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基于虚拟现实的轨道交通车辆数字孪生仿真系统肖罡;廖琴;杨钦文;张蔚;赵斯杰;黄晋【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2024(27)3【摘要】[目的]为了提高轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性,依托VR(虚拟现实)技术,构建了轨道交通车辆数字孪生仿真平台。
[方法]通过轨道交通车辆数字孪生三维模型与机理模型的层级式构建方法,以及层级式关联映射方法,实现了三维模型与机理模型融合,耦合生成了轨道交通车辆数字孪生三维物理模型,并由此提出了一种轨道交通车辆数字孪生仿真系统以及系统的构建方法。
以青岛某地铁车辆及其相应运行线路为研究对象,通过搭建的VR平台及车辆自动驾驶控制算法,对该仿真系统功能进行了试验验证。
[结果及结论]试验表明,列车实际运行速度与控制运行速度误差均在±1.5 km/h内,证实了模型的有效性。
轨道交通车辆数字孪生仿真平台的构建方法为提升轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性提供了新的技术思路。
【总页数】5页(P135-139)【作者】肖罡;廖琴;杨钦文;张蔚;赵斯杰;黄晋【作者单位】湖南科技大学机电工程学院;江西科骏实业有限公司;湖南大学机械与运载工程学院;清华大学车辆与运载学院;中国计量科学研究院计量科学数据中心【正文语种】中文【中图分类】U270.14【相关文献】1.一种基于虚拟现实系统的船舶数字孪生框架2.基于虚拟现实的数字孪生车间集成管控系统框架3.轨道交通车辆基地数字孪生运维平台研究4.基于虚拟现实与数字孪生技术的自行火炮辅助维修系统5.数字孪生技术在轨道交通车辆全寿命周期管理中的应用思路因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于虚拟现实技术的交通场景仿真与优化随着科技的不断发展和创新，人们对于信息和数据的处理能力，已经达到了一个前所未有的高度。
随着互联网技术、大数据技术以及包括人工智能、物联网技术等在各行各业中的普及和应用，都已经带来了巨大的改变。
在交通出行方面，虚拟现实技术的应用也越来越多。
一、虚拟现实技术的介绍虚拟现实技术（Virtual Reality）是一种能够利用计算机等技术模拟出真实世界环境的技术。
通俗的说，就是模拟一个虚拟的环境，并让人们在这个虚拟环境中感受到仿佛身临其境的感觉。
在虚拟现实技术中，通过3D影像与交互式系统融合，在合适的设备下，可以让使用者直接获得视听感受。
尊从现实数据模拟，在仿真场景中进行操作与修改，以达到可视化的效果，真实世界与虚拟世界的结合，让人们能够在虚拟现实中体验到现实世界不曾有的体验，可以创造出完全不同于现实情形的场景。
二、虚拟现实技术在交通场景中的应用基于虚拟现实技术的交通仿真系统，可以重现道路交通、城市交通、高速公路交通等各种不同路段的情况，既可以利用真实现实数据进行模拟，也可以根据特定的需求和情况进行场景的创造，以此来达到更好的交通规划和优化。
例如，在城市的道路交通中，通过虚拟现实技术的仿真，可以模拟出不同时间段内不同车流量的情况，并进行相应的配置，使得交通繁忙的情况得到缓解，同时也能够优化道路的规划和设计。
在高速公路交通方面，通过虚拟现实的技术，可以针对较为危险和特殊的交通情况进行场景的模拟，以此来做有效的仿真测试和模拟演练，提升规范化行驶，避免车祸的发生。
同时，借助人工智能、大数据等技术，还可以通过数据分析和预测，对未来交通拥堵、安全等问题进行相关的优化。
例如，在高峰期时加强公交线路，可以优化道路利用率，降低拥堵的发生，方便出行。
