基于交通仿真沙盘的电子警察系统实验教学研究

2021-01-04叶霖徐伟李锋程鹏洋

科教导刊 2021年14期

叶霖徐伟李锋程鹏洋

摘要为促进中职学生对电子警察系统相关知识的理解，丰富学生的实验教学内容，本文探讨了基于交通仿真沙盘的电子警察系统的实验教学。介绍了交通仿真沙盘的系统结构以及电子警察系统的组成与功能结构，以电子警察操作系统实验为例，设计了实验教学过程，分析了该实验教学方法的优点。

关键词交通运输实验教学电子警察系统中职教育

中图分类号：G642文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.14.015

An Experimental Teaching Method of Electronic Police System Based on Traffic Simulation Sand Table

YE Lin，[1]XU Wei，[2]LI Feng，[2]CHENG Pengyang[1]

（[1]School of Mechatronic Engineering， Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou， Guangdong 510665；

[2]School of Automobile and Transportation Engineering， Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou， Guangdong 510665）

AbstractIn order to promote secondary vocational students’ understanding of electronic police system and enrich their experimental teaching content， the experimental teaching of electronic police system based on traffic simulation sand table is discussed. This paper introduces the system structure of traffic simulation sand table and the composition and function structure of electronic police system. Taking the experiment of electronic police operating system as an example，theexperimentteachingprocessisdesigned，andtheadvantagesoftheexperimentteachingmethodareanalyzed.

Keywordstransportation； experimental teaching； electronic police system； secondary vocational education

0引言

智能交通系統（Intelligent transportation systems， ITS ）是指在现有的较完善的基础设施上运用信息技术、电子传感技术、数据通讯技术、计算机处理技术等先进技术建立高效、准确、实时的综合运输和管理系统。[1]电子警察系统作为智能交通系统的子系统，能够有效的缓解交通拥堵，提高交通管理的工作效率、改善交通秩序，降低交通事故。[2]早在2010年，北京、上海、广州、深圳、杭州等城市的主要道路，其电子警察系统的覆盖率已达到80%以上。[3]2035年，国家综合立体交通网实体线网总规模将达到约70万公里，交通基础设施数字化率90%，社会对创新技能型的交通人才需求旺盛。[4-6]

电子警察系统的相关知识在“智能交通系统”“交通管理与控制”“交通系统分析”“物联网引论”等课程中均有介绍。目前大部分院校关于这方面的教学主要是基于传统教学手段结合视频教学以及PPT模式，由于该课程涉及计算机处理技术、电子传感技术、电子通信等多学科的知识，仅仅依靠课堂教学而没有实际操作难以帮助学生对知识的掌握，不能很好的调动学生的学习主动性，不利于学生创新实践能力的培养以及后续的职业发展。[7-8]电子警察系统相关原理较为复杂，增加了职业院校学生的理解难度。本文探讨一种基于交通仿真沙盘进行实验教学的方式，帮助学生更好的理解电子警察系统方面的相关知识，提高学生动手操作的能力。交通仿真沙盘搭建了现实道路交通运行的工作环境，学生可以模拟各岗位的作业人员进行实际作业。基于对交通仿真沙盘的电子警察实验系统的学习与操作，可以让学生们理解线圈检测技术、视频检测技术、雷达监测技术等车辆检测技术各自的优缺点，掌握电子监察系统的布点策略与选点原则以及抓拍方式的选择、感应线圈的安装与测试，有利于提高学生的动手操作能力，培养创新思维。

1交通仿真沙盘简介

1.1交通仿真沙盘简介

交通仿真沙盘布局图如图1所示，包含40台计算机，可容纳40人。交通仿真沙盘系统由八大子系统组成：（1）电子警察系统：主要实现交通监控、治安卡口、交通流采集等功能。（2）智能交通信号协调系统：结合VISSIM软件实现相位编辑、双向绿波、公交车优先控制等功能。（3）智能车辆控制系统：模拟城市交通运输环境，车辆行驶过程，提供多种交通设施模型等功能。（4）智能停车场收费系统：实现对智能停车场收费工作过程进行模拟等功能。（5）交通诱导仿真系统：实现对沙盘中的交通数据的显示并与之进行交通量数据交互等功能。（6）基于大数据的交通运输企业经营策略实训系统：实现对仿真交通运输企业经营的模拟、通过百度地图软件对交通运输环节进行优化等功能（7）公交车辆调度模拟优化实验系统：实现对城市公交车辆调度管理过程的模拟以及对公交车调度的优化等功能。（8）多传感器交通流采集实验系统：实现对交通仿真沙盘产生的交通数据进行采集处理等功能。系统组成如图2所示。

