面向智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的交通工程課程改革探索

秦嚴(yán)嚴(yán) 李淑慶 何兆益

[摘 要] 為了促進(jìn)交通工程課程建設(shè)，探索面向智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的交通工程專業(yè)課程教材改革，從智能網(wǎng)聯(lián)交通智能化導(dǎo)論、智能網(wǎng)聯(lián)交通管理與控制、智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)控制原理三個(gè)方面，論述課程教材改革的必要性，并提出課程教材改革的具體內(nèi)容和要求。交通工程課程教材改革適應(yīng)智能網(wǎng)聯(lián)背景的發(fā)展要求，對培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新人才具有現(xiàn)實(shí)意義。

[關(guān)鍵詞] 課程改革;交通工程;智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)

交通工程專業(yè)是交通運(yùn)輸工程學(xué)科下的本科專業(yè)。我國高校開設(shè)的交通工程專業(yè)本科課程主要包括交通工程學(xué)、交通管理與控制、道路交通安全、交通規(guī)劃原理、智能交通系統(tǒng)、交通心理學(xué)等課程[1，2]?，F(xiàn)有這些課程能夠較好地服務(wù)于交通工程本科生教學(xué)，并取得了顯著的教學(xué)成績。交通工程是一門具有多學(xué)科交叉特點(diǎn)的專業(yè)[3]。縱觀交通工程發(fā)展歷程，交通工程經(jīng)歷了從馬車時(shí)代到汽車時(shí)代的變革，并且在智能交通背景下，順應(yīng)智能交通的發(fā)展需求，進(jìn)一步強(qiáng)化了交通工程專業(yè)發(fā)展，由此產(chǎn)生交通工程2.0時(shí)代。智能交通技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的出現(xiàn)，為推動(dòng)交通工程向智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的發(fā)展起到了鋪墊作用，智能網(wǎng)聯(lián)背景為交通工程專業(yè)建設(shè)提供了發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也對交通工程專業(yè)課程教材體系的建設(shè)提出了新要求。因此，現(xiàn)階段面向智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的交通工程課程教材改革顯得十分必要。

雖然學(xué)者們對新工科背景下的交通工程專業(yè)體系考核[4]、工程教育認(rèn)證背景下的交通工程專業(yè)建設(shè)方案[5]，以及智能交通背景下的交通工程實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)[6]等進(jìn)行了探索研究，但是針對智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的交通工程專業(yè)課程教材的革新研究尚不夠充分。鑒于此，本文針對智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)對交通工程專業(yè)課程建設(shè)的要求，從課程教材的編寫革新方面進(jìn)行探索研究，旨在為智能網(wǎng)聯(lián)背景下交通工程專業(yè)課程改革提供參考。

一、智能網(wǎng)聯(lián)交通智能化導(dǎo)論

智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)離不開智能化技術(shù)的支持，因此，適用于交通工程領(lǐng)域的智能化技術(shù)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)成為改革后的課程內(nèi)容。對于本科生而言，專業(yè)知識(shí)水平還有限，難以完全掌握專業(yè)的智能化技術(shù)，因此，針對交通工程本科生，在智能網(wǎng)聯(lián)交通背景下，首先應(yīng)當(dāng)編寫和開設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)交通智能化導(dǎo)論課程，讓本科生對智能網(wǎng)聯(lián)背景下的交通工程專業(yè)有較清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生對智能網(wǎng)聯(lián)交通的興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。

智能網(wǎng)聯(lián)交通智能化導(dǎo)論課程教材應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)三個(gè)部分的內(nèi)容。第一部分內(nèi)容應(yīng)主要包括傳統(tǒng)交通工程發(fā)展趨勢、智能化技術(shù)是未來發(fā)展的必由之路、智能化技術(shù)建設(shè)交通工程的必要性與可實(shí)施性等;第二部分內(nèi)容應(yīng)主要包括智能化技術(shù)的相關(guān)原理、智能化技術(shù)提高交通工程運(yùn)營質(zhì)量的潛在作用;第三部分內(nèi)容應(yīng)主要包括智能化技術(shù)在交通工程的案例分析以及全書總結(jié)。

智能網(wǎng)聯(lián)交通智能化導(dǎo)論課程教材不僅針對交通工程專業(yè)本科生開設(shè)，而且還可以嘗試對自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的本科生開設(shè)，使得自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生了解交通工程專業(yè)特色，這樣可吸收一部分具有交叉學(xué)科背景的學(xué)生進(jìn)行交通工程的相關(guān)研究和實(shí)踐，加強(qiáng)專業(yè)之間的交流，能夠進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

