CAD技術在交通管理工程專業實踐教學中的應用

徐程+　李濤　陶靖

摘 要 公安院校交通管理工程專業是一個集工程技術與社會管理為一體，兼顧“硬”科學與“軟”科學的綜合性、實踐性專業。在建設創新型應用人才的背景下，將CAD技術引入公安院校交通管理工程專業建設中，構建基于CAD技術應用的公安交通管理工程專業課程體系，不僅可以鞏固專業知識的理解與掌握，還能加強公安技能的培訓，為提升公安隊伍科學管理的能力奠定技術基礎。

關鍵詞 CAD技術 公安院校 交通管理工程 實踐教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.07.055

Application of CAD Technology in Traffic Management Engineering

Practice Teaching

XU Cheng[1]， LI Tao[2]， TAO Jing[3]

（[1]Department of Traffic Management Engineering， Zhejiang Police College， Hangzhou， Zhejiang 310053；

[2]Xihu District of Traffic Management Department， Hangzhou Public Security Bureau， Hangzhou， Zhejiang 310000；

[3]Nanhu District of Traffic Management Department， Jiaxing Public Security Bureau， Jiaxing， Zhejiang 314001）

Abstract Traffic management engineering of public security colleges is a comprehensive and practical major which including engineering technology and social management， balancing hard science and soft science. Under the background of constructing creative and applicable talents， leading CAD technology into constructing professional curriculum system of traffic management engineering of public security colleges， establishing based professional curriculum system of traffic management engineering of public security colleges on application of CAD technology， can not only consolidate the professional knowledge but also train the police skills and improve the ability of scientific management for police force.

Keywords CAD technology； public security colleges； traffic management engineering； practice teaching

1 公安院校交通管理工程專業現狀

公安院校交通管理工程專業是一門綜合性、系統性、社會性及動態性的專業，涉及交通管理及交通工程兩個方面。交通系統是與整個社會經濟系統密切相關并相互影響的復雜巨系統，其自身又是一個由諸多相互聯系、相互作用、相互制約的要素所組成的有機整體，是一個多目標、多約束、開放性的大系統。[1]而交通管理工程就是利用工程、教育、執法等手段，正確處理道路中的人、車、路、環境之間的關系，使交通盡可能安全、暢通、和諧發展。因此，交通管理工程是一個集工程技術與社會管理為一體，兼顧“硬”科學與“軟”科學的綜合性、實踐性專業。

2 公安院校交通管理工程專業實踐教學存在的問題

（1）思想認識不足，教育理念存在偏差。思想和理念是實際工作的基礎和前提，我國高等教育雖有百年歷史，但在思想理念上始終存在重理論輕實踐、重灌輸輕創新、重條件輕管理、重局部輕整體的觀念。[2]公安院校交通管理工程專業培養模式也普遍存在重視訓練學生的警務執法技能，而忽略對決策性創新實踐能力的培養。而一名卓越的警務人才，不僅需要靈活掌握警務執法技能，還需要有針對性地培養道路交通管理與控制的決策性創新實踐能力。

（2）資源配置不佳，教學條件有待提高。隨著公安院校辦學規模、專業數量、招生人數的擴大以及交通管理工作的復雜性與艱巨性日益突出，對交通管理工程專業學生的培養質量要求也必須隨之不斷提升。公安院校交通管理工程專業作為新興特色專業，由原來的大專變為本科專業，在人才培養模式、教學配套條件等方面都對教師提出了新的要求。雖然公安院校實習基地資源較為豐富，多為地市級公安局交通管理部門，但是校內與之配套的實踐教學條件不佳，實驗室建設、實驗器材配備還處于初級階段。

