智能汽車駕駛模擬器在汽車駕駛教學中的應用研究

紀春波、肖傳軍

（西京學院 710123)

在汽車駕駛教學中應用智能汽車駕駛模擬器，就是通過微機仿真技術，對汽車駕駛艙進行仿真模擬，并模擬出各種可能出現的路況，依照道路交通安全法的規定，讓學生在一個虛擬的環境中，完成對汽車駕駛的操作。通過這樣的方式，能夠有效彌補不同階段駕駛教學中實車訓練的不足，有效減少教學成本支出，提高教學效果，降低交通事故的發生概率。因此，智能汽車駕駛模擬器應用在汽車駕駛教學中具有非常重要的意義。

1 智能汽車駕駛模擬器的原理

汽車駕駛模擬器主要包括真實駕駛艙、視景模擬系統、實時控制與仿真計算機系統、運動模擬系統、聲響模擬系統和中央控制臺幾個部分。汽車駕駛模擬器的換擋桿可以實現自動擋和手動擋的切換，駕駛人員在真實駕駛艙中，通過顯示器模擬圖像，確保能夠讓駕駛員感受到與實際駕駛場面接近的視野，然后對視景系統所產生的交通場景做出反應，控制方向盤、制動踏板和加速踏板等部件。

除此之外，還能夠根據教學的需求，模擬出實際道路駕駛過程中可能出現的雨、雪、霧和夜間等各種天氣情況，還能模擬出高速公路、山區道路和城市道路等路況，便于提高學員對交通情景的應對能力。控制視景系統可以實時更新交通場景，聲響系統也會模擬出真實的發動機、路面摩擦及風躁等聲音，給駕駛員一種真實的駕駛感覺。在應用智能汽車駕駛模擬器完成訓練之后，還可以得到相關的數據和分析結果（圖1）。

圖1 駕駛模擬器原理圖

2 智能汽車模擬駕駛器在汽車駕駛教學中的作用

2.1 教學過程更加安全環保

在傳統的汽車駕駛教學模式中，采用一對一實車教學的方式，因此會消耗大量的資源，也會增加對環境的污染。利用智能汽車駕駛模擬器進行汽車駕駛教學，不但能夠有效節約能源達到環保的目的，還更加安全可靠。由于汽車駕駛培訓中學員缺乏完善的汽車駕駛技能，因此如果在培訓過程中遇到特殊天氣，教練員會時刻處于高度緊張的狀態，嚴重增加了教練員的工作壓力。采用智能汽車駕駛模擬器進行輔助教學，可以讓學員在仿真的環境下，安全地完成駕駛訓練，一方面能夠做到零污染、零風險，另一方面還能夠實現一對多的訓練指導，減少教練員的工作壓力[1]。

2.2 有效提高教學效率

在汽車駕駛過程中，需要身體各器官的協調，在傳統的汽車駕駛教學中，會受到時間和環境的影響。如果在教學過程中應用智能汽車駕駛模擬器，不但能夠有效克服環境、天氣和季節等外界因素的不良影響，而且還能夠將安全駕駛中可能會遇到的各類交通安全問題模擬到實際操作中，從而滿足不同學生的個性化需求，有效提高教學質量和效果。

2.3 有效減少駕駛培訓的風險

在駕駛員培訓的初期，由于學員對車輛性能不夠了解，學員需要一邊聽從教師反復講解，一邊完成對車輛部件的反復操作。此時學員如果直接上路駕駛，會比較茫然，帶來嚴重的安全隱患。而利用智能汽車駕駛模擬器進行輔助教學，不但能夠將行車過程中可能會遇到的各種情況真實展現在學員面前，還能夠有效保障學員的安全，提高了駕駛培訓的實訓效果，保障了駕駛培訓的安全。

2.4 減少駕駛訓練帶來的交通壓力

在傳統的實車道路駕駛訓練過程中，由于受到車輛條件和交通道路狀況的影響，不但限制了汽車駕駛教學的開展，還占用大量的實訓場地，給道路交通增加了壓力。但是如果能夠在一些道路駕駛實訓科目教學中，應用智能汽車駕駛模擬器，就可以有效緩解道路交通的壓力。

