交通仿真課程中動態交通分配教學效果分析

章立輝

摘 ?要：交通仿真課程一般以微觀交通仿真為主建立教學體系。而微觀交通仿真越來越難以滿足不斷增長的工程實踐需求，因此對浙江大學研究生課程《交通仿真技術》進行教學改革，將動態交通分配及中觀交通仿真的知識點融入到課程體系中。為評價教學改革效果，對新課程體系實施前后，學生掌握動態交通分配相關知識進行課題測試。文章給出兩次測試具體結果，并采用T檢驗，對比兩次測試的得分情況。T檢驗所得p值遠小于0.01，因此可以得出結論，新課程體系實施后學生對于動態交通分配及中觀交通仿真相關知識掌握顯著提高，置信度遠高于99%。

關鍵詞：動態交通分配;交通仿真;課程教學;效果分析

中圖分類號：G640 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）17-0086-03

Abstract： Traffic simulation courses are normally built based on microscopic traffic simulation. Due to its limitations， microscopic simulation becomes unable to accommodate the needs raised in field projects， thus， course reformation was performed to fuse teaching materials related to dynamic traffic assignment and mesoscopic traffic simulation. To evaluate the effect of the course reformation， tests on dynamic traffic assignment and simulation were carried out before and after the course reformation. This paper gives the results of the two tests， and applies T-tests to compare the two groups of scores students obtained in the tests. The p-values in the T-tests are all far smaller than 0.01， so， conclusions can be drawn that students did gain knowledge about dynamic traffic assignment and mesoscopic traffic simulation through the new course study.

Keywords： dynamic traffic simulation; traffic simulation; course teaching; evaluation

一、概述

課程《交通仿真技術》為浙江大學交通工程相關專業研究生的核心課程。課程前期以微觀交通仿真原理及VISSIM微觀仿真操作為主要教學內容。由于微觀仿真本身有一定的局限性，如：難以有效捕捉各項出行行為、難以仿真大規模路網、所需輸入數據量巨大、校準方法不成熟等。微觀仿真越來越難以滿足不斷增長的工程實踐要求，而動態交通分配（DTA）技術屬于宏中觀仿真，可以在一定程度上克服上述缺點。為了更全方位地培養學生，對課程進行改革，將動態交通分配及中觀交通仿真的知識點教學融入到課程體系中，使課題體系從微觀仿真單核心體系轉變為微觀仿真和中觀仿真雙核心體系。

二、改革前后課程教學內容比較

課程改革前，主要教學內容如表1所示。根據教學內容涉及的仿真類型可知，絕大部分教學內容與微觀仿真有關。且課后的實踐作業均在VISSIM微觀仿真環境中完成。

調整后的課程主要教學內容如表2所示。壓縮了微觀仿真的教學內容，增加了中觀交通仿真基本原理及中觀仿真軟件DynusT基本操作等中觀仿真的教學內容，課程總課時保持不變。課后的實踐作業分為VISSIM微觀仿真和DynusT中觀仿真兩部分。

可以看到調整后的教學體系不再以微觀仿真為單核心，課程內容顯得更豐富更全面。

中觀交通仿真的核心教學內容包括以下幾點：

動態交通分配基本原理;

軟件DynusT的總體框架;

DynusT核心模塊：交通流加載和交通分配;

DynusT軟件的各項菜單操作;

以“Guan”關島路網為例進行詳細演示;

設計實踐教學環節對比中觀和微觀交通仿真;

設計中觀交通仿真課后練習。

三、教學改革效果分析

課程改革效果主要通過改革前和改革后對學生進行課堂測試來進行分析。課堂測試研究生掌握動態交通分配相關知識的程度。

（一）課堂測試內容

課堂測試分兩次進行。

第一次測試，原課程體系教學結束，參與測試共7位研究生，與動態交通分配相關測試題共5題，分別針對：1. DTA的最基本特征;2. 動態交通分配與宏觀四階段法的區別;3. DTA動態交通與微觀仿真動態交通的區別;4. 動態交通分配具體計算;5. 動態交通分配軟件，共5個方面對學生就DTA相關知識進行考察。

