交通工程專業大學生計算機能力培養的探討

彭博 袁麗蘋 陳堅

摘要：計算機能力是交通工程專業大學生最重要的工程素養之一。本文以重慶交通大學交通工程專業為例，從基礎軟件應用能力，專業軟件應用能力，以及其他相關軟件的應用和編程能力三個方面探討了大學生需要學習和掌握的計算機技能；介紹了微軟Office、AutoCAD、Photoshop、Adobe Illustrator和CorelDraw等基礎軟件，Synchro、Vissim、TransCAD、Cube等專業軟件，Visual Studio、SPSS、Matlab和LINGO等相關軟件和編程環境；提出理論與實踐相結合、軟件應用與程序設計相結合的計算機能力培養模式，有利教學工作開展，全面提高大學生計算機能力。

關鍵詞：計算機能力； 軟件應用； 程序設計； 交通工程

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

重慶交通大學交通工程專業以山區公路交通和山地城市交通領域的交通規劃設計與管理控制為背景，形成了交通工程規劃、設計、施工和管理等方向的人才培養體系。專業人才培養強調基礎厚、專業精、知識寬，注重創造性系統性思維訓練、計算機及外語的應用和工程實踐能力的培養。

在運輸綜合化、信息化和網絡化的大數據時代，計算機能力尤其是大學生工程素養的基本要求和發展重點[1]，也是傳統教學體系的薄弱環節[2]。因此，需要培養適應信息時代的交通工程專業人才。

對比國內同類專業大學生計算機能力的培養，同濟大學側重于應用軟件教學，在本科培養階段普及各類專業軟件的使用方法；北京交通大學側重計算機設計和編程能力，在交通運輸大類培養方案中，計算機相關學分達到11分[2]。結合這些專業計算機能力培養模式的優勢，本文提出基于“兩個結合”的交通工程專業大學生計算機能力培養模式，即：理論與實踐相結合、軟件應用與程序設計相結合，全面提升學生分析問題和解決問題的能力。

1 基礎軟件應用能力的培養

（1） Office辦公軟件

主要是Word、Excel、Power Point的熟練應用，特別是Word的專業格式調整和排版。由于本科生需要撰寫畢業論文，就業之后也會編寫規劃設計的項目文本，而項目文本或畢業論文動輒數十頁甚至數百頁，可能由一級標題一直擴展到四級、五級標題，又有目錄、分欄、頁眉頁腳、頁碼、頁面設置等要求，若沒有專業而熟練的格式調整和排版技巧，只能事倍功半。因此，要求熟練掌握Word標題分級、目錄、分欄、頁眉頁腳和交叉引用等使用方法。通過課程論文和PPT匯報的方式，培養學生Office軟件應用能力及書面和口頭表達能力。

（2） 繪圖軟件

AutoCAD可用于道路線形施劃、交叉口渠化、交通組織方案繪制、道路標志標線繪制等，是具有精確尺寸的矢量圖繪制軟件，通常繪制交通組織方案的具體實施圖和說明圖。在交通工程實際項目應用中，AutoCAD是必不可少的軟件，也是大學生參與工作時必須熟練掌握的工程應用軟件。

鴻業市政設計軟件是一款專門做市政道路設計、路基路面設計、公路選線的制圖軟件，也需要掌握，主要用在市政道路設計、路基路面設計、公路選線等工程中。

可開設專門的課程對AutoCAD和鴻業市政設計軟件進行教學和實踐。

（3） 圖像處理軟件

Photoshop是Adobe公司旗下最出名的位圖處理軟件之一，主要處理各種格式的圖片，變形、渲染、切割、拼合等。同時，Photoshop也是目前交通工程項目圖片處理應用最廣泛的軟件之一，主要用于繪制清晰漂亮的交通組織方案圖、交通規劃圖，處理各種格式的圖片，繪制和修飾圖像。

此外，可了解Adobe Illustrator的應用。Adobe Illustrator也是Adobe公司旗下著名的矢量圖編輯軟件，多用于插畫、線稿設計等方面。Adobe Illustor和Photoshop功能有很多相似之處，也可以無縫連接。Adobe Illustrator這方面需要學生參與實際項目，自學成才。