三、虚拟现实技术在交通场景中的优势1.提高交通规划的便捷性和准确性：利用虚拟现实技术，能够对不同车辆、行人等行为数据进行模拟，以此为基础，对于交通场景的仿真模拟，能够更加方便地进行调整和定位。
基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台设计智能交通系统的发展与应用已成为当前城市交通领域的重要方向。
为了更好地研究和分析交通系统中的各种因素，提高交通管理和规划的效果，设计一个基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台成为一项具有重要意义的任务。
一、研究背景随着社会发展和城市化进程加快，交通问题日益凸显。
传统的交通规划和管理手段已经无法满足实际需求，因此需要寻找新的解决方案。
虚拟现实技术具有高度逼真的仿真效果和良好的交互体验，可以用于模拟和预测交通系统中的各种情况，为交通管理和规划提供科学依据。
二、平台设计目标基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台的设计目标主要包括以下几个方面：1. 逼真的仿真效果：通过高质量的图形渲染和物理仿真技术，实现逼真的交通场景模拟，使用户能够感受仿真环境的真实性。
2. 多维度的交互体验：利用虚拟现实设备提供的手柄、手势或语音识别等交互方式，使用户能够自由地观察、操作仿真环境中的交通系统。
3. 强大的数据分析功能：平台应具备数据采集、处理和分析的能力，能够实时监测和记录交通系统的各种数据，为交通管理和规划提供科学依据。
4. 网络协同支持：平台应支持多人同时操作和观察交通仿真，实现多方协同研究和决策。
三、平台设计方案基于以上目标和需求，设计一个基于虚拟现实技术的智能交通仿真平台，可分为以下几个模块：1. 仿真场景模块：通过高质量的图形渲染技术，实现逼真的交通场景模拟。
在模拟过程中，可以包括城市道路、交通信号灯、汽车和行人等元素，使用户感受到真实的交通环境。
2. 交互模块：利用虚拟现实设备提供的交互方式，使用户能够自由地观察和操作仿真环境。
用户可以通过手柄、手势或语音识别等方式，控制交通信号灯、调整车辆和行人的行为，以及观察仿真过程中交通流量的变化等。
3. 数据分析模块：平台应具备数据采集、处理和分析的能力。
可以实时监测和记录交通系统的各种数据，如车辆流量、行车速度、排队长度等，为交通管理和规划提供科学依据。
基于虚拟现实技术的交通仿真系统设计与实现交通仿真系统是一种利用虚拟现实技术模拟真实交通环境的软件系统。
它能够帮助我们更好地理解道路交通的运行规律，改善交通管理和规划决策。
本文将介绍基于虚拟现实技术的交通仿真系统的设计与实现。
一、需求分析在设计和实现交通仿真系统之前，我们首先需要进行需求分析。
交通仿真系统应具备以下功能：1. 虚拟道路网络建模：包括道路、路口、交通信号灯等元素的建模和场景构建。
2. 车辆模拟：模拟车辆的行驶行为，包括加速、减速、变道、避让等动作。
3. 交通信号模拟：模拟交通信号灯的运行过程，包括红绿灯切换、倒计时等功能。
4. 数据采集与监控：实时采集交通仿真过程中的各项数据并进行监控，如车辆行驶速度、拥堵情况等。
5. 可视化展示：通过虚拟现实技术，将交通仿真过程以图形化的方式展示出来，包括车辆运动轨迹、拥堵情况的可视化呈现。
二、系统设计1. 数据模型设计：根据交通系统的需求，设计出包括道路、车辆、交通信号等多个实体的数据模型。
其中，道路模型应当包括道路长度、车道数量、车道限速等属性；车辆模型应当包括车辆类型、车速、加速度等属性；交通信号模型应当包括信号灯颜色、倒计时等属性。
2. 虚拟道路网络建模：基于设计好的数据模型，使用三维场景建模工具（如Unity）进行道路网络的建模。
通过设置道路的形状、长度、车道数等属性，构建出完整的交通道路网络。
3. 车辆模拟与行为算法设计：通过设计合适的车辆模拟算法，使车辆在仿真环境中能够根据交通规则和周围车辆的动态状态来进行加速、减速、变道等行为。