1.2电子警察系统简介

电子警察系统包含两方面的含义：（1）“电子”是指该系统和设备运用信息技术、电子传感技术、数据通讯技术、视频检测技术等先进的技术。（2）“警察”是指该系统和设备作为执法工具而具有辅助执法功能，为执法部门提供严谨的法律依据。

基于交通仿真沙盘的电子警察系统是进行电子警察的实验教学而开发设计的教学实验平台，搭建了现实道路交通运行的工作环境，学生可以模拟各岗位的作业人员进行实际作业。完成电子监察系统的布点策略与选点原则以及抓拍方式的选择、感应线圈的安装与测试等工作。

电子警察实验系统平台实现的功能包括：（1）实现车辆检测如车辆的车型、车牌的识别，交通流数据采集。（2）实现交通监控如闯红灯抓拍、超速抓拍、闯红灯抓拍、治安卡口等功能。（3）实现测速功能、黑名单自动报警功能、车辆记录功能。（4）对相关数据的传输、加密及保存功能。

电子警察实验系统由三个子系统组成，分别是中心处理子系统、通讯网络子系统以及路口控制子系统，如图3所示。

路口子系统控制可实现接收系统设置参数、上传违法信息、设备故障信息、对数据加密保存等功能。中心子系统可实现对非法信息接收、车辆自动识别、设备故障信息接收以及设备远程设置等功能。网络通讯子系统可实现数据预处理、复核分类、封档解档、违法查询统计等功能。

2电子警察系统实验教学

2.1实验项目设计

依据课程教学大纲以及教学目标，立足中等职业院校交通运输类学生的人才培养需求。以项目驱动为导向、构建多层次协同式实践教学平台、在实验項目的开发中，提高综合型、设计型实验的比例有利于提升学生的学习兴趣以及动手实践能力，激发创新思维。[9-11]

基于交通仿真沙盘的电子警察系统可实现的实验项目有：电子警察系统常用设备认识、设备操作与正确连接实验、交警非现场执法系统的操作流程和工作认知实验、电子警察操作系统实验以及电子警察系统常见故障实验。

2.2实验教学实施

以电子警察操作系统实验为例，该实验项目的实验目的是让学生了解道路交通的相关法律法规以及电子警察系统的相关原理知识，并且能够熟悉掌握电子警察监控抓拍系统的一系列操作，例如进行手动抓拍、违章管理、违法录入、违法审核、数据查询以及数据清除等操作。实验内容是：（1）了解道路交通的相关法律法规及电子警察系统的关键技术和设备的构成。（2）学习电子警察系统软件的操作。（3）分组进行电子警察监控抓拍系统的模拟实验。（4）每位同学对各自抓拍的图片进行违法录入、审核等相关操作。

具体的实验教学过程如下：（1）上课前指导老师先将实验指导书、相关的道路交通法律法规发放给同学们，让学生提前了解相关的知识。（2）上课时，指导老师先讲解道路交通的相关法律法规、电子警察系统的原理、相关设备的主要构成以及实验操作的过程，然后指导学生进行电子警察系统软件的操作。（3）让学生自由组队，每组2人，在组内分别模拟录入员和管理员的岗位。录入员根据抓拍的图片，把号牌种类、车牌号码、违法类型和罚款金额等进行输入，管理员根据录入员录入的数据进行审核等操作。（4）实验结束后，指导老师负责将学生们录入系统的数据导出给学生，进行实验报告的撰写。（5）指导老师根据学生在课堂的表现以及所提交的实验报告进行考核。

3结语

基于交通仿真沙盘的电子警察系统的实验教学，学生对道路交通法律法规的相关知识以及电子警察系统的原理与相关设备的构成有了一定的掌握，通过模拟录入人员和管理人员的角色，熟练对抓拍图片进行违法录入和审核等操作，让学生对电子警察系统有更直观的感受，帮助学生更好的理解电子警察系统方面的相关知识并且提高动手操作的能力、培养创新思维。该实验方案在中职院校交通专业类的实验教学中具有良好的应用前景。