面向交通數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究生通用能力提升探討

谷健

［摘 要］ 在交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的背景下，交通運(yùn)輸工程學(xué)科學(xué)生進(jìn)入研究生學(xué)習(xí)階段之后，不僅需按照培養(yǎng)方案完成課程學(xué)習(xí)，還需要利用科研項目、工程項目等檢驗(yàn)理論知識的運(yùn)用與實(shí)踐水平，尤其在面向數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)問題進(jìn)行研究時，要在科研題目確定、文獻(xiàn)搜集整理、理論方法運(yùn)用與優(yōu)化、數(shù)據(jù)搜集與分析、成果組稿等方面提升學(xué)術(shù)科研通用能力，以及在工程需求分析、工程數(shù)據(jù)資料搜集、工程項目方案設(shè)計與實(shí)施、工程項目方案匯報等方面提升工程項目通用能力。通過面向研究生新生群體，結(jié)合交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)驅(qū)動建模的思維過程，提出了一種提升科研與工程實(shí)踐通用能力的策略。

［關(guān)鍵詞］ 數(shù)據(jù)驅(qū)動；交通運(yùn)輸工程；通用能力

［基金項目］ 2021年度長沙理工大學(xué)教學(xué)改革研究項目“混合式教學(xué)模式在‘交通運(yùn)輸商務(wù)中的教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐”（XJG21-059）；2022年度長沙理工大學(xué)學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革課題“新工科背景下融合自動駕駛技術(shù)的研究生交通微觀仿真課程改革與創(chuàng)新實(shí)踐”

［作者簡介］ 谷 ?。?987—），男，吉林省吉林市人，博士，長沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院講師，主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理研究。

［中圖分類號］ G643.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）14-0173-04［收稿日期］ 2022-09-28

完成本科教育目標(biāo)進(jìn)入研究生學(xué)習(xí)階段之后，研究生新生在保持持續(xù)學(xué)習(xí)慣性與科學(xué)研究態(tài)度的同時，還要掌握合適的學(xué)習(xí)方法，提升科學(xué)研究與工程實(shí)踐的通用能力。與本科教育不同，研究生會與導(dǎo)師合作完成科學(xué)研究與工程實(shí)踐，在這個階段，導(dǎo)師會根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)與學(xué)生自身意愿，指導(dǎo)其在研究團(tuán)隊中承擔(dān)科研工作，并參與課題、項目調(diào)研、撰寫報告與論文等工作［1］。高校也會安排研究生輔導(dǎo)員，幫助研究生適應(yīng)身份變化帶來的諸多問題，形成了研究生導(dǎo)師與輔導(dǎo)員協(xié)同育人機(jī)制［2］。在導(dǎo)師與輔導(dǎo)員協(xié)同指導(dǎo)的同時，學(xué)生作為主體還需發(fā)揮主觀能動性，從生活方式、學(xué)習(xí)態(tài)度、心理預(yù)期等多方面做好準(zhǔn)備并主動提升自身能力，以完成科研訓(xùn)練與工程實(shí)踐任務(wù)。在接受指導(dǎo)與自我提升的過程中，研究生如何有意識地培養(yǎng)并鍛煉自身綜合能力，如何利用科研課題和工程項目資源提升自身的專業(yè)綜合能力，成為研究生新生亟待解決的問題。在交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的過程中，開放共享數(shù)據(jù)的獲取更加便利，途徑更加豐富，因此大數(shù)據(jù)時代下的交通問題逐漸成為科學(xué)研究熱點(diǎn)與教育教學(xué)改革熱點(diǎn)，如研究短時交通流預(yù)測模型構(gòu)建、區(qū)域交通狀態(tài)判別方法應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)交通流逐日演化規(guī)律等方面依賴大量交通檢測數(shù)據(jù)，研究生在完成方法論內(nèi)容的學(xué)習(xí)之后，亟待進(jìn)行交通數(shù)據(jù)開展比較研究［3］。目前，相關(guān)研究主要以學(xué)校、導(dǎo)師、課程等為主體，討論研究生的培養(yǎng)與指導(dǎo)模式；本文則從研究生新生主體角度出發(fā)，探討研究生學(xué)術(shù)科研通用能力以及工程項目通用科研能力的提升策略，為研究生新生提供能力培養(yǎng)與提升的新思路［4-6］。

