交通工程专业大学生计算机能力培养的探讨

　　重庆交通大学交通工程专业以山区公路交通和山地城市交通领域的交通规划设计与管理控制为背景，形成了交通工程规划、设计、施工和管理等方向的人才培养体系。专业人才培养强调基础厚、专业精、知识宽，注重创造性系统性思维训练、计算机及外语的应用和工程实践能力的培养。
　　在运输综合化、信息化和网络化的大数据时代，计算机能力尤其是大学生工程素养的基本要求和发展重点[1]，也是传统教学体系的薄弱环节[2]。因此，需要培养适应信息时代的交通工程专业人才。
　　对比国内同类专业大学生计算机能力的培养，同济大学侧重于应用软件教学，在本科培养阶段普及各类专业软件的使用方法；北京交通大学侧重计算机设计和编程能力，在交通运输大类培养方案中，计算机相关学分达到11分[2]。结合这些专业计算机能力培养模式的优势，本文提出基于两个结合的交通工程专业大学生计算机能力培养模式，即：理论与实践相结合、软件应用与程序设计相结合，全面提升学生分析问题和解决问题的能力。
　　1 基础软件应用能力的培养
　　（1） Office办公软件
　　主要是Word、Excel、Power Point的熟练应用，特别是Word的专业格式调整和排版。由于本科生需要撰写毕业论文，就业之后也会编写规划设计的项目文本，而项目文本或毕业论文动辄数十页甚至数百页，可能由一级标题一直扩展到四级、五级标题，又有目录、分栏、页眉页脚、页码、页面设置等要求，若没有专业而熟练的格式调整和排版技巧，只能事倍功半。因此，要求熟练掌握Word标题分级、目录、分栏、页眉页脚和交叉引用等使用方法。通过课程论文和PPT汇报的方式，培养学生Office软件应用能力及书面和口头表达能力。
　　（2） 绘图软件
　　AutoCAD可用于道路线形施划、交叉口渠化、交通组织方案绘制、道路标志标线绘制等，是具有精确尺寸的矢量图绘制软件，通常绘制交通组织方案的具体实施图和说明图。在交通工程实际项目应用中，AutoCAD是必不可少的软件，也是大学生参与工作时必须熟练掌握的工程应用软件。
　　鸿业市政设计软件是一款专门做市政道路设计、路基路面设计、公路选线的制图软件，也需要掌握，主要用在市政道路设计、路基路面设计、公路选线等工程中。
　　可开设专门的课程对AutoCAD和鸿业市政设计软件进行教学和实践。
　　（3） 图像处理软件
　　Photoshop是Adobe公司旗下最出名的位图处理软件之一，主要处理各种格式的图片，变形、渲染、切割、拼合等。同时，Photoshop也是目前交通工程项目图片处理应用最广泛的软件之一，主要用于绘制清晰漂亮的交通组织方案图、交通规划图，处理各种格式的图片，绘制和修饰图像。
　　此外，可了解Adobe Illustrator的应用。Adobe Illustrator也是Adobe公司旗下著名的矢量图编辑软件，多用于插画、线稿设计等方面。Adobe Illustor和Photoshop功能有很多相似之处，也可以无缝连接。Adobe Illustrator这方面需要学生参与实际项目，自学成才。
　　（4） 排版软件
　　CorelDraw是矢量图绘制软件，在交通工程专业实践中，可以做一些标志标牌和效果图，也可以对交通规划、交通组织方案等项目的汇报文本做专业的排版设计。
　　2 专业软件应用能力的培养
　　（1） 信号配时优化软件Synchro
　　Synchro是一款小型的单机运行软件，主要用于交叉口信号配时优化[3]。主要功能有：
　　①针对单个交叉口，根据其车道设置、流量流向输入、信号周期输入，优化计算各相位配时，用户也可以对优化结果进行手动调整；
　　②针对多个交叉口的联合控制，可以设置多达64相位的信号灯组；
　　③对感应式、半感应式交叉口进行信号配时进行优化。
　　在实际应用中，针对单个交叉口的配时优化最为普遍，也是交通工程专业本科生需熟练掌握的技能，可设置专门的实验课进行教学。
