关键词：智能交通运输系统;课程改革;案例式教学;国际化
中图分类号：G642.0;U491 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0087-03
引言
随着社会的不断进步与发展，交通运输业得到了很好的发展，无论是从人们的日常生活还是整个国家发展的角度上来看，交通运输这个行业都扮演着日益重要的角色。可以说，构建一个安全、便捷、高效、经济的交通运输体系，已经成为一个国家能否实现又好又快发展的先决条件。
与大多数其他的行业发展轨迹类似，交通运输业的发展也是紧跟着时展的步伐，融入了各个时期最顶尖的科学技术。从最初的狭义的仅仅针对于人的交通，到人、车、路的结合，再到海陆空三位一体的全方位立体式的交通运输布局，交通运输不断的向前发展。当下的交通行业正在进行一场新的科技变革--智能化，这个全新的概念，正在逐步渗透进交通运输的各个方面。毫无疑问，智能化将是21世纪交通运输行业的发展方向，全面实现智能化将是所有交通人都为之努力奋斗的目标。正是在这样的背景之下，《智能交通运输系统》这个学科应运而生，并且很快就成为了各大高校以及研究所的研究热点。
北京航空航天大学作为国家重点的985、211高等院校，自然就该时刻把握住前沿的科学技术发展方向，而交通科学与工程学院作为北航专业于交通运输行业的院系，对于交通运输智能化的研究也自然也就责无旁贷了。《智能交通运输系统》这门课的开设也正是学院推崇智能交通的一个举措，是学院紧跟科学前沿，大力发展智能交通研究的一个缩影。
只是随着教学的深入，《智能交通运输系统》这门课的一些问题也逐渐暴露了出来，作为一门涉及了车辆、交通、运输、道路、通信、控制等多学科交叉的课程，它的特点可概括为“概念多、理论多、内容多、无法理论联系实际”，而由于国内的对于智能交通的研究起步相对较晚，各方面的技术与理论研究都不是很成熟，国内已有教材往往无法反映该领域国外发展的最新进展，且宏观研究介绍偏多，实用案例偏少，使学生无法直观的对课本内容进行理解。而在考核方式上，很多时候都过于单一，很多学生没有真正理解智能交通系统的核心。因此，传统的教学内容和教学手段以及考核方式已无法满足《智能交通运输系统》的教学要求，有必要对《智能交通运输系统》课程进行一次全方面的梳理。
“物竞天择，适者生存”，如果人总以固定不变的思维去思考不断变化的事物，是不适合生存在这个瞬息万变的社会的。高等教育的国际化是世界高等教育发展的三大趋势之一，其中最典型的例子就是美国，作为一个移民国家，国际化是美国研究生教育的一个显著特点，也是其研究生教育成功的关键因素。作为本方案的两大亮点，案例式教学以及学科国际化，具有很强的时代特征，有针对性地解决了如今的教学中脱离实际、无法与国际接轨的问题，符合智能交通运输系统的课程特点。
为此，本文从教材课件、教学方式、考核模式3方面入手，提出综合案例式教学以及国际化教学的课程改革方案。
一、智能交通教材及课件改革
前文提到，由于我国对于智能交通的研究起步要比国外晚，所以如果继续采用原有的国内的教材会导致教学内容与国际研究成果脱轨，这对于一门新兴的学科来说，影响是巨大的。所以，在原有的教材之外，应该不定期的给学生印发最新的关于智能交通运输系统的研究成果，与课本相互配合，让学生在学习基本知识的同时也能时刻把握住该行业最新的前进方向，激发学生探索知识的热情。
同时，由于智能交通运输系统是一个综合的平台，融合了很多当下最前沿的科学技术以及新的概念，这些是这门课的重点与难点所在。因此，在教学中，需要强调交通大数据、车联网及人工智能等先进技术及概念在智能交通系统中的地位以及作用，同时在日常的教学中可以常穿插这些新技术实际运用的视频资料，让学生能够对这些新技术新概念有一个更加直观的认识，有利于教学的开展。
除此之外，为了使学生能更加准确的对国外的研究成果进行学习，课程中应该加大英语教学的比重，采用全英文的PPT对课程进行讲授，同时在讲课中穿插口语，加强学生对各个专业术语的熟悉程度，实现双语教学，这无论是对于学生英语水平的提高还是课程的深入开展都有很大的好处。
二、教学方式的改革
完整的智能交通运输系统，由很多不同的模块组成，涵盖了大量的软硬件设施，而实现智能化的关键就在于对产生的海量的数据的收集、处理以及分析。传统的教学模式中，仅仅从宏观的角度对整个数据处理过程进行概括性的介绍，学生很难真正理解智能化的含义，教学显得过于机械化，降低了学生的求知欲望，教学效果大打折扣。因此，对于教学方式的改革就变得很有必要。
首先，教学内容不要仅仅拘泥于课本，可以采用已经结题或者正在进行的一些项目为例，结合课本的知识进行案例式教学，这是整个课程改革最为核心的部分。每堂课上，根据显示案例，让学生自己发现问题，讨论问题，直到最终解决问题，充分发挥学生的自主能动性。这样就弥补了课本上教学事例不足的缺陷，通过实例加深了学生对于很多基本概念以及技术应用的理解，实现了理论与实际的结合。案例式教学的整个教学流程如图1所示。
其次，作为一门工程性质的学科，《智能交通运输系统》更加强调的是学生的动手能力，而实验教学就是提高学生动手能力最好的方式。在平时的教学中插入实验课，让学生对一些软件进行学习，例如R语言、Java、TransCAD等，可以让他们亲身体会到很多数据的具体处理流程，有利于他们更容易的理解智能交通的内涵。
最后，在教学中可以充分利用学校的地缘优势，定期组织学生到各个与智能交通相关的单位以及企业进行参观学习，让学生在实践中学习，对比课堂知识与实践运用的共同点与差异，激发学生的学习以及研究热情。
三、优化课程考核模式
考核模式是检验学生对于课程掌握程度的重要手段，能否因地制宜地选择考核模式是课程能否成功开展的重要环节。
《智能交通运输系统》是一门新兴的大融合的学科，无论是教学内容还是教学方式都和以往的传统学科存在着很大的区别。而在考核模式上，传统的仅仅依托最终考试的考核模式对于这门学科是不适用的。首先是因为《智能交通运输系统》所涉及的知识面太广，它本身就是一门涉及多门学科的课程，如果仅仅依靠考试对最终的成绩进行评定，这会造成题目的跨度过大，题目的深度也不好把握，而若是主要针对于基本概念的考核的话，又不利于学生对智能交通的深层次的理解。其次，传统的考试方式很容易使学生死记硬背知识，带来的结果往往是“分数高，理解少”，不利于学生对于知识的掌握。而对于另外一种依托论文的考核模式，由于目前的网络检索很发达，容易造成抄袭的现象，使课程考核往往流于形式。因此，针对《智能交通运输系统》这门课的特点，尤其是增加了案例式教学内容后，对考核模式进行优化变得非常有必要。
在充分考虑了该门课程的特点之后，我们决定采取开放式课程设计形式，在传统考试的基础上，加上课堂展示以及课堂互动评分两部分，这样在考察了学生对于基础知识的掌握的情况下还能考察他们对于所学知识的应用水平，最大程度地提高了学生的自主能动性。具体的方案为：首先，在平时的案例教学中，老师根据同学对于所提问题给出的答案的正确与否以及讨论问题时的课堂参与程度给出相应的课堂分数;其次，最终的课堂展示，其实这也算是案例式教学的一种特殊的体现形式，教师把通用数据（如交通事故数据，交通流量数据）发放给学生，不对题目作过多的要求，学生可以自由发挥，运用所学的知识去完成一个小型的项目，例如利用统计方法找出事故成因，或预测交通拥堵，在项目完成时，每名学生都要通过做英文汇报的形式在课堂上展示其研究成果，并由老师及其他学生针对所作项目进行提问，指出其优缺点，并共同进行打分;最后，在课堂展示完成之后，再针对智能交通的一些重点知识点以及概念进行考试，题目形式可以相对开放自由，学生可以结合自己对于智能交通的理解以及所学的知识进行作答。最终的考核分数由以上几项综合评定，而其中的课堂展示的部分将是所有考核的重中之重。这样的开放式的课程设计模式不仅可以增强学生的学习积极性，使学生能将理论知识应用于实践，同时还可以培养学生的团队合作精神，提高学生专业英语能力。
四、结语