二、智能網(wǎng)聯(lián)交通管理與控制

在傳統(tǒng)交通工程專業(yè)的課程教材中，針對本科生開設(shè)了交通管理與控制課程，主要講述高速公路交通管理方式與控制方法以及城市道路交叉口信號(hào)控制方法，為傳統(tǒng)交通工程專業(yè)建設(shè)提供了有效支撐。在智能網(wǎng)聯(lián)背景下，傳統(tǒng)的人工駕駛車流將逐步演變?yōu)橛芍悄芫W(wǎng)聯(lián)車輛與傳統(tǒng)人工駕駛車輛構(gòu)成的混合交通流，且最終變?yōu)槿恐悄芫W(wǎng)聯(lián)車輛交通流，因此，智能網(wǎng)聯(lián)背景下的交通管理與控制模式將發(fā)生質(zhì)的改變，有必要面向智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境編寫智能網(wǎng)聯(lián)交通管理與控制課程教材。

智能網(wǎng)聯(lián)交通管理與控制課程教材應(yīng)當(dāng)突出兩方面內(nèi)容。第一，教材應(yīng)著重體現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)車輛與傳統(tǒng)人工駕駛車輛在交通管理模式與控制方法上的區(qū)別，這種區(qū)別有利于交通管理與控制的簡便性，還對交通管理與控制提出了更加嚴(yán)格的要求等，都要詳細(xì)表述;第二，教材應(yīng)著重體現(xiàn)由智能網(wǎng)聯(lián)車輛與傳統(tǒng)人工駕駛車輛構(gòu)成的混合交通流的管理與控制方法，特別是不同交通設(shè)施、不同智能網(wǎng)聯(lián)車輛比例等情形下的交通渠化設(shè)計(jì)、交通誘導(dǎo)控制等。

交通工程是一個(gè)多學(xué)科交叉的專業(yè)，而智能網(wǎng)聯(lián)交通管理與控制課程教材更體現(xiàn)了多樣化與交叉性的學(xué)科特點(diǎn)，因此，該課程教材不僅可以為交通工程專業(yè)開設(shè)，同樣可為大類管理學(xué)本科生開設(shè)，一方面有利于學(xué)科的交叉互動(dòng)交流，另一方面有利于吸收先進(jìn)管理學(xué)理論方法，為后續(xù)進(jìn)一步擴(kuò)展該課程內(nèi)容打下良好基礎(chǔ)。

三、智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)控制原理

交通工程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而控制理論原理是解決復(fù)雜系統(tǒng)工程問題的有效技術(shù)手段。在傳統(tǒng)交通工程專業(yè)本科生課程教材體系中，大多數(shù)高校沒有開設(shè)控制理論原理課程，使得學(xué)生在以后的科研與實(shí)踐中往往難以從控制論的角度去思考交通工程問題。在智能網(wǎng)聯(lián)背景下，交通工程系統(tǒng)是通過車輛之間的控制、車與路之間的控制實(shí)現(xiàn)的，更加體現(xiàn)了控制思想，因此，有必要編制智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)控制原理課程教材。

智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)控制原理課程教材的編寫應(yīng)當(dāng)區(qū)別于傳統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)的控制理論教材，應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的特色，盡可能精煉教材內(nèi)容，起到短小精悍、有效解決智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)工程問題的作用。該課程教材在內(nèi)容上還應(yīng)突出兩方面內(nèi)容。一方面教材應(yīng)當(dāng)清晰闡述控制理論在交通系統(tǒng)應(yīng)用的適用前提，同時(shí)給出具體的案例分析。另一方面，鑒于控制理論內(nèi)容過于龐大，建議從智能網(wǎng)聯(lián)背景下的交通工程需求出發(fā)來確定具體的章節(jié)安排。

智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)控制原理依托控制理論來分析交通工程系統(tǒng)問題，因此，該課程教材具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、難度較大的特點(diǎn)，可在交通工程專業(yè)本科生中試點(diǎn)開設(shè)，同時(shí)在自動(dòng)化專業(yè)本科生中作為專業(yè)選修課試點(diǎn)開設(shè)，為交通工程專業(yè)的人才培養(yǎng)提供新的模式。

四、結(jié)語

智能網(wǎng)聯(lián)背景下交通工程專業(yè)將面臨從課程教材開始的變革，為了能夠適應(yīng)智能網(wǎng)聯(lián)背景下的交通工程專業(yè)課程建設(shè)，本文針對交通工程專業(yè)課程教材建設(shè)進(jìn)行了探索研究，分別從智能網(wǎng)聯(lián)交通智能化導(dǎo)論、智能網(wǎng)聯(lián)交通管理與控制、智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)控制原理三門課程教材出發(fā)，論述了課程教材改革的具體內(nèi)容，為智能網(wǎng)聯(lián)背景下的交通工程專業(yè)課程建設(shè)提供參考。

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