彭博 袁麗蘋 陳堅(jiān)

摘要：計(jì)算機(jī)能力是交通工程專業(yè)大學(xué)生最重要的工程素養(yǎng)之一。本文以重慶交通大學(xué)交通工程專業(yè)為例，從基礎(chǔ)軟件應(yīng)用能力，專業(yè)軟件應(yīng)用能力，以及其他相關(guān)軟件的應(yīng)用和編程能力三個(gè)方面探討了大學(xué)生需要學(xué)習(xí)和掌握的計(jì)算機(jī)技能；介紹了微軟Office、AutoCAD、Photoshop、Adobe Illustrator和CorelDraw等基礎(chǔ)軟件，Synchro、Vissim、TransCAD、Cube等專業(yè)軟件，Visual Studio、SPSS、Matlab和LINGO等相關(guān)軟件和編程環(huán)境；提出理論與實(shí)踐相結(jié)合、軟件應(yīng)用與程序設(shè)計(jì)相結(jié)合的計(jì)算機(jī)能力培養(yǎng)模式，有利教學(xué)工作開(kāi)展，全面提高大學(xué)生計(jì)算機(jī)能力。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)能力； 軟件應(yīng)用； 程序設(shè)計(jì)； 交通工程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

重慶交通大學(xué)交通工程專業(yè)以山區(qū)公路交通和山地城市交通領(lǐng)域的交通規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理控制為背景，形成了交通工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理等方向的人才培養(yǎng)體系。專業(yè)人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)厚、專業(yè)精、知識(shí)寬，注重創(chuàng)造性系統(tǒng)性思維訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)及外語(yǔ)的應(yīng)用和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

在運(yùn)輸綜合化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的大數(shù)據(jù)時(shí)代，計(jì)算機(jī)能力尤其是大學(xué)生工程素養(yǎng)的基本要求和發(fā)展重點(diǎn)[1]，也是傳統(tǒng)教學(xué)體系的薄弱環(huán)節(jié)[2]。因此，需要培養(yǎng)適應(yīng)信息時(shí)代的交通工程專業(yè)人才。

對(duì)比國(guó)內(nèi)同類專業(yè)大學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的培養(yǎng)，同濟(jì)大學(xué)側(cè)重于應(yīng)用軟件教學(xué)，在本科培養(yǎng)階段普及各類專業(yè)軟件的使用方法；北京交通大學(xué)側(cè)重計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和編程能力，在交通運(yùn)輸大類培養(yǎng)方案中，計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)分達(dá)到11分[2]。結(jié)合這些專業(yè)計(jì)算機(jī)能力培養(yǎng)模式的優(yōu)勢(shì)，本文提出基于“兩個(gè)結(jié)合”的交通工程專業(yè)大學(xué)生計(jì)算機(jī)能力培養(yǎng)模式，即：理論與實(shí)踐相結(jié)合、軟件應(yīng)用與程序設(shè)計(jì)相結(jié)合，全面提升學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

1 基礎(chǔ)軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)

（1） Office辦公軟件

主要是Word、Excel、Power Point的熟練應(yīng)用，特別是Word的專業(yè)格式調(diào)整和排版。由于本科生需要撰寫畢業(yè)論文，就業(yè)之后也會(huì)編寫規(guī)劃設(shè)計(jì)的項(xiàng)目文本，而項(xiàng)目文本或畢業(yè)論文動(dòng)輒數(shù)十頁(yè)甚至數(shù)百頁(yè)，可能由一級(jí)標(biāo)題一直擴(kuò)展到四級(jí)、五級(jí)標(biāo)題，又有目錄、分欄、頁(yè)眉頁(yè)腳、頁(yè)碼、頁(yè)面設(shè)置等要求，若沒(méi)有專業(yè)而熟練的格式調(diào)整和排版技巧，只能事倍功半。因此，要求熟練掌握Word標(biāo)題分級(jí)、目錄、分欄、頁(yè)眉頁(yè)腳和交叉引用等使用方法。通過(guò)課程論文和PPT匯報(bào)的方式，培養(yǎng)學(xué)生Office軟件應(yīng)用能力及書面和口頭表達(dá)能力。

（2） 繪圖軟件

AutoCAD可用于道路線形施劃、交叉口渠化、交通組織方案繪制、道路標(biāo)志標(biāo)線繪制等，是具有精確尺寸的矢量圖繪制軟件，通常繪制交通組織方案的具體實(shí)施圖和說(shuō)明圖。在交通工程實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中，AutoCAD是必不可少的軟件，也是大學(xué)生參與工作時(shí)必須熟練掌握的工程應(yīng)用軟件。