《智能交通运输系统》是一门综合性的工程性质的学科，传统的教学模式并不完全适用，结合课程的自身特点以及交通运输专业学生的知识结构特点对课程的教学模式进行改革是非常有必要的。基于此，本文提出了从智能交通教材及课件的改革、教学方式改革、优化课程考核模式3个方面着手的改革思路，其中的重点就在于提升课程的国际化水平以及大力实施案例式教学，在把握住整体知识架构的基础上，紧跟国际智能交通的发展潮流，充分将理论知识与实践相结合，最大程度发挥了学生的学习和思考问题的自主性与积极性，取得的教学效果符合预期。
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Making a Case-based and International-oriented Reform in an Lntelligent Transport Systems Course
MA Xiao-lei
（BeiHang University，Beijing 100191，China）
根据《四川省高等教育自学考试183次2018年01月考试课表和使用教材》得知，四川省2018年01月自学考试时间如下：
四川省高等教育自学考试183次2018年01月 考试课表 2018年01月06日(星期六) 2018年01月07日(星期日) 09:00-11:30 14:30-17:00 09:00-11:30 14:30-17:00 A020205 人力资源管理 00165 劳动就业概论 00164 劳动经济学 00166 企业劳动工资管理 A020228 物流管理 07032 运输与配送 07037 信息技术与物流管理 07008 采购与仓储管理 07802 采购管理与库存控制 A040106 教育管理 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 A080777 通信信息管理 09016 移动通信原理与应用 06032 电信业务与管理 A080801 房屋建筑工程 02394 房屋建筑学 A081208 应用化学 02070 微生物学 02483 工业分析 02173 无机化学(二) 03475 环境化学 08220 定量分析化学 A082214 工程造价管理 00708 装饰材料与构造 06958 建筑工程识图与构造 06960 合同法与合同管理 G020106 金融 07250 投资学原理 08390 金融风险控制与管理 08395 网络金融与管理 G020204 会计 07250 投资学原理 G080806 建筑工程 02446 建筑设备 06568 房屋建筑概论 06001 高层建筑结构设计 02394 房屋建筑学 G081707 铁道与道路工程 06086 工程监理 06287 结构设计原理(二) 07258 结构设计原理(三) 02407 路基路面工程 05497 基础工程 06528 工程地质及水文地质 06523 线路工程(本) 07259 土力学及路基工程 06519 工程流体力学 06527 土木工程施工组织及概预算 G082231 工程造价管理 00708 装饰材料与构造 08984 房屋建筑工程概论 04624 工程经济学 06962 工程造价确定与控制 04228 建设工程工程量清单计价实务 06958 建筑工程识图与构造 06960 合同法与合同管理 Z020205 人力资源管理 00165 劳动就业概论 00164 劳动经济学 00166 企业劳动工资管理 Z020209 旅游管理 00191 旅行社经营与管理 00193 饭店管理概论 00194 旅游法规 00190 中国旅游地理 Z020211 饭店管理 00193 饭店管理概论 00194 旅游法规 00201 饭店餐饮管理 Z020228 物流管理 07032 运输与配送 07037 信息技术与物流管理 07008 采购与仓储管理 07802 采购管理与库存控制 Z030202 社会工作与管理 00266 社会心理学(一) 00272 社会工作概论 00273 社会工作实务 Z050442 服装设计与工程 00680 服装结构设计 07538 立体裁剪 03903 服装画技法 00677 服装材料 Z050444 环境艺术设计 00673 素描(二)(人物线描为主) 00674 色彩 00688 设计概论 Z050445 动漫设计 00673 素描(二)(人物线描为主) 00674 色彩 04744 网页动画设计 Z071601 信息管理与服务 02115 信息管理基础 02118 信息检索 Z080704 电子技术 02595 高频电子线路 09016 移动通信原理与应用 02358 单片机原理及应用 02340 线性电子电路 02344 数字电路 Z080725 现代信息技术教育 03785 创意图形设计 04342 多媒体教学软件设计与制作 05196 信息技术与学科教学整合(小教) 05918 数据库原理与程序设计 Z080744 数控技术应用 05787 数控编程 05789 数控机床操作 04068 机械制图及AutoCad 02561 机械工程材料 Z080752 电子信息工程 09016 移动通信原理与应用 Z080777 通信信息管理 09016 移动通信原理与应用 06032 电信业务与管理 Z080786 移动商务技术 03333 电子政务概论 09016 移动通信原理与应用 Z080788 嵌入式技术 06143 电路基础 12730 LINUX应用编程 12732 ARM结构与程序开发入门 Z080801 房屋建筑工程 02394 房屋建筑学 Z080802 道路与桥梁工程 06279 道路工程制图 04624 工程经济学 02405 道路勘测设计 02411 道路施工与管理 Z081208 应用化学 02070 微生物学 02173 无机化学(二) 03475 环境化学 08220 定量分析化学 Z081305 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03365 物流运输管理 B020230 公共事业管理 03331 公共事业管理 03312 劳动和社会保障概论 B020279 工程管理 06086 工程监理 06962 工程造价确定与控制 B030203 社会工作与管理 00279 团体社会工作 00285 中国福利思想 00281 社区社会工作 00282 个案社会工作 00283 社会行政 00284 心理卫生与心理咨询 B040107 教育管理 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 B040112 小学教育 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 B040302 体育教育 00442 教育学(二) 00501 体育史 00495 体育保健学 00497 运动训练学 00499 体育游戏 00502 体育管理学 02111 教育心理学 B050104 秘书学 00511 档案管理学 B050113 汉语言文学教育 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 B050140 对外汉语 00840 第二外语(日语) B050412 环境艺术设计 05424 现代设计史 04489 室内装饰材料 04026 设计美学 B050418 数字媒体艺术 07219 数字摄影技术 07227 电脑动画 07231 数字影视合成 09537 动态网站编程基础 B070102 数学教育 00442 教育学(二) 02013 初等数论 02009 抽象代数 02111 教育心理学 B071602 信息管理与服务 02133 信息政策与法规 02134 信息系统设计与分析 09537 动态网站编程基础 B080302 机械制造及自动化 02213 精密加工与特种加工 02204 经济管理 02207 电气传动与可编程控制器(PLC) B080612 电气工程与自动化 10053 工程数学(线性代数、复变函数) 