CAD技術(shù)在交通管理工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

徐程+　李濤　陶靖

摘 要 公安院校交通管理工程專業(yè)是一個(gè)集工程技術(shù)與社會(huì)管理為一體，兼顧“硬”科學(xué)與“軟”科學(xué)的綜合性、實(shí)踐性專業(yè)。在建設(shè)創(chuàng)新型應(yīng)用人才的背景下，將CAD技術(shù)引入公安院校交通管理工程專業(yè)建設(shè)中，構(gòu)建基于CAD技術(shù)應(yīng)用的公安交通管理工程專業(yè)課程體系，不僅可以鞏固專業(yè)知識(shí)的理解與掌握，還能加強(qiáng)公安技能的培訓(xùn)，為提升公安隊(duì)伍科學(xué)管理的能力奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 CAD技術(shù) 公安院校 交通管理工程 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.07.055

Application of CAD Technology in Traffic Management Engineering

Practice Teaching

XU Cheng[1]， LI Tao[2]， TAO Jing[3]

（[1]Department of Traffic Management Engineering， Zhejiang Police College， Hangzhou， Zhejiang 310053；

[2]Xihu District of Traffic Management Department， Hangzhou Public Security Bureau， Hangzhou， Zhejiang 310000；

[3]Nanhu District of Traffic Management Department， Jiaxing Public Security Bureau， Jiaxing， Zhejiang 314001）

Abstract Traffic management engineering of public security colleges is a comprehensive and practical major which including engineering technology and social management， balancing hard science and soft science. Under the background of constructing creative and applicable talents， leading CAD technology into constructing professional curriculum system of traffic management engineering of public security colleges， establishing based professional curriculum system of traffic management engineering of public security colleges on application of CAD technology， can not only consolidate the professional knowledge but also train the police skills and improve the ability of scientific management for police force.

Keywords CAD technology； public security colleges； traffic management engineering； practice teaching

1 公安院校交通管理工程專業(yè)現(xiàn)狀

公安院校交通管理工程專業(yè)是一門綜合性、系統(tǒng)性、社會(huì)性及動(dòng)態(tài)性的專業(yè)，涉及交通管理及交通工程兩個(gè)方面。交通系統(tǒng)是與整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)密切相關(guān)并相互影響的復(fù)雜巨系統(tǒng)，其自身又是一個(gè)由諸多相互聯(lián)系、相互作用、相互制約的要素所組成的有機(jī)整體，是一個(gè)多目標(biāo)、多約束、開放性的大系統(tǒng)。[1]而交通管理工程就是利用工程、教育、執(zhí)法等手段，正確處理道路中的人、車、路、環(huán)境之間的關(guān)系，使交通盡可能安全、暢通、和諧發(fā)展。因此，交通管理工程是一個(gè)集工程技術(shù)與社會(huì)管理為一體，兼顧“硬”科學(xué)與“軟”科學(xué)的綜合性、實(shí)踐性專業(yè)。

2 公安院校交通管理工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

（1）思想認(rèn)識(shí)不足，教育理念存在偏差。思想和理念是實(shí)際工作的基礎(chǔ)和前提，我國高等教育雖有百年歷史，但在思想理念上始終存在重理論輕實(shí)踐、重灌輸輕創(chuàng)新、重條件輕管理、重局部輕整體的觀念。[2]公安院校交通管理工程專業(yè)培養(yǎng)模式也普遍存在重視訓(xùn)練學(xué)生的警務(wù)執(zhí)法技能，而忽略對決策性創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。而一名卓越的警務(wù)人才，不僅需要靈活掌握警務(wù)執(zhí)法技能，還需要有針對性地培養(yǎng)道路交通管理與控制的決策性創(chuàng)新實(shí)踐能力。

（2）資源配置不佳，教學(xué)條件有待提高。隨著公安院校辦學(xué)規(guī)模、專業(yè)數(shù)量、招生人數(shù)的擴(kuò)大以及交通管理工作的復(fù)雜性與艱巨性日益突出，對交通管理工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量要求也必須隨之不斷提升。公安院校交通管理工程專業(yè)作為新興特色專業(yè)，由原來的大專變?yōu)楸究茖I(yè)，在人才培養(yǎng)模式、教學(xué)配套條件等方面都對教師提出了新的要求。雖然公安院校實(shí)習(xí)基地資源較為豐富，多為地市級(jí)公安局交通管理部門，但是校內(nèi)與之配套的實(shí)踐教學(xué)條件不佳，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)器材配備還處于初級(jí)階段。

（3）課程設(shè)計(jì)單一，實(shí)踐教學(xué)缺乏創(chuàng)新性。由于教學(xué)理念偏差、教學(xué)條件不足，公安院校交通管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)缺乏一定的創(chuàng)新性。浙江警察學(xué)院交通管理工程專業(yè)雖然也開設(shè)了相關(guān)交通工程設(shè)計(jì)類課程，例如交通工程學(xué)、道路交通控制學(xué)、交通組織與規(guī)劃、交通建模與仿真等，但存在單個(gè)課程各自為政、課程間交叉融合不足，學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐操作嚴(yán)重脫節(jié)，對學(xué)生決策性創(chuàng)新能力的培養(yǎng)停留于理論認(rèn)識(shí)層面等問題。endprint

