产品详细介绍ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑系统1.系统方案ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台提供了基于物理的三维场景建模、基于语义的道路事件建模、基于物理光学属性的摄像头和激光雷达的仿真、基于物理电磁学属性的毫米波雷达的仿真，从而实现多传感器、多交通对象、多场景、多环境的实时闭环仿真。其主要功能如下：1)开放式交通场景编辑模块，自定义设定道路和交通场景，可以自定义设定道路两旁的建筑物，绿化带等等；2)可以根据用户需求，自定义设定道路场景上的交通流，可以自定义设定道路上来往的车辆，行人和交通指示灯；3)可以根据客户需求，自行设定主动驾驶（或算法控制车辆）的车辆动力学参数；4)支持高精度的三维场景仿真和基于环境光的模拟；5)支持高精度的物理属性的传感器仿真，包括毫米波雷达的仿真、摄像头的仿真和激光雷达的仿真；6)此外，考虑到能更加逼真地反映“人—车—路”在环仿真测试，该平台还提供了开放的接口，可以与实物传感器、VR设备、控制器、各类测试数据进行无缝的联入，从而更好的满足不同级别、不同目标的测试仿真要求。2.系统构成下面分别介绍本平台各模块的构成。2.1.自定义道路环境ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台提供了一套自定义道路场景的设计工具，具备直道、弯道、曲线等设计能力，支持道路宽度、长度、半径、方向、车道数量、车道方向、车道限速、车道类型等的编辑。同时，该设计工具支持高架等不同高度道路以及不同坡度倾角、道路交叉口、匝道、并道等的定义。还支持车道线的自定义化建模，包括单线、双线、实线、虚线、车道线纹理、颜色等一系列车道线类型。同时，软件集成丰富的环境模型库，如树木、建筑物、交通标识、路灯、电线杆、绿化带、动物，施工路段障碍物和设施、交通行人等对象模型，可根据用户需求对道路场景进行快速建模。除了自定义场景外，ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台还支持导入OpenStreetMap等3D高精地图，自动生成与地图匹配的道路模型。2.2.自定义交通场景ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台还提供了快捷的基于语义的道路交通流设计，包括车道行驶规则、车辆及行人行为、交通指示牌行为，以及某一时刻各交通对象交通行为的精确数据输出。此外，交通对象的行为也可以人为定义，包含如车辆驾驶行为、突然变道、突然加速、行人乱闯红灯和人行道等一系列场景的仿真，同时软件内部车辆和行人之间可自定义交互与否，即可仿真自动避让行人和忽视行人发生碰撞等行为。软件内嵌脚本语言定义，同时也支持如Python，C++等语言的接口控制来定义交通行为。如下图所示，为通过语义级的脚本语言来定义车辆和行人等交通对象的行为。2.3.构建车辆动力学模型除了上述的道路场景以及交通流的搭建能力之外，ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台同样提供了基于总成特性的车辆动力学模型，并提供了以下性能参数的配置： 底盘参数，如长宽高、轴间距、重量等； 性能参数，如最大时速、引擎转速等； 转向参数； 轮毂参数； ……同时，软件还提供了各类特性参数的预定义实验数据，方便用户对所定义车辆的特性进行快速的测试验证。相关的实验数据有： 加速特性实验数据； 刹车特性实验数据； 转弯特性实验数据； 方向盘特性实验数据； 侧风实验数据； 障碍物和转弯实验数据； ……ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台还支持外部车辆动力学模型的导入和集成，如CarSim车辆动力学模型，以及用户自研的车辆动力学模型。