基于交通仿真沙盤的電子警察系統(tǒng)實驗教學研究

葉霖 徐偉 李鋒 程鵬洋

摘要為促進中職學生對電子警察系統(tǒng)相關(guān)知識的理解，豐富學生的實驗教學內(nèi)容，本文探討了基于交通仿真沙盤的電子警察系統(tǒng)的實驗教學。介紹了交通仿真沙盤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及電子警察系統(tǒng)的組成與功能結(jié)構(gòu)，以電子警察操作系統(tǒng)實驗為例，設(shè)計了實驗教學過程，分析了該實驗教學方法的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞 交通運輸 實驗教學 電子警察系統(tǒng) 中職教育

中圖分類號：G642文獻標識碼：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(tǒng)（Intelligent transportation systems， ITS ）是指在現(xiàn)有的較完善的基礎(chǔ)設(shè)施上運用信息技術(shù)、電子傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、計算機處理技術(shù)等先進技術(shù)建立高效、準確、實時的綜合運輸和管理系統(tǒng)。[1]電子警察系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)的子系統(tǒng)，能夠有效的緩解交通擁堵，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、廣州、深圳、杭州等城市的主要道路，其電子警察系統(tǒng)的覆蓋率已達到80%以上。[3]2035年，國家綜合立體交通網(wǎng)實體線網(wǎng)總規(guī)模將達到約70萬公里，交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化率90%，社會對創(chuàng)新技能型的交通人才需求旺盛。[4-6]

電子警察系統(tǒng)的相關(guān)知識在“智能交通系統(tǒng)”“交通管理與控制”“交通系統(tǒng)分析”“物聯(lián)網(wǎng)引論”等課程中均有介紹。目前大部分院校關(guān)于這方面的教學主要是基于傳統(tǒng)教學手段結(jié)合視頻教學以及PPT模式，由于該課程涉及計算機處理技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子通信等多學科的知識，僅僅依靠課堂教學而沒有實際操作難以幫助學生對知識的掌握，不能很好的調(diào)動學生的學習主動性，不利于學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)以及后續(xù)的職業(yè)發(fā)展。[7-8]電子警察系統(tǒng)相關(guān)原理較為復雜，增加了職業(yè)院校學生的理解難度。本文探討一種基于交通仿真沙盤進行實驗教學的方式，幫助學生更好的理解電子警察系統(tǒng)方面的相關(guān)知識，提高學生動手操作的能力。交通仿真沙盤搭建了現(xiàn)實道路交通運行的工作環(huán)境，學生可以模擬各崗位的作業(yè)人員進行實際作業(yè)?；趯煌ǚ抡嫔潮P的電子警察實驗系統(tǒng)的學習與操作，可以讓學生們理解線圈檢測技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、雷達監(jiān)測技術(shù)等車輛檢測技術(shù)各自的優(yōu)缺點，掌握電子監(jiān)察系統(tǒng)的布點策略與選點原則以及抓拍方式的選擇、感應(yīng)線圈的安裝與測試，有利于提高學生的動手操作能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

1交通仿真沙盤簡介

1.1交通仿真沙盤簡介

交通仿真沙盤布局圖如圖1所示，包含40臺計算機，可容納40人。交通仿真沙盤系統(tǒng)由八大子系統(tǒng)組成：（1）電子警察系統(tǒng)：主要實現(xiàn)交通監(jiān)控、治安卡口、交通流采集等功能。（2）智能交通信號協(xié)調(diào)系統(tǒng)：結(jié)合VISSIM軟件實現(xiàn)相位編輯、雙向綠波、公交車優(yōu)先控制等功能。（3）智能車輛控制系統(tǒng)：模擬城市交通運輸環(huán)境，車輛行駛過程，提供多種交通設(shè)施模型等功能。（4）智能停車場收費系統(tǒng)：實現(xiàn)對智能停車場收費工作過程進行模擬等功能。（5）交通誘導仿真系統(tǒng)：實現(xiàn)對沙盤中的交通數(shù)據(jù)的顯示并與之進行交通量數(shù)據(jù)交互等功能。（6）基于大數(shù)據(jù)的交通運輸企業(yè)經(jīng)營策略實訓系統(tǒng)：實現(xiàn)對仿真交通運輸企業(yè)經(jīng)營的模擬、通過百度地圖軟件對交通運輸環(huán)節(jié)進行優(yōu)化等功能（7）公交車輛調(diào)度模擬優(yōu)化實驗系統(tǒng)：實現(xiàn)對城市公交車輛調(diào)度管理過程的模擬以及對公交車調(diào)度的優(yōu)化等功能。（8）多傳感器交通流采集實驗系統(tǒng)：實現(xiàn)對交通仿真沙盤產(chǎn)生的交通數(shù)據(jù)進行采集處理等功能。系統(tǒng)組成如圖2所示。

1.2電子警察系統(tǒng)簡介

電子警察系統(tǒng)包含兩方面的含義：（1）“電子”是指該系統(tǒng)和設(shè)備運用信息技術(shù)、電子傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、視頻檢測技術(shù)等先進的技術(shù)。（2）“警察”是指該系統(tǒng)和設(shè)備作為執(zhí)法工具而具有輔助執(zhí)法功能，為執(zhí)法部門提供嚴謹?shù)姆梢罁?jù)。

