔｏＣＡＤ设计信 息，如三视图（尺寸精确），和测绘信息（楼层数信息，一般可以和影像 数据同时提供，但要收费）外，就是直接到现场去看和拍摄了（可以得到 楼层数信息和大致比例尺寸，但不精确）。从顶视图信息和高度信息，就 可以拉出其基本三维形状了。同时，物体的顶面纹理依然可以保留。但这 样建立起来的三维建筑物只具有基本形状，今后进一步的工作包括： 侧面纹理贴图；对于重点建筑物，需要全新建模；原来的Ｂｏｘ状物体稍作修 改后，可以作为最低层次的ＬＯＤ模型。建筑物模型的精美程度只受硬件多边 形数的限制，可以做得很漂亮，甚至可以加入建筑物内部模型。这样，一 个基本的城区三维虚拟环境就建立起来了。 ３■点建筑铂建模 和３ＤｓＭａｘ／Ｍａｙａ建模思路基本一致，都是几何形状加上材质／纹理，只 是针对视景仿真有一些规则。另外，在建模中，要有良好的习惯，如目录 结构组织、层级结构组织、外部参考、相对路径、层次细节的选定、英文 命名等。 ４结语 计算机仿真技术在建筑工程中可以作为一种解释手段来论证整个系统 和方案运行的情况，同时它也可以作为一个强大的资源数据库，又可以作 为一种预测未来的发展状况。因而，计算机仿真技术有可以看作是一种特 殊的实验手段，采用计算机仿真技术来描述和预测整个施工设计方案的全 过程是十分必要和可行的。
