智能运输技术专业人才培养的教学研究

柴 干

（东南大学 智能运输系统研究中心，江苏 南京 210096）

一、引 言

智能运输系统（Intelligent Transportation Systems，简称ITS）是IT产业与交通运输系统相结合而形成的新交叉学科与产业，其本身的发展也是国民经济发展新的组成部分。高校智能运输技术专业人才的培养必须紧紧围绕智能运输行业的结构性调整，以此确定人才发展的方向和重点，适应ITS发展新形势对专业人才的需求，实现人才与智能运输事业的协调发展。

随着ITS的产生和发展，交通运输系统的信息化和智能化将是相应管理部门的必然选择。ITS是在一定交通基础设施之上，将先进的信息技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术、人工智能等有效地综合运用于交通运输领域的一项新兴交叉学科和产业。通过加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成定时、准确、高效的综合运输系统［1］。智能运输技术是ITS实施的必要前提，也是交通运输智能化的核心内容。能否培养出合格的智能运输技术专业人才关系到我国ITS建设的未来。

智能运输技术是交通信息工程及控制专业跨学科的一门研究生专业学位课［2］，课程的教学目的是使研究生在学习交通工程、交通控制与管理等课程的基础上，进一步分析和掌握智能运输体系的基本原理和方法，了解智能运输工程应用背景与切入点，培养ITS的结构功能设计与智能运输技术工程应用的能力，为进一步学习交通信息工程及控制有关专业课程以及进行相关设计和科研打下必要的理论与技术基础。

智能运输工程建设的不同阶段，需要高校输送大量不同的相关专业技术人才，即在ITS建设的初期阶段，高校应能为社会输送大量智能运输行业的规划、设计和施工技术人员，而在ITS营运阶段，高校应该能为社会输送大量的智能运输管理技术人员。随着我国ITS事业的快速发展，大量智能运输设施与技术的投入使用，高校智能运输技术的教学与专业人才的培养正面临着新的挑战。

针对我国道路ITS建设对智能运输技术人才需求的分析，本文依据ITS的体系框架、数据流程及教研组十多年的教学成果，提出了在高校开展智能运输技术的教学思路，从教育观念、课程体系、实践教学环节、科学考核体系、教师素质五个方面系统论述了人才培养的模式，通过工程型与研究型人才的培养方式，确定了人才培养的类别，以便为智能运输技术课程的教学改革和实践提供借鉴，为培养满足智能运输技术需求的专业人才提供有效的教学思路、培养模式与培养类别。

二、需求分析

随着我国经济的快速发展，机动车保有量与道路里程得到迅速增长，相比之下，交通管理水平及基础设施建设却相对滞后。道路拥堵、交通违章、事故频繁与环境污染等众多现代交通问题，促使交通管理部门迫切需要加强ITS的建设与智能运输技术的广泛应用，因此，在我国ITS建设的初期阶段，需要以下类型的ITS专业技术人才：

1.智能运输行业的规划技术人才需求。ITS作为21世纪交通运输系统的发展方向，正在世界各国得到广泛实施并发挥着越来越大的作用。ITS不仅改善了世界发达国家的交通状况，而且形成了21世纪新产业，世界ITS的形势既是我国ITS建设的机遇，也是我国ITS发展的挑战。当前我国急需智能运输行业的规划技术人才，比便有效从事中国ITS发展战略、中国ITS体系框架、中国ITS标准化、中国ITS关键技术以及ITS示范城市建设工程的规划研究工作，而且需要从市级、省级和国家层面上长期滚动式进行中国ITS的规划工作。

2.智能运输行业的设计技术人才需求。当前我国ITS正处于蓬勃发展时期，具有基础设施建设和ITS建设同步进行、交通设施建设滞后于道路建设、技术引进与本土创新并举等特点。因此需要一大批智能运输行业的设计技术人才，在吸收国外先进技术与设计理念的基础上，创新性设计出符合我国国情的ITS概念、上层结构、应用项目等具体实施方案，以指导ITS整个领域的协调展开。

3.智能运输行业的施工技术人员需求。目前我国ITS大致涵盖8类功能：（1）交通信息服务；（2）交通管理；（3）公共交通；（4）车辆辅助控制；（5）货运管理；（6）电子收费；（7）应急管理；（8）道路监测。围绕这8类功能的实现，ITS需要建设一系列应用系统，而培养合格的智能运输行业的施工技术人才则是关键所在。