第二次測試，新課程體系教學結束后，參與測試共10位研究生，與動態交通分配相關測試題共4題，分別針對：1. DTA的最基本特征;2. 動態交通分配與宏觀四階段法的區別;3. DTA動態交通與微觀仿真動態交通的區別;4. 動態交通分配具體計算，4個方面對學生就講授的DTA教學內容進行考察。

（二）測試結果

以每題10分滿分，表3和表4分別給出了兩次測試得分情況。

從表3可以看到，表格中的大部分得分都在5分以下，其中有5題次學生放棄作答（計得0分）。每道題目的評價分分別為1.9分，2.9分，2.0分，3.0分，4.4分，合計平均2.8分。由此可以看出，在新課程體系授課之前，學生對動態交通分配的知識了解掌握程度很淺。

從表4可以看到，表格中的絕大部分得分都在5分以上，無學生放棄任何題目（雖有一未答對得0分）。每道題目的評價分分別為9.5分，8.1分，8.0分，7.7分，合計平均8.3分。由此可以看出，在新課程體系授課之后，學生對動態交通分配的知識有了較好的掌握。

（三）效果分析

新教學體系實施后的第二次測試題目1、2、3和4分別和實施前的第一次測試題目1、2、3和4相對應，測試相似內容。從各題的平均得分和總體平均得分可看出，新教學體系實施后，學生對于動態交通分配及中觀交通仿真的知識點掌握程度較高，與新體系實施前有明顯差異。

為從統計學意義上說明這些差異，本文對測試結果進行了進一步分析。主要采用假設檢驗方法中的T檢驗。T檢驗是用t分布理論來推論差異發生的概率，從而比較兩個平均數的差異是否顯著。T檢驗主要用于樣本含量小于30，總體標準差σ未知的正態分布。由于本文需要進行課程體系改變前后的教學效果比較，故采用雙總體T檢驗，即檢驗前后兩個樣本平均數與其各自所代表的總體的差異是否顯著。

雙總體T檢驗統計量為：

其中1和2為前后兩次測試得分的評價值，S和S為得分的方差，n1和n2為前后兩次參與學術人數。對各題答題結果進行T檢驗，結果如表5。對四題平均分進行T檢驗，結果如表6。

如表5和表6所示，每題的得分及四題平均得分的單邊p值都非常小，遠小于0.01，因此可以得出結論，新課程體系實施后學生對于動態交通分配及中觀交通仿真相關知識掌握顯著提高，置信度遠高于99%。

四、課程后續改進分析

雖然新課程體系實施后，平均意義上學生了解掌握動態交通分配和中觀交通仿真的知識有了顯著提高。但是第二次測試得分的絕對值不高，各題分別為9.5，8.1，8.0，7.7，可見，掌握的程度并不是非常高。

除了第一題DTA的最基本特征9位同學得了滿分，其余三題平均得分在8分左右。因此，課程后續將進一步改進，如增加相關教學內容或設計相關教學案例，使得學生明確動態交通分配與宏觀四階段法的區別及DTA動態交通與微觀仿真動態交通的區別，并使學生更好地掌握動態交通分配的計算概念和過程等。

五、結束語

本文分析了《交通仿真技術》研究生課程中融入動態交通仿真相關教學內容后的教學效果。跟蹤兩屆學生分別采用新舊教學體系后，對動態交通分配及中觀交通仿真相關知識點的了解掌握程度。通過采用課堂測試的手段，根據相似知識點的測試得分結果，來比較新教學體系實施前后的教學效果。T檢驗結果表明，新課程體系實施后，學生了解掌握動態交通分配及中觀交通仿真的程度顯著提高。

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