交通管理工程作為一門綜合性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的專業(yè)，目前的課程培養(yǎng)體系偏重理論講授，學(xué)生缺乏對理論的綜合應(yīng)用及實(shí)踐能力。同時(shí)，由于交通具有不可實(shí)驗(yàn)性和不可再現(xiàn)性，很難在實(shí)際中對相關(guān)的理論知識(shí)與技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)輔助以及虛擬再現(xiàn)的手段，可以為交通管理工程相關(guān)課程的實(shí)踐應(yīng)用提供技術(shù)支持。

3 CAD技術(shù)對交通管理工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義

CAD（Computer Aided Design）技術(shù)，又稱計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為支持，進(jìn)行產(chǎn)品和工程的方案設(shè)計(jì)、解析計(jì)算、判斷優(yōu)化、分析評估和詳細(xì)設(shè)計(jì)的一門技術(shù)。[3]CAD技術(shù)由于其綜合分析能力、邏輯判斷能力、優(yōu)化評估能力以及虛擬仿真能力等特點(diǎn)，非常適合在交通管理工程這類綜合實(shí)踐性專業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，對專業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（1）加深學(xué)生對專業(yè)基本概念及理論的理解。公安院校交通管理工程專業(yè)包括交通工程及交通管理兩大方面，課程涉及數(shù)學(xué)、物理、運(yùn)籌、管理、工程等多方面的內(nèi)容。學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)可以基本掌握專業(yè)課程中的基本概念及基本理論，但是缺乏將理論應(yīng)用于實(shí)際工程的創(chuàng)新能力。通過采用CAD技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐操作應(yīng)用，可讓學(xué)生在應(yīng)用的過程中鞏固對基本理論的掌握，同時(shí)加深對專業(yè)知識(shí)體系的理解。例如，在學(xué)習(xí)“交通規(guī)劃與管理”課程時(shí)，學(xué)生可通過對TransCAD軟件的學(xué)習(xí)從而更深入地理解交通規(guī)劃“四階段”模型。

（2）培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的濃厚興趣。公安院校交通管理工程專業(yè)基于自身專業(yè)特點(diǎn)，目標(biāo)培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化交通管理的卓越警務(wù)人才。學(xué)生在進(jìn)入本專業(yè)學(xué)習(xí)時(shí)，對專業(yè)的認(rèn)同感較低，認(rèn)為交警的主要職責(zé)就是路面執(zhí)勤，忽略了交通管理工程專業(yè)本科培養(yǎng)的主要目標(biāo)。因此，對于CAD技術(shù)的引入及學(xué)習(xí)，可引導(dǎo)學(xué)生開展專業(yè)相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，例如交通設(shè)計(jì)、道路工程基礎(chǔ)、交通事故勘測、交通仿真等課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的濃厚興趣。

（3）提升學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)效果。交通管理工程內(nèi)在機(jī)理具有高度的復(fù)雜性，這導(dǎo)致了解決方式的復(fù)雜與多樣。[4]比如在交叉口設(shè)計(jì)或交通事故勘測中，一般都需要處理大量的數(shù)據(jù)，繪制圖紙。這些設(shè)計(jì)任務(wù)的完成，若用手算筆繪，工作量很大，花費(fèi)太多時(shí)間，局限學(xué)生的創(chuàng)新思維。若在這些設(shè)計(jì)中增加CAD技術(shù)，不僅可以提高學(xué)生的設(shè)計(jì)理念與效率，也有助于學(xué)生在設(shè)計(jì)的過程中靈活運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（4）增強(qiáng)學(xué)生的公安實(shí)戰(zhàn)技能。公安院校交通管理工程專業(yè)培養(yǎng)的本科生畢業(yè)后基本都輸送到公安實(shí)戰(zhàn)部門，學(xué)生所需具備的業(yè)務(wù)水平要求較高。在這樣的大背景條件下，在專業(yè)培養(yǎng)中增加CAD技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，可以增強(qiáng)學(xué)生的公安實(shí)戰(zhàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)“復(fù)合型”的交通警察人才。

4 CAD技術(shù)在交通管理工程實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用

4.1 交通事故處理

AutoCAD軟件是美國Autodesk企業(yè)開發(fā)的一個(gè)交互式繪圖軟件，主要用于二維及三維的繪圖設(shè)計(jì)，[5]也是目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。[6]由于AutoCAD軟件操作簡單、繪圖精確，且提供二次開發(fā)環(huán)境，可與地理信息系統(tǒng)（GIS）、交通仿真系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)等兼容，在交通行業(yè)有著非常廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。

