CAD技术在交通管理工程专业实践教学中的应用论文

　　1 公安院校交通管理工程專业现状
　　公安院校交通管理工程专业是一门综合性、系统性、社会性及动态性的专业，涉及交通管理及交通工程两个方面。交通系统是与整个社会经济系统密切相关并相互影响的复杂巨系统，其自身又是一个由诸多相互联系、相互作用、相互制约的要素所组成的有机整体，是一个多目标、多约束、开放性的大系统。[1]而交通管理工程就是利用工程、教育、执法等手段，正确处理道路中的人、车、路、环境之间的关系，使交通尽可能安全、畅通、和谐发展。因此，交通管理工程是一个集工程技术与社会管理为一体，兼顾硬科学与软科学的综合性、实践性专业。
　　2 公安院校交通管理工程专业实践教学存在的问题
　　（1）思想认识不足，教育理念存在偏差。思想和理念是实际工作的基础和前提，我国高等教育虽有百年历史，但在思想理念上始终存在重理论轻实践、重灌输轻创新、重条件轻管理、重局部轻整体的观念。[2]公安院校交通管理工程专业培养模式也普遍存在重视训练学生的警务执法技能，而忽略对决策性创新实践能力的培养。而一名卓越的警务人才，不仅需要灵活掌握警务执法技能，还需要有针对性地培养道路交通管理与控制的决策性创新实践能力。
　　（2）资源配置不佳，教学条件有待提高。随着公安院校办学规模、专业数量、招生人数的扩大以及交通管理工作的复杂性与艰巨性日益突出，对交通管理工程专业学生的培养质量要求也必须随之不断提升。公安院校交通管理工程专业作为新兴特色专业，由原来的大专变为本科专业，在人才培养模式、教学配套条件等方面都对教师提出了新的要求。虽然公安院校实习基地资源较为丰富，多为地市级公安局交通管理部门，但是校内与之配套的实践教学条件不佳，实验室建设、实验器材配备还处于初级阶段。
　　（3）课程设计单一，实践教学缺乏创新性。由于教学理念偏差、教学条件不足，公安院校交通管理专业实践教学缺乏一定的创新性。浙江警察学院交通管理工程专业虽然也开设了相关交通工程设计类课程，例如交通工程学、道路交通控制学、交通组织与规划、交通建模与仿真等，但存在单个课程各自为政、课程间交叉融合不足，学生理论知识与实践操作严重脱节，对学生决策性创新能力的培养停留于理论认识层面等问题。
　　交通管理工程作为一门综合性和实践性都非常强的专业，目前的课程培养体系偏重理论讲授，学生缺乏对理论的综合应用及实践能力。同时，由于交通具有不可实验性和不可再现性，很难在实际中对相关的理论知识与技术进行应用。随着计算机技术的快速发展，通过计算机辅助以及虚拟再现的手段，可以为交通管理工程相关课程的实践应用提供技术支持。
　　3 CAD技术对交通管理工程专业实践教学的现实意义
　　CAD（Computer Aided Design）技术，又称计算机辅助设计是以计算机系统为支持，进行产品和工程的方案设计、解析计算、判断优化、分析评估和详细设计的一门技术。[3]CAD技术由于其综合分析能力、逻辑判断能力、优化评估能力以及虚拟仿真能力等特点，非常适合在交通管理工程这类综合实践性专业中进行应用，对专业的发展具有重要的现实意义。
　　（1）加深学生对专业基本概念及理论的理解。公安院校交通管理工程专业包括交通工程及交通管理两大方面，课程涉及数学、物理、运筹、管理、工程等多方面的内容。学生通过理论学习可以基本掌握专业课程中的基本概念及基本理论，但是缺乏将理论应用于实际工程的创新能力。通过采用CAD技术进行实践操作应用，可让学生在应用的过程中巩固对基本理论的掌握，同时加深对专业知识体系的理解。例如，在学习交通规划与管理课程时，学生可通过对TransCAD软件的学习从而更深入地理解交通规划四阶段模型。
　　（2）培养学生对专业的浓厚兴趣。公安院校交通管理工程专业基于自身专业特点，目标培养适应现代化交通管理的卓越警务人才。学生在进入本专业学习时，对专业的认同感较低，认为交警的主要职责就是路面执勤，忽略了交通管理工程专业本科培养的主要目标。因此，对于CAD技术的引入及学习，可引导学生开展专业相关的课程设计，例如交通设计、道路工程基础、交通事故勘测、交通仿真等课程设计，培养学生对专业的浓厚兴趣。
