智能汽車駕駛模擬器在汽車駕駛教學(xué)中的應(yīng)用研究

紀(jì)春波、肖傳軍

（西京學(xué)院 710123)

在汽車駕駛教學(xué)中應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器，就是通過微機仿真技術(shù)，對汽車駕駛艙進行仿真模擬，并模擬出各種可能出現(xiàn)的路況，依照道路交通安全法的規(guī)定，讓學(xué)生在一個虛擬的環(huán)境中，完成對汽車駕駛的操作。通過這樣的方式，能夠有效彌補不同階段駕駛教學(xué)中實車訓(xùn)練的不足，有效減少教學(xué)成本支出，提高教學(xué)效果，降低交通事故的發(fā)生概率。因此，智能汽車駕駛模擬器應(yīng)用在汽車駕駛教學(xué)中具有非常重要的意義。

1 智能汽車駕駛模擬器的原理

汽車駕駛模擬器主要包括真實駕駛艙、視景模擬系統(tǒng)、實時控制與仿真計算機系統(tǒng)、運動模擬系統(tǒng)、聲響模擬系統(tǒng)和中央控制臺幾個部分。汽車駕駛模擬器的換擋桿可以實現(xiàn)自動擋和手動擋的切換，駕駛?cè)藛T在真實駕駛艙中，通過顯示器模擬圖像，確保能夠讓駕駛員感受到與實際駕駛場面接近的視野，然后對視景系統(tǒng)所產(chǎn)生的交通場景做出反應(yīng)，控制方向盤、制動踏板和加速踏板等部件。

除此之外，還能夠根據(jù)教學(xué)的需求，模擬出實際道路駕駛過程中可能出現(xiàn)的雨、雪、霧和夜間等各種天氣情況，還能模擬出高速公路、山區(qū)道路和城市道路等路況，便于提高學(xué)員對交通情景的應(yīng)對能力。控制視景系統(tǒng)可以實時更新交通場景，聲響系統(tǒng)也會模擬出真實的發(fā)動機、路面摩擦及風(fēng)躁等聲音，給駕駛員一種真實的駕駛感覺。在應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器完成訓(xùn)練之后，還可以得到相關(guān)的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果（圖1）。

圖1 駕駛模擬器原理圖

2 智能汽車模擬駕駛器在汽車駕駛教學(xué)中的作用

2.1 教學(xué)過程更加安全環(huán)保

在傳統(tǒng)的汽車駕駛教學(xué)模式中，采用一對一實車教學(xué)的方式，因此會消耗大量的資源，也會增加對環(huán)境的污染。利用智能汽車駕駛模擬器進行汽車駕駛教學(xué)，不但能夠有效節(jié)約能源達到環(huán)保的目的，還更加安全可靠。由于汽車駕駛培訓(xùn)中學(xué)員缺乏完善的汽車駕駛技能，因此如果在培訓(xùn)過程中遇到特殊天氣，教練員會時刻處于高度緊張的狀態(tài)，嚴(yán)重增加了教練員的工作壓力。采用智能汽車駕駛模擬器進行輔助教學(xué)，可以讓學(xué)員在仿真的環(huán)境下，安全地完成駕駛訓(xùn)練，一方面能夠做到零污染、零風(fēng)險，另一方面還能夠?qū)崿F(xiàn)一對多的訓(xùn)練指導(dǎo)，減少教練員的工作壓力[1]。

2.2 有效提高教學(xué)效率

在汽車駕駛過程中，需要身體各器官的協(xié)調(diào)，在傳統(tǒng)的汽車駕駛教學(xué)中，會受到時間和環(huán)境的影響。如果在教學(xué)過程中應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器，不但能夠有效克服環(huán)境、天氣和季節(jié)等外界因素的不良影響，而且還能夠?qū)踩{駛中可能會遇到的各類交通安全問題模擬到實際操作中，從而滿足不同學(xué)生的個性化需求，有效提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

2.3 有效減少駕駛培訓(xùn)的風(fēng)險

在駕駛員培訓(xùn)的初期，由于學(xué)員對車輛性能不夠了解，學(xué)員需要一邊聽從教師反復(fù)講解，一邊完成對車輛部件的反復(fù)操作。此時學(xué)員如果直接上路駕駛，會比較茫然，帶來嚴(yán)重的安全隱患。而利用智能汽車駕駛模擬器進行輔助教學(xué)，不但能夠?qū)⑿熊囘^程中可能會遇到的各種情況真實展現(xiàn)在學(xué)員面前，還能夠有效保障學(xué)員的安全，提高了駕駛培訓(xùn)的實訓(xùn)效果，保障了駕駛培訓(xùn)的安全。

2.4 減少駕駛訓(xùn)練帶來的交通壓力

在傳統(tǒng)的實車道路駕駛訓(xùn)練過程中，由于受到車輛條件和交通道路狀況的影響，不但限制了汽車駕駛教學(xué)的開展，還占用大量的實訓(xùn)場地，給道路交通增加了壓力。但是如果能夠在一些道路駕駛實訓(xùn)科目教學(xué)中，應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器，就可以有效緩解道路交通的壓力。