08182 自动控制原理(一) 02358 单片机原理及应用 B080713 信息技术教育 01263 数据库VisualFoxpro及学校应用 01265 Photoshop图形处理 07227 电脑动画 02115 信息管理基础 03137 计算机网络基本原理 B080738 电子信息技术 07874 信息技术导论 06169 电子电路EDA技术 07871 多媒体应用技术 B081209 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03364 供应链物流学 03365 物流运输管理 Y020230 公共事业管理 03331 公共事业管理 03312 劳动和社会保障概论 Y020256 项目管理 11880 项目组织与团队管理 05061 项目成本管理 05059 项目管理学 05060 项目范围管理 Y020261 工程财务管理 06072 企业财务审计 05293 国际工程与建设项目管理 Y020263 现代商务 05175 税收筹划 Y020279 工程管理 06086 工程监理 06962 工程造价确定与控制 Y020302 酒店管理 08424 酒店管理 04929 旅游市场营销 06126 旅游人力资源管理 06124 旅游文化学 Y020309 现代企业管理 05171 中小企业战略管理 10423 销售业务管理 10424 资本运营与融资 07520 经济学导论 Y030203 社会工作与管理 00279 团体社会工作 00285 中国福利思想 00281 社区社会工作 00282 个案社会工作 00283 社会行政 00284 心理卫生与心理咨询 Y030405 侦查学 00382 刑事侦查学导论 08027 侦查措施与策略 08031 经济犯罪侦查 08028 审讯学 08030 毒品犯罪侦查 Y040105 教育技术 00430 教与学的基本原理 08758 远程教育基本原理 Y040107 教育管理 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 Y040112 小学教育 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 Y040302 体育教育 00442 教育学(二) 00501 体育史 09479 健身理论与方法 00495 体育保健学 00497 运动训练学 00499 体育游戏 00502 体育管理学 09480 学校拓展训练 02111 教育心理学 09478 休闲体育学 Y050105 汉语言文学 00567 马列文论选读 Y050113 汉语言文学教育 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 Y050140 对外汉语 00840 第二外语(日语) Y050201 英语 00840 第二外语(日语) Y050206 英语教育 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 Y050218 商务英语 07970 国际商务合同 05959 外经贸应用文 05957 进出口英语函电 Y050310 播音与主持 00504 艺术概论 Y050311 广播电视编导 01181 电视节目导播 01183 电视文艺编导 01184 电视艺术片创作 01179 非线性编辑 Y050408 音乐教育 00442 教育学(二) 09471 舞蹈教学法 02111 教育心理学 04805 声乐教学法 Y050410 美术教育 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 Y050412 环境艺术设计 05424 现代设计史 04489 室内装饰材料 04026 设计美学 Y050418 数字媒体艺术 07219 数字摄影技术 07227 电脑动画 07231 数字影视合成 09537 动态网站编程基础 Y050437 艺术设计 05424 现代设计史 00709 室内设计 00755 广告设计与创意 04026 设计美学 Y050443 服装设计与工程 03908 服装材料学 01014 针织服装设计 01017 品牌服装设计 Y070102 数学教育 00442 教育学(二) 02013 初等数论 02009 抽象代数 02111 教育心理学 Y070405 生物技术 12523 酒类风味化学及感官品评 02066 有机化学(二) 06710 生化工程 02731 酿酒微生物学 Y071602 信息管理与服务 02133 信息政策与法规 02134 信息系统设计与分析 02140 信息咨询 Y080105 石油工程 01135 油藏工程 06340 油气开发地质 Y080302 机械制造及自动化 02213 精密加工与特种加工 02204 经济管理 02207 电气传动与可编程控制器(PLC) Y080338 机电设备与管理 08300 机电设备管理 02204 经济管理 02115 信息管理基础 02561 机械工程材料 Y080603 工业自动化 02225 电机与拖动基础 11508 自动控制理论 02297 电力拖动自动控制系统 11514 电器与可编程控制器技术 Y080612 电气工程与自动化 10053 工程数学(线性代数、复变函数) 08182 自动控制原理(一) 02358 单片机原理及应用 Y080705 电子工程 02356 数字信号处理 02358 单片机原理及应用 02306 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01832 机械测试技术 04912 汽车电子控制技术 02576 汽车构造 03483 发动机原理 08518 汽车安全检测技术 Y082225 航空维修工程管理 05091 航空器适航管理 05094 电子飞行仪表系统 05093 飞机电气系统 07694 人的因素 Y082231 工程造价管理 08984 房屋建筑工程概论 06962 工程造价确定与控制 04228 建设工程工程量清单计价实务 04231 建设工程合同(含FIDIC)条款 Y082232 汽车服务工程 08587 汽车服务工程 10053 工程数学(线性代数、复变函数) 04912 汽车电子控制技术 06906 汽车运行材料 02576 汽车构造 04946 汽车发动机原理与汽车理论 Y082301 数字媒体技术 12680 数字媒体技术概论 12673 数字媒体设计 Y090115 园林 05883 园林育种学 06640 园林规划设计 07427 园林生态学 06509 园林植物配置与造景 07435 园林工程学 Y090613 牧业高新技术与管理 06173 特种经济动物饲养管理学 08998 动物生产新技术与应用 06495 动物微生物 06497 动物营养学 Y090614 林业及园林高新技术与管理 02685 园林病虫害防治 02831 林业企业经营管理 06505 森林游憩概论 06509 园林植物配置与造景 06503 特种经济植物栽培技术 Y090705 农业高新技术与管理 07287 现代农业推广理论 02679 种子学 07289 农业微生物应用技术 07286 农产品加工工艺学 02834 农产品市场与管理 06503 特种经济植物栽培技术 Y100311 检验 01651 仪器分析、检验仪器原理及维护 Y100702 护理学 02867 卫生统计学 40001 助产学 40002 妇幼保健 40003 母婴护理 Y100805 药学 05522 有机化学(五) 01759 药物化学(二) 01761 药剂学(二) 01763 药事管理学(二)
【关键词】应急物流 网络属性分析
应急物流网络的网络单元的选取之后，其属性分析是物资调度问题建模的基础。在计算机网络中通常选取诸如时延、可靠性、带宽、吞吐量等属性作为分析对象，论文从网络边属性出发，根据物资公路、铁路、航空、水路、管道五种运输方式的特点，选取了五大类属性为基础描述分析应急物流网络。