交通事故處理流程中，需要對道路交通事故進(jìn)行現(xiàn)場勘測，繪制精確的事故現(xiàn)場圖作為事故處理的依據(jù)。目前，交通實(shí)戰(zhàn)部門人員主要通過現(xiàn)場手繪《道路交通事故現(xiàn)場圖》進(jìn)行存檔，繪圖過程繁瑣且不精確，繪制的圖紙不易存檔保存。因此，在交通事故處理中可以借助AutoCAD繪圖軟件繪制現(xiàn)場勘測圖，如圖1所示為道路交通事故現(xiàn)場勘測圖，圖中可清楚詳細(xì)記錄事故現(xiàn)場情況，對事故發(fā)生時(shí)的地點(diǎn)、車輛運(yùn)行軌跡、碰撞類型等信息一目了然。

4.2 交通系統(tǒng)仿真

交通系統(tǒng)仿真可以動(dòng)態(tài)地、逼真地模仿交通流和交通事故等各種交通現(xiàn)象，在研究出行者出行行為和各種類型道路交通流運(yùn)行機(jī)理的基礎(chǔ)上，復(fù)現(xiàn)交通流的時(shí)空變化態(tài)勢，深入地分析車輛、駕駛員和行人、道路交通要素的特征，有效地進(jìn)行交通系統(tǒng)的規(guī)劃、組織與管理、交通能源節(jié)約與物資運(yùn)輸合理化等方面的研究。[7]交通警察作為城市交通的管理者，需要借助交通系統(tǒng)仿真對所提出的管控方案進(jìn)行效果評估。因此，對于交通管理工程專業(yè)的本科生，也需要在課程設(shè)計(jì)中增加交通系統(tǒng)仿真技術(shù)的學(xué)習(xí)及應(yīng)用。如圖2所示為行人過街行為仿真，通過VISSIM軟件對設(shè)計(jì)的行人過街信號(hào)配時(shí)方案進(jìn)行模擬仿真，并對方案進(jìn)行評價(jià)。圖3所示為道路交叉口交通仿真，模擬交叉口的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，從而對優(yōu)化方案進(jìn)行評價(jià)。

4.3 交叉口信號(hào)配時(shí)優(yōu)化

交叉口交通信號(hào)配時(shí)優(yōu)化是公安交通管理部門的重要工作之一，也是緩解道路擁堵提升路網(wǎng)運(yùn)行效率的重要技術(shù)手段。利用交通輔助技術(shù)進(jìn)行交叉口信號(hào)配時(shí)的優(yōu)化與評估，能夠有效提升交叉口信號(hào)配時(shí)的效率與科學(xué)性，并能夠進(jìn)行事前評估與對比分析，更好地為交叉口交通管理提供有效依據(jù)。Synchro軟件是一款交通信號(hào)輔助配時(shí)設(shè)計(jì)工具，并具備交叉口通行能力分析仿真、區(qū)域協(xié)調(diào)控制、交叉口自適應(yīng)控制等核心功能。同時(shí)，該信號(hào)輔助配時(shí)軟件還具有與主流的交通仿真軟件CORSIM、TRANSYT-7F、HCS等的接口，具有較好的工程實(shí)踐價(jià)值。Synchro交通信號(hào)協(xié)調(diào)及輔助配時(shí)設(shè)計(jì)軟件包含Synchro、SimTraffic、SimTraffic CI、3D Viewer、Warrants等的組件，能夠?qū)崿F(xiàn)交通仿真、三維場景生成、獨(dú)立交叉口評估等功能。Synchro兼容HCM 2010、MUTCD 2009等重要的國際重要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為交叉口的評估與信號(hào)優(yōu)化提供了標(biāo)準(zhǔn)化的輔助決策流程。

5 總結(jié)與展望

將CAD技術(shù)引入到公安院校交通管理工程專業(yè)課程的建設(shè)中，可以鞏固學(xué)生的專業(yè)知識(shí)掌握，加強(qiáng)學(xué)生的公安技能培養(yǎng)，為交通警察隊(duì)伍輸送綜合型、應(yīng)用型的警務(wù)人才。作為交通管理工程專業(yè)的教育者，應(yīng)該努力探索新的領(lǐng)域，挖掘新的技能。在專業(yè)培養(yǎng)的過程中，盡量為學(xué)生創(chuàng)造更好的軟硬件設(shè)計(jì)條件，將應(yīng)用和開發(fā)結(jié)合起來，將CAD技術(shù)廣泛并巧妙地應(yīng)用于交通管理工程專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐中。

“浙江省2016年度高等教育課堂教學(xué)改革項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：kg20160471）

參考文獻(xiàn)

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[6] 尚守平，吳煒煜.土木工程CAD[M].武漢理工大學(xué)出版社，2000.8.

[7] 雋志才.交通系統(tǒng)建模與仿真[M].北京：科學(xué)出版社，2011.4.endprint