趙秀云

摘要：當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在交通工程中起著至關(guān)重要的作用，虛擬仿真技術(shù)也稱(chēng)“模擬決策技術(shù)”。這是為了解決一些實(shí)際的問(wèn)題而提出的，首先要進(jìn)行建模然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、匯總、分析得到想要的結(jié)果。交通工程承載著一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命，而我國(guó)對(duì)這一專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)尤為重視，提高交通工程專(zhuān)業(yè)人才的專(zhuān)業(yè)性，可以解決實(shí)際中的許多方面的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;交通工程;人才培養(yǎng);教學(xué)新模式;

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，交通行業(yè)也得到了迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸情況從側(cè)面可以反映出一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，所以交通工程專(zhuān)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(shì)，交警指揮交通的單一模式的弊端越來(lái)越明顯，不能很好地滿(mǎn)足大家的需求。虛擬仿真技術(shù)針對(duì)這一弊端發(fā)揮了它特有的優(yōu)勢(shì)，本文匯總分析了當(dāng)前交通行業(yè)中存在的問(wèn)題以及探索虛擬仿真技術(shù)在交通工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中應(yīng)用。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，在人才培養(yǎng)方面可以更好地完成教學(xué)目標(biāo)，更清晰地去闡述原理。

1虛擬仿真技術(shù)在培養(yǎng)人才方面的優(yōu)勢(shì)

1.1虛擬仿真技術(shù)可以解決許多危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)才能驗(yàn)證的問(wèn)題，可以通過(guò)虛擬環(huán)境的模擬來(lái)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，比如模擬隧道的場(chǎng)景，要求在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)其完整性、真實(shí)性、連續(xù)性，隧道中的燈光，隧道長(zhǎng)度，內(nèi)置廣告牌，護(hù)欄，實(shí)線等所有能看到感受到的場(chǎng)景全部模擬出來(lái)，讓體驗(yàn)者可以感覺(jué)身臨其境，建立起模型逼真的場(chǎng)景，有真實(shí)的駕駛體驗(yàn)，隧道中的光線問(wèn)題容易使司機(jī)產(chǎn)生目眩，尤其是一進(jìn)一出的時(shí)候，有發(fā)生危險(xiǎn)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(guò)長(zhǎng)的話(huà)也容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，重復(fù)的場(chǎng)景也容易使司機(jī)產(chǎn)生炫目，這就需要在在模擬駕駛體驗(yàn)中更好地解決這一實(shí)際問(wèn)題，這就體現(xiàn)出虛擬仿真技術(shù)在人才培養(yǎng)方面的可重復(fù)性與便捷性，在實(shí)地驗(yàn)證中，很難去模擬建造一個(gè)隧道然后開(kāi)車(chē)去一遍一遍驗(yàn)證，這消耗大量人力物力。而這一問(wèn)題就可以在虛擬仿真技術(shù)中得到很好地解決。

1.2實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在許多共性的問(wèn)題，比如應(yīng)試教學(xué)要比素質(zhì)教學(xué)占得權(quán)重更大，學(xué)生空有理論知識(shí)，缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，教師占據(jù)主導(dǎo)地位但也無(wú)能為力，學(xué)生占據(jù)主體地位也不能得到很多實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，在這種模式的種種弊端下培養(yǎng)出來(lái)的大部分學(xué)生短期內(nèi)不能很好地將理論與實(shí)踐結(jié)合并應(yīng)用于工作當(dāng)中，不能滿(mǎn)足交通工程對(duì)人才的需求。而在虛擬仿真技術(shù)中就能很好地解決這些問(wèn)題，在培養(yǎng)人才的過(guò)程中更注重實(shí)踐，并將理論與實(shí)踐相結(jié)合，教師有了這一輔助教學(xué)工具，可以更好地起到主導(dǎo)學(xué)生的作用，更好地去開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的思考能力與實(shí)踐能力，提升學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。每個(gè)學(xué)生的理解能力是不一樣的，這一技術(shù)可以使學(xué)生們?nèi)シ磸?fù)體驗(yàn)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同，節(jié)省了實(shí)踐成本，也同樣達(dá)到了想要的效果。

2虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)培養(yǎng)人才中的具體應(yīng)用

2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做支撐，虛擬仿真技術(shù)是通過(guò)有依據(jù)，可驗(yàn)證，可記錄的方式通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬出真是的環(huán)境。在教學(xué)中可以通過(guò)模擬交通來(lái)進(jìn)行路線設(shè)計(jì)、交通流量分析，設(shè)計(jì)出更合理的方案。虛擬仿真技術(shù)可以與線上多種方式進(jìn)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(shí)反映出來(lái)，通過(guò)建模可對(duì)方案的實(shí)施結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而選擇出更加合理的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可在人才培養(yǎng)過(guò)程中多激發(fā)學(xué)生們的積極性，開(kāi)拓學(xué)生們的視野，使學(xué)生不僅局限于交通工程專(zhuān)業(yè)所學(xué)知識(shí)，還要將其與其他該新技術(shù)結(jié)合，去解決工程中的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

