程建梅 高建杰
(四川警察學院道路交通管理系 四川·瀘州 646000)
“道路交通控制”課程在公安院校和普通高校均有開設,是公安院校交通管理工程專業本科階段的核心課程。為了主動適應交通強國賦予信號控制行業的時代性使命要求,四川警察學院道路交通管理系組織了國內外學者、企業代表、公安實戰單位共同編寫《道路交通信號控制》教材。新編教材亮點具體體現在將近年來已取得的較為成熟的教學科研成果[1-3]融入教材,圍繞信號控制相關的新標準和新規范對教材內容進行調整,拓展補充信號控制行業新技術和新方法、實戰及典型案例分析等內容。
“道路交通控制”課程技術性和綜合性都較強,其建設發展歷程與交通管理工程專業發展息息相關。全國公安院校都有著相似的發展歷程,本文以四川警察學院為例,課程大致經歷了以下四個階段:
(1)1988 年-1999 年:四川警察學院交通管理專業成立,為中專學生開設了“道路交通秩序管理”課程,其中涉及了道路交通控制的相關內容。
(2)2000 年-2005 年:為交通管理專業??茖W生獨立開設了“道路交通控制”課程,確立了以城市道路交叉口交通控制為課程主要內容的教學體系。
(3)2006 年-2012 年:四川警察學院交通管理工程本科專業成立,將“道路交通控制”課程確立為本科階段的專業核心課程,課程的教學內容、教學方法等得到了逐步地拓展和完善。
(4)2013 年至今:四川警察學院設立涉藏交通管理領域警務碩士專業,將“道路交通控制技術”課程確立為碩士研究生階段的專業選修課程。
目前公安院校專業教材主要采用的是“十一五”國家規劃教材[4](2011年編寫)和全國公安高等教育本科規劃教材[5](2015年編寫)兩種。現行的教材已使用了5 年,內容較為陳舊,缺乏公安交通管理實戰案例、信號控制相關的新標準和新規范,且新技術和新方法的應用涉及較少。此外,教材內容長期不變,無法緊跟學科前沿發展,與現實生活和科技發展相脫節,對學生缺乏吸引力。考慮到學生就業去向、公安交通管控的實際及交通管理工程專業的學科前沿發展,有必要對公安院?!兜缆方煌刂啤方滩倪M行重新編寫。
考慮到專業設置的發展歷程和交通控制的技術更新,“道路交通控制”課程新編教材的目標定位明確,既可供交通管理工程專業本科生和交通管理領域警務碩士專業研究生參考使用,也可為從事交通管理與控制的技術人員提供參考。新編教材主要遵循以下原則:
(1)傳承與創新。教材編寫內容應保持相對穩定性,充分體現時代性,并富于創新性。[6]教材編寫在傳承前幾代《道路交通控制》教材成熟知識的基礎上,拓展和補充教材內容,完善和創新教材體系。
(2)好教好學。“道路交通控制”課程教材讀者群體包括學生、教師及技術人員。學生是教材的主要讀者,教材編寫應以學生為本,以崗位需求為導向,以能力培養為本位,力求教材內容簡明、規范和實用。努力提高重難點內容的可理解性,將理論知識與實戰環節緊密結合,增加實戰案例,同時也要考慮到教師的教學組織與開展。做到學生好學易學,教師好教。
(3)先進實用。近些年,隨著信號配時技術服務外包,專業配時團隊加入,信號控制逐步趨向智能化。教材編寫應吸收道路交通管控方面已取得的最新教學、科研理論成果,及交通控制改革與創新的經驗方法。
(4)學練結合。2017 年四川警察學院組織編寫了“十三五” 規劃教材“道路交通組織優化實訓教程”,為了保證教材編寫的延續性和一致性,“道路交通控制”課程教材編寫應配合實驗教材進行人才培養。
四川警察學院道路交通控制課題研究團隊正在編寫的教材共設置了十一章內容,對比原有教材,新編教材拓展補充了理論知識體系,增加了第五章單點感應信號控制、第十章新方法與新技術、第十一章工程案例。在第四章單點定時信號控制、第六章定時干線信號協調控制中,增加了實戰應用及典型案例。第七章道路交通信號控制評價指標及方法主要參考新規范、新標準進行編寫。具體章節內容設置如下。