　　（2） 交通仿真软件
　　德国PTV集团的Vissim是围观交通仿真的首选软件之一，主要做交叉口、路网的交通运营仿真和评价，主要步骤有：背景图片导入、基础路网建立、变量输入（交通量、路径等）、信控方案输入、减速让行规则设置、检测器设置、动画刻录和仿真评价。它可以生成avi格式的道路运营状况的动画，也可以生成延误、停车次数、排毒长度、尾气排放等评价文本，是目前微观交通仿真最受欢迎的软件之一。
　　交通工程的本科生需要熟练掌握上述技能，可通过专门的实验课程系统地培训。可以引导学生学习Vissim的高级应用，如通过二次开发对路网进行动态交通分配。
　　此外，还可了解Paramics[4]，该软件与Vissim软件功能和适用范围相似，在荷兰、英国等欧洲国家应用广泛。现国内应用Vissim较多，Paramics应用较少，这两个软件掌握其中之一即可。
　　（3） 交通规划软件
　　TransCAD是国内最常用的交通规划软件之一，通过路网导入、OD输入，进行交通分配，也可进行OD反推。TransCAD是四阶段模型、基于出行链的模型、离散选择模型等模型的具体实现软件，能实现均衡交通流的动态分配。可设置专门的实验课或与交通规划配套的实验对学生进行培养。
　　此外，Cube和EMME/2  EMME/4也是知名的交通模拟和规划软件。相对于TransCAD，Cube有强大的开发模式，可以实现很多用户自定义方案；但另一方面，Cube的人机交互界面不友好、比较抽象，初学时难度较大。可根据需要设置必修或选修性质的实验课。
　　3 其他软件的应用和编程能力的培养
　　（1） Visual Studio
　　交通工程专业设有计算机程序设计这门课程，通常学习C或C++语言。在以往的教学中常用VC6.0作为实验教学平台，然而，VC6.0是微软于1998年推出的C++编译器，因此相对滞后。Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序的集成开发环境，自1997年以来不断更新，支持VC++、C#、VB、Java等开发组件，作为实验教学平台更符合时代需求，可据此培养学生程序设计和软件开发能力，并促使学生综合了解多种程序语言。
　　（2） 统计分析软件
　　SPSS界面友好、通俗易懂，是人们常用的数理统计分析软件。常见的参数检验、非参数检验、聚类分析、相关分析、回归分析、各种预测方法以及相应分析图表的生成，都可以方便快捷地应用SPSS完成。相对高级的统计分析软件还有R和SAS。可结合交通工程中运量、流量、经济人口变量的统计分析和预测，培养学生应用这些软件的能力。
　　（3） 算法设计软件
　　Matlab是功能强大的商业数学软件，在交通工程专业领域，Matlab常用于数学模型的建立、求解和分析。在交通领域，主要用到了Matlab的以下几类功能：
　　①实现算法：将已经建立好的模型和算法，在Matlab中编制程序，可求解。
　　②绘制函数和数据：数据的可视化表达，绘制各种数据图表。
　　③图像分析处理：图像处理、图像分割、边缘检测、目标识别，如常用的车牌号码识别、路面裂纹检测、车种识别等，这些都可以在Matlab中编程实现。
　　另一款软件Lingo，由美国LINDO系统公司推出，该软件编程和应用简单、执行速度快且对电脑配置要求不高，对于常规的交通运输领域中的运筹学问题、优化问题，具有很大的吸引力。对于爱好科研、希望读研的大学生，可适当培养这些软件的编程和应用能力。
　　4 结语
　　根据交通工程专业培养目标和信息化时代的具体需求，针对大学生计算机能力的培养，从基础软件、专业软件和相关软件的应用及编程能力方面提出了学习内容、目标和培养方法，充分结合课堂理论教学和实践教学，既注重软件使用技能也培养程序编制能力，全面提高学生计算机素质与能力。