一、數(shù)據(jù)驅(qū)動下研究生能力提升的基本內(nèi)涵。

（一）數(shù)據(jù)驅(qū)動的含義

來源于計算機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)驅(qū)動概念，狹義的解釋是“以數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，解決程序設(shè)計的問題”。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，以大容量（volume）、多樣性（variety）、生成快（velocity）、有價值（value）為基本特征的大數(shù)據(jù)概念，成為各行業(yè)解決問題的新視角，也豐富了數(shù)據(jù)驅(qū)動的含義。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)可以通過自動化手段采集，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸和存儲，提升了問題量化的能力，積累了所分析問題的多維數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)預(yù)測等數(shù)據(jù)驅(qū)動手段，也改善了僅靠不精準(zhǔn)、不完善、不及時的語言描述問題的傳統(tǒng)做法。此時，數(shù)據(jù)驅(qū)動可以認(rèn)為是利用統(tǒng)計學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能優(yōu)化等自然科學(xué)理論和方法，借助數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)預(yù)測等技術(shù)手段，重新挖掘有價值的信息并對未來做出合理判斷，并借此決策的過程。數(shù)據(jù)驅(qū)動式的問題分析解決邏輯架構(gòu)，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，在很多行業(yè)均有應(yīng)用。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)在交通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)維、管理等多個階段均有所體現(xiàn)，這也為交通運(yùn)輸領(lǐng)域研究生開展科學(xué)研究和工程實(shí)踐提供了豐富的真實(shí)場景數(shù)據(jù)資源，如城市道路交通運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)、交通樞紐運(yùn)營管理數(shù)據(jù)、高速公路匝道數(shù)據(jù)、車輛行駛軌跡數(shù)據(jù)、常規(guī)交通的客流刷卡數(shù)據(jù)等。

（二）研究生能力提升方向

根據(jù)研究生培養(yǎng)方案、課程體系和實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握交通運(yùn)輸領(lǐng)域的核心知識，具備解決專業(yè)問題的能力。其中，以數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計建模、計算機(jī)編程和數(shù)據(jù)庫管理等為技術(shù)基礎(chǔ)，以交通調(diào)查、交通規(guī)劃、交通管理與控制、交通流理論、道路通行能力、公共交通、樞紐與場站規(guī)劃設(shè)計等專業(yè)知識為核心，通過綜合運(yùn)用基礎(chǔ)技術(shù)手段解決核心專業(yè)問題，提高研究生歸納演繹與推理等科研能力，逐漸激發(fā)研究生科研創(chuàng)新與創(chuàng)造力。這一過程體現(xiàn)了“描述—分析—?dú)w納—總結(jié)”的問題解決邏輯。對此，研究生能力提升可從以下方面進(jìn)行，即通過基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)掌握基本技術(shù)理論與方法；結(jié)合核心專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，夯實(shí)對于交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)I(yè)的認(rèn)知基礎(chǔ)；結(jié)合交通運(yùn)輸領(lǐng)域的實(shí)際工程問題與科學(xué)研究前沿，逐漸提升面向交通運(yùn)輸領(lǐng)域問題的解決能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。總結(jié)為從技術(shù)基礎(chǔ)、核心知識、歸納推理、創(chuàng)新創(chuàng)造四個方向提升研究生新生能力，具體通過學(xué)術(shù)科研通用能力、工程項目通用能力兩個方面體現(xiàn)。

二、學(xué)術(shù)科研通用能力的培養(yǎng)

研究生的通用能力培養(yǎng)目標(biāo)之一是掌握本專業(yè)領(lǐng)域的核心知識，并能夠開展本專業(yè)相關(guān)的科學(xué)研究工作。對此，研究生學(xué)術(shù)科研通用能力的培養(yǎng)可以從科研題目確定、文獻(xiàn)搜集整理、理論方法運(yùn)用與優(yōu)化、數(shù)據(jù)搜集與分析、科研成果組稿等方面進(jìn)行。