基于交通仿真沙盤的電子警察系統(tǒng)是進行電子警察的實驗教學而開發(fā)設(shè)計的教學實驗平臺，搭建了現(xiàn)實道路交通運行的工作環(huán)境，學生可以模擬各崗位的作業(yè)人員進行實際作業(yè)。完成電子監(jiān)察系統(tǒng)的布點策略與選點原則以及抓拍方式的選擇、感應(yīng)線圈的安裝與測試等工作。

電子警察實驗系統(tǒng)平臺實現(xiàn)的功能包括：（1）實現(xiàn)車輛檢測如車輛的車型、車牌的識別，交通流數(shù)據(jù)采集。（2）實現(xiàn)交通監(jiān)控如闖紅燈抓拍、超速抓拍、闖紅燈抓拍、治安卡口等功能。（3）實現(xiàn)測速功能、黑名單自動報警功能、車輛記錄功能。（4）對相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸、加密及保存功能。

電子警察實驗系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成，分別是中心處理子系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)以及路口控制子系統(tǒng)，如圖3所示。

路口子系統(tǒng)控制可實現(xiàn)接收系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)、上傳違法信息、設(shè)備故障信息、對數(shù)據(jù)加密保存等功能。中心子系統(tǒng)可實現(xiàn)對非法信息接收、車輛自動識別、設(shè)備故障信息接收以及設(shè)備遠程設(shè)置等功能。網(wǎng)絡(luò)通訊子系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)預處理、復核分類、封檔解檔、違法查詢統(tǒng)計等功能。

2電子警察系統(tǒng)實驗教學

2.1實驗項目設(shè)計

依據(jù)課程教學大綱以及教學目標，立足中等職業(yè)院校交通運輸類學生的人才培養(yǎng)需求。以項目驅(qū)動為導向、構(gòu)建多層次協(xié)同式實踐教學平臺、在實驗項目的開發(fā)中，提高綜合型、設(shè)計型實驗的比例有利于提升學生的學習興趣以及動手實踐能力，激發(fā)創(chuàng)新思維。[9-11]

基于交通仿真沙盤的電子警察系統(tǒng)可實現(xiàn)的實驗項目有：電子警察系統(tǒng)常用設(shè)備認識、設(shè)備操作與正確連接實驗、交警非現(xiàn)場執(zhí)法系統(tǒng)的操作流程和工作認知實驗、電子警察操作系統(tǒng)實驗以及電子警察系統(tǒng)常見故障實驗。

2.2實驗教學實施

以電子警察操作系統(tǒng)實驗為例，該實驗項目的實驗目的是讓學生了解道路交通的相關(guān)法律法規(guī)以及電子警察系統(tǒng)的相關(guān)原理知識，并且能夠熟悉掌握電子警察監(jiān)控抓拍系統(tǒng)的一系列操作，例如進行手動抓拍、違章管理、違法錄入、違法審核、數(shù)據(jù)查詢以及數(shù)據(jù)清除等操作。實驗內(nèi)容是：（1）了解道路交通的相關(guān)法律法規(guī)及電子警察系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的構(gòu)成。（2）學習電子警察系統(tǒng)軟件的操作。（3）分組進行電子警察監(jiān)控抓拍系統(tǒng)的模擬實驗。（4）每位同學對各自抓拍的圖片進行違法錄入、審核等相關(guān)操作。

具體的實驗教學過程如下：（1）上課前指導老師先將實驗指導書、相關(guān)的道路交通法律法規(guī)發(fā)放給同學們，讓學生提前了解相關(guān)的知識。（2）上課時，指導老師先講解道路交通的相關(guān)法律法規(guī)、電子警察系統(tǒng)的原理、相關(guān)設(shè)備的主要構(gòu)成以及實驗操作的過程，然后指導學生進行電子警察系統(tǒng)軟件的操作。（3）讓學生自由組隊，每組2人，在組內(nèi)分別模擬錄入員和管理員的崗位。錄入員根據(jù)抓拍的圖片，把號牌種類、車牌號碼、違法類型和罰款金額等進行輸入，管理員根據(jù)錄入員錄入的數(shù)據(jù)進行審核等操作。（4）實驗結(jié)束后，指導老師負責將學生們錄入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導出給學生，進行實驗報告的撰寫。（5）指導老師根據(jù)學生在課堂的表現(xiàn)以及所提交的實驗報告進行考核。

3結(jié)語

基于交通仿真沙盤的電子警察系統(tǒng)的實驗教學，學生對道路交通法律法規(guī)的相關(guān)知識以及電子警察系統(tǒng)的原理與相關(guān)設(shè)備的構(gòu)成有了一定的掌握，通過模擬錄入人員和管理人員的角色，熟練對抓拍圖片進行違法錄入和審核等操作，讓學生對電子警察系統(tǒng)有更直觀的感受，幫助學生更好的理解電子警察系統(tǒng)方面的相關(guān)知識并且提高動手操作的能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維。該實驗方案在中職院校交通專業(yè)類的實驗教學中具有良好的應(yīng)用前景。

廣東省高等教育教學研究和改革項目（2019-366）資助

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