1 物资需求度量
运输需求是影响交通运输网络结构的重要因素之一，因网络结构所形成的运输能力分布与运输需求空间分布的匹配程度是影响网络实际运输能力的关键因素。为简化计算，论文中运输需求的概念包括两个要素：一是地理位置，网络节点的具体地理坐标，由此查询得到与该节点相连的网络边属性；二是物资需求量，即在物资调度任务中某一特定时间段内各个需求节点所需要物资的集装箱箱数。这两个要素构成网络中的物资流，根据运输工具的选择和网络边的属性可以得到物资流在该段网络边上的行程时间。
2 运输能力
运输能力，也称作运输容量，指在节点的服务能力和边的物理通行能力制约下的最大可能运输能力。每次任务调度时应急物流网络的运输能力都受限于物资供应中心作业效率、交通网络性能状况等各种客观条件。
作业效率：物资供应节点在编配的管理工作人员条件下，所有集装箱运载工具一次所能装载的全部集装箱的数量。网络节点间的运输轨道条件：车行道数量、火车单复线电气化水平、河道深度以及地形气候等状况。运输工具数量：物资供应中心所拥有的运输工具数及其相应驾驶人员条件下，每次调度时能够调配的车队数、火车列次等。其中，火车、船舶受列次、航次频率的限制，汽车、运输机通常按编队进行物资配送。
论文以每个调度周期内物资供应节点所能装载的总箱量为整个物流保障网络最大容量约束，两个节点间的各种运输工具数量限制为网络边的容量约束。
3 行程时间
各种交通工具对“路面”的通行需求不同，即各种交通方式对应的物流保障网络的连通拓扑结构不完全一致：假定基于公路运输“车型”的物流运输网络的所有节点全连通，其他交通方式不连通时对应的网络边行程时间为正无穷大。
对于同一条网络边，选择各种交通方式后，对应的通行距离不相同，例如两个城市间铁路里程、公路里程、航空里程等。对于同一种交通方式，在不同网络边代表的路段上，因为路况、地形等因素影响，平均行驶速度也不一致。
综上所述，某种运输方式在某条网络边上的行程时间单纯用行程距离和运输速度之商来描述不够精确，且无法获得可重复的试验环境：复杂性和随机性因素较多。但随着交通运输科技水平的逐步提升，交通信息采集、传输基础设施平台大规模普及，如移动型或者固定型交通检测器，利用统计学从该交通线路的历史数据和实时监控数据直接或者间接估计某种交通方式下该路段的平均行程时间成为现实。
4 运输费用
当采用各种运输方式通行某条网络边时，相应的费用成本作为应急物流中中网络边的属性进行考虑。但由于计算单位不同，作为运输对象的每一个客货位移都具有不同的运输方式、不同的运距、不同的运输时间等特征。另外，运输领域存在着规模经济和范围经济的现象，如“递远递减”规律，在终点成本所占比例较高的铁路、水运和航空三种运输方式中比较明显。对于同一网络边，论文以单位物资的运输成本为运输费用的计量单位，并直接采用近期现实地点区域的市场价格作为基准费用参数进行计算。
5 可靠性
在实际行动中，地区气候、地形、路况的复杂程度，对物资保障任务的完成度有着异乎寻常的影响。无论何种运输方式，无论是平时的民用物流还是应急物流，可靠性是首要考虑的问题，没有可靠性，所有的服务和需求满足无从谈起。物流网络可靠性概念的出现和发展为应急物流网络的运行状态评估提供了一种崭新的方法和手段。其中，连通可靠性和行程时间可靠性是路网可靠性研究中关注程度最高且研究最成熟的评价指标。
5.1 连通可靠性
连通可靠性表示网络结点间连通的概率，反映了网络中各结点的连通状况，缺点是路段只有两个状态：达到最大通行能力或通行能力为零，它表示的是网络拓扑结构的可靠性，正如前文所说，对于不同的交通方式而言物流保障网络的拓扑结构也可能不同。连通可靠性表现为运输线路的安全性，主要因素包括物资运输过程中环境安全和威胁程度两方面。物资运输的环境安全是指由于“道路”本身的客观行驶环境对行车安全的影响，一般是指物流网络中网络边的路况等级、地质气候、人工防护措施等。因此，从物流网络中网络边的毁伤概率出发，将网络边的连通可靠性 定义为该网络边毁伤概率的余值，研究较好的反映了路段通行能力的不确定性。
5.2 行程时间可靠性
由于应急物流网络节点模型的性质，采取网络边，即路径的行程时间可靠性作为研究参数，自然灾害、交通事故、路网维护等因素，都可能造成网络边的拥堵或部分运输容量的损失。
对于应急物流中物资调度问题来说，行程时间最短也许不是最重要的，用户更多的是关注时间、地点上的精准性，重要的可能往往是硬时间窗口约束，也就是行程时间的可靠性。
参考文献
[1]杜磊，赵锐，郑贵省，高珊，张贤坤.应急物流组织本体模型研究及应用[J].计算机应用研究，2012（10）.
[2]徐威，魏磊.自然灾害应急物流配送网络优化分析研究[J].西华大学学报（自然科学版），2012（03）.
作者单位
关键词：人机交互平台；可视化；教学难点；桥梁工程；课堂教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0147-02
由于桥梁结构的复杂性与特殊性，其分析方法与一般结构存在显著不同，其中的力学现象在现实工程中无法直观展示；同时结构尺寸巨大，也难以利用实验室试验进行重现。如何使学生接受并深刻理解相关力学概念，顺利运用这些概念与实际工程对接，是整个《桥梁工程》讲授过程中最大的教学难点[1]。
本文基于人机交互平台，利用计算机友好界面技术，将学生对《桥梁工程》课程中力学概念的理解可视化，对一项纯脑力活动进行视觉辅助，并且采用参数化输入技术，使学生能够主导对力学概念疑惑部分的主动验证，即可从不同角度利用计算机模拟技术对抽象的桥梁工程力学概念或特有的力学现象进行多次不同角度的建模重现，从而帮助学生深刻理解《桥梁工程》这门课中的教学难点与重点。
一、人机交互平台基本功能
本文以东南大学道路桥梁与渡河工程专业的本科生为对象，以自主编写的《桥梁工程》以及《大跨径桥梁（桥梁工程II）》授课讲义与课件为基础，利用大型通用有限元软件ANSYS的二次开发功能将课程中难以理解与掌握的桥梁结构特有的力学概念与力学现象以数值仿真模型的方式体现，并利用APDL（ANSYS Parametric Design Language，即ANSYS参数化设计语言）技术以及Visual Basic程序建立人机交互平台。
利用该人机交互平台可实现以下功能或达到以下效果：（1）学生可自主改变结构设计参数以动态图形的形式在课堂上迅速描述这些桥梁结构力学概念的特点，可让学生自主性地验证书本中理论推导所得出的结论或现象；（2）通过课堂教学提出问题，让学生借助人机交互平台从各自对问题的不同疑点出发，自己设计验证工况进行多种工况的参数输入，来多角度重现这些抽象概念（或者老师在课堂上当场利用交互平台进行动态演示）；（3）通过对该人机交互平台的后处理输出进行设置，按学生意愿自主输出不同的力学特征，以帮助学生深刻直观的理解桥梁工程有的力学概念与现象。最终达到在课堂或校园中即可对所学知识做到理论上推导，逻辑上理解，实践中认识的目的与效果。
二、人机交互平台建立与应用方法
建立该人机交互平台首先需要选择合适的教学模型，合理的教学模型更能发挥该平台的交互作用。进而对教学模型进行参数化设计、计算模块调用、后处理以及结果可视化呈现等步骤以完成该人机交互平台的完整搭建。这里基于《桥梁工程》这门课程，以其中连续梁桥章节的教学难点之一“预应力吻合束的力学特征与计算方法”为例，完整地说明如何建立并在课堂上应用该人机交互平台。
步骤一：对该平台教学模型的选择。一般选择易于采用数值模型形式进行验证的教学难点，模型一般具备几何参数独立，建模易程序化，力学现象明确，验证对象可可视化的特点。
步骤二：对该梁体数值模型进行参数化设计。例如对梁几何形状的参数描述，包括梁长、梁高、截面面积、截面惯性矩等；对边界条件的参数描述，包括支点个数、支点位置；对预应力筋几何形状的参数描述，包括预应力筋线型在各个支点处相对位置以及各支点间预应力筋的线型。
