基于交通仿真沙盤的電子警察系統實驗教學研究

葉霖 徐偉 李鋒 程鵬洋

摘要為促進中職學生對電子警察系統相關知識的理解，豐富學生的實驗教學內容，本文探討了基于交通仿真沙盤的電子警察系統的實驗教學。介紹了交通仿真沙盤的系統結構以及電子警察系統的組成與功能結構，以電子警察操作系統實驗為例，設計了實驗教學過程，分析了該實驗教學方法的優點。

關鍵詞 交通運輸 實驗教學 電子警察系統 中職教育

中圖分類號：G642文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.14.015

An Experimental Teaching Method of Electronic Police System Based on Traffic Simulation Sand Table

YE Lin，[1]XU Wei，[2]LI Feng，[2]CHENG Pengyang[1]

（[1]School of Mechatronic Engineering， Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou， Guangdong 510665；

[2]School of Automobile and Transportation Engineering， Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou， Guangdong 510665）

AbstractIn order to promote secondary vocational students’ understanding of electronic police system and enrich their experimental teaching content， the experimental teaching of electronic police system based on traffic simulation sand table is discussed. This paper introduces the system structure of traffic simulation sand table and the composition and function structure of electronic police system. Taking the experiment of electronic police operating system as an example，theexperimentteachingprocessisdesigned，andtheadvantagesoftheexperimentteachingmethodareanalyzed.

Keywordstransportation； experimental teaching； electronic police system； secondary vocational education

0引言

智能交通系統（Intelligent transportation systems， ITS ）是指在現有的較完善的基礎設施上運用信息技術、電子傳感技術、數據通訊技術、計算機處理技術等先進技術建立高效、準確、實時的綜合運輸和管理系統。[1]電子警察系統作為智能交通系統的子系統，能夠有效的緩解交通擁堵，提高交通管理的工作效率、改善交通秩序，降低交通事故。[2]早在2010年，北京、上海、廣州、深圳、杭州等城市的主要道路，其電子警察系統的覆蓋率已達到80%以上。[3]2035年，國家綜合立體交通網實體線網總規模將達到約70萬公里，交通基礎設施數字化率90%，社會對創新技能型的交通人才需求旺盛。[4-6]

電子警察系統的相關知識在“智能交通系統”“交通管理與控制”“交通系統分析”“物聯網引論”等課程中均有介紹。目前大部分院校關于這方面的教學主要是基于傳統教學手段結合視頻教學以及PPT模式，由于該課程涉及計算機處理技術、電子傳感技術、電子通信等多學科的知識，僅僅依靠課堂教學而沒有實際操作難以幫助學生對知識的掌握，不能很好的調動學生的學習主動性，不利于學生創新實踐能力的培養以及后續的職業發展。[7-8]電子警察系統相關原理較為復雜，增加了職業院校學生的理解難度。本文探討一種基于交通仿真沙盤進行實驗教學的方式，幫助學生更好的理解電子警察系統方面的相關知識，提高學生動手操作的能力。交通仿真沙盤搭建了現實道路交通運行的工作環境，學生可以模擬各崗位的作業人員進行實際作業。基于對交通仿真沙盤的電子警察實驗系統的學習與操作，可以讓學生們理解線圈檢測技術、視頻檢測技術、雷達監測技術等車輛檢測技術各自的優缺點，掌握電子監察系統的布點策略與選點原則以及抓拍方式的選擇、感應線圈的安裝與測試，有利于提高學生的動手操作能力，培養創新思維。

1交通仿真沙盤簡介

1.1交通仿真沙盤簡介

交通仿真沙盤布局圖如圖1所示，包含40臺計算機，可容納40人。交通仿真沙盤系統由八大子系統組成：（1）電子警察系統：主要實現交通監控、治安卡口、交通流采集等功能。（2）智能交通信號協調系統：結合VISSIM軟件實現相位編輯、雙向綠波、公交車優先控制等功能。（3）智能車輛控制系統：模擬城市交通運輸環境，車輛行駛過程，提供多種交通設施模型等功能。（4）智能停車場收費系統：實現對智能停車場收費工作過程進行模擬等功能。（5）交通誘導仿真系統：實現對沙盤中的交通數據的顯示并與之進行交通量數據交互等功能。（6）基于大數據的交通運輸企業經營策略實訓系統：實現對仿真交通運輸企業經營的模擬、通過百度地圖軟件對交通運輸環節進行優化等功能（7）公交車輛調度模擬優化實驗系統：實現對城市公交車輛調度管理過程的模擬以及對公交車調度的優化等功能。（8）多傳感器交通流采集實驗系統：實現對交通仿真沙盤產生的交通數據進行采集處理等功能。系統組成如圖2所示。

