“道路交通控制”立体虚拟实训平台构建*

林晓辉，关少珊，曹成涛，唐浩祥

（广东交通职业技术学院 计算机工程学院，广东 广州 510650）

“道路交通控制”立体虚拟实训平台构建*

林晓辉，关少珊，曹成涛，唐浩祥

（广东交通职业技术学院 计算机工程学院，广东 广州 510650）

针对“道路交通控制”课程实训教学资源单一且设备不足的现状，本文提出利用现代信息技术的优势，开发交互式虚拟实训动画、交互式交通仿真实训动画、交通信号控制实训录像等实训素材，构建“道路交通控制”立体虚拟实训平台，形象地展现系统原理，丰富教学资源．使用该平台，学生在过程考核、操作合格率等方面均具有较大的提升．

高职院校；交通安全与智能控制专业；道路交通控制；立体虚拟实训平台；构建

“道路交通控制”是高职交通安全与智能控制专业的专业核心课程，在内容上着重阐述对现有的道路交通设施，如何科学的利用交通控制技术来提高其交通效益和交通安全[1-4]．目前，部分高校开展“道路交通控制”精品课程建设工作，如广东交通职业技术学院的“道路交通控制技术”院级精品课程、北京交通大学的“道路交通管理与控制”国家精品课程、西南交通大学的“交通管理与控制”国家精品课程等．通过精品课程建设，积累了部分“道路交通控制”课程教学资源，但大部分教学资源为PPT课件或电子教案、课程录像等资源，虽然能够满足一定的教学需求，但是形式单一、缺乏生动性，无法调动学生的学习积极性，且大部分教学资源针对本科教育，缺乏针对高职教育的“道路交通控制技术”课程教学资源．鉴于此，本文提出利用现代信息技术的优势，校企合作构建面向高职教育、工学结合的“道路交通控制”立体虚拟实训平台．

1 平台设计与功能实现

1.1 平台设计

依据《道路交通控制技术应用》[5]工学结合教材的实训教学需求，将实训平台划分为3大实训室．

1.1.1 交互式“基本原理”实训室

该实训室将“道路交通控制”课程教学中各子系统的基本原理制作成交互式Flash动画，使学生更加生动形象地理解系统的基本原理，提供20个基本原理，具体内容见表1．

1.1.2 交互式交通仿真实训室

该实训室将常见交通仿真案例的每个操作步骤制作成交互式动画，并配以文字说明，使学生明确每个操作步骤的意义，更加扎实地掌握交通仿真技能，可提供的实训项目有：基本路段仿真、停车让路仿真、公交线路仿真、干道协调控制仿真、入口匝道仿真、环形交叉口仿真．具体内容见表2．

1.1.3 交通信号控制实训室

该实训室将交通信号控制实验的每个操作步骤录制成视频，并配以文字说明，使学生明确每个操作步骤的意义，更加扎实地掌握交通信号机的操作方法，可提供实训项目有：信号机基本参数设置、交通信号控制方案设定、对称式交通信号控制设定、非对称式交通信号控制设定、干道协调控制参数设计．具体内容见表3．

表1 交互式“基本原理”实训室内容一览表

表2 交互式交通仿真实训室内容一览表

表3 交通信号控制实训室内容一览表

1.2 功能实现

由企业工程师、教师、学生等多方参与，根据各实训室的设计脚本，采用FLASH、Photoshop、.NET、JavaScript、AsctionScript3.0等现代信息技术，实现各实训室功能，构建立体虚拟实训平台．

1.2.1 交互式“基本原理”实训室功能实现

首先由企业工程师和授课教师共同设计20个基本原理的脚本，然后由学生采用FLASH、Photoshop等多媒体技术，设计交互式动画，动画主界面如图1所示．

1.2.2 交互式仿真实训室功能实现

根据Vissim交通仿真实训内容，建立交通仿真模型，采用桌面抓屏软件操作视频，即教师一边操作和讲解、一边采用桌面抓屏软件进行录制，最后利用Flash技术和视频编辑合成软件，将操作视频制作成，单步演示的Flash动画，并为每步操作步骤添加操作说明，最终制作成交互式仿真实训动画．仿真实训视频如图2所示．

1.2.3 交通信号控制实训室功能实现

由企业工程师和授课教师共同确定实训内容，并设计实训录像脚本，包括操作步骤、拍摄角度、旁白、字幕、所需时间等，然后依据脚本进行实训操作和拍摄，最后利用视频处理软件进行后期制作．交通信号机操作视频界面如3所示．