（3）課程設計單一，實踐教學缺乏創新性。由于教學理念偏差、教學條件不足，公安院校交通管理專業實踐教學缺乏一定的創新性。浙江警察學院交通管理工程專業雖然也開設了相關交通工程設計類課程，例如交通工程學、道路交通控制學、交通組織與規劃、交通建模與仿真等，但存在單個課程各自為政、課程間交叉融合不足，學生理論知識與實踐操作嚴重脫節，對學生決策性創新能力的培養停留于理論認識層面等問題。endprint

交通管理工程作為一門綜合性和實踐性都非常強的專業，目前的課程培養體系偏重理論講授，學生缺乏對理論的綜合應用及實踐能力。同時，由于交通具有不可實驗性和不可再現性，很難在實際中對相關的理論知識與技術進行應用。隨著計算機技術的快速發展，通過計算機輔助以及虛擬再現的手段，可以為交通管理工程相關課程的實踐應用提供技術支持。

3 CAD技術對交通管理工程專業實踐教學的現實意義

CAD（Computer Aided Design）技術，又稱計算機輔助設計是以計算機系統為支持，進行產品和工程的方案設計、解析計算、判斷優化、分析評估和詳細設計的一門技術。[3]CAD技術由于其綜合分析能力、邏輯判斷能力、優化評估能力以及虛擬仿真能力等特點，非常適合在交通管理工程這類綜合實踐性專業中進行應用，對專業的發展具有重要的現實意義。

（1）加深學生對專業基本概念及理論的理解。公安院校交通管理工程專業包括交通工程及交通管理兩大方面，課程涉及數學、物理、運籌、管理、工程等多方面的內容。學生通過理論學習可以基本掌握專業課程中的基本概念及基本理論，但是缺乏將理論應用于實際工程的創新能力。通過采用CAD技術進行實踐操作應用，可讓學生在應用的過程中鞏固對基本理論的掌握，同時加深對專業知識體系的理解。例如，在學習“交通規劃與管理”課程時，學生可通過對TransCAD軟件的學習從而更深入地理解交通規劃“四階段”模型。

（2）培養學生對專業的濃厚興趣。公安院校交通管理工程專業基于自身專業特點，目標培養適應現代化交通管理的卓越警務人才。學生在進入本專業學習時，對專業的認同感較低，認為交警的主要職責就是路面執勤，忽略了交通管理工程專業本科培養的主要目標。因此，對于CAD技術的引入及學習，可引導學生開展專業相關的課程設計，例如交通設計、道路工程基礎、交通事故勘測、交通仿真等課程設計，培養學生對專業的濃厚興趣。

（3）提升學生的專業培養效果。交通管理工程內在機理具有高度的復雜性，這導致了解決方式的復雜與多樣。[4]比如在交叉口設計或交通事故勘測中，一般都需要處理大量的數據，繪制圖紙。這些設計任務的完成，若用手算筆繪，工作量很大，花費太多時間，局限學生的創新思維。若在這些設計中增加CAD技術，不僅可以提高學生的設計理念與效率，也有助于學生在設計的過程中靈活運用基礎理論知識，提高學生的自主學習能力。

（4）增強學生的公安實戰技能。公安院校交通管理工程專業培養的本科生畢業后基本都輸送到公安實戰部門，學生所需具備的業務水平要求較高。在這樣的大背景條件下，在專業培養中增加CAD技術的學習與應用，可以增強學生的公安實戰技能，培養學生分析問題、解決問題的能力，培養“復合型”的交通警察人才。

4 CAD技術在交通管理工程實踐教學中應用

4.1 交通事故處理

AutoCAD軟件是美國Autodesk企業開發的一個交互式繪圖軟件，主要用于二維及三維的繪圖設計，[5]也是目前國內外應用最為廣泛的計算機輔助設計軟件。[6]由于AutoCAD軟件操作簡單、繪圖精確，且提供二次開發環境，可與地理信息系統（GIS）、交通仿真系統、交通誘導系統等兼容，在交通行業有著非常廣泛的發展和應用。