鴻業(yè)市政設(shè)計(jì)軟件是一款專門做市政道路設(shè)計(jì)、路基路面設(shè)計(jì)、公路選線的制圖軟件，也需要掌握，主要用在市政道路設(shè)計(jì)、路基路面設(shè)計(jì)、公路選線等工程中。

可開(kāi)設(shè)專門的課程對(duì)AutoCAD和鴻業(yè)市政設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行教學(xué)和實(shí)踐。

（3） 圖像處理軟件

Photoshop是Adobe公司旗下最出名的位圖處理軟件之一，主要處理各種格式的圖片，變形、渲染、切割、拼合等。同時(shí)，Photoshop也是目前交通工程項(xiàng)目圖片處理應(yīng)用最廣泛的軟件之一，主要用于繪制清晰漂亮的交通組織方案圖、交通規(guī)劃圖，處理各種格式的圖片，繪制和修飾圖像。

此外，可了解Adobe Illustrator的應(yīng)用。Adobe Illustrator也是Adobe公司旗下著名的矢量圖編輯軟件，多用于插畫、線稿設(shè)計(jì)等方面。Adobe Illustor和Photoshop功能有很多相似之處，也可以無(wú)縫連接。Adobe Illustrator這方面需要學(xué)生參與實(shí)際項(xiàng)目，自學(xué)成才。

（4） 排版軟件

CorelDraw是矢量圖繪制軟件，在交通工程專業(yè)實(shí)踐中，可以做一些標(biāo)志標(biāo)牌和效果圖，也可以對(duì)交通規(guī)劃、交通組織方案等項(xiàng)目的匯報(bào)文本做專業(yè)的排版設(shè)計(jì)。

2 專業(yè)軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)

（1） 信號(hào)配時(shí)優(yōu)化軟件Synchro

Synchro是一款小型的單機(jī)運(yùn)行軟件，主要用于交叉口信號(hào)配時(shí)優(yōu)化[3]。主要功能有：

①針對(duì)單個(gè)交叉口，根據(jù)其車道設(shè)置、流量流向輸入、信號(hào)周期輸入，優(yōu)化計(jì)算各相位配時(shí)，用戶也可以對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整；

②針對(duì)多個(gè)交叉口的聯(lián)合控制，可以設(shè)置多達(dá)64相位的信號(hào)燈組；

③對(duì)感應(yīng)式、半感應(yīng)式交叉口進(jìn)行信號(hào)配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。

在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)單個(gè)交叉口的配時(shí)優(yōu)化最為普遍，也是交通工程專業(yè)本科生需熟練掌握的技能，可設(shè)置專門的實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行教學(xué)。

（2） 交通仿真軟件

德國(guó)PTV集團(tuán)的Vissim是圍觀交通仿真的首選軟件之一，主要做交叉口、路網(wǎng)的交通運(yùn)營(yíng)仿真和評(píng)價(jià)，主要步驟有：背景圖片導(dǎo)入、基礎(chǔ)路網(wǎng)建立、變量輸入（交通量、路徑等）、信控方案輸入、減速讓行規(guī)則設(shè)置、檢測(cè)器設(shè)置、動(dòng)畫刻錄和仿真評(píng)價(jià)。它可以生成avi格式的道路運(yùn)營(yíng)狀況的動(dòng)畫，也可以生成延誤、停車次數(shù)、排毒長(zhǎng)度、尾氣排放等評(píng)價(jià)文本，是目前微觀交通仿真最受歡迎的軟件之一。

交通工程的本科生需要熟練掌握上述技能，可通過(guò)專門的實(shí)驗(yàn)課程系統(tǒng)地培訓(xùn)?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)Vissim的高級(jí)應(yīng)用，如通過(guò)二次開(kāi)發(fā)對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)交通分配。

此外，還可了解Paramics[4]，該軟件與Vissim軟件功能和適用范圍相似，在荷蘭、英國(guó)等歐洲國(guó)家應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)應(yīng)用Vissim較多，Paramics應(yīng)用較少，這兩個(gè)軟件掌握其中之一即可。

（3） 交通規(guī)劃軟件

TransCAD是國(guó)內(nèi)最常用的交通規(guī)劃軟件之一，通過(guò)路網(wǎng)導(dǎo)入、OD輸入，進(jìn)行交通分配，也可進(jìn)行OD反推。TransCAD是四階段模型、基于出行鏈的模型、離散選擇模型等模型的具體實(shí)現(xiàn)軟件，能實(shí)現(xiàn)均衡交通流的動(dòng)態(tài)分配?？稍O(shè)置專門的實(shí)驗(yàn)課或與交通規(guī)劃配套的實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。

