交通仿真課程中動態(tài)交通分配教學(xué)效果分析

章立輝

摘 ?要：交通仿真課程一般以微觀交通仿真為主建立教學(xué)體系。而微觀交通仿真越來越難以滿足不斷增長的工程實踐需求，因此對浙江大學(xué)研究生課程《交通仿真技術(shù)》進行教學(xué)改革，將動態(tài)交通分配及中觀交通仿真的知識點融入到課程體系中。為評價教學(xué)改革效果，對新課程體系實施前后，學(xué)生掌握動態(tài)交通分配相關(guān)知識進行課題測試。文章給出兩次測試具體結(jié)果，并采用T檢驗，對比兩次測試的得分情況。T檢驗所得p值遠小于0.01，因此可以得出結(jié)論，新課程體系實施后學(xué)生對于動態(tài)交通分配及中觀交通仿真相關(guān)知識掌握顯著提高，置信度遠高于99%。

關(guān)鍵詞：動態(tài)交通分配;交通仿真;課程教學(xué);效果分析

中圖分類號：G640 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）17-0086-03

Abstract： Traffic simulation courses are normally built based on microscopic traffic simulation. Due to its limitations， microscopic simulation becomes unable to accommodate the needs raised in field projects， thus， course reformation was performed to fuse teaching materials related to dynamic traffic assignment and mesoscopic traffic simulation. To evaluate the effect of the course reformation， tests on dynamic traffic assignment and simulation were carried out before and after the course reformation. This paper gives the results of the two tests， and applies T-tests to compare the two groups of scores students obtained in the tests. The p-values in the T-tests are all far smaller than 0.01， so， conclusions can be drawn that students did gain knowledge about dynamic traffic assignment and mesoscopic traffic simulation through the new course study.

Keywords： dynamic traffic simulation; traffic simulation; course teaching; evaluation

一、概述

課程《交通仿真技術(shù)》為浙江大學(xué)交通工程相關(guān)專業(yè)研究生的核心課程。課程前期以微觀交通仿真原理及VISSIM微觀仿真操作為主要教學(xué)內(nèi)容。由于微觀仿真本身有一定的局限性，如：難以有效捕捉各項出行行為、難以仿真大規(guī)模路網(wǎng)、所需輸入數(shù)據(jù)量巨大、校準方法不成熟等。微觀仿真越來越難以滿足不斷增長的工程實踐要求，而動態(tài)交通分配（DTA）技術(shù)屬于宏中觀仿真，可以在一定程度上克服上述缺點。為了更全方位地培養(yǎng)學(xué)生，對課程進行改革，將動態(tài)交通分配及中觀交通仿真的知識點教學(xué)融入到課程體系中，使課題體系從微觀仿真單核心體系轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒂^仿真和中觀仿真雙核心體系。

二、改革前后課程教學(xué)內(nèi)容比較

課程改革前，主要教學(xué)內(nèi)容如表1所示。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容涉及的仿真類型可知，絕大部分教學(xué)內(nèi)容與微觀仿真有關(guān)。且課后的實踐作業(yè)均在VISSIM微觀仿真環(huán)境中完成。

調(diào)整后的課程主要教學(xué)內(nèi)容如表2所示。壓縮了微觀仿真的教學(xué)內(nèi)容，增加了中觀交通仿真基本原理及中觀仿真軟件DynusT基本操作等中觀仿真的教學(xué)內(nèi)容，課程總課時保持不變。課后的實踐作業(yè)分為VISSIM微觀仿真和DynusT中觀仿真兩部分。

可以看到調(diào)整后的教學(xué)體系不再以微觀仿真為單核心，課程內(nèi)容顯得更豐富更全面。

中觀交通仿真的核心教學(xué)內(nèi)容包括以下幾點：

動態(tài)交通分配基本原理;

軟件DynusT的總體框架;

DynusT核心模塊：交通流加載和交通分配;

DynusT軟件的各項菜單操作;

以“Guan”關(guān)島路網(wǎng)為例進行詳細演示;

設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對比中觀和微觀交通仿真;

設(shè)計中觀交通仿真課后練習(xí)。

三、教學(xué)改革效果分析

課程改革效果主要通過改革前和改革后對學(xué)生進行課堂測試來進行分析。課堂測試研究生掌握動態(tài)交通分配相關(guān)知識的程度。

（一）課堂測試內(nèi)容

課堂測試分兩次進行。

第一次測試，原課程體系教學(xué)結(jié)束，參與測試共7位研究生，與動態(tài)交通分配相關(guān)測試題共5題，分別針對：1. DTA的最基本特征;2. 動態(tài)交通分配與宏觀四階段法的區(qū)別;3. DTA動態(tài)交通與微觀仿真動態(tài)交通的區(qū)別;4. 動態(tài)交通分配具體計算;5. 動態(tài)交通分配軟件，共5個方面對學(xué)生就DTA相關(guān)知識進行考察。