2.4.基于物理真实的三维场景建模在无人车辆的物理仿真中，除了前述关于道路场景，交通流以及车辆动力学模型的建模能力外，ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台的最大特点和优势在于提供基于物理真实的三维场景建模和ray-tracing的图形算法。使得上述的场景的构建与物理真实达到一个高匹配度，以此对无人车中传感器的感知和后期控制算法的验证提供了很好的准确性和真实性，以减少场景搭建的缺陷所带来的传感器和感知算法的决策错误。在整个基于物理真实的建模平台搭建中，ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台会通过对以下物理真实参数的定义和基于ray-tracing的图形算法来保证仿真的准确性和真实性： 环境光源的定义，包括： 天空的照度值； 基于经纬度的太阳光的照度和位置定义； 环境场景中各种点光源以及面光源的定义（光谱+IES+XMP）； 车辆照明系统的光源定义（光谱+IES+XMP）； 环境场景中包括道路，建筑，车身等一系列材料表面光学属性的定义。其中各个光源的定义通过导入相关定义文件如前述所讲，材料表面光学属性通过ANSYS开发的一套OMS材料物理光学属性BRDF测量仪硬件设备，对用户所需仿真的场景材料库进行探测，并将探测所得材料表面光学属性BSDF函数附在前述场景建模的所属材质表面，从而在ray-tracing的图形算法下仿真得到一整套完整的考虑外部环境光以及物体表面光学属性的物理真实的三维场景建模。同时ANSYS驾驶模拟与交通场景编辑平台还提供丰富的材料库供客户场景建模使用。2.6.实时闭环仿真系统如前述通过对环境、场景、交通流的建模构造出无人车辆的运行场景和轨迹，同时耦合如摄像头、激光雷达和毫米波雷达的感知系统的仿真，通过开放的API接口，可以方便的进行外部自动驾驶算法的集成。从而形成实时闭环的驾驶系统仿真。2.7.基于物理的智能头灯照明仿真系统随着智能驾驶辅助系统（ADAS）的逐渐普及和行业发展，车辆智能化头灯照明系统也逐渐成为当前行业的发展趋势和应用热点。ANSYS自动驾驶仿真平台Headlamp模块通过ANSYS特有的物理级仿真引擎，为客户提供真实的车辆头灯路面光型分布测试和动态驾驶与智能头灯仿真测试。除了前述在三维环境建模中通过ANSYS OMS设备进行材料表面光学属性的采集与赋值外，为了保证接近真实的物理仿真光型，Headlamp模块同样对光源进行仿真模拟，包括车灯光源，自然光光源，路灯光源等。定义方式包含如： 光源光强分布IES文件； 光源光谱spectrum文件； 光源强度等；分别为不同光源的光谱分布和车灯光源的IES定义文件。基于环境和光源的物理仿真，可以实现车辆前照灯远光，近光，侧灯的切换以及光强的实时切换控制，同时丰富的光度学分析工具，包含色度学，光度学，等照度线，等照度区域等信息便于分析光分布情况。支持的25米目标墙光分布信息用于分析验证头灯光分布是否符合标准。除了静态光型分布验证，ANSYS Headlamp开放的如C++，SCADE，Simulink的光型数据接口支持客户自定义化的智能头灯开发与验证，同时丰富的动态驾驶模拟和场景仿真也可以帮助客户实现实时的动态驾驶头灯验证，如AFS，ADB，矩阵头灯，像素头灯等智慧头灯的仿真与测试验证，基于IIHS动态头灯测试标准的夜间测试验证。