1.2.4 构建立体虚拟实训平台

基于.NET技术，开发web2.0标准的框架网站，通过JavaScript与 AsctionScript3.0技术实现素材之间的通讯交互以及访问，平台具有后台动态维护功能，能够动态增加、维护素材，并通过简单操作实现素材之间的关联与通讯交互．通过互联网可访问实训平台（网址：http://www2.gdcp.cn/jpkc/jtkzsx/），可有效提高其共享性，实训平台主界面如4所示．每个实训室均包含实训项目单，实训步骤动画，实训指导书等3方面选项．

图1 交互式“基本原理”实训室的部分虚拟动画

图2 交互式仿真实训室的部分操作视频

图3 交通信号控制实训室的部分操作视频

图4 实训平台主界面图

2 应用效果与前景

2.1 应用效果

传统实训教学存在以下几方面弊端：1）系统基本原理较为抽象，学生较难有效理解，缺乏学习积极性；2）仿真实训中，学生观看视频完成操作，对部分操作步骤的意义未能准确描述；3）信号机实训中，由于实训设备有限，学生需多人共用设备，既影响教学质量，又增加教师的工作量．本实训平台是教学辅助软件，实训内容丰富，操作简单易懂；学生可在课前课后通过互联网访问实训平台，有效的提高了实训平台的共享性．与传统实训教学相比，该虚拟实训平台在过程考核、操作合格率等方面具有较大的提升，如图5所示．

图5 传统实训与虚拟实训的教学效果比较

平台自投入使用以来，运行稳定，受到学生及同行的一致好评，此外该平台还获得第十八全国教育教学信息化大奖赛三等奖．

2.2 应用前景

全国有交通高等职业技术学院43所，绝大部分根据社会需求开设了交通安全与智能控制专业．“道路交通控制”课程作为交通安全与智能控制专业的专业核心课程[1]，急需丰富的教学资源．本实训平台可通过互联网直接访问，能有效地解决该课程实训教学资源匮乏的现状，丰富课程教学内容，形象展现系统原理，使学生能够更好地理解道路交通控制相关知识点，给学生提供强烈的沉浸感，激发学生学习的积极性．

[1] 林晓辉，曹成涛．“道路交通控制”教学研究与实践[J]．科教文汇（下旬刊），2010（18）：58-59．

[2] 于泉，荣建．交通控制课程设计教学的改革与创新[A]//土木建筑教育改革理论与实践[C]．2008：5．

[3] 沈雅婕．VISSIM仿真系统在交通信号控制教学中的使用[J]．实验技术与管理，2014，31（02）：89-92．

[4] 张国强，陈峻，王昊．“交通控制与管理”课程实践环节教学改革[J]．东南大学学报（哲学社会科学版），2011，13（S2）：134-136．

[5] 林晓辉，曹成涛．道路交通控制技术应用[M]．北京：人民交通出版社，2014．

Construction of a Three-Dimensional Virtual Training Platform for the Course of Road Traffic Control

LIN Xiaohui, GUAN Shaoshan, CAO Chengtao, TANG Haoxiang
（School of Computer Engineering, Guangdong Communication Polytechnic, Guangzhou, Guangdong 510650,China）

The course of Road Traffic Control is faced with the dilemma of inadequate training resources and poor equipment. With the help of modern information technology, this paper proposes to develop training materials, such as interactive virtual training animation, interactive transportation simulation training animation and the traffic signal control training video etc. A three-dimensional virtual training platform for the course of Road Traffic Control is constructed to show the system principle and enrich the training resources. With this platform, students can greatly improve their performance in the process of assessment and their operation passing rate.

higher vocational school; traffic safety and intelligent control specialty; Road Traffic Control; a three-dimensional virtual training platform; curriculum system

G717

A

1672-0318（2015）03-0029-06

10.13899/j.cnki.szptxb.2015.03.007

2015-03-11

*项目来源：交通运输职业教育科研资助项目（编号：2013B20）；广东省高等职业教育教学改革项目（201401112）；中国交通教育研究会2014-2016年度教育科学研究课题（交教研1402-159）

林晓辉（1981-）男，广东揭阳人,副教授，硕士研究生，研究方向：交通信息控制、交通仿真．