基于OPENTRACK模拟列车仿真系统课件

基于OPENTRACK模拟列车仿真系统1、战鼓一响，法律无声。——英国2、任何法律的根本；不，不成文法本身就是讲道理……法律，也----即明示道理。——爱·科克3、法律是最保险的头盔。——爱·科克4、一个国家如果纲纪不正，其国风一定颓败。——塞内加5、法律不能使人人平等，但是在法律面前人人是平等的。——波洛克基于OPENTRACK模拟列车仿真系统基于OPENTRACK模拟列车仿真系统1、战鼓一响，法律无声。——英国2、任何法律的根本；不，不成文法本身就是讲道理……法律，也----即明示道理。——爱·科克3、法律是最保险的头盔。——爱·科克4、一个国家如果纲纪不正，其国风一定颓败。——塞内加5、法律不能使人人平等，但是在法律面前人人是平等的。——波洛克基于0penTrack平台的列车仿真系统交0803-3班作品指导老师:颜月霞0pentrack软件简介Opentrack是什么?铁道网络系统基础设施的需求分析与规划线路和车站的运营能力分析和列车牵引分析构建列车时刻表并分析其适应性多种信号系统分析系统故障和延迟模拟(包括基础设施故障和车辆故障等线性代数是数学中的一个分支，线性代数研究的主要是向量、线性空间、线性变换以及线性方程组。空间向量对于现代数学来说是一个非常重要的课题，线性代数的理论已经被演化为算子理论。在同学们学习线性代数的时候，在学习的过程中可以发现线性代数和解析几何在许多方面都是有相同的地方的，再准确点来说，线性代数中的一些理论是在解析几何的基础上而得来的。线性代数和求解线性方程组的关系是密不可分的。在学习线性代数的过程中，我们不仅可以学到行列式还有矩阵以及向量等的一些知识。这不仅仅说明了线性代数是数学中的一个分支，同时也说明了线性代数与高等数学之间的联系是非常的密切的。1.线性代数的简介线性代数是数学中的一个分支，它主要是处理关于线性之间的关系的问题的。所谓线性之间的关系也就是数学中的对象与对象之间的关系用一种一次的形式来表达出来的方式。比如说在解析几何中，平面上直线的方程是二元一次方程；空间平面的方程是三元一次方程；空间直线看做是两个平面相交，是由两个三元一次方程来组成的方程组表示。那如果含有多个未知数的一次方程的称为是线性方程。从这就引出了一些简单的线性问题。由于线性方程组和变量的线性变换问题的不断地深入，行列式和矩阵也在先后的产生，并且为处理线性问题提供了非常有利的工具，使线性代数有了很大的发展。线性代数不仅在数学这门学科中有着很重要的作用，在物理学以及技术学都有着举足轻重的作用，所以，线性代数在各种代数的分支中都占有极为重要的地位。线性代数体现了几何观念和代数方法之间的密切的联系，从它的具体的概念抽象出来的公理化方法和严谨的逻辑推证以及巧妙的归纳综合等。这对于强化人们的数学训练，增强科学智能是非常的有用的。随着科学的不断地发展，我们不仅仅要研究的是变量之间的关系，而且还要进一步的研究多个变量之间的关系，各种各样的实际问题一般都是可以线性化的，同时线性化的问题也是可以计算出来的，线性代数就是解决这些问题的主要的工具。线性代数的含义也是随着数学的发展而在不断的扩大着。线性代数的理论以及它的方法都已经彻底的渗透进了数学中，已经成为了数学中的其中主要的一个分支，同时呢，也是理论物理以及理论化学所不可以缺少的代数的基础知识。线性代数的应用是非常的广泛的，无论是在工程技术上还是在国民经济上的多个领域，它是一门非常基础而且也非常重要的学科。线性代数的计算方法也是计算数学中的一个重要的内容。2.代数中的基本要素在我国有很多的学者都对代数学是不太理解的，有些学者只是把代数看成是只是具体计算的一种形式的表达而已，而另外还有些人呢，则把代数看成是单纯的逻辑游戏而已，这些学者的观点都是很不恰当的。代数有两大的基本要素，第一个要素是哲学，第二个要素是组合。我们先来说说这代数中的两大基本要素吧。代数中的第一大基本要素是哲学，代数中的哲学指的不是专门意义上的哲学，而是指在数学上意义上的哲学，是指只针对数学而言的哲学，我们可以将这里的哲学理解为数学素养、数学思想等等。