黑龙江交通职业技术学院是省教育厅直属的一所公办高等职业院校。学院始建于1946年，2014年成为黑龙江省首批优秀骨干高等职业院校，2017年成为黑龙江省高水平高职院校立项建设单位。 学院铁道专业特色鲜明，是黑龙江省唯一一所铁路运营类高职学院，也是我国铁道类专业最齐全的高职院校之一，铁道专业综合办学实力、铁路专业人才培养规模在全国同类高职院校中位居前列。办学70多年来共培养了5万多名毕业生，为我国铁路事业发展输送了大量专门人才。 学院办学规模较大，在哈尔滨市和齐齐哈尔市分别设有3个校区。现开设17个专业，其中铁道机车、铁道车辆、铁道供电技术、铁道交通运营管理专业列为黑龙江省高水平建设专业。现有普通高职在校学生10468名。同时，与北京交通大学联合举办远程教学，成为北京交通大学现代远程教育教学中心，现有网络专科、本科学历教育学生5000余名。 学院师资力量雄厚，现有专职教师422名，其中教授、副教授136名、具有硕士以上学位教师比例占38%，全国轨道交通职业教育名师3名、省级教学名师3名。 学院实训基地完备，共建有105个校内实训基地、实训室，其中铁道综合演练场、电气化铁道演练场、有铁道机车模拟驾驶、列车运行自动控制、铁道信号设备检修、铁道工程等校内实训基地在全国铁道类高职院校中处于先进地位。学院加强与全国各铁路局等企业合作，共建有89个校外实训基地，能够满足学生实习实训需求。 学院深化校企合作，积极探索产教融合、协同育人模式，80%左右的学生实行订单培养、学徒制培养。学院实行准军事化管理，强化德技双修，毕业生以应用能力强、综合素质高而赢得用人单位好评。近年来毕业生就业率一直保持在95%以上，其中75%以上面向铁路等国有大型企业就业，涌现出了一批杰出毕业生，有62名毕业生荣获“火车头奖章”或铁路局先进个人。 学院坚持“立足龙江、服务铁路、辐射全国”的办学定位，致力于培养高素质技术技能人才，开放办学，改革创新，特色强校，努力把学院建成国内一流、国际有影响的高职院校。

重庆轨道交通从单线运营向线网运营转型，其规模和复杂性提升的同时，也 对轨道交通的网络化管理和运营提出挑战。两路口、牛角沱、大坪等轨道交通站 点经常出现客流过度饱和状态，尤其是工作日早、晩高峰时段、大客流事件和突 发事件情况下。由于缺乏轨道交通路网内详实的客流分布特征和精准的客流预测 手段，运力配置方案、客运组织方案、地铁站内紧急突发事件的预警及疏散方案 也难以有效制定，致使乘客滞留、造成安全隐患。无论是从轨道交通运营安全角度，还是社会经济效益角度，以轨道交通客流 大数据为基础，依托公共交通大数据平台，分析客流分布特征，实现短期客流精 准预测，为运力配置、客运组织、突发事件预警及疏散提供有效保障，指导运营 优化，提高运输效率，控制运营成本，已成为全面提升重庆市轨道交通运营水平 亟待解决的重点、难点问题。

重庆轨道交通从单线运营向线网运营转型，其规模和复杂性提升的同时，也 对轨道交通的网络化管理和运营提出挑战。两路口、牛角沱、大坪等轨道交通站 点经常出现客流过度饱和状态，尤其是工作日早、晩高峰时段、大客流事件和突 发事件情况下。由于缺乏轨道交通路网内详实的客流分布特征和精准的客流预测 手段，运力配置方案、客运组织方案、地铁站内紧急突发事件的预警及疏散方案 也难以有效制定，致使乘客滞留、造成安全隐患。 无论是从轨道交通运营安全角度，还是社会经济效益角度，以轨道交通客流大数据为基础，依托公共交通大数据平台，分析客流分布特征，实现短期客流精 准预测，为运力配置、客运组织、突发事件预警及疏散提供有效保障，指导运营 优化，提高运输效率，控制运营成本，已成为全面提升重庆市轨道交通运营水平 亟待解决的重点、难点问题。 本成果以历史客流数据分析研究为起点，通过轨道交通客流预测，为轨道交通运营优化提供科学依据，以提高轨道交通服务质量，方便市民出行，为重庆市新发展需要创造更大经济效益和社会效益。