(1)道路交通信號控制概述。介紹道路交通信號控制的定義、目的和作用,交通信號控制的歷史與發展,道路交通信號控制的分類,道路交通信號控制理論和方法,以及相關技術。
(2)道路交通信號控制系統。介紹了道路交通信號控制系統組成(檢測器、交通信號燈、信號控制機、指揮中心、通信系統)與工作原理,并羅列了道路交通信號控制現行的規范和標準。
(3)單點定時信號控制基礎。單點定時信號控制是目前中國城市普遍采用最基本的交通信號控制形式。本章節分析對比了交通信號燈設置國內外依據,介紹了定時信號控制參數(國內外信號相位定義、信號配時基本參數、飽和流率等)與基本概念。
(4)單點定時信號控制。本章內容為教學重難點,主要介紹定時信號配時原理和流程,信號相位的設計原則、流程及關鍵步驟,定時信號配時參數計算,實戰應用和案例分析。在實戰應用部分講解了實戰應用中的注意事項、經驗總結、與理論計算之間的差別等。
(5)單點感應信號控制。單點感應控制適用于交通流量較小,交通流量波動較大的交叉口,在中國此類交叉口較為普遍,感應信號控制應該大力推廣?,F有教材僅是簡單介紹了感應信號控制的基本理論,新編教材單獨設置了一章內容詳細介紹感應信號控制的相關知識和實踐應用。本章內容主要包括感應信號控制的條件與工作原理、感應信號控制基本參數、檢測器的布設、感應控制類型、感應控制參數計算過程、實戰應用和案例分析。在案例分析中,介紹某常規交叉口感應信號控制算例,完整體現理論及實戰中感應信號配時全過程。
(6)干線信號協調控制。干線信號協調控制是指干線上若干個連續交叉路口的協調控制,本章主要介紹定時干線協調控制,內容包括協調控制配時所需的數據、協調控制設計流程、協調控制優化方法、影響協調控制效果的因素、協調控制的聯結方式、實戰應用、案例分析及協調控制軟件。在干線協調控制的優化方法中,主要介紹基于相位相序的調整優化、車速的調控等方法。
(7)區域信號協調控制。區域信號協調控制對象是某個區域中所有信號控制交叉口。本部分主要介紹了區域信號協調控制的應用現狀、工作原理,簡單介紹了典型的交通信號控制系統。
(8)道路交通信號控制評價指標及方法。信號控制評價指標是衡量和評估控制系統控制效益的物理量,也是制定控制策略、優化控制參數的目標函數。本章主要介紹了交通信號控制評價的概念及意義、評價指標(通行狀態評價指標、控制效益評價指標、環境保護評價指標)和評價方法。評價指標部分編寫主要參考《道路交通信號控制方式》中第2 部分:通行狀態與控制效益評估指標及方法(GAT527.2-2016)。
(9)高速公路/快速路交通控制。本章主要介紹高速公路/快速路運行特性,兩種主要的控制方式:匝道控制、主線控制,高速公路/快速路的智能交通控制方法,以及評價指標和評價方法。
(10)新方法與新技術。本章主要介紹道路交通信號控制應用的新方法和新技術。新方法中主要介紹借道左轉、移位左轉、綜合待行區等。新技術中主要介紹大數據、5G、城市大腦等。
(11)工程案例。本章分享了詳細的公安交管實戰典型案例,類型主要包括單點定時信號控制案例(重復放行、搭接相位、環形交叉口等)、單點感應信號控制案例、干線信號協調控制案例。
“道路交通控制”課程總學時可以根據授課對象和學校自身辦學條件進行調整。四川警察學院“道路交通控制”課程于大三年級下學期(第六學期)開設,總學時設置為48 學時,其中講授部分32 學時,實驗部分16 學時。理論部分重點學習五個章節內容,分別為第三章、第四章、第五章、第六章、第八章。實驗環節主要包含以下三項,分別為單點信號控制優化設計實驗、定時干線信號協調控制設計實驗、智能交通信號控制系統應用實驗。
“道路交通控制”課程內容設置只有緊貼實戰、緊跟學科前沿發展,培養學生學習志趣,使之能學以致用。新編教材擬于2020 年完成編寫并出版,將在全國公安院校同一專業、普通高校同類專業中推廣使用。