　　（3）提升学生的专业培养效果。交通管理工程內在机理具有高度的复杂性，这导致了解决方式的复杂与多样。[4]比如在交叉口设计或交通事故勘测中，一般都需要处理大量的数据，绘制图纸。这些设计任务的完成，若用手算笔绘，工作量很大，花费太多时间，局限学生的创新思维。若在这些设计中增加CAD技术，不仅可以提高学生的设计理念与效率，也有助于学生在设计的过程中灵活运用基础理论知识，提高学生的自主学习能力。
　　（4）增强学生的公安实战技能。公安院校交通管理工程专业培养的本科生毕业后基本都输送到公安实战部门，学生所需具备的业务水平要求较高。在这样的大背景条件下，在专业培养中增加CAD技术的学习与应用，可以增强学生的公安实战技能，培养学生分析问题、解决问题的能力，培养复合型的交通警察人才。
　　4 CAD技术在交通管理工程实践教学中应用
　　4.1 交通事故处理
　　AutoCAD软件是美国Autodesk企业开发的一个交互式绘图软件，主要用于二维及三维的绘图设计，[5]也是目前国内外应用最为广泛的计算机辅助设计软件。[6]由于AutoCAD软件操作简单、绘图精确，且提供二次开发环境，可与地理信息系统（GIS）、交通仿真系统、交通诱导系统等兼容，在交通行业有着非常广泛的发展和应用。
　　交通事故处理流程中，需要对道路交通事故进行现场勘测，绘制精确的事故现场图作为事故处理的依据。目前，交通实战部门人员主要通过现场手绘《道路交通事故现场图》进行存档，绘图过程繁琐且不精确，绘制的图纸不易存档保存。因此，在交通事故处理中可以借助AutoCAD绘图软件绘制现场勘测图，如图1所示为道路交通事故现场勘测图，图中可清楚详细记录事故现场情况，对事故发生时的地点、车辆运行轨迹、碰撞类型等信息一目了然。
　　4.2 交通系统仿真
　　交通系统仿真可以动态地、逼真地模仿交通流和交通事故等各种交通现象，在研究出行者出行行为和各种类型道路交通流运行机理的基础上，复现交通流的时空变化态势，深入地分析车辆、驾驶员和行人、道路交通要素的特征，有效地进行交通系统的规划、组织与管理、交通能源节约与物资运输合理化等方面的研究。[7]交通警察作为城市交通的管理者，需要借助交通系统仿真对所提出的管控方案进行效果评估。因此，对于交通管理工程专业的本科生，也需要在课程设计中增加交通系统仿真技术的学习及应用。如图2所示为行人过街行为仿真，通过VISSIM软件对设计的行人过街信号配时方案进行模拟仿真，并对方案进行评价。图3所示为道路交叉口交通仿真，模拟交叉口的实际运行状态，从而对优化方案进行评价。
　　4.3 交叉口信号配时优化
　　交叉口交通信号配时优化是公安交通管理部门的重要工作之一，也是缓解道路拥堵提升路网运行效率的重要技术手段。利用交通辅助技术进行交叉口信号配时的优化与评估，能够有效提升交叉口信号配时的效率与科学性，并能够进行事前评估与对比分析，更好地为交叉口交通管理提供有效依据。Synchro软件是一款交通信号辅助配时设计工具，并具备交叉口通行能力分析仿真、区域协调控制、交叉口自适应控制等核心功能。同时，该信号辅助配时软件还具有与主流的交通仿真软件CORSIM、TRANSYT-7F、HCS等的接口，具有较好的工程实践价值。Synchro交通信号协调及辅助配时设计软件包含Synchro、SimTraffic、SimTraffic CI、3D Viewer、Warrants等的组件，能够实现交通仿真、三维场景生成、独立交叉口评估等功能。Synchro兼容HCM 2010、MUTCD 2009等重要的国际重要规范标准，为交叉口的评估与信号优化提供了标准化的辅助决策流程。
　　5 总结与展望
　　将CAD技术引入到公安院校交通管理工程专业课程的建设中，可以巩固学生的专业知识掌握，加强学生的公安技能培养，为交通警察队伍输送综合型、应用型的警务人才。作为交通管理工程专业的教育者，应该努力探索新的领域，挖掘新的技能。在专业培养的过程中，尽量为学生创造更好的软硬件设计条件，将应用和开发结合起来，将CAD技术广泛并巧妙地应用于交通管理工程专业的教学实践中。