成果与项目的背景及主要用途：智能交通在国民经济可持续发展中的作用已 不言而喻。在车辆牌照中嵌入射频识别卡（Radio Frequency Identification，RFID）， 结合由所有路口和主要路段地下铺设的读卡器、手持终端、监控中心构成车辆交 通监控系统，可以实现一个城市（地区）的完整、严密的交通管理，大幅度提高 道路交通的效率，并具有以下有突出的效果：（1）统计该路口的交通流量及其时间、车型分布，为正确引导和调度车辆 行驶、道路改造提供依据。 （2）追踪被盗车辆和特定车辆。 （3）跟踪肇事逃逸车辆。 （4）跟踪报废车辆和逃避规费的车辆。 （5）跟踪套牌、伪造（RFID）车牌车辆。 （6）配合车辆传感器、摄像头和专用 PDA，可以准确甄别无合法 RFID 车牌 的车辆。 （7）对在路口的车辆交通违章可以实现自动判断、自动记录和自动通知相 关人员等功能。 （8）统计车辆运行的种类、时刻与时间等，为社会发展提供宝贵的基本数 据。 （9）为各种智能交通子系统提供基础条件。如在此系统的基础上可以建立： （一）城市道路交通控制与管理系统及其子系统：(a)静态交通管理及停车诱 导系统；(b)城市道路停车收费管理系统；(c)公共交通自动监控及通信调度系统； (d)城市交通一卡通智能支付、结算系统。 （二）城市交通综合管理系统 （三）城市对外交通综合管理系统及其子系统：(a)不停车收费系统；(b)出 入口交通信息采集系统。 技术原理与工艺流程简介：系统构成如图所示。技术水平及专利与获奖情况：该机采用了当今最先进的 RFID(射频识别卡)、 微处理器技术和网络技术。已申请国家发明专利：基于射频识别的车辆交通监控天津大学科技成果选编 89 系统（专利申请号：200510013229.X）。并正在申请国际专利。 应用前景分析及效益预测：基于 RFID 的车辆交通管理系统具有原始创新性， 该系统可望解决车辆交通中多数的管理问题，而且易于实施和低成本，具有重大 的社会效益和经济效益。 应用领域： 车辆交通管理。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：生产不 需特殊条件，但投资需要千万元以上。 合作方式及条件：专利许可（费用＝实施地车辆总数×5 元×年数）。 8 无源 RFID 定位系统 9 海洋物联网技术

(1)道路交通安全规划 针对城市交通带来的安全问题，从问题的分析入手，在事故预防、事故处理、事故服务等多角度提出城市交通安全的规划。技术流程如下图所示。道路交通安全规划一般包括交通安全调查与分析、交通安全现状分析、交通安全发展趋 势分析、道路交通安全设施系统规划、交通安全管理规划、交通安全保障规划、交通安全规 划的实施与滚动发展等。(2)道路交通安全审计清华大学承担的道路交通安全审计项目经过一年的调研与研究分析，提出了相应的项目 成果。1)我国城市道路交通安全评估(审计)指南 对城市道路交通安全评估的定义、目的、指南适用范围、评估周期与时间、评估内 容要求进行规定与说明。 提出了道路交通安全评估8大基本步骤，并对每个步骤需要评估的内容进行详细的 分析与规定。 对道路交通安全评估中的关键技术进行了研究。第一，提出了道路交通安全风险图 的绘制方法与目的;第二，将道路交通安全评估等级划分为 2 大类共 6 个等级。 提出了道路交通安全审计表单。对城市现有道路从道路网络与功能、交通工程设施、 交叉口渠化和信号配时、路段横断面构成、转弯半径、照明等道路工程状况、道路使用者的 交通行为特性(尤其是行人、自行车利用者等)、道路两侧的土地利用与交通环境等进行道路 交通安全评估工作。安全评估通常采用评估单进行操作记录和分析，分评估主表单和分表单。2)我国城市道路交通安全评估工作机制 对国家层面的领导工作机制、城市层面评估组织工作流程提出了相关的建议。 3)盘锦、锦州、辽阳三城市道路交通安全评估 项目目标在于论证评估路网的使用效益及应用潜力，发现盘锦市的交通安全隐患，对交通安全状况的改善和安全管理提出建议及实施方案，从而减少盘锦市交通事故的发生数量，提高交通安全水平。 三城市交通安全审计将整体性和具体性、科学性和可实施性进行双重结合，从宏观和微观、策略和措施两个层面给出了改善交通安全状况的建议和具体方案。 方案最终以文档和图集两种形式展现。针对问题的方案内容包括道路基础设施完善，公 交优先措施保障，标志标线、护栏、交通安全岛等交通工程设施完善，智能交通管理系统建 设，交通管理措施强化，人行过街设施、人行道系统完善等多方面内容;方案的实施对象涉及三条道路的每条路段和每个路口。 该项目以基础设施为切入点，综合考虑了影响交通安全的人、车的行为因素，并以提高交通参与者交通安全意识和交通文明素质为制定方案的目标之一，切实达到了提高盘锦市交 通安全水平和市民素质的目的。