2.2在交通工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中可能會(huì)遇到一些具有破壞性或者危險(xiǎn)性（比如碰撞試驗(yàn)）的工藝問(wèn)題。實(shí)際不好解決，這就需要通過(guò)虛擬仿真技術(shù)將這些工藝問(wèn)題模擬出來(lái)，然后實(shí)施解決方案，通過(guò)數(shù)據(jù)選出最佳方案，在項(xiàng)目施工前，先要分析現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，地理因素，手機(jī)相關(guān)資料匯總分析，然后通過(guò)虛擬仿真技術(shù)建模。比如使用CAD創(chuàng)建三維模型，使用Fuzor制作施工模擬動(dòng)畫(huà)，在模擬中收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，再對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，確定最終施工方案。合理地將項(xiàng)目分解為多個(gè)小的項(xiàng)目，根據(jù)所建的3D模型跟進(jìn)項(xiàng)目，確保在項(xiàng)目進(jìn)行的過(guò)程中進(jìn)度的確定。而學(xué)好虛擬仿真技術(shù)，可以將工程報(bào)價(jià)直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，模擬在施工過(guò)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題也保證了工程項(xiàng)目實(shí)施的安全性，對(duì)于零部件的損耗也可做出分析。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，提高了人才的專(zhuān)業(yè)能力，引導(dǎo)學(xué)生不僅局限于書(shū)本上的知識(shí)，去真正地利用虛擬仿真技術(shù)來(lái)理解并解決實(shí)際問(wèn)題，開(kāi)拓思維。

3虛擬仿真技術(shù)在交通工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)例

3.1在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于智能運(yùn)輸，在經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后學(xué)生建設(shè)了3D智慧交通運(yùn)輸控制中心，這一項(xiàng)目依靠計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)，將多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也實(shí)現(xiàn)了技術(shù)融合。它將仿真模擬技術(shù)，電子傳感技術(shù)，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)融合在一個(gè)完整的項(xiàng)目體系中，從而實(shí)現(xiàn)了智慧交通運(yùn)輸。虛擬仿真技術(shù)模擬出逼真的場(chǎng)景，比如停車(chē)場(chǎng)場(chǎng)景、車(chē)輛流量合理分配、運(yùn)輸模擬過(guò)程、車(chē)輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在運(yùn)輸方面的方案實(shí)施、行駛規(guī)劃等的運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境模擬。還有在車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中可能存在的安全問(wèn)題，都在這一場(chǎng)景中被模擬發(fā)現(xiàn)，學(xué)生通過(guò)虛擬仿真技術(shù)模擬出逼真的場(chǎng)景，再結(jié)合其他相關(guān)高新技術(shù)可以掌握當(dāng)下現(xiàn)有模式下的運(yùn)輸流程。

3.2從應(yīng)用型本科院校的生源來(lái)看，學(xué)生的層次多樣化，水平差異較大，且每個(gè)人的接受能力也不同。總結(jié)學(xué)生們欠佳的幾個(gè)方面，針對(duì)性的來(lái)開(kāi)展“模擬游戲”類(lèi)的教學(xué)培養(yǎng)。比如應(yīng)用北京某公司研發(fā)出的交通運(yùn)輸沙盤(pán)產(chǎn)品進(jìn)行“模擬游戲”教學(xué)，這一產(chǎn)品可供學(xué)生進(jìn)行城市交通規(guī)劃并切實(shí)地模擬出其交通運(yùn)輸場(chǎng)景，進(jìn)而在沙盤(pán)模擬過(guò)程中學(xué)習(xí)城市交通規(guī)劃與運(yùn)輸管理的相關(guān)知識(shí)，熟悉工作流程;在模擬的過(guò)程中，學(xué)生們可以從管理者角度來(lái)看清城市交通規(guī)劃的全過(guò)程，也能夠從仿真模擬中親身體驗(yàn)到交通規(guī)劃的本質(zhì)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考問(wèn)題并解決問(wèn)題能力;并將此當(dāng)作為游戲，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中保持相對(duì)高度的注意力，進(jìn)而提高教學(xué)效果。

4高新技術(shù)的融合發(fā)展及課堂未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

智慧交通系統(tǒng)也為交通工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展提供了動(dòng)力，像高新技術(shù)對(duì)交通工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)的啟示、交通工程專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目建設(shè)的推進(jìn)、當(dāng)今時(shí)代下交通工程專(zhuān)業(yè)課程的改革與探索、交通工程專(zhuān)業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)等多個(gè)方面。數(shù)字經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，人工智能也日新月異，與人工智能相結(jié)合的交通工程專(zhuān)業(yè)方面也作為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略方針。許多高校為此開(kāi)設(shè)新的專(zhuān)業(yè)，像大數(shù)據(jù)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中很流行，通過(guò)樣本數(shù)據(jù)采集分析，得到一些想要的信息。人工智能專(zhuān)業(yè)也是近幾年新興的一門(mén)課程，屬于高端科學(xué)領(lǐng)域，包括許多模塊的知識(shí)，可以與交通工程專(zhuān)業(yè)相結(jié)合，具有非常大的潛力，針對(duì)這一背景下，交通工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)就顯得非常重要，這也為今后交通工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的發(fā)展提供了一個(gè)新的方向。

5結(jié)語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)已有近90年的歷史，在逐步發(fā)展中形成了一項(xiàng)可以與其他專(zhuān)業(yè)相結(jié)合的高新技術(shù)。對(duì)于交通工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，讓學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，更好地將所學(xué)本領(lǐng)服務(wù)于社會(huì)的發(fā)展。

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項(xiàng)目來(lái)源：山東協(xié)和學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目。項(xiàng)目名稱(chēng)：新工科背景下交通工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新與實(shí)踐。項(xiàng)目編號(hào)：2019xh39