（4） 排版軟件

CorelDraw是矢量圖繪制軟件，在交通工程專業實踐中，可以做一些標志標牌和效果圖，也可以對交通規劃、交通組織方案等項目的匯報文本做專業的排版設計。

2 專業軟件應用能力的培養

（1） 信號配時優化軟件Synchro

Synchro是一款小型的單機運行軟件，主要用于交叉口信號配時優化[3]。主要功能有：

①針對單個交叉口，根據其車道設置、流量流向輸入、信號周期輸入，優化計算各相位配時，用戶也可以對優化結果進行手動調整；

②針對多個交叉口的聯合控制，可以設置多達64相位的信號燈組；

③對感應式、半感應式交叉口進行信號配時進行優化。

在實際應用中，針對單個交叉口的配時優化最為普遍，也是交通工程專業本科生需熟練掌握的技能，可設置專門的實驗課進行教學。

（2） 交通仿真軟件

德國PTV集團的Vissim是圍觀交通仿真的首選軟件之一，主要做交叉口、路網的交通運營仿真和評價，主要步驟有：背景圖片導入、基礎路網建立、變量輸入（交通量、路徑等）、信控方案輸入、減速讓行規則設置、檢測器設置、動畫刻錄和仿真評價。它可以生成avi格式的道路運營狀況的動畫，也可以生成延誤、停車次數、排毒長度、尾氣排放等評價文本，是目前微觀交通仿真最受歡迎的軟件之一。

交通工程的本科生需要熟練掌握上述技能，可通過專門的實驗課程系統地培訓。可以引導學生學習Vissim的高級應用，如通過二次開發對路網進行動態交通分配。

此外，還可了解Paramics[4]，該軟件與Vissim軟件功能和適用范圍相似，在荷蘭、英國等歐洲國家應用廣泛。現國內應用Vissim較多，Paramics應用較少，這兩個軟件掌握其中之一即可。

（3） 交通規劃軟件

TransCAD是國內最常用的交通規劃軟件之一，通過路網導入、OD輸入，進行交通分配，也可進行OD反推。TransCAD是四階段模型、基于出行鏈的模型、離散選擇模型等模型的具體實現軟件，能實現均衡交通流的動態分配。可設置專門的實驗課或與交通規劃配套的實驗對學生進行培養。

此外，Cube和EMME/2～ EMME/4也是知名的交通模擬和規劃軟件。相對于TransCAD，Cube有強大的開發模式，可以實現很多用戶自定義方案；但另一方面，Cube的人機交互界面不友好、比較抽象，初學時難度較大。可根據需要設置必修或選修性質的實驗課。

3 其他軟件的應用和編程能力的培養

（1） Visual Studio

交通工程專業設有計算機程序設計這門課程，通常學習C或C++語言。在以往的教學中常用VC6.0作為實驗教學平臺，然而，VC6.0是微軟于1998年推出的C++編譯器，因此相對滯后。Visual Studio是目前最流行的Windows平臺應用程序的集成開發環境，自1997年以來不斷更新，支持VC++、C#、VB、Java等開發組件，作為實驗教學平臺更符合時代需求，可據此培養學生程序設計和軟件開發能力，并促使學生綜合了解多種程序語言。

（2） 統計分析軟件

SPSS界面友好、通俗易懂，是人們常用的數理統計分析軟件。常見的參數檢驗、非參數檢驗、聚類分析、相關分析、回歸分析、各種預測方法以及相應分析圖表的生成，都可以方便快捷地應用SPSS完成。相對高級的統計分析軟件還有R和SAS。可結合交通工程中運量、流量、經濟人口變量的統計分析和預測，培養學生應用這些軟件的能力。

（3） 算法設計軟件

Matlab是功能強大的商業數學軟件，在交通工程專業領域，Matlab常用于數學模型的建立、求解和分析。在交通領域，主要用到了Matlab的以下幾類功能：

①實現算法：將已經建立好的模型和算法，在Matlab中編制程序，可求解。

②繪制函數和數據：數據的可視化表達，繪制各種數據圖表。

③圖像分析處理：圖像處理、圖像分割、邊緣檢測、目標識別，如常用的車牌號碼識別、路面裂紋檢測、車種識別等，這些都可以在Matlab中編程實現。

另一款軟件Lingo，由美國LINDO系統公司推出，該軟件編程和應用簡單、執行速度快且對電腦配置要求不高，對于常規的交通運輸領域中的運籌學問題、優化問題，具有很大的吸引力。對于愛好科研、希望讀研的大學生，可適當培養這些軟件的編程和應用能力。

4 結語

根據交通工程專業培養目標和信息化時代的具體需求，針對大學生計算機能力的培養，從基礎軟件、專業軟件和相關軟件的應用及編程能力方面提出了學習內容、目標和培養方法，充分結合課堂理論教學和實踐教學，既注重軟件使用技能也培養程序編制能力，全面提高學生計算機素質與能力。

參考文獻：

[1]張詩波， 孫仁云， 李慧，等. 交通工程專業學生計算機應用能力培養體系研究[J]. 高等教育研究， 2013， （2）： 55-59.

[2]胥耀方. 交通運輸卓越班計算機課程教學模式改革[J]. 教育教學論壇， 2013， （18）： 17-18.

[3]易江濤， 張亞杰. VISSIM和Synchro在相鄰交叉口優化中的應用[J]. 公路與汽運， 2013， （4）： 76-80.

[4]黃永剛， 溫惠英， 何兆成，等. 基于Paramics的多相位感應信號控制仿真研究[J]. 交通信息與安全， 2007， 25（06）： 45-48.