交通信息化的发展存在着以下的需求：通过信息技术对分散进行的个体交通行为进行引导整合，帮助个体在掌握宏观信息的基础上将其交通行为合理化，促进交通运输系统的整体协调；通过信息技术增强交通管理水平，形成交通运输系统的完整信息采集、信息管理与加工、信息发布“系统神经网络”，以支持智能化的科学决策行为；通过信息系统实现交通运输系统与整个社会经济系统的有效协接，包括交通运输信息融入供应链及交通运输信息融入居民生活信息链。随着交通信息化的发展，交通智能化成为ITS建设的重点。在交通智能基础设施基本建设完成与ITS营运阶段，需要大批的智能运输管理技术人才，以便进行智能化的交通数据采集、融合、挖掘与发布，确保ITS高效安全的运营。

三、专业技术的教学思路

中国ITS的顶层物理结构见图1所示。

图1 中国ITS的顶层物理结构图

根据图1，先进的交通管理与规划系统和出行者信息服务系统是我国ITS的基础，过去至现在都是我国ITS建设的重点；先进的客货运管理系统、电子收费系统和紧急救援与个人安全系统是我国ITS当前需要逐步建设和完善的内容；车辆控制与辅助驾驶系统和自动化公路系统是在不远的将来需要建设的目标，也是当前需要基础研究的重要组成部分。基于此，教学思路与工作重点在于围绕先进的交通管理系统和出行者信息系统建设所需的关键技术进行内容组织、案例选择和实践教学，兼顾客货运管理系统、电子收费系统和紧急救援与个人安全系统的相关专业技术内容，探讨车辆控制与辅助驾驶系统和自动化公路系统的相关专业技术内容。

ITS的发展历程表现为交通运输的信息化、智能化和一体化。交通运输信息化体现为交通物理现象与机理的数字化及其网络传输；交通运输智能化体现为基于人工智能的交通信息处理与网格计算；交通运输一体化体现为交通运输信息的整合与共享，以及交通运输系统结构的整合。为此，ITS的数据流程表现为交通运输数据的自动采集、网络传输、数据存贮、融合、挖掘与发布。鉴于ITS的发展历程与数据流程，提出如下智能运输技术课程的教学思路、教学内容与学时安排：

1.课程的教学思路

智能运输技术课程的培养目的是使研究生掌握智能运输技术的原理、方法和工程应用能力，培养方案，应使研究生具备如下基本能力：

（1）分析能力的培养。根据具体工程的需求，初步设计智能运输应用系统的逻辑框架和物理框架。应用所设计系统的功能，提出解决智能运输工程技术实施方案的能力。

（2）计算能力的培养。具备应用技术和检测方法的数值计算和结构化程序的设计能力。

（3）自学能力的培养。培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，使其具有从事智能运输工程的设计能力，技术选择能力和理论分析能力。

（4）表达能力的培养。通过作业与课堂讨论，使学生具有表达自己解决智能运输问题基本思路的能力。

（5）创新能力的培养。培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，对问题提出多种解决方案、针对具体的应用工程，提出相适应的技术解决方案。

2.课程的教学内容

（1）掌握ITS的产生背景、定义、组成与特点，国内外研究现状，构建ITS的关键技术实施方案。

（2）了解中国ITS的需求分析，工程和技术应用领域；掌握ITS逻辑框架与物理框架的设计方法，各个子系统和子模块的功能设计，及智能运输技术与传统交通运输技术在解决交通问题时的异同点。

（3）掌握GPS定位与导航技术，能够推导出GPS定位的数学表达式，熟练掌握GPS／DR／MM组合式定位与导航技术的结构组合、功能应用和应用场合。

（4）学习智能运输无线信息发布技术，重点掌握基于GPS／GSM与DSRC的无线交通通信技术，充分理解基于专用短程通信（DSRC）系统的多播技术能够有效地满足在交通拥挤区域，许多拥有无线移动终端的出行者所需的大量共同的交通信息，如交通堵塞疏导、天气预报及与驾驶相关的信息的先进交通信息传输与发布技术。

（5）掌握非接触式交通参数自动采集技术，会应用组合式方法进行检测技术的选择与应用；掌握双目视频检测方法的基本原理与克服干扰的技术手段；深入了解运动状况下车牌识别的技术步骤以及今后需要解决的技术问题。

（6）掌握交通模拟电视监视技术的五个组成部分及相应的功能，重点掌握交通数字电视监视系统的关键技术与联网监视等功能，能够根据工程的基本需求，合理选择监视方法，系统组成方式。了解未来交通电视监视系统和技术的发展需求与应用方向。

