虛擬仿真技術在交通工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的應用探索

趙秀云

摘要：當今世界經(jīng)濟高速發(fā)展，虛擬仿真技術應用于各個領域，在交通工程中起著至關重要的作用，虛擬仿真技術也稱“模擬決策技術”。這是為了解決一些實際的問題而提出的，首先要進行建模然后進行實驗數(shù)據(jù)采集、匯總、分析得到想要的結果。交通工程承載著一個城市的經(jīng)濟發(fā)展的生命，而我國對這一專業(yè)人才培養(yǎng)尤為重視，提高交通工程專業(yè)人才的專業(yè)性，可以解決實際中的許多方面的問題。

關鍵詞：虛擬仿真;交通工程;人才培養(yǎng);教學新模式;

我國是一個人口大國，隨著經(jīng)濟水平不斷提高，交通行業(yè)也得到了迅速發(fā)展，交通運輸情況從側面可以反映出一個國家的經(jīng)濟實力，所以交通工程專業(yè)的人才培養(yǎng)尤為重要。從前一般都是單純地靠交警在路口執(zhí)勤，以現(xiàn)在交通行業(yè)的這種發(fā)展趨勢，交警指揮交通的單一模式的弊端越來越明顯，不能很好地滿足大家的需求。虛擬仿真技術針對這一弊端發(fā)揮了它特有的優(yōu)勢，本文匯總分析了當前交通行業(yè)中存在的問題以及探索虛擬仿真技術在交通工程專業(yè)人才培養(yǎng)中應用。通過虛擬仿真技術，在人才培養(yǎng)方面可以更好地完成教學目標，更清晰地去闡述原理。

1虛擬仿真技術在培養(yǎng)人才方面的優(yōu)勢

1.1虛擬仿真技術可以解決許多危險性實驗才能驗證的問題，可以通過虛擬環(huán)境的模擬來達到教學目標，比如模擬隧道的場景，要求在教學中實現(xiàn)其完整性、真實性、連續(xù)性，隧道中的燈光，隧道長度，內置廣告牌，護欄，實線等所有能看到感受到的場景全部模擬出來，讓體驗者可以感覺身臨其境，建立起模型逼真的場景，有真實的駕駛體驗，隧道中的光線問題容易使司機產(chǎn)生目眩，尤其是一進一出的時候，有發(fā)生危險的可能性，這就需要模擬出燈光的亮度選取，而且如果隧道過長的話也容易產(chǎn)生視覺疲勞，重復的場景也容易使司機產(chǎn)生炫目，這就需要在在模擬駕駛體驗中更好地解決這一實際問題，這就體現(xiàn)出虛擬仿真技術在人才培養(yǎng)方面的可重復性與便捷性，在實地驗證中，很難去模擬建造一個隧道然后開車去一遍一遍驗證，這消耗大量人力物力。而這一問題就可以在虛擬仿真技術中得到很好地解決。

1.2實訓教學存在許多共性的問題，比如應試教學要比素質教學占得權重更大，學生空有理論知識，缺少實踐經(jīng)驗，教師占據(jù)主導地位但也無能為力，學生占據(jù)主體地位也不能得到很多實戰(zhàn)經(jīng)驗，在這種模式的種種弊端下培養(yǎng)出來的大部分學生短期內不能很好地將理論與實踐結合并應用于工作當中，不能滿足交通工程對人才的需求。而在虛擬仿真技術中就能很好地解決這些問題，在培養(yǎng)人才的過程中更注重實踐，并將理論與實踐相結合，教師有了這一輔助教學工具，可以更好地起到主導學生的作用，更好地去開展實驗，提高學生的思考能力與實踐能力，提升學習的主動性。每個學生的理解能力是不一樣的，這一技術可以使學生們去反復體驗實踐，實現(xiàn)多人協(xié)同，節(jié)省了實踐成本，也同樣達到了想要的效果。

2虛擬仿真技術在教學培養(yǎng)人才中的具體應用

2.1實驗結果由實驗數(shù)據(jù)做支撐，虛擬仿真技術是通過有依據(jù)，可驗證，可記錄的方式通過計算機模擬出真是的環(huán)境。在教學中可以通過模擬交通來進行路線設計、交通流量分析，設計出更合理的方案。虛擬仿真技術可以與線上多種方式進行交匯，比如利用VISSIM交通仿真軟件可以將道路信息和交通流信息真實反映出來，通過建?？蓪Ψ桨傅膶嵤┙Y果進行計算，進而選擇出更加合理的設計方案。通過虛擬仿真技術的應用可在人才培養(yǎng)過程中多激發(fā)學生們的積極性，開拓學生們的視野，使學生不僅局限于交通工程專業(yè)所學知識，還要將其與其他該新技術結合，去解決工程中的實際問題，進而達到應用型本科人才培養(yǎng)的目標。

