汽車駕駛模擬器在教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：本文基于對汽車駕駛模擬器基本原理的分析，重點(diǎn)討論了駕駛模擬器在駕駛教學(xué)中的應(yīng)用，能夠有效彌補(bǔ)不同階段的駕駛教學(xué)中實(shí)車訓(xùn)練的不足，對于提高駕駛安全、緩解交通擁堵、減少教學(xué)成本、提高教學(xué)效果等多方面都具有十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：駕駛模擬器駕駛教學(xué)交通安全

1. 前言

近年來，國內(nèi)機(jī)動車數(shù)量逐年增加，道路交通安全問題逐漸引起廣泛關(guān)注。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，因駕駛員原因?qū)е碌慕煌ㄊ鹿食^80%。所以，對駕駛員培訓(xùn)質(zhì)量的提高，規(guī)范駕駛行為，就逐漸成為提高道路交通安全的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。汽車模擬駕駛新技術(shù)近年來逐漸成熟并得到普及應(yīng)用，有效解決了此問題。

2. 汽車駕駛模擬器原理

駕駛模擬器綜合計(jì)算機(jī)、光學(xué)、微電子、控制等高新技術(shù)，是對汽車駕駛動作正確模擬，并在主要性能上得到實(shí)車駕駛感覺的一種仿真設(shè)備，已成為汽車性能展示、汽車駕駛模擬的一種非常有效的工具。訓(xùn)練型汽車駕駛模擬器包括真實(shí)駕駛艙、視景模擬系統(tǒng)、實(shí)時控制與仿真計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、運(yùn)動模擬系統(tǒng)、聲響模擬系統(tǒng)及中央控制臺。其原理是駕駛?cè)藛T模擬坐到駕駛艙中，結(jié)合視景系統(tǒng)產(chǎn)生的交通場景對轉(zhuǎn)向盤、制動及加速踏板等部件進(jìn)行操縱，由在駕駛艙安裝的傳感器采集駕駛員操作信號，然后仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)車輛動力學(xué)模型軟件對駕駛車輛瞬間位置及運(yùn)動姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，再向圖像計(jì)算機(jī)不斷傳送駕駛車輛的運(yùn)動參數(shù)，根據(jù)圖像軟件形成對應(yīng)于駕駛車輛運(yùn)動連續(xù)變化的交通場景，將場景采用投影儀向駕駛艙正前方屏幕進(jìn)行投射。模擬艙在控制運(yùn)動模擬系統(tǒng)帶動下形成汽車行駛運(yùn)動感覺，控制視景系統(tǒng)對交通場景進(jìn)行及時更新，發(fā)動機(jī)、風(fēng)噪、路面摩擦及隧道內(nèi)等聲響由控制聲響系統(tǒng)進(jìn)行合成。實(shí)時發(fā)生的連續(xù)變化音效及圖像使駕駛員產(chǎn)生在道路上駕車的真實(shí)感覺。模擬訓(xùn)練后，相關(guān)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果可由計(jì)算機(jī)打印輸出。

3. 在駕駛技能培訓(xùn)中駕駛模擬器的作用

3.1 提高駕駛訓(xùn)練安全

駕駛員培訓(xùn)初期，通常對車輛各項(xiàng)性能了解不多，因緊張等原因，在聽從教師反復(fù)講解時，還要對車輛部件進(jìn)行反復(fù)操作，初學(xué)者直接上路駕駛，容易顧此失彼，存在較大的危險與安全隱患。模擬器利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將行車中可能遇到的各種情況形象逼真地在屏幕上進(jìn)行演示，讓其體驗(yàn)有驚無險，對其安全駕駛意識的培養(yǎng)潛移默化，對行駛中可能發(fā)生的各種緊急情況進(jìn)行妥善處理，進(jìn)而使訓(xùn)練行為的安全性得到明顯提高。

3.2 駕駛適應(yīng)性訓(xùn)練得到豐富

駕駛適應(yīng)性是機(jī)車駕駛員對各項(xiàng)駕駛操作的完成具有心理與生理素質(zhì)。若學(xué)習(xí)者對駕駛適應(yīng)性有關(guān)知識不夠了解，就容易對行車安全產(chǎn)生較大的隱患。在實(shí)車訓(xùn)練中由于有些方面受到規(guī)范所限，駕駛員對高速行車的危險無法進(jìn)行體驗(yàn)。但在模擬器中借助模擬駕駛，能夠充分感受到各種因素對駕駛適應(yīng)性的影響，使駕駛員得到直觀感受，對駕駛員感官的綜合刺激，使其駕駛適應(yīng)性訓(xùn)練得到豐富。

3.3 訓(xùn)練綜合效率得到明顯提高

汽車駕駛需要協(xié)調(diào)身體各器官的動作。駕駛模擬器不只是駕駛環(huán)境具有實(shí)際操作性與可視性，還能將安全駕駛中可能遇到的各類交通安全問題通過計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)模擬到操作中。在駕駛培訓(xùn)中的一些階段，駕駛員能夠有效利用模擬訓(xùn)練設(shè)備訓(xùn)練車輛操控技能及分析處理道路交通情況，不受季節(jié)、環(huán)境、天氣等外界條件限制，使駕駛技術(shù)得到形象逼真的模擬。