（7）掌握电子不停车收费的关键技术与收费模式，了解在中国目前实行电子不停车收费所存在的困难与需求解决的技术问题，能够对电子不停车收费技术进行方案选择等方面的基本设计。

（8）掌握城市交通指挥控制系统的关键技术与各个子系统的基本功能，重点掌握基于控制中心的分布式指挥控制技术的工作原理与交通信息的采集、融合、处理与发布的技术；能够根据具体工程的需求，初步设计系统的方案，软件的功能与应用功能二次开发的基本要素。

3.课程的学时安排

课程的学时安排如表1所示：

表1 智能运输技术课程的学时安排

四、专业技术人才的培养模式

为了满足市场对智能运输技术人才更趋专业化需求，高校应抓住机遇，结合自身的教学优势，改革教学内容与培养模式。经过十多年专业基础课的教学和科研，结合市场需求，提出如下智能运输技术专业人才培养模式。

1.技术人才培养模式

（1）改变教育观念，树立市场意识

高校不仅要注重学生知识和能力的培养，还要重视人才市场的需求。因此，高校必须转变传统的教学与人才培养观念，树立市场意识，打破完全按专业培养的方法，实行“创新理念、实践教学、工程技术、按需培养”的全面新型技术人才培养模式。

创新意识。“创新是一个民族的灵魂”。随着科学技术的迅速发展，智能运输工程成为一门新兴学科、边缘学科和综合学科。信息技术的迅速发展及广泛应用，使智能运输行业进入一个不断创新的崭新时代。我国还是一个发展中国家，智能运输的管理水平、经济效益水平和科学技术水平，与发达国家相比还存在着巨大的差距，培养拥有创造意识的技术人才，对于加速交通运输科技进步，推动交通运输经济发展，逐步缩小与发达国家的差距，具有重要的现实意义。

实践教学。在进行“厚基础”的理论教学和“宽专业”的专业教学基础上，引进启发式问题，增加提问，增强互动，让研究生主动思考问题；采用案例教学方式，增强研究生对理论分析、方法选择、工程实施的整体理解；布置教学案例，让研究生独立思考与解决，激发其创新能力。

工程技术。智能运输技术的发展需要知识面较宽，如交通运输、信息、人工智能、系统工程等方面能力均比较全面的“工程技术型”人才，既要掌握工程技术，又要懂得管理与工程背景的技术型人才，而不应以培养一技之长为满足，要从过于重视专项技术的专门性转变到更加重视工程系统的完整性，使其不仅能从事专业技术工作，而且能了解与专业活动相关的社会经济环境，成为ITS建设的管理、策划、指导和决策者。

按需培养。是指按国家、行业、地区经济和科技发展的需求，适当考虑相关学科和行业的发展趋势以及学生自身知识结构和能力的需求，实行因时、因才适宜的“按需培养”，针对国家对智能运输技术专业人才的不同阶段需求，培养满足市场需求的ITS规划、工程实施与运营管理的技术人才。

（2）改革课程体系，推进教学内容的现代化

按照“厚基础、宽专业、高素质、强能力”的原则与“知识、能力、素质协调发展和综合提高”的要求［3］，建立新的课程体系。智能运输专业课程体系包括公共基础课、专业基础课和专业课三大模块。以专业基础课程构建教学基础平台；以专业课构成应用平台；以工程案例与课程实验构成实践平台。根据教学过程中的实际情况，研究生可以根据自身的能力和需求，从不同的平台选择相关的课程。将原课程体系中相互孤立的基础内容和当前智能运输技术的最新成果（多源数据采集与融合技术、基于车联网的信息发布技术）整合成新的课程内容，以改变传统的课程体系，增加现代化的教学内容。

（3）加强实践教学环节，培养学生的综合工程能力

实践性课程在研究生创新能力培养过程中有着重要的作用。实践性教学不仅能检验研究生的理论知识、动手能力与研究水平，还可提高学生分析问题、解决问题的能力，为学生从事研究奠定基础［4］。在国家教委面向21世纪工科教学内容体系改革精神指导下，遵循研究生对知识需求和学习能力提高的要求，推行“课内与课外结合、教学与科研结合”的创新人才培养机制，依托实验中心，结合研究生工程实践环节，坚持“知识、能力、素质”的教学体系，增加实践教学的学时数，使研究生有充分的时间参加智能运输工程的现场调研，培养研究生动手实践的能力。建立开放实验室制度，研究生可与指导教师预约、自主选择、自主设计智能运输技术的方案实验。