车辆模拟算法需要考虑车辆的加速度和减速度等物理特性，并应根据不同车辆类型的特点进行调整。
4. 交通信号模拟与控制算法设计：基于设计好的交通信号模型，设计交通信号的运行逻辑和控制算法。
算法应考虑到不同道路交通流量的变化，以及交通信号绿灯时间的分配策略，使仿真系统中的交通信号灯能够自动根据交通流量的变化进行切换。
虚拟现实技术在自动驾驶领域的应用与挑战引言：虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是一种模拟现实场景的计算机生成的仿真环境，它通过多感官融合的交互方式，让用户感觉身临其境。
自动驾驶技术近年来发展迅猛，让我们对未来交通出行产生了更大的期待。
而虚拟现实技术作为一种强大的工具，有望在自动驾驶领域中发挥重要作用。
本文将探讨虚拟现实技术在自动驾驶领域的应用与挑战。
一、虚拟现实技术在自动驾驶领域的应用1. 驾驶员培训与评估虚拟现实技术可以为自动驾驶系统的驾驶员提供逼真的驾驶场景，让驾驶员能够在安全的环境下进行训练和评估。
通过虚拟现实技术，驾驶员可以模拟各种复杂和危险的交通状况，并学习正确的应对方法，提高其对自动驾驶系统的理解和操作技能。
2. 自动驾驶系统的设计与测试虚拟现实技术可以为自动驾驶系统的设计与测试提供有效的工具。
通过创建虚拟的驾驶场景，工程师们可以在计算机模拟环境中对不同的自动驾驶算法进行测试和优化。
这可以大大减少实地测试和开发过程中的风险和成本，并加快自动驾驶技术的推进速度。
3. 乘客体验改善虚拟现实技术可以为乘客提供更加丰富和多样化的娱乐和娱乐选择。
乘客可以通过虚拟现实设备，如头戴式显示器，在自动驾驶过程中体验沉浸式的虚拟世界，例如观看电影、玩游戏或沉浸在虚拟旅游中。
这种乘客体验的改善有望提高自动驾驶交通工具的吸引力和便利性。
二、虚拟现实技术在自动驾驶领域所面临的挑战1. 精确的模拟和感知虚拟现实技术需要能够精确模拟真实的驾驶场景，并能够准确感知和响应实时的交通信息。
其中包括能够模拟不同天气、路况和交通状况的多样性，以及准确地感知和预测其他车辆、行人和障碍物的动态变化。
这对虚拟现实技术的精度和实时性提出了极高的要求。
2. 数据获取和处理虚拟现实技术需要大量的数据支持，这包括高分辨率的地图数据、车辆周围环境的传感器数据、道路规则和交通标志等多种信息。
如何快速、准确地获取和处理这些数据，以实现虚拟现实技术在自动驾驶领域的有效应用，是一个重要的挑战。
浅析VR技术在智能交通中的应用虚拟现实技术(英文名称：Virtual Reality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。
虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。
随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。
VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，据了解到现阶段VR虚拟现实技术在很多领域有着惊人的实际应用，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。
虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。
模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。
感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。
除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。