相对来说，单纯的数学中的各个分支都是需要哲学来作为基础的，但是呢，代数只是一个单纯的公理化的一门学科，是需要不断的创新结构的，并且还要是对未来的穿新的结构有着希望的，所以，对代数中的哲学的要求是特别的高的。可是由于在我国的数学的学者的这种的修养是处在严重缺乏的状态中，我国大多数的学者只是在不停的做一些精密的计算，这也正是在数学中最不缺乏的东西。代数中的第二大基本要素是组合。这也正是最容易被数学学者忽视的一个基本要素，组合是经常被当做奥数题出现在试卷上的，都被大家当做了业余数学。虽然代数一直都在不断的发明新的结构，来扩张自己的领域范围，但是还是需要进行后期的建设进行不断地充实。由此可见，这个代数中的组合的思想已经完完全全的渗透到了现代数学各个分支中了。3.数学中的公理化的方法现代的数学的特点主要是非常的抽象，现在也已经脱离了原有的直观的意义。抽象的原因主要是它的方法公理化了，公理化不仅仅是对现在的数学的成果的总结，同时也是创造新的概念的一个动机。公理化也就是从性质到公理，先发掘问题的典型的性质，然后再把它当成公理，从而得到一个高层次的定义，同时可以包容很多的这种性质的对象。在数学中，我们对乘法进行公理化，就能够得到一个群的概念。实际上，整个的抽象代数都是属于公理化的产物的，把公理当成是数学对象来处理的话，那么也就不是的那么引人注意了。在数学的概念的公理化的过程中在不断的升华的时候，也是在不断地抛下一些旧的概念。公理化在升华的时候使数学中的思想具有更多的普适性，但是在抛下旧的概念的时候使数学的研究范围变得越来越窄小。公理化的思想在现代的数学中是时刻存在着的，不仅仅性质可以升华为公理，同时一些简单的计算结论也是可以升华为公理的。4.高等数学的特点在学生的教材中，初等数学研究的主要是常量和匀速变量，而在高等数学的研究中主要是不匀变量。高等数学是理工科院校中的一门重要的基础学科。高等数学有自己的特点，高度的抽象性以及严密的逻辑性是高等数学特有的特点。不过，抽象性和计算性是数学最显著的特点。学习数学的过程也就是思维训练的过程。世界各国的的进步，是与数学这门科学是有着非常密切的联系。特别是对现代来说，数学这门科学显得更为的重要，由于电子计算机的快速出现以及普及，使得数学的领域变得更加的广泛。从我们平时学习数学的过程中就可以发现线性代数与解析几何在大多数的地方都是存在着共同之处的。我们学到了行列式、矩阵、向量以及关于一些线性方程组的一些知识。在线性代数中，我们为了解决一些线性方程组的问题，还引进了行列式，用克莱姆法来求解线性方程组的问题，在以后的学习过程中又引进了关于矩阵，由矩阵的计算方法来求出线性方程组的结果。有过了一段时间我们又将向量的概念和矩阵结合了起来，使向量和矩阵可以有机的结合起来，从而构成了求解线性方程组的有利的工具。5.线性代数在高等数学中的应用线性代数不仅仅是经济类院校的一门重要的基础的数学课，同时也是描述以及分析经济现象的一个有利的工具。线性代数不仅具有很强的逻辑性和抽象性，而且也具有广泛的实用性。5.1运用数学的知识进行对线性代数的理解每一年的第一个学期老师在给学生讲课的时候，都会有学生疑惑这门学科到底是研究什么的？所以针对学生们的问题，在教师在教学的过程中要求教师在第一节课的时候必须得给学生讲清楚线性代数的特点和内容之间的联系，使得学生对线性代数的学习有着初步的了解。这样的话，在具体的教学过程中，最好要做到直观化，并且要强调它的应用，这样不仅可以提高学生的学习兴趣，而且还可以达到很好的效果。在刚开始给学生讲课的时候，最好就向学生讲明白线性代数是解决数学中的线性关系的问题的。对学生来说，线性关系一点都不陌生，在上中学的时候就已经知道了函数的线性关系，比如简单的线性关系y=3x，在刚开始学生就有了一个直观的了解。为了使学生能够进一步的了解线性代数不仅仅只是简单的一元变量的线性关系，它还是多元变量之间的线性关系，我们还进行了实际例子的证明。如下所示：下图是物流平衡图，其中x1表示从站A流向站B的货物吨数，X4表示从站B流向站D的货物吨数，20表示从站D流向站C的货物吨数等。