（一）科研題目確定

學(xué)術(shù)科研課題題目是引導(dǎo)學(xué)生開展研究工作的重要導(dǎo)向，無論是開展課題研究，還是撰寫期刊論文、會議論文、學(xué)位論文、專利等，都要選取合適的題目。所謂的合適包括幾個方面：一是要能夠準(zhǔn)確涵蓋研究內(nèi)容；二是要能夠?qū)崿F(xiàn)研究內(nèi)容，即能夠有數(shù)據(jù)支撐；三是要緊密結(jié)合導(dǎo)師或者所在團(tuán)隊的已有或在研究的方向。尤其在交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的階段，科研題目的確定需考慮數(shù)據(jù)共享程度、數(shù)據(jù)提取的便利程度等多個方面。另外，研究生在實(shí)際選題或題目解讀時，往往會面對兩種情景，一是研究生作為主體，其自身具有科研經(jīng)驗(yàn)并且有感性或理性認(rèn)識時，可以根據(jù)研究生自身的想法確定或者完善題目；另外一種情景是研究生面對一個被分配的題目時，則需要培養(yǎng)預(yù)先評估的能力，即從能否實(shí)現(xiàn)、有無數(shù)據(jù)、結(jié)論是否合理等方面考慮題目的可行性與創(chuàng)新程度。

（二）圍繞題目組織文獻(xiàn)

當(dāng)研究生確定了科研課題或論文題目，并且對題目有所認(rèn)識后，需要從以下方面逐步開展學(xué)術(shù)科研準(zhǔn)備工作，包括數(shù)據(jù)搜集層面、理論方法分析層面、模型建構(gòu)層面、數(shù)值實(shí)驗(yàn)與結(jié)論層面、結(jié)論應(yīng)用層面等開始搜集相關(guān)的文獻(xiàn)，并在搜集、管理、閱讀、提煉等幾個階段開展文獻(xiàn)閱讀組織工作。

1.文獻(xiàn)搜集。在搜集文獻(xiàn)時，學(xué)術(shù)科研方面的文獻(xiàn)應(yīng)在學(xué)術(shù)資源數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行搜索與查找，目前高校圖書館均提供了專業(yè)的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫鏈接，如Web of Science、EI、ELSEVIER、IEEE、CNKI、萬方等常用數(shù)字資源，通過以上專業(yè)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)檢索獲取關(guān)于數(shù)據(jù)驅(qū)動的交通運(yùn)輸領(lǐng)域高水平中英文期刊文獻(xiàn)、學(xué)術(shù)成果和專利，掌握學(xué)術(shù)科研題目對應(yīng)的研究現(xiàn)狀。除了期刊文獻(xiàn)，高校圖書館也提供了館藏紙質(zhì)書籍借閱，以及電子圖書檢索工具，知識檢索結(jié)果是開展學(xué)術(shù)研究工作的基礎(chǔ)。

2.文獻(xiàn)管理。搜索文獻(xiàn)后，無論是期刊文章，還是圖書、專利等，對于數(shù)據(jù)驅(qū)動的交通運(yùn)輸領(lǐng)域科研課題具有參考意義的論文都需要仔細(xì)閱讀與總結(jié)，其他關(guān)于數(shù)據(jù)驅(qū)動、數(shù)據(jù)挖掘等相關(guān)的文章，則可把題目、作者、摘要等信息利用軟件一起管理起來，文獻(xiàn)管理軟件有很多，如Endnote、NoteExpress等常用管理軟件，不僅便于在科研成果寫作時插入文獻(xiàn)，同時也可以作為知識溫習(xí)和文獻(xiàn)管理的筆記工具。

3.文獻(xiàn)閱讀。對于搜集下載并管理的文獻(xiàn)科研材料，研究生需要能夠安靜認(rèn)真地閱讀，從而掌握文獻(xiàn)中所用的方法、數(shù)據(jù)分析的邏輯流程、結(jié)論的總結(jié)等內(nèi)容，相比中文文獻(xiàn)而言，英文文獻(xiàn)的閱讀則需要投入更多的精力。如對于一篇主題或者內(nèi)容特別契合的英文文獻(xiàn)，無論是期刊還是英文教材，都需要精讀，并在此基礎(chǔ)上，做到全文翻譯，這樣的過程不僅鍛煉了閱讀翻譯的能力，而且有助于積累專業(yè)英語詞匯，更有益于英文寫作。

4.文獻(xiàn)綜述。研究生精讀或泛讀有關(guān)數(shù)據(jù)驅(qū)動的交通運(yùn)輸領(lǐng)域文獻(xiàn)之后，需要有意識地進(jìn)行文獻(xiàn)綜述寫作。寫作總結(jié)得到的內(nèi)容不僅是學(xué)術(shù)文章寫作的一部分，而且可幫助研究生深刻理解該領(lǐng)域方向的研究成果與發(fā)展方向，同時也能夠?yàn)檠芯可鷮ふ艺n題或題目方向提供突破點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。因此需要對文獻(xiàn)中的優(yōu)勢和創(chuàng)新內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，也要分析凝練文獻(xiàn)內(nèi)容中的研究計劃與展望。