自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。
传感设备是指三维交互设备。
虚拟现实技术在道路桥梁应用现状在高速公路和道路桥梁建设方面有着非常广阔的应用前景，可由后台置入稳定的数据库信息，便于大众对各项技术指标进行实时的查询，周边再辅以多种媒体信息，如工程背景介绍,标段概况,技术数据,截面等,电子地图,声音、图像、动画，并与核心的虚拟技术产生交互，从而实现演示场景中的导航、定位与背景信息介绍等诸多实用、便捷的功能。
作为信息化、工业化、智能化高度融合的产物，“智慧交通”体系带来了多元化的价值，包括滴滴、共享单车等所带来的资源共享，以及滴滴作为智能出行平台为司机与乘客双方提供的精准地理定位技术、快速响应系统能力、由信用等约束举措所构建的司乘自律机制和大数据推动的低成本运转等，让智能出行平台自身、全国数百万交通服务提供者以及数以亿计乘客都从中受益。
基于动态仿真技术的虚拟现实交通仿真与分析平台设计虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术已经在多个领域中得到广泛应用，其中之一就是交通仿真与分析。
基于动态仿真技术的虚拟现实交通仿真与分析平台设计，可以提供一个实时、可视化的环境，用于模拟和研究各种交通情景，进而提供有效的交通管理和规划方案。
虚拟现实技术的引入使得交通仿真与分析更加直观、真实。
它可以创建一个逼真的三维场景，将交通系统中的各种要素如车辆、路网、信号灯等进行模拟，用户可以通过VR设备身临其境地观察和参与交通场景中的各种情况。
这种感官上的体验有助于交通研究人员更好地理解交通问题的本质以及采取相应的措施。
在设计虚拟现实交通仿真与分析平台时，首先要考虑的是数据源和数据处理。
实时交通信息的获取是平台设计的关键，可以通过传感器、监控设备等手段采集实时交通数据，并进行处理和分析。
这些数据可以包括车辆数量、车速、道路拥堵情况等。
同时，还需要考虑车辆行为的模拟，如加速、减速、转向等，以及信号灯的控制逻辑等。
其次，虚拟现实交通仿真与分析平台需要设计一个逼真的交通场景。
这个场景应该包括真实的道路网络、建筑物、交通标志和信号灯等元素。
通过建模和渲染技术，可以将真实世界中的道路、街区等元素转化为虚拟现实场景中的3D模型。
此外，对于特定的交通问题研究，还可以根据需求设计特定的交通场景，比如高速公路、市区拥堵等情景，以便更好地模拟和分析实际交通情况。
为了提供更好的交互体验，虚拟现实交通仿真与分析平台还需要考虑用户操作界面的设计。
用户应该能够通过VR设备和控制器在虚拟现实场景中自由移动和观察，同时，还要提供相关的操作菜单和设置选项，以便用户可以进行各种交通仿真与分析操作。
例如，用户可以选择不同的交通工具、调整交通流量、改变信号灯控制策略等。
这样能够使用户对交通问题进行更细致的研究和分析。
虚拟现实交通仿真与分析平台的设计还需要考虑仿真和计算的性能。
这种平台通常需要处理大量的数据和进行复杂的计算。
基于虚拟现实技术的智能交通仿真系统设计与实现随着人口的不断增加和城市化进程的加速，交通拥堵、事故频发等问题正在严重影响着人们的日常生活。
如何提高交通效率、减少交通事故，成为当代社会所面临的重要课题。
虚拟现实技术的迅猛发展为解决这些问题提供了全新的思路和方法。
本文将介绍一个基于虚拟现实技术的智能交通仿真系统的设计与实现。
一、系统需求分析1. 交通仿真场景选择智能交通仿真系统需要模拟真实的交通环境，因此需要选择一个典型的交通场景。
可以选择城市交通拥堵、高速公路行车、交通事故处理等场景。
选择一个典型的场景，有助于更好地设计和实现系统功能。
2. 虚拟现实技术应用该系统设计与实现以虚拟现实技术作为基础，因此需要选择相应的虚拟现实技术。
如VR（Virtual Reality）虚拟现实技术、AR （Augmented Reality）增强现实技术，并根据仿真场景的实际需求进行适当的选择。