如果要求在每一站流入吨数与流出吨数相等，求X1,X2,X3,X4,X5应该如何选择。根据上面的信息和等式的条件，很容易就列出方程组了。由题意可得X1,X2,X3,X4,X5满足方程组X1+X2=X3;X4+X5=X1;X5+20=X3;20=X2+X4;整理可得X1+X2-X3=0;X1-X4-X5=0;X3-X5=20;X2+X4=20从上面的式子可以看出未知数之间的关系，这是非常的满足线性关系的。然后我们就要根据式子来对方程组进行求解，一般是在方程组中有几个的方程就是有几个的未知数，并对这个方程组进行求解。方程组中求出的解的形式都是唯一的。下面主要是一些关于线性代数公式：导数的定义：设函数在点的某一邻域内有定义，当自变量x在处有增量△x(x+△x也在该邻域内)时，相应的函数有增量；若△y与△x之比当△x→0时极限存在，则称这个极限值为在处的导数。函数在点处存在导数简称函数在点处可导，否则不可导。若函数在区间(a,b)内每一点都可导，就称函数在区间(a,b)内可导。这时函数对于区间(a,b)内的每一个确定的x值，都对应着一个确定的导数，这就构成一个新的函数，我们就称这个函数为原来函数的导函数。要特别的注意的是导数也就是差商的极限，左、右导数前面我们有了左、右极限的概念，导数是差商的极限，因此我们可以给出左、右导数的概念。如果极限存在，我们就称它为函数在x=处的左导数。如果极限不存在，我们就称它为函数在=处的右导数。还应该注意的是函数在处的左右导数存在且相等是函数在处的可导的充分必要条件。这些公式是线性代数在高等数学中经常性的用到的一些公式，同时它也是将线性代数和高等数学紧密联系在一起的重要的一部分。在线性代数的应用教学中，学生不仅仅是可以通过例子和练习将所学的知识点进行融会贯通，而且还可以扩大视野。最为重要的是提高了学生解决实际问题的能力。数学是一门具有较强逻辑性的学科，对学生的逻辑思维能力、发散思维能力和创造性思维能力具有较高的要求，因此在新课程改革背景下，应该进一步加强对数学教学改革工作的重视，借助数学教学活动的全面优化对学生的创造性思维能力加以培养，促使学生的数学学习能力得到进一步强化，为学生深入学习数学知识提供相应的保障。一、影响高中阶段学生创造性思维能力培养的因素顾名思义，创造性思维能力就是能够表现出一定创造性和创新性的思维模式，在高中阶段的数学教学实践中教师积极引入新的教学方法，对学生的自主学习能力、独立思考能力、大胆质疑能力进行分析，能够促使学生突破传统思维模式的束缚，掌握深入学习数学知识的能力。一般情况下，从高中数学教学角度进行分析，能够对高中阶段学生创造性思维能力产生影响的因素主要包含两个方面：其一，数学教学的特点以及数学学科的特定思维结构和认知方式。学生在学习数学知识的过程中一般会通过发现问题、分析问题来寻求问题的解决方式，而在学生发现问题和分析问题的过程中不同的思维方式会产生不同的认知，所以可以说思维是创造的基础，是认知结构理解的产物，思维结构和认知结构的形成是对学生数学创造性思维进行合理培养的基础性条件，所以从数学教学角度进行分析，数学学科特定的思维结构和认知方式会对学生的创造性思维培养产生一定的影响[1]。其二，学生自身的数学学习素养会影响学生创造性思维能力的培养。具体来说，学生在学习和探索的过程中主观积极态度能够促使学生能动的投入到学习活动中，进而对创造性思维能力的培养产生一定的积极影响。反之，学生在学习过程中产生消极厌学心理，则会限制学生创造性思维的发展。所以在高中数学教学实践中要想对学生的数学思维能力加以培养，还应该重视对学生积极学习态度的培养，为学生创造性思维的培养创造良好的条件。二、在高中数学教学中培养学生创造性思维能力的措施（一）对学生的创造意识加以培养，让学生对创造性思维形成正确认识在高中数学教学实践中对学生的创造性思维加以培养是一项系统化工程，教师要想保证学生创造性思维能力培养效果，最为关键点一点就是应该保证学生对创造性思维能力的培养形成正确的认识，并积极树立主观创造意识，让学生在教师的指导下自觉加强对创造性思维能力的培养，并鼓励学生大胆创新，促使学生在深入学习数学知识的过程中养成良好的创造性思维，对学生的创造性思维能力进行强化[2]。