（4）改革考试形式，建立科学的考核体系

单一的闭卷考试方式，虽然能够考查研究生对知识的掌握程度，督促研究生努力学习，但不利于培养他们的创新能力和综合能力，需要建立科学的考核体系和多样的考试方式［5］。研究生的学习成绩要综合平时的课堂研讨、提问、作业、实践操作的成绩，终考成绩不能超总成绩的70%。终考的方式也采取多样化的形式（如小论文、课题讨论、作业答辩、制作专题多媒体课件、设计小实验等）。考核方式的改革提高了研究生自主学习的兴趣，提供了个性发展的空间，扩展了研究生的知识面，培养了研究生的创新能力。

（5）提高教师素质，提升教学质量

在科学合理的课程体系基础上，教学效果的好坏直接影响到研究生知识的掌握和综合能力的培养，因此高素质的教师队伍是提升教学质量、培养优秀人才的前提。加强教师自身的专业素质，鼓励和支持专业教师进行智能运输技术领域的研究，与国内外知名大学建立教学、科研交流关系，将外籍专家请进来给教师和研究生作专题讲座或科研培训。

充分利用专业研究生导师们丰富的科研实践经验，对研究生素质提升方向和面临的各种挑战进行透彻的分析，培养研究生建立严谨、求实的科学作风，形成科学的思维方式和创新意识。鼓励研究生积极与导师、辅导员相互沟通，鼓励不同专业背景的研究生在遇到外部问题与挑战时相互交流，通过不同的知识积淀、思维方式、处事策略的碰撞与融合，实现自身综合素质的全面提升。营造良好的学术氛围，形成学术磁场效应。为打破学术门户现象，鼓励与支持研究生参与学术交流。建立师生双向监督和反馈机制，促进研究生的学习主动性，提高导师的责任心。规范授课制度，杜绝教师随意调课、停课、代课现象；建立有效的教学检查和评估制度，完善课程考试制度。

2.技术人才培养类别

（1）智能运输工程型技术人才培养

为了培养工程技术性人才，采用以专题报告为切入点的研究性课程教学模式，结合本专业研究生课程，实施研究生课程教学方面的改革实践。专题报告就某个智能运输技术进行专题研究，包括陈述问题，归纳、分析和比较已有研究成果，评价和结论。讨论与实践针对一些典型的智能运输技术进行深入的讨论，分析其优缺点，以及这些技术工程应用的案例。提供研究生参与实际智能运输工程的设计、施工、管理，以及疑难问题的处理等实践环节的平台，着重培养其敏锐的工程思维和创新能力。加强与校外企业、研究机构的合作，实现产学研联合培养的模式，让研究生参与更多企业的科研或技改项目，直接面向社会与工程，满足我国智能运输工程建设对工程技术人才的需求。

（2）智能运输工程研究型人才培养

ITS是现代信息技术与交通运输工程相结合而产生的新的交叉学科，其理论与技术的基础研究还不成熟，特别是我国智能运输的发展战略是引进与创新并举，因此，智能运输工程研究型人才的培养就具有重要的战略和现实意义。通过交通运输工程、信息工程和系统工程等多学科交叉的理论与技术融合、挖掘与工程实践，形成智能运输工程研究型人才独特的培养模式与教学方案，为攀登世界ITS研究的高峰输送高质量的研究型人才。根据表1，我国智能运输工程研究型人才的重点培养领域集中在交通信息的自动采集、控制与发布。

五、结 语

随着我国社会经济的快速发展，交通拥堵等现实问题的解决需要先进的智能运输技术的应用。为了更好地服务于智能运输行业，高校在培养智能运输工程技术专业人才方面，应该充分认清新世纪智能运输人才资源开发面临的新任务，准确把握智能运输技术人才需求的大趋势，转变教学思路，改革教学内容、培养模式与人才培养类型，加大培养力度，以适应我国ITS建设的发展趋势。

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［1］ 黄卫，路小波.智能运输系统概论（第二版）［M］.北京：人民交通出版社，2008.8.

［2］ 柴干，过秀成.智能运输系统课程的教学实践［J］.东南大学学报：社科版，2006.2：6-9.

［3］ 刘玉梅，李辉.文通运输类专业宽口径人才培养模式的研究与实践［J］.理工高校研究，2004，23（3）：42-44.

［4］ 丁卫东，钟炳迪.构建面向21世纪的文通运输类专业人才培养模式［J］.武汉科技大学学报：社科版，2001，3（3）：70-72.

［5］ 李永义，柴干，面向高速公路应急救援需求的技术支持及人才培养研究［C］.第九届全国高校土木工程学院院长工作研讨会，2008，312-315.