交通事故處理流程中，需要對道路交通事故進行現場勘測，繪制精確的事故現場圖作為事故處理的依據。目前，交通實戰部門人員主要通過現場手繪《道路交通事故現場圖》進行存檔，繪圖過程繁瑣且不精確，繪制的圖紙不易存檔保存。因此，在交通事故處理中可以借助AutoCAD繪圖軟件繪制現場勘測圖，如圖1所示為道路交通事故現場勘測圖，圖中可清楚詳細記錄事故現場情況，對事故發生時的地點、車輛運行軌跡、碰撞類型等信息一目了然。

4.2 交通系統仿真

交通系統仿真可以動態地、逼真地模仿交通流和交通事故等各種交通現象，在研究出行者出行行為和各種類型道路交通流運行機理的基礎上，復現交通流的時空變化態勢，深入地分析車輛、駕駛員和行人、道路交通要素的特征，有效地進行交通系統的規劃、組織與管理、交通能源節約與物資運輸合理化等方面的研究。[7]交通警察作為城市交通的管理者，需要借助交通系統仿真對所提出的管控方案進行效果評估。因此，對于交通管理工程專業的本科生，也需要在課程設計中增加交通系統仿真技術的學習及應用。如圖2所示為行人過街行為仿真，通過VISSIM軟件對設計的行人過街信號配時方案進行模擬仿真，并對方案進行評價。圖3所示為道路交叉口交通仿真，模擬交叉口的實際運行狀態，從而對優化方案進行評價。

4.3 交叉口信號配時優化

交叉口交通信號配時優化是公安交通管理部門的重要工作之一，也是緩解道路擁堵提升路網運行效率的重要技術手段。利用交通輔助技術進行交叉口信號配時的優化與評估，能夠有效提升交叉口信號配時的效率與科學性，并能夠進行事前評估與對比分析，更好地為交叉口交通管理提供有效依據。Synchro軟件是一款交通信號輔助配時設計工具，并具備交叉口通行能力分析仿真、區域協調控制、交叉口自適應控制等核心功能。同時，該信號輔助配時軟件還具有與主流的交通仿真軟件CORSIM、TRANSYT-7F、HCS等的接口，具有較好的工程實踐價值。Synchro交通信號協調及輔助配時設計軟件包含Synchro、SimTraffic、SimTraffic CI、3D Viewer、Warrants等的組件，能夠實現交通仿真、三維場景生成、獨立交叉口評估等功能。Synchro兼容HCM 2010、MUTCD 2009等重要的國際重要規范標準，為交叉口的評估與信號優化提供了標準化的輔助決策流程。

5 總結與展望

將CAD技術引入到公安院校交通管理工程專業課程的建設中，可以鞏固學生的專業知識掌握，加強學生的公安技能培養，為交通警察隊伍輸送綜合型、應用型的警務人才。作為交通管理工程專業的教育者，應該努力探索新的領域，挖掘新的技能。在專業培養的過程中，盡量為學生創造更好的軟硬件設計條件，將應用和開發結合起來，將CAD技術廣泛并巧妙地應用于交通管理工程專業的教學實踐中。

“浙江省2016年度高等教育課堂教學改革項目”（項目編號：kg20160471）

參考文獻

[1] 王煒，過秀成.交通工程學[M].南京：東南大學出版社，2011（6）.

[2] 康君奇.大學創新人才培養與實踐教學改革[J].實驗技術與管理，2009.26（4）：7-9.

[3] 陳明輝.CAD技術的發展現狀與進展[J].廣東科技，2002（5）：22-23.

[4] 鄧明君，秦鳴.談交通工程專業畢業設計中的計算機輔助設計[J].交通職業教育，2009.4：16-21.

[5] 戴學臻.交通工程CAD基礎教程[M].北京：人民交通出版社，2012：3.

[6] 尚守平，吳煒煜.土木工程CAD[M].武漢理工大學出版社，2000.8.

[7] 雋志才.交通系統建模與仿真[M].北京：科學出版社，2011.4.endprint