只有这样，学生才能够形成正确的数学学习意识，学生的创造性思维能力也能够得到良好的培养，有助于促进学生未来全面发展。（二）积极转变教师的教学观念，对教学方法进行合理创新基于新课程改革思想的指导，在高中阶段的数学教学实践中对学生的创造性思维能力加以培养，还应该积极转变教师的教学观念，让教师明确自身教学引导者和指导者的身份，在教学活动中凸显学生的学习主体性，并结合学生的学习需求和学习规律引入相对科学的教学方法，与时俱进的对高中数学教学活动进行改革创新，为学生创造性思维能力的培养创造良好的条件[3]。例如在对高中数学“抛物线”方面知识进行讲解的过程中，就可以尝试对课堂引入方式进行创新，进而有效调动学生的学习积极性，促使学生全身心的投入到学习活动中，为学生综合素质的培养创造良好的条件。以《抛物线及其标准方程》一课为例，教师在教学导入环节可以以迈克?乔丹打球的视频动画为切入点，有效吸引学生的注意力。然后教师对迈克?乔丹的故事进行讲解，结合迈克?乔丹投篮动作引出抛物线方面的知识，促使学生产生学习抛物线相关知识的兴趣，为学生深入学习抛物线极其标准方程方面的知识奠定基础。同时，在这一过程中，教师联系学生的生活实际引导学生应用所学知识分析篮球运动轨迹，学生在探索和研究的过程中自身创造性思维能力也能够得到有效的培养，对学生数学学习能力的强化产生积极影响。（三）在课后时间注意对学生的创造性思维加以培养高中阶段学生的学习生活紧张而忙碌，并且高强度的学习会导致学生产生一定的思想压力，部分学生在长时间的学习压力下甚至会对数学学习产生厌倦心理，学生的学习效果受到严重的限制性影响。因此高中阶段的数学教师要想进一步提升学生的学习能力和学习效果，就不应该一味的布置高强度的课后作业，给学生造成巨大的学习负担，而是应该结合学生的数学学习情况布置有针对性的创新作业，促使学生在完成作业的过程中自身发散思维能力和创造性思维能力能够得到良好的培养，为学生整体学习效果的提升提供相应的保障。如在学习“圆锥曲线和方程”部分知识的过程中，教师在完成基础概念性知识的讲解后，就可以为学生设置探究性课后活动，如“准备一张原纸片，在园内取不同于圆心的点，然后对圆纸片进行折叠，保证折现经过选取的点，得到一条折痕，并用笔描绘出来。经过反复折叠得到折痕围成的轮廓，分析它属于什么曲线，并进行演算验证。”这样在课后实践活动中，学生的动手操作能力就能够得到良好的培养。而为了强化学生的创造性思维，教师可以要求学生探索参照圆形纸片的折叠方式，分析怎样折叠图形能够得到双曲线图形，在这一过程中允许学生使用正方形、长方形等图形纸片。这样经过不断的探索和验证，学生的创造性思维就能够得到有效的培养，并且在拓展探究过程中学生的创新意识也能够有效强化，有利于促进学生深入学习数学知识。三、结语综上所述，创造性思维的培养是一项较为复杂的长期性工作，在高中数学教学中数学教师只有不断探索相应的教学措施，培养学生的数学学习兴趣，促使学生积极主动的学习数学知识，才能够对学生的创造性思维能力加以培养，为学生深入学习数学知识提供相应的保障。基于0penTrack平台的列车仿真系统交0803-3班作品指导老师:颜月霞0pentrack软件简介Opentrack是什么?铁道网络系统基础设施的需求分析与规划线路和车站的运营能力分析和列车牵引分析构建列车时刻表并分析其适应性多种信号系统分析系统故障和延迟模拟(包括基础设施故障和车辆故障等0pentrack能做什么?仿真列车运行调度方式仿真分析车站、线路的运能仿真分析大型站场咽喉区道布置列车运行计划合理性分析优划仿真信号机工作状况仿真非正常情况行车组织(如:突发事件、晚点、事故等)0pentrack工作表区域操作界面选项板设计过程简介目录基础设施建模设计区段、区间和运行路线设让列车管理设计运行线和列车时刻表仿真过程及原理基础设施建模顶点顶点orate