2.5 降低駕駛訓練的成本

汽車駕駛教學的效果受到很多因素影響，其中教練車的配置是非常關鍵的因素，如果教練車數量不夠，就很難對學員進行充足的培訓，也就在很大程度上影響了汽車駕駛教學的效果。但如果配置過多的教練車，不但會造成資源浪費，而且每天需要消耗的燃料、車輛的磨損和教練員的雇傭費用都會大幅度增加，在很大程度上增加了汽車駕駛培訓學校的經營成本。如果應用智能汽車駕駛模擬器進行汽車駕駛教學，不但減少駕駛培訓學校的成本投入，還能有效保障學員的培訓效果[2]。

3 智能汽車模擬駕駛器在汽車駕駛教學中的課程設置

在科目一理論基礎教學過程中，設置情景式汽車駕駛模擬器課程，對學員進行基礎動作訓練，從而使學員能夠掌握規范的基礎操作，培養學員規范操作和安全意識，提升理論考試的成績。在科目二項目訓練之前，設置鞏固性的汽車駕駛模擬器課程，進行駕駛操作技能訓練，一方面降低教練員的工作強度，另一方面規范學員的基礎駕駛操作，提高技能訓練的教學效果。在科目三訓練項目的后期，設置汽車駕駛模擬器課程，幫助學員全面掌握駕駛技能，并通過滾動式的場景與智能汽車駕駛模擬器相配合，提高學員對科目三訓練項目的感性和理性認識，從而完成教學與考試大綱的內容，提高學員的考試合格率。

4 智能汽車模擬駕駛器在汽車駕駛教學中的應用

4.1 局部動作的掌握

在汽車駕駛教學過程中，學員對局部動作的掌握是練習駕駛技能的基礎。一般情況下，對局部動作的掌握都是由教練員進行示范，學員進行模仿完成的，但是由于很多學員對汽車駕駛比較陌生，因此操作的過程中經常會出現動作僵硬或心里緊張的情況。這時通過智能汽車駕駛模擬器進行教學，不但能夠真實模擬出汽車行駛的情境，還能夠自由調節教學訓練進度，有助于教練糾正學員的各種操作問題，幫助學員掌握局部動作。

4.2 交替動作的掌握

在學員掌握了局部動作，了解了一定的駕駛技能之后，需要訓練學員掌握交替動作，也就是要讓學員將之前掌握的局部動作連貫起來，形成一套相對完成的操作。這一過程需要學員具備一定的協調性，很多學員在交替動作掌握過程中會出現動作的停頓現象。此時應用智能汽車駕駛模擬器對學員進行訓練，可以讓學生熟練各項操作之后再到實車上進行駕駛，能夠有效縮短教學時間，使學員快速進入狀態，促進動作的連貫性。

4.3 動作的協調完善

學員在學習各種動作技能之后，需要按照準確順序，以連鎖反應的方式鞏固駕駛操作，提高動作之間的連貫和協調性，從而根據隨時變化的交通環境做出反應。應用智能汽車駕駛模擬器進行教學，能夠使學員不斷適應交通所要求的思維方式和知覺機能，溝通學員的心理活動和肌體動作，幫助學員快速、準確地完成駕駛操作（圖2）。

圖2 智能汽車駕駛模擬器

5 結束語

我國汽車產業發展日新月異，傳統的汽車駕駛教學模式已經無法跟上汽車產業的發展步伐，嚴重影響了汽車駕駛教學效果。應用智能汽車駕駛模擬器進行汽車駕駛教學，能夠有效增加汽車培訓的科技含量，從而改善教學環境、降低教學成本并提高教學質量，而且更符合環境保護和可持續發展的要求。

由此可見，智能汽車駕駛模擬器在汽車駕駛教學中的應用具有非常重要的意義，這種培訓模式已經成為了必然趨勢。目前，智能汽車駕駛模擬器在本質上看還只是一種模擬訓練，仍然無法完全代替實車訓練。因此在實際教學過程中，必須要結合教學內容和目的，將這種方式與其他訓練方式有機結合起來，從而提高汽車駕駛員的駕駛水平。