3. 系统功能需求智能交通仿真系统应具备以下功能：- 车辆行驶仿真：模拟车辆在道路上的行驶情况，包括车辆的加速、减速、转弯、刹车等动作。
- 路况模拟：模拟实时的交通路况，包括交通流量、车辆速度、事故发生等情况。
- 交通事故预警：根据交通仿真结果，对可能发生的交通事故进行预警，提供相应的提示信息。
- 交通管理与优化：基于仿真结果，分析交通拥堵的原因，并提供相应的交通管理和优化措施。
二、系统设计与实现1. 软件开发环境选择根据系统的需求，选择合适的软件开发环境。
可以选择Unity3D、Unreal Engine等虚拟现实开发平台进行系统的设计和实现。
2. 3D建模与场景设计利用3D建模软件，设计车辆模型、道路模型、交通标志等。
根据选定的场景，将设计好的模型和场景导入到虚拟现实开发平台中，并进行合理布置和调整。
3. 车辆行驶仿真实现基于选定的虚拟现实技术，利用编程语言进行车辆行驶仿真的实现。
通过对车辆模型的控制，实现车辆的加速、减速、转弯等动作，并与交通场景进行交互。
智能交通系统中的虚拟仿真与决策优化智能交通系统是一个以现代信息技术为基础，通过车辆、道路及相关交通设施之间的信息交互，实现交通流的合理调度和优化的系统。
在这个系统中，虚拟仿真和决策优化发挥着重要的作用。
本文将探讨智能交通系统中虚拟仿真与决策优化的作用和应用。
首先，虚拟仿真是智能交通系统中不可或缺的技术支撑。
通过建立仿真模型，可以对交通系统各个部分进行模拟和测试，从而更好地理解和分析交通系统的运行规律。
例如，通过虚拟仿真可以模拟不同交通流量下的交通堵塞情况，评估当前道路系统的瓶颈以及提供改进策略。
虚拟仿真还可以通过模拟车辆行为和规则，提供更准确的交通预测和可视化展示，帮助交通管理者制定合理的控制策略。
其次，决策优化是智能交通系统中实现高效交通流的关键。
在复杂的交通环境中，交通管理者需要根据实时数据和交通指标，做出合理决策以使交通系统达到最佳运行状态。
决策优化可以通过建立数学模型、算法设计和优化方法，针对交通系统的不同问题进行分析和解决。
例如，通过交通模型和算法，可以实现交通信号灯优化，即根据实时交通情况自动调整信号灯的时间和周期，以最大程度地减少交通拥堵和减少交通事故发生概率。
除此之外，决策优化还可以应用于路径规划、交通调度和资源分配等方面，提高交通系统整体的效率和安全性。
虚拟仿真和决策优化在智能交通系统中相辅相成。
虚拟仿真为决策优化提供了可靠的数据基础和测试环境，而决策优化则通过分析仿真数据，提供了更准确的决策方案。
虚拟仿真和决策优化的结合可以有效地降低决策的风险，优化交通系统的效果。
近年来，智能交通系统中虚拟仿真与决策优化的应用逐渐增多。
一方面，交通管理者和研究人员通过虚拟仿真技术可以更好地理解交通系统的行为和特性，并能够对各种交通策略进行仿真测试。
另一方面，决策优化方法的应用可以提供实时的交通控制方案，使交通流更加顺畅和高效。
在未来，随着技术的不断发展和智能交通系统的进一步完善，虚拟仿真和决策优化在交通系统中的作用将会进一步提高。
前沿技术在城市交通和智能交通中有哪些应用？一、无人驾驶技术无人驾驶技术是当今城市交通和智能交通中最为炙手可热的前沿技术之一。
无人驾驶技术借助人工智能、传感器、大数据等技术，可以使汽车摆脱对人类的依赖，自动行驶于道路上。
无人驾驶技术的出现将彻底改变现代交通的面貌，提高交通效率，减少交通事故，并节约能源。
二、物联网技术物联网技术是指将各种感知装置和智能设备通过与互联网连接，实现信息的互联互通和自主调控的技术。
在城市交通和智能交通中，物联网技术可以用于实现车辆与信号灯的联动、车辆与交通管理中心的即时通信、智能停车、远程监控等功能。
物联网技术的应用可以大大提升交通的智能化程度，进一步优化城市交通流量。
三、人工智能技术人工智能技术为智能交通的发展提供了有力支持。