（三）理論方法運(yùn)用與優(yōu)化

交通運(yùn)輸工程研究生在研究交通運(yùn)輸領(lǐng)域具體內(nèi)容時，應(yīng)掌握與之相適應(yīng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)方法，如機(jī)器學(xué)習(xí)的方法、數(shù)據(jù)挖掘的方法、統(tǒng)計建模的方法等。對于已經(jīng)掌握的方法，研究生可運(yùn)用其針對新數(shù)據(jù)解決新問題，或者通過對方法進(jìn)行優(yōu)化和比較，豐富方法的運(yùn)用范圍。如支持向量機(jī)在分類問題中具有良好的效果，可在交通事件檢測算法方面進(jìn)行應(yīng)用，并通過改變模型中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)，將其運(yùn)用到回歸問題，如短時交通流預(yù)測等。再如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像識別中應(yīng)用廣泛，通過改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，可將其運(yùn)用于分析交通運(yùn)行態(tài)勢問題。

（四）數(shù)據(jù)搜集與分析

與確定研究方法同樣重要的是能夠及時掌握科研數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)驅(qū)動的交通運(yùn)輸領(lǐng)域科學(xué)研究只有圍繞數(shù)據(jù)才能順利展開。通常而言，交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域科學(xué)研究數(shù)據(jù)的獲取有多種途徑，如通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查出行特征、組織課題組成員拍攝路口交通流視頻、通過互聯(lián)網(wǎng)搜集開放共享的車輛軌跡數(shù)據(jù)、與課題合作單位共享使用數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)獲取后，研究生還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，如果數(shù)據(jù)沒有達(dá)到要求，則要考慮是否需要重新獲取數(shù)據(jù)、開展組織實(shí)驗(yàn)或調(diào)整研究工作計劃。

（五）科研成果組稿

在完成文獻(xiàn)閱讀、方法選取、數(shù)據(jù)獲取與實(shí)驗(yàn)后，研究生需要逐步開始撰寫科研論文、專利等科研成果稿件。其中，學(xué)術(shù)論文是將科研過程按照一定的要求進(jìn)行論述，形成符合要求的報告或論文。在總結(jié)研究工作的同時，研究生要掌握創(chuàng)新點(diǎn)凝練的方法，如與有經(jīng)驗(yàn)的師兄師姐或者導(dǎo)師反復(fù)溝通與修改。最后，按照目標(biāo)期刊的格式要求整理稿件，按照要求完成投稿，等待審稿人意見，針對審稿返修意見，與導(dǎo)師積極合作，逐條撰寫修改過程與內(nèi)容，完成稿件修改。

三、工程項目通用能力的培養(yǎng)

與參與課程學(xué)習(xí)和參與科學(xué)研究相比，參與工程實(shí)踐項目對于研究生新生而言同樣重要。研究生新生通過參與工程實(shí)踐項目，能夠在發(fā)現(xiàn)工程實(shí)踐問題的同時，快速學(xué)習(xí)核心專業(yè)知識以及鍛煉解決問題的能力。但與學(xué)術(shù)研究所需的深度思考要求不同，工程項目實(shí)踐更多關(guān)注于學(xué)生是否具有寬泛的知識與適應(yīng)能力。對此，研究生可在工程項目實(shí)踐過程中，注重問題剖析、資料搜集整理、方案設(shè)計、匯報等通用能力的鍛煉。

（一）明確工程項目需求

交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域的項目實(shí)踐是研究生參與社會服務(wù)的重要途徑。為更好地提供咨詢或技術(shù)服務(wù)，研究生可在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過會議、郵件、調(diào)研、座談等多種途徑了解工程項目實(shí)際需求，通過正規(guī)渠道如招標(biāo)文件界定工程需求。如與交通運(yùn)輸行業(yè)管理部門對接時，研究生還需主動了解交通運(yùn)輸行業(yè)主管部門的工作方式，如交流一般以書面公文的形式，包括通知、函件等，多為紅頭文件，因此在參與工程項目建設(shè)的同時，要學(xué)習(xí)行業(yè)管理部門網(wǎng)站中有關(guān)文件的用詞寫法，在明確工程項目需求的同時，提升溝通能力。