在对公共交通系统现状分析的基础上，结合公交发展战略，从公交线网、枢纽布局、公交设施、公交优先措施等方面提出规划方案。

（1）南方山区特殊土公路路基处治关键技术：用于处治南方山区公路建设中遇到的典型特殊土类（软土、岩溶、红砂岩等），确保工程安全的前提下产生了较大的社会经济效益，获国家科技进步二等奖；（2）高速公路软土路基处理技术：提出了双向增强复合地基这一新型地基处理方法，对其处治技术、加固机理、试验研究及计算理论等进行了深入研究，成功应用于湖南省临长高速公路沿线软基处治；（3）高速公路岩溶与采空区路、桥基础设计施工与质量控制方法：提出了经济可行的岩溶区路桥基础处治技术，并成功应用于湖南省潭邵高速公路沿线的岩溶处治；（4）高速公路红砂岩路堤修筑技术：成功解决了红砂岩路基填筑机理及施工工艺问题，在湘耒高速等高速公路实现了红砂岩路用，节省工程投资4.7亿元，该工程获评“国家环境保护百佳工程”；（5）高填石路堤施工与质量控制技术，应用于广西寨任高速建设，获广西优质工程奖。

西安交通大学城市学院成立于2004年，是经国家教育部批准、由西安交通大学和西安博通资讯股份有限公司共同举办的新型全日制普通本科高校。院长是西安交通大学博士生导师陈光德教授。学院的校训是：尚德笃学，守正创新。办学定位是：服务陕西，国内一流，国际知名。 学院依托西安交通大学百年名校优质的学科资源、雄厚的师资力量、规范而严格的教学管理优势，根据现代科学技术发展趋势和地方经济社会发展需求设置专业。学院面向全国招生，现设有电气与信息工程系、计算机科学与信息管理系、机械工程系、经济系、管理系、外语系、艺术系、护理系、传播系、土木建筑工程系等10个系，4个教学部，16个研究所，44个本科专业，形成了以工科类、经管类专业为支撑，以艺术、文学、医学类专业相配合协调的多学科结构。目前有全日制本科学生8708名。 学院秉承西安交通大学优良的办学传统，通过改革传统的教学计划，构建了新的人才培养方案，实施了新的人才培养模式，按照“以学生为主体，以教师为主导，以育人为宗旨，以教学为中心”的办学指导思想，确立了“保证基础，强化实践，注重能力，提升素质”的人才培养指导思想，以培养基础好、技能强、素质高的可持续发展应用型人才为目标，着力构建按社会需求设置专业，按学科大类打好基础，按就业方向安排模块，使学生横向可转移、纵向可提升，形成了“理论教学体系、实践教学体系、素质拓展提升体系”三位一体的应用型人才培养方案。注重培养学生的应用能力、创新意识和综合素质，努力将学生培养成为具有合理知识结构、较高综合素质、持续发展能力、社会责任感和竞争力强的优秀人才。 学院坐落于西安经济开发区草滩生态产业园，校园占地523亩，规划建筑面积30万平方米。校园周围绿水环绕、花果飘香、空气清新，基本设施先进，办学条件齐备。现建有多媒体教室、语音实验室、电工电子、计算机、物理等教学实验中心，以及电气信息类、机械能动类、土木建筑类、艺术设计类、医学护理类和经管类等六大类100余个专业实验室，此外还有110多个校外实习实训基地，与中兴通讯、中航联盟等国内著名企业开展联合办学，为学生实践能力和创新能力的培养奠定了基础。学院还有5.5万平方米的篮球、足球、田径、体操等体育设施以及大型学生活动中心等，为学生德、智、体、美全面发展提供了良好的条件。 