3.4 減少汽車噪音及尾氣污染

眾所周知，汽車行駛揚(yáng)起的粉塵及尾氣是導(dǎo)致空氣污染特別是城市大氣污染的一個非常重要的因素。據(jù)對部分城市污染情況的統(tǒng)計(jì)，大氣中超過90%的一氧化碳、超過85%的一氧化氮等都是源自汽車尾氣排放。而且，汽車也是由不同性質(zhì)噪聲構(gòu)成的一種綜合噪聲源，行駛中的噪音對環(huán)境具有較大的影響。汽車駕駛模擬器利用其對駕駛訓(xùn)練進(jìn)行模擬，能夠明顯減少培訓(xùn)人員駕駛車輛上路行駛，也在一定程度上減少噪聲污染與汽車尾氣排放。

3.5 緩解道路擁堵

教練車和駕駛學(xué)員在道路上駕車速度不快、行車缺乏規(guī)范性等，易導(dǎo)致交通發(fā)生擁堵。采用駕駛模擬器進(jìn)行培訓(xùn)，能夠減少車輛占用道路，使道路擁堵情況得到有效緩解。

4. 駕駛模擬器在教學(xué)中的應(yīng)用

機(jī)動車駕駛員教學(xué)目的主要是以較為經(jīng)濟(jì)的成本，使學(xué)習(xí)者掌握駕駛技能，并在實(shí)際道路中，結(jié)合已掌握的知識與經(jīng)驗(yàn)，靈活操縱車輛。駕駛技能有機(jī)結(jié)合了心智與動作兩種技能。動作技能基于心智技能，心智技能調(diào)解動作技能。通過局部動作掌握、完整動作初步掌握、協(xié)調(diào)完善動作三個相互聯(lián)系的階段對駕駛技能進(jìn)行逐步掌握。初級階段汽車駕駛主要是對基本駕駛動作進(jìn)行學(xué)習(xí)，主要訓(xùn)練動作技能；中高級階段對處理道路交通情況的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用各項(xiàng)基本動作，實(shí)現(xiàn)對心智技能的培養(yǎng)，因此，初中級階段可采用駕駛模擬器進(jìn)行教學(xué)。

4.1局部動作的掌握

局部動作的掌握是駕駛技能的基本功，主要由教師進(jìn)行示范，學(xué)員注意模擬練習(xí)單一動作。因初學(xué)者對汽車駕駛的感性認(rèn)識不足，操作中容易出現(xiàn)緊張、動作僵硬不協(xié)調(diào)等情況。采用駕駛模擬器進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練不只是實(shí)現(xiàn)對汽車真實(shí)行駛情景的模擬，還可以減少實(shí)車訓(xùn)練負(fù)荷，同時實(shí)現(xiàn)對教學(xué)訓(xùn)練進(jìn)度的自由調(diào)節(jié)，是糾正駕駛教學(xué)過程中存在的各種常見問題的一種比較有效的方法。

4.2 交替動作的掌握

掌握交替動作是學(xué)員初步了解了駕駛技能，并被糾正了大部分明顯錯誤，能夠連貫先期掌握的局部動作，而形成比較完整的操作，但結(jié)合的各項(xiàng)動作還缺乏一定的協(xié)調(diào)性、緊密性，容易產(chǎn)生動作停頓等。因此，適當(dāng)采用模擬器進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，對于促進(jìn)動作連貫性具有重要作用。在模擬器上熟練各項(xiàng)操作后，再到實(shí)車上駕駛操作，對于學(xué)員特別是女性學(xué)員，普遍能較快地進(jìn)入狀態(tài)，可有效縮短訓(xùn)練操作技能的時間。

4.3協(xié)調(diào)完善動作

協(xié)調(diào)完善動作是學(xué)員按照準(zhǔn)確順序完成各個動作，以連鎖反應(yīng)方式鞏固駕駛操作，動作間緊密連貫且協(xié)調(diào)，可根據(jù)隨時變化的交通環(huán)境，對交通要求的思維方式與知覺機(jī)能進(jìn)行不斷適應(yīng)，溝通心理活動與肌體動作，降低意識參與度，擴(kuò)大學(xué)員注意范圍，結(jié)合條件變化準(zhǔn)確迅速地完成駕駛操作。

5. 結(jié)語

綜上所述，駕駛模擬器訓(xùn)練從本質(zhì)上來將還只是一種模擬訓(xùn)練，無法完全代替其它培訓(xùn)方法及實(shí)車訓(xùn)練。在實(shí)際教學(xué)中，還應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與目的，有效結(jié)合駕駛模擬器、教師講解指導(dǎo)及實(shí)車訓(xùn)練等方法，才能提高汽車駕駛員的綜合技能。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊堅(jiān)，曾紀(jì)國，管欣.駕駛模擬器用于交通系統(tǒng)仿真的研究[J]，系統(tǒng)仿真學(xué)報，2010.11

[2]潘兵宏，梁孝忠.動視覺原理在公路線形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]，長安大學(xué)學(xué)報，2012.8

[3]張寶.機(jī)動車輛駕駛考證管理與駕校規(guī)范化培訓(xùn)實(shí)務(wù)[M]，北京：中科多媒體電子出版社，2009

[4]范士儒，何樹林.談新訓(xùn)汽車駕駛員駕駛技能的形成規(guī)律[J]，遼寧警專學(xué)報，2011.10