（二）搜集數(shù)據(jù)與資料

研究生在明確交通運(yùn)輸工程項目實(shí)際需求之后，需要根據(jù)項目界定內(nèi)容搜集相關(guān)資料，與文獻(xiàn)搜集類似，首先要提煉出數(shù)據(jù)與資料的大綱、框架等內(nèi)容，確保工程需求內(nèi)容能夠得到有效的數(shù)據(jù)支撐，這時需要與甲方進(jìn)行溝通，明確數(shù)據(jù)需求內(nèi)容并清晰地列出，協(xié)同甲方通過通知、函等方式獲取工程項目數(shù)據(jù)資料。

（三）工程項目方案設(shè)計與實(shí)施

研究生在明確需求、掌握數(shù)據(jù)之后，需要對工程項目方案進(jìn)行初步設(shè)計，初步設(shè)計期間會與甲方進(jìn)行多次溝通，不斷明確工程項目需求。方案形成后，只有通過專家評審才能得到甲方的認(rèn)可。對于有工程實(shí)施要求的項目，也需要與甲方協(xié)同工作，保證項目的順利實(shí)施。

（四）方案成果匯報

數(shù)據(jù)可視化是交通運(yùn)輸領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的重要展示手段，面向交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)驅(qū)動的能力培養(yǎng)，數(shù)據(jù)可視化能力也需要在工程實(shí)踐中得到鍛煉。無論是設(shè)計方案，還是階段性的工作小結(jié)，都需要向工程項目的甲方進(jìn)行匯報，這要求研究生能夠?qū)R報內(nèi)容進(jìn)行有效組織與內(nèi)容效果的展示，既包括工作的成果，也包括工作的訴求，以及工程項目方案的設(shè)計過程，但在匯報內(nèi)容的組織與匯報過程中要有所側(cè)重。

結(jié)語

伴隨著交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，對面向交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)的研究生的科研能力與工程實(shí)踐能力也提出了新的要求，數(shù)據(jù)驅(qū)動為研究生通用能力的提升提供了新的契機(jī)。研究生自身能力可從學(xué)術(shù)科研和工程實(shí)踐兩個維度借助數(shù)據(jù)驅(qū)動的思維提升自身綜合能力。本文從研究生能力提升的角度出發(fā)，多層次剖析了綜合能力的提升內(nèi)容，探討了面向數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究生能力提升策略，為交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域研究生新生主體的能力提升提供了借鑒與參考。

參考文獻(xiàn)

［1］趙靖，韓印，嚴(yán)凌.基于質(zhì)量控制的交通運(yùn)輸工程人才培養(yǎng)模式探討［J］.教育教學(xué)論壇，2020（35）：243-245.

［2］李超，呂焱，蔣楠，等.大數(shù)據(jù)時代下的研究生導(dǎo)師與輔導(dǎo)員協(xié)同育人機(jī)制［J］.智慧中國，2020（5）：76-77.

［3］馬紅光，李想，代聰聰.大數(shù)據(jù)時代交通運(yùn)輸管理專業(yè)教學(xué)改革思考［J］.教育教學(xué)論壇，2022（3）：53-56.

［4］章錫俏，楊龍海，王曉寧.研究型高校交通運(yùn)輸工程專業(yè)研究生實(shí)踐教育目標(biāo)：以哈爾濱工業(yè)大學(xué)為例［J］.教育教學(xué)論壇，2020（19）：54-55.

［5］王戰(zhàn)軍，藺跟榮.動態(tài)監(jiān)測：大數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究生教育管理新范式［J］.研究生教育研究，2022（2）：1-8.

［6］張明.問題驅(qū)動教學(xué)法與民航交通運(yùn)輸專業(yè)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.工業(yè)和信息化教育，2019（9）：1-5.

Abstract： In the context of the rapid development of transportation big data， after the students of transportation engineering enter the postgraduate learning stage， they not only need to complete the course learning according to the training plan， but also need to use scientific research projects， engineering projects and other research projects to test the application and practice level of theoretical knowledge. Especially in the research of data driven scientific issues， they need to improve their common ability on scientific research topics， searching and organizing documents， selecting and applying theoretical methods to improve the general ability of academic research in terms of data collection and analysis， achievement contribution， and they need a way to improve their general ability on engineering projects in terms of engineering demand analysis， engineering data collection， engineering scheme design and implementation， engineering project scheme report. In this paper， a strategy was proposed for junior postgraduate students to exercise the general ability of scientific research and engineering practice in combination with the thinking process of transportation data-driven modeling.

Key words： data-driven; transportation engineering; general ability