步骤三：该梁体模型参数化完毕后，为方便学生在课堂上进行参数输入，以按课堂正在讲授的问题迅速自主地建立验证模型，需要另外进行参数输入的界面设计。该输入界面一般以多组参数名称以及相应的可输入参数取值组成，同时包括一些参数输入的存储以及保存路径设置功能，见图1。本例中，输入界面利用Visual Basic程序进行编制。
步骤四：对数值模型进行计算，将计算模块与通过输入界面所确定的数值模型进行连接。本例中，通过在界面上做一个计算链接，通过该链接将所输入参数信息导入ANSYS有限元计算软件，并自动作为其结构信息输入，从而进行自动建模以及结构计算，并保存计算结果至指定目录。以教学难点“预应力吻合束的力学特征与计算方法”为例，将采用梁单元进行连续梁体的建模与计算，而预应力采用杆单元进行模拟，并采用温度升降技术模拟其对连续梁体的预加应力效应。最终，利用ANSYS有限元软件建立三跨预应力混凝土连续梁有限元数值模型，完成该力学概念与现象的载体建设。显然在使用该人机交互平台时，相应数值计算软件应该事先安装准备就绪。
步骤五：对数值模型计算结果进行后处理。按学生在该人机交互平台输入界面填入的参数输入数值，分别进行相应的计算结果后处理，包括为验证某一力学概念或特殊现象对计算结果进行提取，并进行重新组合或者排序，为可视化输出结果做数据准备。
步骤六：对处理好的计算结果进行可视化输出。输出形式可以是表格或者图形，图形中既可以包括单一计算结果也可以是多组计算结果之间的对比形式。例如在讲授预应力吻合束的力学特征与计算方法这一教学难点时，常规做法是通过计算公式的推导，得出采用吻合束预应力布置形式可以不产生超静定连续梁结构次内力的结论，而对于其他非吻合束布置形式则会产生较为明显的次内力。由于该公式推导烦琐，学生理解起来困难，即使接受了公式推导过程以及结果，也容易对这一力学现象表示质疑，难以将理论推导与实际情况建立较好的联系。而采用人机交互平台，可分别建立多组吻合束、非吻合束预应力布置形式的连续梁模型，进行数值计算，输出弯矩内力图，通过对比可以很直观明确地看出吻合束布置形式对次内力的影响，让学生既对理论推导过程“心服口服”，又对其理论推导所对应的力学现象深刻理解与记忆。
步骤七：学生根据可视化的结果输出，判断对教学难点的理解程度，根据需要可以重复建模，从视觉上不断加深对所学知识的理解。
建立用于《桥梁工程》课堂教学的人机交互平台的总体原则，即采用可参数化的模型输入、输出方法，对计算结果可视化、直观化，从而从视觉角度帮助学生自主地对教学难点进行主动理解与验证。
三、基于人机交互平台的课堂教学设计
优秀的课堂教学设计旨在使学生通过教学的每一个特定事件，逐步完成学生对教学难点（知识点）的获取与学习[2]，结合《桥梁工程》课程的特点，按其教学特点与教学顺序，列出各种教学事件并分析期间人机交互平台介入时机与作用。
1.预设条件、提出问题。通过多媒体课件中的图像或言语，或依托实际桥梁工程中要完成的项目，呈现提醒，以引起学生的神经冲动。
2.描述现象、告知目标、激发动机。通过运行人机交互平台，利用提前准备的数值模型，并结合现场工程图片，提出问题、发现问题，引出教学难点与学习要素，使学生产生求知欲望。
3.理论分析，产生质疑、引导验证。首次明确提出教学难点，并通过理论公式推导，给出证明；利用学生的抽象分析能力在头脑中建立教学难点模型，引导学生将理论分析与实际运用结合，从而激发学生对理论分析进一步实际应用与验证的需求。
4.主导建模、视觉呈现、产生刺激。针对理论分析中产生的疑问，自主设计验证模型，利用人机交互平台对模型进行计算以及数据处理，以呈现有视觉冲击的可视化计算结果，利用直观化的结果输出使学生产生刺激，强化理解，对教学难点的学习从理论到实际相结合。
5.发散思维、引出作业。进一步提出问题，要求学生将该教学难点应用于其他工程实例，并借助人机交互平台重新设计模型以及验证对象，发散学生思维。
6.提供反馈、建立强化。对比不同学生利用人机交互平台所进行的验证模型设计，通过分析强化学生对所学教学难点的掌握程度。
也就是说，在既定教学事件发展过程中，利用人机交互平台这一教学工具，应当采用的教学策略是，通过任务驱动，提出问题，让学生在实践中学习、学习中实践，并经历理论―质疑―建模―验证―发散―反馈与强化的运行过程，最终利用该人机交互平台提高《桥梁工程》的课堂教学效果，帮助学生深刻理解《桥梁工程》这门课中的教学难点与重点。
参考文献：
交通运输专业，修业四年，授予工学学士学位。主要学习运筹学、管理学、交通运输组织学方面的基本理论和基本知识，接受交通运输技术管理、商务管理、信息管理的基本训练，使学生具有运用运输技术设备，合理组织运输生产以获得最佳社会与经济效益的基本能力。交通运输业主要课程包括：《工程图学》《理论力学》《材料力学》《结构力学》《测量学》《土质学与土力学》《道路建筑材料》《路基路面工程》《公路勘测设计》《桥梁工程》《交通工程学》《交通规划》《工程概预算》《交通控制与管理》《智能交通》等。
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四川省高等教育自学考试17·3次2017年01月 考试课表 2017年01月07日(星期六) 2017年01月08日(星期日) 09:00-11:30 14:30-17:00 09:00-11:30 14:30-17:00 A020205 人力资源管理 00165 劳动就业概论 00164 劳动经济学 00166 企业劳动工资管理 A020228 物流管理 07032 运输与配送 07037 信息技术与物流管理 07008 采购与仓储管理 07802 采购管理与库存控制 A040101 学前教育 00393 学前儿童语言教育 00390 学前儿童科学教育 A040106 教育管理 00442 教育学(二) 02111 教育心理学 A080777 通信信息管理 09016 移动通信原理与应用 06032 电信业务与管理 A080801 房屋建筑工程 02394 房屋建筑学 A081208 应用化学 02070 微生物学 02483 工业分析 02173 无机化学(二) 03475 环境化学 08220 定量分析化学 A082214 工程造价管理 00708 装饰材料与构造 06958 建筑工程识图与构造 06960 合同法与合同管理 G020106 金融 07250 投资学原理 08390 金融风险控制与管理 08395 网络金融与管理 G020204 会计 07250 投资学原理 G080806 建筑工程 02446 建筑设备 06568 房屋建筑概论 06001 高层建筑结构设计 02394 房屋建筑学 G081707 铁道与道路工程 06086 工程监理 06287 结构设计原理(二) 07258 结构设计原理(三) 02407 路基路面工程 05497 基础工程 06528 工程地质及水文地质 06523 线路工程(本) 07259 土力学及路基工程 06519 工程流体力学 06527 土木工程施工组织及概预算 G082231 工程造价管理 00708 装饰材料与构造 08984 房屋建筑工程概论 04624 工程经济学 06962 工程造价确定与控制 04228 建设工程工程量清单计价实务 06958 建筑工程识图与构造 06960 合同法与合同管理 Z020205 人力资源管理 00165 劳动就业概论 00164 劳动经济学 00166 企业劳动工资管理 Z020209 旅游管理 00191 旅行社经营与管理 00193 饭店管理概论 00194 旅游法规 00190 中国旅游地理 Z020211 饭店管理 00193 饭店管理概论 00194 旅游法规 00201 饭店餐饮管理 Z020228 物流管理 07032 运输与配送 07037 信息技术与物流管理 07008 采购与仓储管理 07802 采购管理与库存控制 Z030202 社会工作与管理 00266 社会心理学(一) 00272 社会工作概论 00273 社会工作实务 Z040101 学前教育 Z050442 服装设计与工程 07538 立体裁剪 03903 