通过深度学习和机器学习等技术，人工智能可以对大规模的交通数据进行分析和处理，从而实现交通管理、交通管制、交通运输规划、交通预测等方面的智能化应用。
人工智能技术的应用可以大幅提升交通的安全性和效率，并能够根据实时情况做出及时调整，提供更好的出行体验。
四、虚拟现实技术虚拟现实技术是通过计算机生成一种逼真的虚拟世界，使人们在其中获得身临其境的感受。
在城市交通和智能交通中，虚拟现实技术可以用于交通仿真、驾驶培训、交通事故重现等方面。
通过虚拟现实技术，驾驶员可以进行实景驾驶练习，提高驾驶技能；交通管理者可以在虚拟环境中模拟不同交通情景，制定更科学的交通管理方案。
五、大数据技术大数据技术是指通过对大规模数据进行统计、分析和挖掘，从中获取有价值的信息和知识的技术。
在城市交通和智能交通中，大数据技术可以用于交通流量预测、交通拥堵监测、交通事故分析等方面。
通过对大数据的分析，可以更好地理解和解决城市交通中的问题，提供科学依据和参考建议。
总结起来，前沿技术在城市交通和智能交通中有广泛的应用。
无人驾驶技术、物联网技术、人工智能技术、虚拟现实技术以及大数据技术都为城市交通和智能交通的发展带来了新的突破和机遇。
图1.1：虚拟现实的３I特征交通仿真中的虚拟现实技术【摘要】虚拟现实技术是当今科技发展的新热点，虚拟现实技术也越来越多的成为交通仿真领域应用软件发展的新趋势。
本文简要介绍了虚拟现实技术的特点，探讨了在交通仿真中虚拟现实技术的应用情况，并对虚拟现实技术在这些领城的发展进行了展望。
【关键词】虚拟现实；交通仿真随着我国的交通事业迅速的发展。
在交通仿真应用软件不断更新，除了模型本身，虚拟现实技术的应用越来越多的成为这些软件发展的新趋势以及评价的一个重要指标，为实际应用提供了更为直观、有效的工具。
本文就交通仿真中虚拟现实技术的应用进行了分析和介绍，并对今后交通仿真领域虚拟现实技术的发展进行了展望。
一、虚拟现实技术综述虚拟现实技术(virtual reality, VR)，又称临境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征（如图1.１）的计算机高级人机界面。
它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。
使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。
虚拟现实技术具有超越现实的虚拟性。
虚拟现实系统（如图1.２）的核心设备仍然是计算机。
它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。
图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。
其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。
其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能，包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统，等等。
图1.2：虚拟现实系统的组成虚拟现实是近年来十分活跃的技术研究领域，是一系列高新技术的汇集。
虚拟现实是多媒体技术发展的更高境界，是这些技术更高层次的集成和渗透。
它能给用户以更逼真的体验，为人们探索宏观世界和微观世界以及由于种种原因不便于直接观察事物的运动变化规律，提供了极大的便利。
将某种概念设计或构思转化为可视化或可操作化的过程，实现逼真的现场效果，达到任复杂环境的廉价模拟训练等目的。
虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律三大手段。
二、交通仿真的概念仿真是将所研究的问题用其它手段加以模仿的一种技术，按所用的方法分为物理仿真和数学模型仿真即计算机仿真。