2.2在交通工程項目實施過程中可能會遇到一些具有破壞性或者危險性（比如碰撞試驗）的工藝問題。實際不好解決，這就需要通過虛擬仿真技術將這些工藝問題模擬出來，然后實施解決方案，通過數(shù)據(jù)選出最佳方案，在項目施工前，先要分析現(xiàn)場環(huán)境，地理因素，手機相關資料匯總分析，然后通過虛擬仿真技術建模。比如使用CAD創(chuàng)建三維模型，使用Fuzor制作施工模擬動畫，在模擬中收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，再對項目進行優(yōu)化改進，確定最終施工方案。合理地將項目分解為多個小的項目，根據(jù)所建的3D模型跟進項目，確保在項目進行的過程中進度的確定。而學好虛擬仿真技術，可以將工程報價直觀地呈現(xiàn)出來，模擬在施工過程中可能會遇到的問題也保證了工程項目實施的安全性，對于零部件的損耗也可做出分析。通過虛擬仿真技術，提高了人才的專業(yè)能力，引導學生不僅局限于書本上的知識，去真正地利用虛擬仿真技術來理解并解決實際問題，開拓思維。

3虛擬仿真技術在交通工程專業(yè)人才培養(yǎng)的實例

3.1在實踐中不斷改進，將虛擬仿真技術應用于智能運輸，在經(jīng)過多次實驗后學生建設了3D智慧交通運輸控制中心，這一項目依靠計算機虛擬仿真技術，將多組數(shù)據(jù)進行分析，也實現(xiàn)了技術融合。它將仿真模擬技術，電子傳感技術，計算機遠程控制技術融合在一個完整的項目體系中，從而實現(xiàn)了智慧交通運輸。虛擬仿真技術模擬出逼真的場景，比如停車場場景、車輛流量合理分配、運輸模擬過程、車輛的實時監(jiān)控，在運輸方面的方案實施、行駛規(guī)劃等的運輸過程中的環(huán)境模擬。還有在車輛運輸過程中可能存在的安全問題，都在這一場景中被模擬發(fā)現(xiàn)，學生通過虛擬仿真技術模擬出逼真的場景，再結合其他相關高新技術可以掌握當下現(xiàn)有模式下的運輸流程。

3.2從應用型本科院校的生源來看，學生的層次多樣化，水平差異較大，且每個人的接受能力也不同?？偨Y學生們欠佳的幾個方面，針對性的來開展“模擬游戲”類的教學培養(yǎng)。比如應用北京某公司研發(fā)出的交通運輸沙盤產(chǎn)品進行“模擬游戲”教學，這一產(chǎn)品可供學生進行城市交通規(guī)劃并切實地模擬出其交通運輸場景，進而在沙盤模擬過程中學習城市交通規(guī)劃與運輸管理的相關知識，熟悉工作流程;在模擬的過程中，學生們可以從管理者角度來看清城市交通規(guī)劃的全過程，也能夠從仿真模擬中親身體驗到交通規(guī)劃的本質，進而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，思考問題并解決問題能力;并將此當作為游戲，可激發(fā)學生的學習興趣，使學生在學習中保持相對高度的注意力，進而提高教學效果。

4高新技術的融合發(fā)展及課堂未來發(fā)展趨勢

智慧交通系統(tǒng)也為交通工程專業(yè)發(fā)展提供了動力，像高新技術對交通工程專業(yè)建設的啟示、交通工程專業(yè)項目建設的推進、當今時代下交通工程專業(yè)課程的改革與探索、交通工程專業(yè)未來發(fā)展的趨勢等多個方面。數(shù)字經(jīng)濟在不斷發(fā)展，人工智能也日新月異，與人工智能相結合的交通工程專業(yè)方面也作為國家重點發(fā)展戰(zhàn)略方針。許多高校為此開設新的專業(yè)，像大數(shù)據(jù)在當今社會發(fā)展中很流行，通過樣本數(shù)據(jù)采集分析，得到一些想要的信息。人工智能專業(yè)也是近幾年新興的一門課程，屬于高端科學領域，包括許多模塊的知識，可以與交通工程專業(yè)相結合，具有非常大的潛力，針對這一背景下，交通工程專業(yè)人才的培養(yǎng)的教學目標就顯得非常重要，這也為今后交通工程專業(yè)人才培養(yǎng)的發(fā)展提供了一個新的方向。

5結語

虛擬仿真技術已有近90年的歷史，在逐步發(fā)展中形成了一項可以與其他專業(yè)相結合的高新技術。對于交通工程專業(yè)人才的培養(yǎng)起著至關重要的作用，讓學生將理論與實踐相結合，更好地將所學本領服務于社會的發(fā)展。

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項目來源：山東協(xié)和學院教學改革研究項目。項目名稱：新工科背景下交通工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新與實踐。項目編號：2019xh39