服装画技法 00677 服装材料 Z050444 环境艺术设计 00673 素描(二)(人物线描为主) 00674 色彩 00688 设计概论 Z050445 动漫设计 00673 素描(二)(人物线描为主) 00674 色彩 04744 网页动画设计 Z071601 信息管理与服务 02115 信息管理基础 02118 信息检索 Z080704 电子技术 02595 高频电子线路 09016 移动通信原理与应用 02358 单片机原理及应用 02340 线性电子电路 02344 数字电路 Z080725 现代信息技术教育 03785 创意图形设计 04342 多媒体教学软件设计与制作 05196 信息技术与学科教学整合(小教) 05918 数据库原理与程序设计 Z080744 数控技术应用 05787 数控编程 05789 数控机床操作 04068 机械制图及AutoCad 02561 机械工程材料 Z080752 电子信息工程 09016 移动通信原理与应用 Z080777 通信信息管理 09016 移动通信原理与应用 06032 电信业务与管理 Z080786 移动商务技术 03333 电子政务概论 09016 移动通信原理与应用 Z080788 嵌入式技术 06143 电路基础 12730 LINUX应用编程 12732 ARM结构与程序开发入门 Z080801 房屋建筑工程 02394 房屋建筑学 Z080802 道路与桥梁工程 06279 道路工程制图 04624 工程经济学 02405 道路勘测设计 02411 道路施工与管理 Z081208 应用化学 02070 微生物学 02173 无机化学(二) 03475 环境化学 08220 定量分析化学 Z081305 烹饪工艺 02528 烹饪营养学 02527 烹饪化学基础 02525 烹饪原料学 Z081306 应用生物技术 02070 微生物学 02537 发酵工艺学 02535 有机化学(三) 02072 生物化学(一) 12521 酿酒工艺学 Z081716 铁道与道路工程 07258 结构设计原理(三) 06528 工程地质及水文地质 07259 土力学及路基工程 06519 工程流体力学 Z081717 交通运输管理 02571 铁路站场 02575 货物运输组织 07267 公路财务管理学 02573 旅客运输组织 07263 运输企业管理 00365 交通工程 02569 运输设备 02570 运行组织 07266 道路运输行政管理学 Z081725 汽车维修与检测 06921 汽车机械基础 05875 汽车发动机构造与维修 06904 汽车保险与理赔 04442 汽车概论 Z082214 工程造价管理 06958 建筑工程识图与构造 06960 合同法与合同管理 Z082230 建筑施工技术与管理 03894 施工项目管理 03887 建筑工程基础 03891 建筑工程计量与计价和合同管理 Z100801 药学 03027 植物化学 02535 有机化学(三) 03026 药理学(二) 03034 药事管理学 Z100803 中药学 02972 中医基础理论(一) 03037 药用植物学 02974 中药学(一) 03040 中药鉴定学点击查看全部
论文摘要:分析产品设计中的认知模型,探讨设计中概念生成与交互的具体过程和作用。以设计理论研究和实践运用建立方法论基础,为设计师个体设计或团队设计的过程、组织和策略提供设计方法。
key words:conceptgeneration; interaction; cognition; innovation design
abstract:the cognitivemodel of product design was analyzed. the concept generation and interactionprocesses and their effects on productdesignwere discussed. the purposes is to provide individualdesigners ordesign teamswith designmethods of the process, the organization, and the strategy in design process accordingto the design theories and their practical applications.
概念设计活动是一个从设计任务的要求开始,到概念生成及其可视化的过程。Www.133229.Com不论是设计师的个体设计,还是团队设计、协同设计,通过研究影响设计的行为和认知因素就能揭示概念设计活动的根本 规律 。或者说是设计问题中,研究从问题域到解域的具体解决过程、任务和步骤,对于设计研究和设计实践都具有重要意义。
1 概念生成中的认知行为
概念生成是指设计师或设计团队能迅速产生多个有用概念,是一个思维的过程,也是一种认知活动。
传统设计模型将设计作为分阶段、线性或循环的过程进行形式化表达(符号化表达)。设计过程按照分类学分解为若干子阶段和子任务。尽管各种设计模型命名原则不同,设计子流程某些主要种类大体一致。设计过程主要被分为:问题/情境、综合/生成、表达和评价。
marvinminsky在其有趣的书《思维的社会》中提出:无论是人类的思维还是人工智能的思维,都是由原本简单的元素相连而组成,当这些元素组成一个整体时,他们又变为无限复杂的。
设计活动中,概念生成的思维活动应是一种创造性思维的活动。创造性思维的实质,表现为“选择”、“突破”、“重新建构”这3者的关系与统一。创造性思维的关键点在善于进行“重新建构”,有效及时地抓住事物新的本质,构筑建新的思维支架。创造性思维包括:灵感思维、发散思维、收敛思维、分合思维、逆向思维和联想思维[1]。从方法论上讲,强化创造动因的团队激智方法,如头脑风暴法、德尔菲法、cbs法、kj法等,都会结合运用各种创造性思维方法。
研究具体的设计思维过程需要建立认知活动模型[2]。上世纪80年代,就提出研究设计思维(design thinking)。schon,d (1983)建立的设计模型能够从认知方面来获取“设计师脑中的进程”,即把设计当作一种“反射性活动”,从设计问题到设计结果是一个接受(感知)—反射(解释)—反应(转化)的反射活动。schon认为,设计是“与视觉媒介的交互”,目的是“为进一步设计提供信息”的过程,即设计思维的本质是通过与视觉媒介(包括纸媒介、数字媒介等)的交互过程,获得新的设计信息,实现设计创新。在这个研究中,设计情境(designscenario)被定义为2种属性,也就是2种问题形式:创造性设计与常规设计; 2种限制情景:无限制问题与限制问题。
2 设计过程中的交互
设计研究表明设计师通常不是显性地意识到他们按照某种设计交互顺序做设计的。对于实践,研究案例表明设计师应该有意识地运用交互,来实现设计创新。交互作为一种有效的设计方法,体现了设计思维的本质,是设计研究的重要课题。设计师在个体或团队设计概念生成过程中的交互,是一种认知活动的交互,包括人机交互hci(human-computer interaction),人人交互hhi (human-human interaction)。交互实质上是“2个(或多个)参与者之间交替听、想、说的循环过程”或者说是“两者之间(无论是生命体还是机器)连续的作用和反应的过程”。对于设计,交互取决于设计表达和生成,表达是交互的对象,生成是交互的结果。事实上,设计表达和生成能力强的设计师其交互能力和水平也高。
交互的信息是交互的实质,包括数据、图像、语音、行为。交互过程中,交互媒介也可分为传统的纸媒介(paper-based)和数字媒介(digitalmedia),见图1。基于纸媒介的交互,其交互信息是隐性的,基于数字媒介的交互信息被显性化了。后者较于前者,更加系统化、更加完整表述和更易被人接受和操作。