第二次測試，新課程體系教學(xué)結(jié)束后，參與測試共10位研究生，與動態(tài)交通分配相關(guān)測試題共4題，分別針對：1. DTA的最基本特征;2. 動態(tài)交通分配與宏觀四階段法的區(qū)別;3. DTA動態(tài)交通與微觀仿真動態(tài)交通的區(qū)別;4. 動態(tài)交通分配具體計算，4個方面對學(xué)生就講授的DTA教學(xué)內(nèi)容進行考察。

（二）測試結(jié)果

以每題10分滿分，表3和表4分別給出了兩次測試得分情況。

從表3可以看到，表格中的大部分得分都在5分以下，其中有5題次學(xué)生放棄作答（計得0分）。每道題目的評價分分別為1.9分，2.9分，2.0分，3.0分，4.4分，合計平均2.8分。由此可以看出，在新課程體系授課之前，學(xué)生對動態(tài)交通分配的知識了解掌握程度很淺。

從表4可以看到，表格中的絕大部分得分都在5分以上，無學(xué)生放棄任何題目（雖有一未答對得0分）。每道題目的評價分分別為9.5分，8.1分，8.0分，7.7分，合計平均8.3分。由此可以看出，在新課程體系授課之后，學(xué)生對動態(tài)交通分配的知識有了較好的掌握。

（三）效果分析

新教學(xué)體系實施后的第二次測試題目1、2、3和4分別和實施前的第一次測試題目1、2、3和4相對應(yīng)，測試相似內(nèi)容。從各題的平均得分和總體平均得分可看出，新教學(xué)體系實施后，學(xué)生對于動態(tài)交通分配及中觀交通仿真的知識點掌握程度較高，與新體系實施前有明顯差異。

為從統(tǒng)計學(xué)意義上說明這些差異，本文對測試結(jié)果進行了進一步分析。主要采用假設(shè)檢驗方法中的T檢驗。T檢驗是用t分布理論來推論差異發(fā)生的概率，從而比較兩個平均數(shù)的差異是否顯著。T檢驗主要用于樣本含量小于30，總體標準差σ未知的正態(tài)分布。由于本文需要進行課程體系改變前后的教學(xué)效果比較，故采用雙總體T檢驗，即檢驗前后兩個樣本平均數(shù)與其各自所代表的總體的差異是否顯著。

雙總體T檢驗統(tǒng)計量為：

其中1和2為前后兩次測試得分的評價值，S和S為得分的方差，n1和n2為前后兩次參與學(xué)術(shù)人數(shù)。對各題答題結(jié)果進行T檢驗，結(jié)果如表5。對四題平均分進行T檢驗，結(jié)果如表6。

如表5和表6所示，每題的得分及四題平均得分的單邊p值都非常小，遠小于0.01，因此可以得出結(jié)論，新課程體系實施后學(xué)生對于動態(tài)交通分配及中觀交通仿真相關(guān)知識掌握顯著提高，置信度遠高于99%。

四、課程后續(xù)改進分析

雖然新課程體系實施后，平均意義上學(xué)生了解掌握動態(tài)交通分配和中觀交通仿真的知識有了顯著提高。但是第二次測試得分的絕對值不高，各題分別為9.5，8.1，8.0，7.7，可見，掌握的程度并不是非常高。

除了第一題DTA的最基本特征9位同學(xué)得了滿分，其余三題平均得分在8分左右。因此，課程后續(xù)將進一步改進，如增加相關(guān)教學(xué)內(nèi)容或設(shè)計相關(guān)教學(xué)案例，使得學(xué)生明確動態(tài)交通分配與宏觀四階段法的區(qū)別及DTA動態(tài)交通與微觀仿真動態(tài)交通的區(qū)別，并使學(xué)生更好地掌握動態(tài)交通分配的計算概念和過程等。

五、結(jié)束語

本文分析了《交通仿真技術(shù)》研究生課程中融入動態(tài)交通仿真相關(guān)教學(xué)內(nèi)容后的教學(xué)效果。跟蹤兩屆學(xué)生分別采用新舊教學(xué)體系后，對動態(tài)交通分配及中觀交通仿真相關(guān)知識點的了解掌握程度。通過采用課堂測試的手段，根據(jù)相似知識點的測試得分結(jié)果，來比較新教學(xué)體系實施前后的教學(xué)效果。T檢驗結(jié)果表明，新課程體系實施后，學(xué)生了解掌握動態(tài)交通分配及中觀交通仿真的程度顯著提高。

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