物理仿真就是对真实系统建立物理模型；数学模型仿真就是运用计算机及相应的程序代码表示实际系统，使之运行时与实际系统在逻辑上具有相同或类似的特性，从而可以用它来检验实际系统，修改实际系统的不足之处，或者用于教学演示等，并能节省费用和时间，减少不必要的风险。
具体来说，交通仿真技术是运用现代计算机技术建立能够替代实际交通系统的计算机模型的研究过程，该模型能够再现现实交通系统的特性，分析在各种设定条件下交通系统的可能行为，通过模型仿真的试验结果，以寻求现实交通问题的最优解、评价运输设施各类设计方案的效果。
宏观仿真和微观仿真是根据交通研究模型的不同而对交通仿真进行研究的两种主要方法。
根据交通宏观参数来描述交通流状态的模型是宏观交通模型，它主要是针对车流整体。
而侧重模拟车辆个体运动状态的研究方法则是微观交通模型。
若交通流的运行是通过流量——密度关系来控制，流体运动的机制通过交通流的运动来处理，且模型不追踪单个车辆处理，则主要应用在宏观仿真中。
典型的宏观仿真问题有路径出行选择问题、网络流量分配问题等。
微观仿真模型以单个车辆为描述对象，以跟车模型为基础，追踪每辆车的运动过程，在微观模型中，每辆车的位置和当前速度是很重要的参数，在交通网络环境中单个“驾驶员——车辆元素”的动态变化是微观模型的考察重点。
在考察过程中，要遵循的二个规则:车辆移动的基本规则(跟车模型和换道模型)、信号约束规则和服务优先规则。
到目前为止，较为成熟并且已具有相当商业性和通用性的交通仿真软件有:苏格兰Quadstone、Limited公司的PARAMICS；美国联邦公路署(FHWA)开发的CORSIM，NETSIM；德国PTV公司的VISSIM；西班牙TSS公司的AIMSUN2；另外还有由TRRL开发的TRANSYT；由MIT开发的DYNAMIT 等。
三、交通仿真中的虚拟现实技术交通系统是一个涉及驾驶员、车辆、道路、交通环境相互作用的复杂系统，既有其确定性的一面，又有随机性的一面，同时还有人的行为因素的影响。
尤其对于我国大城市的交通系统。
相比较国外的交通系统而言，其复杂性、不确定性、人的行为因素的影响表现得更为突出和集中。
对于这此复杂的交通现象和交通问题的分析，传统的分析方法即经验模型法和分析模型法很难加以科学、直观的分析，随着计算机技术的飞速发展，在复杂的交通系统的设计和分析中，因计算机仿真的优点在交通领域得到较为广泛的应用。
但随着“数字交通，概念的提出和基础设施的建设，人们在对交通的仿真精度提出更高要求的同时对系统界面的友好、直观也更为关注，而虚拟现实技术是解决这一问题的途径之一。
20世纪90年代后，如何对交通实际情况虚拟现实(VR)、多媒体技术(MMT )和二、三维动画技术有效地结合实现更加友好的人机工程成为交通仿真软件的研发重点。
１、微观交通仿真中的虚拟现实技术2000年后，交通环境的3D可视化的开发和实现己经成为交通仿真的一个重要的研究方向。
3D仿真技术的实现逐步开始与两个方面的技术紧密结合在一起，一方面是3D引擎技术，另一方面是就是虚拟现实技术(VR) 。
当前微观仿真技术应用比较多的领域是城市地理信息系统，基于细节层次显示技术和视景分块调度技术，结合虚拟现实技术，通过对图形数据和属性数据库的共同管理、分析及操作。
实现数据可视化，也可使用基于图形和基于图像的建模技术对建筑物和其他一些复杂的模型如树木等进行重建，再利用有理函数模型表示遥感影像与地面之间的构象关系，使用纹理映射技术，构建具有高度真实感的平面或者三维景观图。
或者将城市表面几何对象经过模型化后，都以数字的形式存储在计算机中，采用纹理和贴图技术、LOD模型、动态多分辨率的纹理与影像优化技术，进行微观仿真。
在软件方面，目前国内比较成功的交通仿真产品有同济大学的邹智军、杨东援开发的TESS；浙江大学的王晓薇、李平研究的城域混合交通流仿真系统的人机界面设计实现；同济大学的钟邦秀、杨晓光建立的面向对象微观交通仿真系统；清华大学的娄明、张毅研究的基于Java3D技术的虚拟车辆仿真系统；北京工业大学的荣建、向怀坤、冯天科研究的基于GIS的城市快速路交通仿真模型研究；中国农业大学的孙晋文对基于Agent的智能交通控制策略与可视化动态仿真进行了研究等。