从设计认知活动分析,交互可分为:与自由形态的交互,例如和自己的手绘之间的交互;与数字形态的交互,如与建立的几何描述模型的交互;与由形态语法或拓扑机制 发展 而来的特定机制生成的数字表达的交互;和与由设计生成工具所表达生成的数字环境的交互[5]。
人机交互过程实际上是一个输入和输出的过程,人通过人机界面向 计算 机输入指令,计算机经过处理后把输出结果呈现给用户。人和计算机之间的输入和输出的形式是多种多样的,因此交互的形式也是多样化的。其中数据交互作为人通过输入数据的方式与计算机进行交流的一种方式,并且它是人机交互的重要内容和形式。
人人的交互是一种交流的活动,可表现为对话、问答、演说或者会议等,也通过计算机来辅助人人交互,甚至通过 网络 来实现远程的交互,人人交互不排斥人机交互。在数字环境下,可以设计并实现一个原型系统将多个参与人员和应用程序集中起来,实现不同地点的用户能同步或异步地交互。也可以通过传统媒介,运用团队激智方法在同一地点同步的交互。
3 概念设计认知模型
概念生成的过程是怎样的?它和交互是怎样的关系?它在设计师的认知行为中扮演的角色?设计概念是怎样被提升、组合、适应、重用、抛弃和丢失的。设计研究者和认知学家都发展了各种程序模型来研究设计中的创造性行为。这些模型通常是从观察设计流程和设计草案而分析发展来的。french(1985)提出了一个设计程序模型:分析问题,概念生成,图式(schema)化,和细节设计。这些模型,阐明了设计中的工作步骤或思维步骤[7]。
从研究设计活动的流程和内容,来分析可能的交互机制。idef0是以结构化分析和设计技术(structuredanalysis and de-sign technique, sadt)为基础建立了一种系统功能表达的工具。该模型帮助我们认识概念生成程序的不同阶段。在idef0中,由一个活动所生成的内容作为输出,它可以被输入、控制,或机制。这些活动控制,见图2。基于idef0 (may- er, 1992),建构了一个概念设计的认知模型(yan jin and pawatchusilp, 2005)。
图2的模型包含概念设计过程中4个关键的认知活动和一个交互机制:分析问题,包括理解现存问题和探索再设计中需要满足和保留的需求和约束[4]。通过任务分析,设计目标被提出,约束和需求被定义。作为问题分析,问题求解标准也从设计目标中决定。问题分析的输出是一个完整的问题情境描述。
想法( idea)生成,指生成新的初始概念。根据所给的问题需求和约束条件,设计师从他们记忆中提取相关的记忆信息和知识来创造初始的设计概念。基于finke(1992, creative cogni-tion- theory, research, and application), oxman ( 2002, thethinking eye: visual re-cognition in design emergence)和前面的认知交互模型,想法生成活动不只是记忆提取,而且是“两者之间(无论是生命体还是机器)连续的作用和反应的过程”。组成概念,是初始设计想法到设计概念的发展和构建过程。这个活动中设计师联结思维中先前生成或别人的想法或概念,这种想法的联结会转换为更加成熟的设计概念,组成可以看作是新的生成。
概念评估,是评价组成的概念是否满足设计需求,约束条件和评估标准。作为一个认知的过程,评估意味着设计师确认生成的概念是相关的、有用的、好的。相关的和有用的决定了概念是否满足需求和约束条件,同时设计标准决定其好坏。
概念设计认知模型中的交互机制,是为问题分析、想法生成、组成概念以及概念评估提供的一个支撑平台,通过传统设计环境的纸媒介,或是数字设计环境的数字媒介,设计信息通过交互机制,被交换和操作后形成设计认知互动。
图2中,交互机制中a可是点对点,也可以是点对多点的一个交互过程。交互机制本身可是一个cad系统,或一种团队激智方法。如草图风暴法,其关键在想法或概念的相互激发。这个机制的优点是将多样的设计信息显性化,提供给不同背景的设计师。
作为交互机制本身存在一个二律背反,交互的信息越多越利于生成更多、更完备的设计概念,设计创新度也高;但交互的信息越多,设计师的精力和时间成本越高,不利于概念生成的。所以一个好的交互机制应该是有条理,分阶段,信息管理合理的。例如:参加一次团队激智的成员不宜多,避免交互过于繁复。设计一个交互机制应该是符合伦理,意图明确,注重实效,并包含合适的认知和情感刺激的[3]。
4 案例分析
这里对一个创新性设计案例进行分析,这个案例为团队设计并且是多学科协同设计的过程。由一组研究生和相关专家组成的设计团队来完成一个产品——奥运火炬的概念设计,生成其造型特征并用一个宣传短片明晰和深化其概念,提供给后面进一步的设计。明确设计任务后,向团队成员说明设计要求和设计目标。
向设计师说明要加强交互在概念生成中的运用。见图3,运用草图风暴和书写风暴相结合作为交互机制,这种同步激智方法是一个循环的过程,规定约15min为一个循环,团队成员为10人。生成大量想法后,开始将这些想法进行组合,由相关专家评定,按照获得的信息进行进一步概念生成、组合,几个循环后进行细节设计,生成故事板和火炬的造型特征。由于设计过程有明确的交互机制,设计概念生成更加有序、有效和快速。
为了进一步研究交互机制对概念生成的影响,还把这个设计流程引入到实际设计公司,观察在更加广泛和实际的设计情景中,交互机制的应用。采用近距离的观察来发现实际设计环境下认知活动,并用 自然 语言法(nlp)对设计过程进行分析[6]。设计的对象为手机,观察者作为团队的成员之一,研究发现,见图4。
如图4,设计师的设计活动都可以解释为设计师的信息处理通过设计过程中交互机制里传递的信息,以设计目标和设计流程为标准,将其进行分类和进行定性描述。可以看到设计信息应是显性的,促进性的。公式化的信息更加高效并符合设计问题情景,但是会缺乏创新性。另外作为背离问题情景的信息,不应全部否定,其中部分信息具有高创新性,可以修改后重用。
5 结 语
概念设计的认知模型明确了设计概念生成过程和交互过程,以及相互的联系,可以更好地分析设计的本质过程,提高设计交互的效率和设计创新性。从分析设计师在设计过程中概念生成和交互的行为特点,可以构建更加完备的设计交互机制来促进设计。
参考 文献 :
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[2] 赵江洪.人机工程学[m].北京:高等 教育 出版社, 2006.
[3] cooper alan.软件观念革命:交互设计精髓[m].詹剑锋,等译.北京: 电子 工业出版社, 2005.
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[5] oxman rivka.theory and design in the firstdigitalage, facultyofarchitecture and town planning technion[ j]. design studies,2006, 27(3).
Abstract： The transport demand is one of the important parts of transport market structure， it and transportation supply is the dialectical unification relations. The transport demand is the cause of to generate transportation supply； transport demand can be achieved must through the transportation supply. This paper mainly reviewed the transportation demand theory on the basis of previous studies on the transportation demand theory.