学院图书馆现有面积4347平方米，建设有4个借阅一体的图书借阅室，1个拥有65台计算机的电子阅览室，共有1106个阅览座位;已形成以经济、管理、外语、工程技术类纸质图书为主体的藏书体系。馆藏图书现有79.46万册，数字图书15265GB，期刊1000余种，全文数字期刊8300多种，有万方、维普、超星、读秀等7个电子数据文献库，所有资料全天候全开架。 学院自成立之初就非常重视信息化建设，投入了大量资金建设校园网络及管理信息系统，目前已建成覆盖现有园区的校园网信息点11275个，园区内铺设光缆25000余米，实现楼与楼之间主干千兆光缆连接，百兆到桌面的网络基础应用环境。学院建有多媒体教室82间，座位数12749个;语音室5间，座位数238个;计算机教学机房10间，座位数766个。于2007年开通了电信(Chinanet)及中国教育网(Cernet)两条校园网出口，实现了与互联网的连接与资源共享，学院中心机房现有60多台专用服务器，为全院师生提供了多项信息应用服务。 学院已经建立起一支学术带头人、教学名师为龙头，以中青年教学骨干为主体，专兼结合、素质优良、整体结构合理且发展趋势良好的师资队伍。学院现有教师530余名，45%具有高级技术职务，85%具有硕士以上学历。享有国务院政府特殊津贴专家4人，省级教学名师4人，教育部教学指导委员会委员5人，国家级教学成果奖获得者11人，国家级精品课程负责人4人，省级精品课程负责人5人，外籍教师2人，“双师双能”型教师150余人。2014年起，学院在省内本科第二批次进行招生，招生质量位居陕西省同类院校第一，处于全国同类院校前列。近三年就业率均达到95%以上。 学院的综合声誉不断提高，在社会上逐步树立起了良好的形象与品牌，学院曾被评为“全国先进独立学院”“中国民办高等教育优秀院校”“综合实力20强独立学院”“中国10大品牌独立学院”“全国中学生最信赖的十佳独立学院”和“陕西省文明校园”等。 学院学生参加的学科竞赛主要包括中国“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生数学建模竞赛、全国大学生电子设计大赛、全国大学生机械创新设计大赛、大学生“挑战杯”竞赛等国家级赛事以及部分影响力较大的专科、文体类赛事，累计常规参赛项目三十余项。各类获奖总数累计达765项，其中国家级奖项144项，省级奖项621项。 校园文化精彩纷呈，目前学院共有各类学生社团106个，迎新晚会、新年音乐会、毕业生晚会、“星光大道”校园歌手大赛、校园主持人大赛等学生自发组织、自发筹办的活动已逐渐向着多样化和品牌化方向发展。 学院坚持国际化办学理念，利用自身的办学优势开展多种国际合作与交流，已与美国、加拿大、澳大利亚、英国、德国、日本、马来西亚、台湾等十多个国家和地区的二十余所知名院校建立了实质性国际合作与交流关系，广泛开展学生交流和合作办学等活动。在校学生均可选择2+2双学士、1+3双学士、3+2本硕双学位、一学期、寒暑期等各种形式的学习交流，成绩合格者，将获得国外院校相应学位证书或修读证书，同时可获得西安交通大学城市学院的学位证书和毕业证书。目前，已累计有近千名师生出国(境)交流学习，标志着学院已迈开国际化办学的坚实步伐。 下一步，学院将深入学习贯彻十九大精神，继续弘扬好、传承好“西迁精神”，扎实推进“125行动计划”，积极推进“建设国内一流应用型大学”办学目标的实现，稳步开展“一流专业、一流课程”建设，切实保证人才队伍质量提升工程、教学改革成果培育工程、科技研发推进工程、办学资源拓展工程、校园文化建设工程五项工程落地生根。经过十到二十年的努力，将学院建设成为一所与地方经济发展紧密结合，独立学院运行机制优势充分发挥，应用型人才培养特色鲜明，现代大学管理制度健全完善，国际交流与合作办学优势突出，育人环境优良，校园设施先进，国内一流、国际知名的应用型大学! 2018年9月13日更新