2.5 降低駕駛訓(xùn)練的成本

汽車駕駛教學(xué)的效果受到很多因素影響，其中教練車的配置是非常關(guān)鍵的因素，如果教練車數(shù)量不夠，就很難對學(xué)員進行充足的培訓(xùn)，也就在很大程度上影響了汽車駕駛教學(xué)的效果。但如果配置過多的教練車，不但會造成資源浪費，而且每天需要消耗的燃料、車輛的磨損和教練員的雇傭費用都會大幅度增加，在很大程度上增加了汽車駕駛培訓(xùn)學(xué)校的經(jīng)營成本。如果應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器進行汽車駕駛教學(xué)，不但減少駕駛培訓(xùn)學(xué)校的成本投入，還能有效保障學(xué)員的培訓(xùn)效果[2]。

3 智能汽車模擬駕駛器在汽車駕駛教學(xué)中的課程設(shè)置

在科目一理論基礎(chǔ)教學(xué)過程中，設(shè)置情景式汽車駕駛模擬器課程，對學(xué)員進行基礎(chǔ)動作訓(xùn)練，從而使學(xué)員能夠掌握規(guī)范的基礎(chǔ)操作，培養(yǎng)學(xué)員規(guī)范操作和安全意識，提升理論考試的成績。在科目二項目訓(xùn)練之前，設(shè)置鞏固性的汽車駕駛模擬器課程，進行駕駛操作技能訓(xùn)練，一方面降低教練員的工作強度，另一方面規(guī)范學(xué)員的基礎(chǔ)駕駛操作，提高技能訓(xùn)練的教學(xué)效果。在科目三訓(xùn)練項目的后期，設(shè)置汽車駕駛模擬器課程，幫助學(xué)員全面掌握駕駛技能，并通過滾動式的場景與智能汽車駕駛模擬器相配合，提高學(xué)員對科目三訓(xùn)練項目的感性和理性認(rèn)識，從而完成教學(xué)與考試大綱的內(nèi)容，提高學(xué)員的考試合格率。

4 智能汽車模擬駕駛器在汽車駕駛教學(xué)中的應(yīng)用

4.1 局部動作的掌握

在汽車駕駛教學(xué)過程中，學(xué)員對局部動作的掌握是練習(xí)駕駛技能的基礎(chǔ)。一般情況下，對局部動作的掌握都是由教練員進行示范，學(xué)員進行模仿完成的，但是由于很多學(xué)員對汽車駕駛比較陌生，因此操作的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)動作僵硬或心里緊張的情況。這時通過智能汽車駕駛模擬器進行教學(xué)，不但能夠真實模擬出汽車行駛的情境，還能夠自由調(diào)節(jié)教學(xué)訓(xùn)練進度，有助于教練糾正學(xué)員的各種操作問題，幫助學(xué)員掌握局部動作。

4.2 交替動作的掌握

在學(xué)員掌握了局部動作，了解了一定的駕駛技能之后，需要訓(xùn)練學(xué)員掌握交替動作，也就是要讓學(xué)員將之前掌握的局部動作連貫起來，形成一套相對完成的操作。這一過程需要學(xué)員具備一定的協(xié)調(diào)性，很多學(xué)員在交替動作掌握過程中會出現(xiàn)動作的停頓現(xiàn)象。此時應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器對學(xué)員進行訓(xùn)練，可以讓學(xué)生熟練各項操作之后再到實車上進行駕駛，能夠有效縮短教學(xué)時間，使學(xué)員快速進入狀態(tài)，促進動作的連貫性。

4.3 動作的協(xié)調(diào)完善

學(xué)員在學(xué)習(xí)各種動作技能之后，需要按照準(zhǔn)確順序，以連鎖反應(yīng)的方式鞏固駕駛操作，提高動作之間的連貫和協(xié)調(diào)性，從而根據(jù)隨時變化的交通環(huán)境做出反應(yīng)。應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器進行教學(xué)，能夠使學(xué)員不斷適應(yīng)交通所要求的思維方式和知覺機能，溝通學(xué)員的心理活動和肌體動作，幫助學(xué)員快速、準(zhǔn)確地完成駕駛操作（圖2）。

圖2 智能汽車駕駛模擬器

5 結(jié)束語

我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的汽車駕駛教學(xué)模式已經(jīng)無法跟上汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，嚴(yán)重影響了汽車駕駛教學(xué)效果。應(yīng)用智能汽車駕駛模擬器進行汽車駕駛教學(xué)，能夠有效增加汽車培訓(xùn)的科技含量，從而改善教學(xué)環(huán)境、降低教學(xué)成本并提高教學(xué)質(zhì)量，而且更符合環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求。

由此可見，智能汽車駕駛模擬器在汽車駕駛教學(xué)中的應(yīng)用具有非常重要的意義，這種培訓(xùn)模式已經(jīng)成為了必然趨勢。目前，智能汽車駕駛模擬器在本質(zhì)上看還只是一種模擬訓(xùn)練，仍然無法完全代替實車訓(xùn)練。因此在實際教學(xué)過程中，必須要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和目的，將這種方式與其他訓(xùn)練方式有機結(jié)合起來，從而提高汽車駕駛員的駕駛水平。