但由于我国相关软件开发与国外还有相当差距，国内软件并没有得到推广。
目前，国内交通行业仍以引进国外交通仿真软件为主，应用较广的软件主要有英国的苏格兰Quadstone公司开发的Paramics、德国PTV的Vissim、美国Caliper公司的T ansModeler等。
2、行人仿真中的虚拟现实技术中国的城市交通以非机动车和机动车的混合交通流为主，行人干扰现象严重，所以，对行人进行仿真研究具有重要意义。
与机动车模拟仿真研究相比，对于行人运动仿真的研究起步较晚，究其原因主要在于行人运动比车辆运动更加复杂的缘故。
现在流行的行人仿真软件大都为国外开发的软件，如Keith Still 教授在1996年开发的Legion仿真系统；英国合乐(Halcrow)公司开发的PAXPORT仿真系统；荷兰Delft理工大学开发的NOMAD仿真系统；ANSYS 公司开发的STEPS仿真系统等。
国内面临的交通流问题从来都是混合交通流，但国外微观交通仿真软件绝图3.3：交通标志三维动态设计大多数没有行人和自行车仿真功能。
值得一提的是由德国PTV 公司开发的VISSIM 微观仿真软件已在它的VISSIM5.1版本中加入了基于社会力模型行人仿真模块，可实现了行人和车辆的动态交互行为，很大程度提升了仿真的准确性。
在行人三维设计方面，Legion 和VISSIM 的行人模块支持3D 图形效果，加上模型因素，被业界较为广泛的使用。
3、交通标志标线仿真中的虚拟现实技术在道路交通标志标线的设计、设置中应满足驾驶员在极短时间内易于辨别道路交通标志标线的要求，即满足道路交通标志标线视认性的要求。
目前，道路交通标志标线视认性测试方法有实验室内静态测试与实车场地动态测试两种，但这两种方法存在很多不足。
应用虚拟现实技术VR(Virtual Reality)的交通标志仿真系统的开发与研究受到越来越广泛的关注，这类仿真系统依照实际的交通设施设计方法设计，采用三维虚拟现实技术，从人机功效学的角度，实现人、车、路三维互动建模仿真，尽可能逼真的重现现实，以保证虚拟世界最基本的沉浸感。
模拟各种动态道路环境对交通标志的视认性及设置有效性进行综合评价，从而达到了优化交通标志设计方案、提高道路安全运营和节约试验费用的目的。
目前国内外交通工程领域对交通标志的研究大多还局限在对标志外观尺寸、颜色搭配、信息表述形式以及设施结构等方面，道路设计行业使用的交通标识标线设计模块也都停留在平面图形库水平。
利用虚拟仿真系统设计交通标志的研究尚处于起步阶段，我国已经有部分科研单位和大专院校开展了相关研究，如武汉理工大学ITS 研究中设计了基于半物理模型汽车模拟器的道路交通标志标线虚拟测试系统，交通部公路科学研究院等研究并开发了道路交通标志三维虚拟仿真评价系统，长安大学开发了基于真实环境的交通标志仿真试验系统。
这些系统目前尚处于研发阶段。
4、交通规划中的虚拟现实技术目前，国际上专业交通规划软件多达百种，但常用的只有十几种，如美国的TransCAD、英国的Cube、加拿大的EMME／2以及德国的PTV系统等。
尽管国内一些科研机构也在试图研制具有自主知识产权的交通规划专业软件，如东南大学交通学院的TranStar，建设部城市交通工程技术中心的TranSolution。
但这些软件也仅限于研究阶段，软件本身多有不尽如人意的地方，未能得到成功的商业推广和普遍的认同。
因此，目前国内基本上还是以应用国外成熟交通规划软件为主。
将虚拟现实技术和地理信息系统(GIS)相结合，构成虚拟地理信息系统，可以实现设计方案的优化。
在城市交通规划中，利用虚拟GIS技术可以完成城市道路地形图及相关信息的录入，实现空间数据和属性数据的采集，建立三维地形模型。