1.2電子警察系統簡介

電子警察系統包含兩方面的含義：（1）“電子”是指該系統和設備運用信息技術、電子傳感技術、數據通訊技術、視頻檢測技術等先進的技術。（2）“警察”是指該系統和設備作為執法工具而具有輔助執法功能，為執法部門提供嚴謹的法律依據。

基于交通仿真沙盤的電子警察系統是進行電子警察的實驗教學而開發設計的教學實驗平臺，搭建了現實道路交通運行的工作環境，學生可以模擬各崗位的作業人員進行實際作業。完成電子監察系統的布點策略與選點原則以及抓拍方式的選擇、感應線圈的安裝與測試等工作。

電子警察實驗系統平臺實現的功能包括：（1）實現車輛檢測如車輛的車型、車牌的識別，交通流數據采集。（2）實現交通監控如闖紅燈抓拍、超速抓拍、闖紅燈抓拍、治安卡口等功能。（3）實現測速功能、黑名單自動報警功能、車輛記錄功能。（4）對相關數據的傳輸、加密及保存功能。

電子警察實驗系統由三個子系統組成，分別是中心處理子系統、通訊網絡子系統以及路口控制子系統，如圖3所示。

路口子系統控制可實現接收系統設置參數、上傳違法信息、設備故障信息、對數據加密保存等功能。中心子系統可實現對非法信息接收、車輛自動識別、設備故障信息接收以及設備遠程設置等功能。網絡通訊子系統可實現數據預處理、復核分類、封檔解檔、違法查詢統計等功能。

2電子警察系統實驗教學

2.1實驗項目設計

依據課程教學大綱以及教學目標，立足中等職業院校交通運輸類學生的人才培養需求。以項目驅動為導向、構建多層次協同式實踐教學平臺、在實驗項目的開發中，提高綜合型、設計型實驗的比例有利于提升學生的學習興趣以及動手實踐能力，激發創新思維。[9-11]

基于交通仿真沙盤的電子警察系統可實現的實驗項目有：電子警察系統常用設備認識、設備操作與正確連接實驗、交警非現場執法系統的操作流程和工作認知實驗、電子警察操作系統實驗以及電子警察系統常見故障實驗。

2.2實驗教學實施

以電子警察操作系統實驗為例，該實驗項目的實驗目的是讓學生了解道路交通的相關法律法規以及電子警察系統的相關原理知識，并且能夠熟悉掌握電子警察監控抓拍系統的一系列操作，例如進行手動抓拍、違章管理、違法錄入、違法審核、數據查詢以及數據清除等操作。實驗內容是：（1）了解道路交通的相關法律法規及電子警察系統的關鍵技術和設備的構成。（2）學習電子警察系統軟件的操作。（3）分組進行電子警察監控抓拍系統的模擬實驗。（4）每位同學對各自抓拍的圖片進行違法錄入、審核等相關操作。

具體的實驗教學過程如下：（1）上課前指導老師先將實驗指導書、相關的道路交通法律法規發放給同學們，讓學生提前了解相關的知識。（2）上課時，指導老師先講解道路交通的相關法律法規、電子警察系統的原理、相關設備的主要構成以及實驗操作的過程，然后指導學生進行電子警察系統軟件的操作。（3）讓學生自由組隊，每組2人，在組內分別模擬錄入員和管理員的崗位。錄入員根據抓拍的圖片，把號牌種類、車牌號碼、違法類型和罰款金額等進行輸入，管理員根據錄入員錄入的數據進行審核等操作。（4）實驗結束后，指導老師負責將學生們錄入系統的數據導出給學生，進行實驗報告的撰寫。（5）指導老師根據學生在課堂的表現以及所提交的實驗報告進行考核。

3結語

基于交通仿真沙盤的電子警察系統的實驗教學，學生對道路交通法律法規的相關知識以及電子警察系統的原理與相關設備的構成有了一定的掌握，通過模擬錄入人員和管理人員的角色，熟練對抓拍圖片進行違法錄入和審核等操作，讓學生對電子警察系統有更直觀的感受，幫助學生更好的理解電子警察系統方面的相關知識并且提高動手操作的能力、培養創新思維。該實驗方案在中職院校交通專業類的實驗教學中具有良好的應用前景。

廣東省高等教育教學研究和改革項目（2019-366）資助

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