交通仿真课程中动态交通分配教学效果分析

章立辉

摘  要：交通仿真课程一般以微观交通仿真为主建立教学体系。而微观交通仿真越来越难以满足不断增长的工程实践需求，因此对浙江大学研究生课程《交通仿真技术》进行教学改革，将动态交通分配及中观交通仿真的知识点融入到课程体系中。为评价教学改革效果，对新课程体系实施前后，学生掌握动态交通分配相关知识进行课题测试。文章给出两次测试具体结果，并采用T检验，对比两次测试的得分情况。T检验所得p值远小于0.01，因此可以得出结论，新课程体系实施后学生对于动态交通分配及中观交通仿真相关知识掌握显著提高，置信度远高于99%。

关键词：动态交通分配;交通仿真;课程教学;效果分析

中图分类号：G640         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2019）17-0086-03

Abstract： Traffic simulation courses are normally built based on microscopic traffic simulation. Due to its limitations， microscopic simulation becomes unable to accommodate the needs raised in field projects， thus， course reformation was performed to fuse teaching materials related to dynamic traffic assignment and mesoscopic traffic simulation. To evaluate the effect of the course reformation， tests on dynamic traffic assignment and simulation were carried out before and after the course reformation. This paper gives the results of the two tests， and applies T-tests to compare the two groups of scores students obtained in the tests. The p-values in the T-tests are all far smaller than 0.01， so， conclusions can be drawn that students did gain knowledge about dynamic traffic assignment and mesoscopic traffic simulation through the new course study.

Keywords： dynamic traffic simulation; traffic simulation; course teaching; evaluation

一、概述

課程《交通仿真技术》为浙江大学交通工程相关专业研究生的核心课程。课程前期以微观交通仿真原理及VISSIM微观仿真操作为主要教学内容。由于微观仿真本身有一定的局限性，如：难以有效捕捉各项出行行为、难以仿真大规模路网、所需输入数据量巨大、校准方法不成熟等。微观仿真越来越难以满足不断增长的工程实践要求，而动态交通分配（DTA）技术属于宏中观仿真，可以在一定程度上克服上述缺点。为了更全方位地培养学生，对课程进行改革，将动态交通分配及中观交通仿真的知识点教学融入到课程体系中，使课题体系从微观仿真单核心体系转变为微观仿真和中观仿真双核心体系。

二、改革前后课程教学内容比较

课程改革前，主要教学内容如表1所示。根据教学内容涉及的仿真类型可知，绝大部分教学内容与微观仿真有关。且课后的实践作业均在VISSIM微观仿真环境中完成。

调整后的课程主要教学内容如表2所示。压缩了微观仿真的教学内容，增加了中观交通仿真基本原理及中观仿真软件DynusT基本操作等中观仿真的教学内容，课程总课时保持不变。课后的实践作业分为VISSIM微观仿真和DynusT中观仿真两部分。

可以看到调整后的教学体系不再以微观仿真为单核心，课程内容显得更丰富更全面。

中观交通仿真的核心教学内容包括以下几点：

动态交通分配基本原理;

软件DynusT的总体框架;

DynusT核心模块：交通流加载和交通分配;

DynusT软件的各项菜单操作;

以“Guan”关岛路网为例进行详细演示;

设计实践教学环节对比中观和微观交通仿真;

设计中观交通仿真课后练习。

三、教学改革效果分析

课程改革效果主要通过改革前和改革后对学生进行课堂测试来进行分析。课堂测试研究生掌握动态交通分配相关知识的程度。

（一）课堂测试内容

课堂测试分两次进行。

第一次测试，原课程体系教学结束，参与测试共7位研究生，与动态交通分配相关测试题共5题，分别针对：1. DTA的最基本特征;2. 动态交通分配与宏观四阶段法的区别;3. DTA动态交通与微观仿真动态交通的区别;4. 动态交通分配具体计算;5. 动态交通分配软件，共5个方面对学生就DTA相关知识进行考察。

第二次测试，新课程体系教学结束后，参与测试共10位研究生，与动态交通分配相关测试题共4题，分别针对：1. DTA的最基本特征;2. 动态交通分配与宏观四阶段法的区别;3. DTA动态交通与微观仿真动态交通的区别;4. 动态交通分配具体计算，4个方面对学生就讲授的DTA教学内容进行考察。

（二）测试结果

以每题10分满分，表3和表4分别给出了两次测试得分情况。

从表3可以看到，表格中的大部分得分都在5分以下，其中有5题次学生放弃作答（计得0分）。每道题目的评价分分别为1.9分，2.9分，2.0分，3.0分，4.4分，合计平均2.8分。由此可以看出，在新课程体系授课之前，学生对动态交通分配的知识了解掌握程度很浅。

从表4可以看到，表格中的绝大部分得分都在5分以上，无学生放弃任何题目（虽有一未答对得0分）。每道题目的评价分分别为9.5分，8.1分，8.0分，7.7分，合计平均8.3分。由此可以看出，在新课程体系授课之后，学生对动态交通分配的知识有了较好的掌握。

（三）效果分析

新教学体系实施后的第二次测试题目1、2、3和4分别和实施前的第一次测试题目1、2、3和4相对应，测试相似内容。从各题的平均得分和总体平均得分可看出，新教学体系实施后，学生对于动态交通分配及中观交通仿真的知识点掌握程度较高，与新体系实施前有明显差异。

為从统计学意义上说明这些差异，本文对测试结果进行了进一步分析。主要采用假设检验方法中的T检验。T检验是用t分布理论来推论差异发生的概率，从而比较两个平均数的差异是否显著。T检验主要用于样本含量小于30，总体标准差σ未知的正态分布。由于本文需要进行课程体系改变前后的教学效果比较，故采用双总体T检验，即检验前后两个样本平均数与其各自所代表的总体的差异是否显著。

双总体T检验统计量为：

其中1和2为前后两次测试得分的评价值，S和S为得分的方差，n1和n2为前后两次参与学术人数。对各题答题结果进行T检验，结果如表5。对四题平均分进行T检验，结果如表6。

如表5和表6所示，每题的得分及四题平均得分的单边p值都非常小，远小于0.01，因此可以得出结论，新课程体系实施后学生对于动态交通分配及中观交通仿真相关知识掌握显著提高，置信度远高于99%。

四、课程后续改进分析

虽然新课程体系实施后，平均意义上学生了解掌握动态交通分配和中观交通仿真的知识有了显著提高。但是第二次测试得分的绝对值不高，各题分别为9.5，8.1，8.0，7.7，可见，掌握的程度并不是非常高。

除了第一题DTA的最基本特征9位同学得了满分，其余三题平均得分在8分左右。因此，课程后续将进一步改进，如增加相关教学内容或设计相关教学案例，使得学生明确动态交通分配与宏观四阶段法的区别及DTA动态交通与微观仿真动态交通的区别，并使学生更好地掌握动态交通分配的计算概念和过程等。

五、结束语

本文分析了《交通仿真技术》研究生课程中融入动态交通仿真相关教学内容后的教学效果。跟踪两届学生分别采用新旧教学体系后，对动态交通分配及中观交通仿真相关知识点的了解掌握程度。通过采用课堂测试的手段，根据相似知识点的测试得分结果，来比较新教学体系实施前后的教学效果。T检验结果表明，新课程体系实施后，学生了解掌握动态交通分配及中观交通仿真的程度显著提高。

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