关键词： 运输需求；运输市场结构；运输供给
Key words： transport demand；transport market structure；transportation supply
中图分类号：U11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）36-0289-02
0 引言
运输经济学中，对运输市场结构的分析主要是从运输需求和运输供给两个方面对其进行研究的，因为这是运输市场两个重要的组成部分。离开了运输需求或是运输供给去谈运输市场毫无意义。运输需求和运输供给是相辅相成，辩证统一的关系，运输需求是产生运输供给的原因，运输供给是运输需求得以实现的基础。只有运输需求和运输供给同时存在并不断发展的情况下才产生了运输市场。也就是说运输市场为运输需求和运输供给的发展和演进提供了一个基础的平台。本文主要是对运输需求理论在前人研究的基础上进行总结。本文的内容结构和写作思路主要是从以下这几个方面展开的。
1 运输需求的概念
在经济学研究中，运输需求理论是从微观经济学的消费者需求理论中发展而来的，需求主要包括两个方面的涵义：第一个方面，由于消费者的消费嗜好产生了各种不同的，是消费者纯粹主观上的需要；第二个方面，由于消费者的消费状况会受到其收入水平的影响，因此，在实际的消费活动中，消费者会根据自己的支付能力来决定他的消费方案。所以说，需求是消费者主观偏好与客观支付能力的有机统一。在微观经济学中基于前面所讲的两个实现需求的条件，有关学者把需求定义为：在其他条件相同时，在一定价格水平的基础上，消费者愿意并且能够购买的商品数量。
1.1 现有理论对运输需求的界定 对运输需求理论概念研究的过程中，运输需求的概念是最为基础的，其他运输理论的概念都是在运输需求概念的基础上展开研究和讨论的。现有理论中，好多学者对运输需求概念的定义各有不同。北京交通大学教授荣朝和老师把运输需求定义为：“运输需求是社会经济生活中人与货物空间位移方面所提出的有支付能力的需要”。从中可以看出支付能力和需求的愿望是运输需求得以实现的两个必要的条件。陈贻龙老师认为：“运输需求是指在一定时期内，一定价格水平下，社会经济生活在货物与旅客空间位移方面所提出的具有支付能力的需要”。从中可以看出，运输需求的实现同样也要具备两个条件，即实现位移的愿望和具备一定的支付能力，缺少其中的任何一个条件，运输需求都不能得以实现。肖建明老师认为：“运输需求与运输需要是不相同的。运输需求是由于社会经济发展使得人与货物在空间位移方面所提出的有支付能力的需要。具有实现位移的愿望，同时具有支付能力是形成运输需求的必要条件。”以上对运输需求概念的定义虽然在表述上有差异，但在本质上没有什么大的区别，都体现出了运输需求实现的两个必要条件：产生位移的愿望和具备一定的支付能力。
在以上理论研究的基础上，长安大学吴群琪教授和孙启鹏教授对运输需求的概念重新进行了界定，他们认为运输需求的内涵是：一切有利于国民经济及社会会发展的对人与物的位移的需要。从中可以看到该定义与现有众多理论的不同之处在于少了一个约束条件，即一定的支付能力。新理论中提出了无效运输需求这一新的概念，把运输需求分为有效的运输需求和无效的运输需求，其中无效的运输需求是指运输供给条件不足或是没有支付能力的运输需求。因此，在对运输需求概念界定的时候去掉了支付能力这一个约束条件。运输需求的这一内涵表明，在研究运输经济理论的过程中，应该在能以最大限度满足运输需求的基础上进行，而不能只是局限于现有的理论，在现有的运输供给条件下被动满足运输需求的基础上进行。
1.2 运输需求产生的原因 现实生活中，人们的生活需求有多种多样，其中运输需求可以说是无处不在，无处不有的，它遍布在人类生活的每一个角落。现将运输需求产生的原因归结为以下几个方面：
1.2.1 自然资源分布的不均衡性。由于任何一个地区都不可能提供给当地居民所需的任何物品，因此，需要不同地方或地区之间的不同产品互通有无来实现人们多样的产品需要。
1.2.2 现代社会的高度物质文明依赖于专业化分工，而大工业既需要从各地获得不同的原材料，也需要为自己的产品在不同的地方开拓销售市场。
1.2.3 由于运输业的不断发展和运输系统的完善，有助于实现由技术革新、自动化、大批量生产与销售以及研究与开发活动支持的规模经济。
1.2.4 在军事与政治方面，运输有史以来都承担着重要的角色。对一个国家内部而言，一个良好的运输系统可以支持有效的国防和政治上的凝聚力；在实行外交方面，强大的运输能力是一个国家强盛的重要标志，在历史上那些实行海外侵略和进行殖民统治的国家，它们都具有强大的交通运输能力。
1.2.5 良好的交通运输条件可以增加人与人、地区与地区、国家运国家之间的文化，政治，军事等各个方面的交流。而且有助于解决由于地域不同而产生的众多问题；对于那些不发达的国家，建立良好的交通运输条件还能解除一些地区封闭的状态。
1.2.6 良好的交通运输条件使得人们可以在自己的居住地点、工作地点以及日常购物、休闲地点之间可以做出很多的选择和安排，这在很大的程度上影响了人们的生活方式。
1.3 运输需求的要素 运输需求主要有七大要素，具体内容体现在以下几个方面：
第一、运输需求量。通常用货运量和客运量来表示，主要是用来说明客运需求和货运需求的数量和规模大小。
第二、流向。是指旅客或货物在空间位移方面的空间走向，从中可以看出客货位移的出发地和目的地。
第三、运输距离。是指旅客或货物发生空间位移的起始点和目的地之间的距离。
第四、运输价格。是指运输单位重量或者体积的货物和运输每位旅客所需要的运输费用。
第五、运送时间。也称流时，是指旅客和货物在完成整个空间位移过程中所用的时间。
第六、送达速度。也称流速，是指货物或旅客在完成整个空间位移过程中单位时间内位移的距离。
第七、运输需求结构。是按照不同货物种类，不同旅客出行目的或不同运输出行距离等条件对运输需求进行不同的分类。
2 运输需求的特点
人们的生活需求有多种多样，运输需求是其中之一，它存在于人们生活的每个角落，与其他商品的需求相比，运输需求具有自己独有的特点，具体体现在以下方面：
第一、运输需求的派生性。现有理论认为运输需求总体上是一种派生性需求，他是由本源性需求派生出来的需求，也就是说人们出行的最终目的并不是位移本身，而运输需求只是人们能达目的的一个必须的环节。即运输需求是人们为了实现其生产、生活中的其他需求。
第二、运输需求的广泛性。在人们生活的每一个角落，我们都可以看到运输需求的影子，运输业属于第三产业，他作为一个独立的产业部门，任何社会活动都不可能脱离运输业而独立的发展，所以说运输业与其他商品和服务的需求相比具有广泛性，它带动了其他部门的发展，是一种带有普遍性的需求。
第三、多样性。运输需求分为旅客运输需求和货物运输需求两大类。在货物运输中，由于货物的种类、性质等方面的不同会产生不同的运输需求；在客运方面，由于旅客出行的目的、收入水平、自身身份的不同而引起对运输服务质量的不同要求，这必然导致运输需求的多样性。
第四、空间的特定性。因为运输需求是对旅客或货物在空间位移方面的要求，因此，这种位移是运输消费者指定的两点之间带有方向性的位移，即运输需求具有空间的特定性。
第五、时间的特定性。对于不同出行目的的旅客和不同性质的货物，客运需求和货运需求在运输时间上具有一定的规律性。例如，春运期间，是我国交通运客运的高峰时期，此时的客运量显著高于其他时间。在蔬菜、瓜果成熟的季节，那么这类的货运量则会明显的高于其他时间。
第六、部分可代替性。在一些情况下，旅客或货物位移呈现出可代替性，当在运输通道中可以配置多种运输方式时，可以根据具体的运输环境和运输条件选择不同的运输方式。
3 运输需求的影响因素
第一、运输服务的价格：
①需求的价格弹性。
②运输需求的价格弹性。
③运输需求弹性的影响因素：1）旅行的目的；2）收费方法；3）所考虑的时期；4）价格变化的绝对水平；5）替代品的多少。
第二、消费者的收入水平。
第三、其他运输服务的价格。
第四、需求者的偏好。
从以上的几个方面我们也可以归纳为这么几点：即经济因素，政治、体制、政策因素，技术因素，运输网的布局与运输能力，市场价格因素。
4 总结
运输需求是运输市场结构的重要组成部分，对于任何运输需求理论的研究都是基于运输需求展开的，这是因为任何的运输活动最初都是基于运输需求而产生的。在现有理论的运输理论中，对运输需求理论已经做了大量的研究，但是现有对其的研究并不是那么的完整和全面的。由于科学技术水平的不断提高，人们生活水平的改善，则运输需求者对运输需求的要求也在不断的变化，另外，由于运输环境和运输条件的复杂多变，导致了运输需求的多变性和复杂性，因此，一定要以动态的模式研究运输需求理论。如此，才能使理论与实践达到吻合目的。
参考文献：
[1]陈贻龙，邵振一主编.运输经济学.人民交通出版社，1999：143-144，147-151.
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