此外，Cube和EMME/2～ EMME/4也是知名的交通模擬和規(guī)劃軟件。相對(duì)于TransCAD，Cube有強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)模式，可以實(shí)現(xiàn)很多用戶自定義方案；但另一方面，Cube的人機(jī)交互界面不友好、比較抽象，初學(xué)時(shí)難度較大?？筛鶕?jù)需要設(shè)置必修或選修性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)課。

3 其他軟件的應(yīng)用和編程能力的培養(yǎng)

（1） Visual Studio

交通工程專業(yè)設(shè)有計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)這門課程，通常學(xué)習(xí)C或C++語(yǔ)言。在以往的教學(xué)中常用VC6.0作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，然而，VC6.0是微軟于1998年推出的C++編譯器，因此相對(duì)滯后。Visual Studio是目前最流行的Windows平臺(tái)應(yīng)用程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，自1997年以來(lái)不斷更新，支持VC++、C#、VB、Java等開(kāi)發(fā)組件，作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)更符合時(shí)代需求，可據(jù)此培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)能力，并促使學(xué)生綜合了解多種程序語(yǔ)言。

（2） 統(tǒng)計(jì)分析軟件

SPSS界面友好、通俗易懂，是人們常用的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析軟件。常見(jiàn)的參數(shù)檢驗(yàn)、非參數(shù)檢驗(yàn)、聚類分析、相關(guān)分析、回歸分析、各種預(yù)測(cè)方法以及相應(yīng)分析圖表的生成，都可以方便快捷地應(yīng)用SPSS完成。相對(duì)高級(jí)的統(tǒng)計(jì)分析軟件還有R和SAS?？山Y(jié)合交通工程中運(yùn)量、流量、經(jīng)濟(jì)人口變量的統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測(cè)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用這些軟件的能力。

（3） 算法設(shè)計(jì)軟件

Matlab是功能強(qiáng)大的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，在交通工程專業(yè)領(lǐng)域，Matlab常用于數(shù)學(xué)模型的建立、求解和分析。在交通領(lǐng)域，主要用到了Matlab的以下幾類功能：

①實(shí)現(xiàn)算法：將已經(jīng)建立好的模型和算法，在Matlab中編制程序，可求解。

②繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)，繪制各種數(shù)據(jù)圖表。

③圖像分析處理：圖像處理、圖像分割、邊緣檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別，如常用的車牌號(hào)碼識(shí)別、路面裂紋檢測(cè)、車種識(shí)別等，這些都可以在Matlab中編程實(shí)現(xiàn)。

另一款軟件Lingo，由美國(guó)LINDO系統(tǒng)公司推出，該軟件編程和應(yīng)用簡(jiǎn)單、執(zhí)行速度快且對(duì)電腦配置要求不高，對(duì)于常規(guī)的交通運(yùn)輸領(lǐng)域中的運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題、優(yōu)化問(wèn)題，具有很大的吸引力。對(duì)于愛(ài)好科研、希望讀研的大學(xué)生，可適當(dāng)培養(yǎng)這些軟件的編程和應(yīng)用能力。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)交通工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和信息化時(shí)代的具體需求，針對(duì)大學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的培養(yǎng)，從基礎(chǔ)軟件、專業(yè)軟件和相關(guān)軟件的應(yīng)用及編程能力方面提出了學(xué)習(xí)內(nèi)容、目標(biāo)和培養(yǎng)方法，充分結(jié)合課堂理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，既注重軟件使用技能也培養(yǎng)程序編制能力，全面提高學(xué)生計(jì)算機(jī)素質(zhì)與能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?jiān)姴ǎ?孫仁云， 李慧，等. 交通工程專業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力培養(yǎng)體系研究[J]. 高等教育研究， 2013， （2）： 55-59.

[2]胥耀方. 交通運(yùn)輸卓越班計(jì)算機(jī)課程教學(xué)模式改革[J]. 教育教學(xué)論壇， 2013， （18）： 17-18.

[3]易江濤， 張亞杰. VISSIM和Synchro在相鄰交叉口優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 公路與汽運(yùn)， 2013， （4）： 76-80.

[4]黃永剛， 溫惠英， 何兆成，等. 基于Paramics的多相位感應(yīng)信號(hào)控制仿真研究[J]. 交通信息與安全， 2007， 25（06）： 45-48.