唐克双 杨晓光 马万经 欧冬秀 暨育雄

摘要：本文探讨了智慧城市和交通信息化发展背景下的智能交通运输系统工程本科专业方向人才培养模式。在对必要性、人才需求和现有培养模式分析的基础上，提出了“课堂教学为核心，实验教学为支撑，创新大赛为拓展，专业实习为强化，毕业设计为综合”的五层次人才培养模式。

关键词：智能交通运输系统；本科生培养；学科交叉；创新实践能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）39-0041-04

一、背景

交通阻塞、事故、能耗与环境污染等问题是国内外长期的重大需求，特别是对于交通机动化方兴未艾的中国，发展智能交通运输系统（Intelligent Transport Systems，ITS）及其关键技术不仅纳入了国家中长期发展规划，而且是持久的交通运输高新技术应用领域。我国2006年颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，将“交通运输业”列为十六项国家重点支持的发展领域之一，把“智能交通管理系统”作为“交通运输业”中的一项重要内容。2014年，交通运输部明确提出要集中力量加快推进“四个交通”——综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通发展。综合交通是核心，智慧交通是关键，绿色交通是引领，平安交通是基础。“四个交通”相互关联，相辅相成，共同构成了推进交通运输现代化发展的有机体系。2014年，國务院发布的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》中，ITS被列为十大领域智慧工程建设之一，将深化城市智慧化应用，为公众提供更加便捷、高效的交通服务。目前，揭示交通运输系统基本规律并研究交通问题对策，已从传统的工程措施和方法，转入基于系统科学和高新技术的交通管理与服务和公共政策运用。随着电子与信息、通信和计算机技术的快速发展，ITS与智慧城市正改变传统的城市与交通。同时，基于大数据、云计算、自动驾驶和人工智能理论及相关技术，支撑城市与交通的可持续发展，已成为下一代交通与城市及其相关学科的发展趋势。

ITS的知识体系横跨交通工程学、系统工程学、汽车工程学、控制工程以及电子与信息工程等，从而发展出多个应用系统和研究领域，如先进的交通信息系统、智能交通控制系统、车路协同系统、智能公交系统、先进的交通管理与服务系统、先进的物流系统、先进的交通与城市监测和决策支持系统，以及广域通信、汽车电子等。ITS的主要应用技术包括各类电子、图像识别、卫星定位、地理信息、信标、计算机处理，各种局域/广域通信、移动通信、互联网、多媒体数字化等信息技术，以及人工智能（AI，Artificial Intelligence）、知识工程（KE，Knowledge Engineering）、专家系统（ES，Expert System）、系统工程（SE，System Engineering）、软件工程（SFE，Software Engineering）等技术。因此，ITS的知识体系和能力培养具有显著的学科交叉特征且伴随应用技术的发展而动态变化。

二、智能交通运输系统工程专业方向的人才需求

伴随着智慧城市和智能交通的迅速发展，国家、社会和行业对于ITS方面的人才需求日益增长。从实际情况来看，目前国家智慧城市试点总数已达193个，北京、上海、广州在ITS领域的投入已突破十亿元大关，西安、成都等二线城市投入规模也已经过亿，ITS领域呈现出“遍地开花”式的兴建热潮。ITS产业正伴随着智慧城市的建设快速成长，成为智慧城市建设的突出表现。

“十二五”期间，我国用于建设智慧城市的投资高达5000亿元，各地智慧城市建设将带来200亿元的产业机会。ITS行业是目前智慧城市建设中投资大、覆盖范围广的细分领域。调研数据表明，受益于相关鼓励政策的发布和落实，国内ITS行业取得了快速的发展，年均复合增长率超过20%。2011年中国ITS行业应用总体市场规模达到252.8亿元，比2010年的201.9亿元增长了25.2%。2012年随着各地智慧城市建设的推进，在智能交通行业IT应用投资方面加大了力度，比2011年增长了25.6%，规模达到了317.5亿元。2013年受政府投资推动智慧城市建设的影响，ITS行业应用投资增长至408.0亿元，增长率高达28.5%。2014年，中国ITS市场规模达到550亿元，同比增长34.8%[1]。2015年，中国ITS市场规模超过700亿元，同比增长27.2%。中国ITS协会理事长吴忠泽日前在第22届ITS世界大会期间透露，预计到2020年，中国ITS领域投资将达到1820亿元人民币，ITS产业将进入新一轮的快速发展轨道。

ITS产业的迅速发展直接驱动了社会对于ITS专业方向人才的巨大需求，主要用人单位包括ITS产品生产、技术研发、系统集成和信息服务企业、ITS相关规划设计院和相关政府部门。

1.ITS产品生产、技术研发、系统集成和信息服务企业。目前，国内从事ITS相关的企业超过了2000家，有关政策直接驱动着市场对视频、安防、监控、电子收费等设备以及各种软件开发和系统集成等方面的需求。代表性企业包括中国智能交通（系统）控股有限公司、上海电科智能系统股份有限公司、海信网络科技股份有限公司、北京易华录信息技术股份有限公司、银江股份有限公司、杭州海康威视数字技术股份有限公司、浙江大华技术股份有限公司、上海宝康电子控制工程有限公司等，以及依托互联网的新兴交通信息服务企业和雨后春笋般涌现的交通大数据公司，例如百度、高德、滴滴、优步（UBER）、世纪高通等。上述企业对于同时具备交通工程专业背景和ITS技术开发应用能力的人才存在巨大的需求。

2.ITS相关规划设计院。目前全国交通领域的甲级规划设计院超过50多家，代表性单位包括中国城市规划设计研究院、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、上海市城市建设设计研究总院、北京市市政工程设计研究总院有限公司、天津市市政工程设计研究院、同济建筑设计研究院（集团）有限公司等。近年来，鉴于ITS的快速发展和政府财力项目的大幅增加，各地规划设计院在ITS规划与设计方面的项目越来越多，原有以道路设计和交通规划为主要知识背景的人才体系已难以支撑交通信息化、智能化项目的知识与能力需求，亟需扩充ITS工程方面的专门人才队伍。同时，全国各地的邮电规划设计院也在积极参与各种类型的ITS规划设计项目并已具备相当雄厚的实力，例如北京、上海、广东、浙江和江苏等地的省级邮电规划设计院。

3.相关政府部门。如前所述，国家智慧城市试点总数已达193个，未来依然存在增加的趋势。伴随着政府对于智慧城市和ITS的政策扶持及投资力度不断加大，各省市的交通委、经信委、科委、交警和交通信息中心等部门，对于ITS相关项目的前期策划、立项审批、项目管理、绩效评价和系统运维等方面的人才需求也在不断加大。

上述用人单位对于ITS工程专业方向人才的需求集中体现为“五类工程师”：ITS规划与设计工程师、ITS研发工程师、ITS集成工程师、交通数据分析工程师和ITS项目管理工程师。以上五类工程师的知识体系和能力要求如表1所示。

三、智能交通运输系统专业方向人才的现有培养模式分析

面向ITS行业迅速发展的大趋势以及对人才提出的新要求，国内多所大学已充分意识到培养ITS工程本科专业方向人才的重要性，并制订了相应的培养计划。由于现行的教育部《普通高等学校本科专业目录（2015版）》中还未设ITS本科专业，因此目前国内院校采用的ITS本科专业方向人才培养模式主要可以归纳为两大类：第一类是在交通工程、交通运输、交通设备与控制工程、交通管理工程等教育部专业目录中的本科专业下开设的ITS专业方向，或者将ITS工程的人才需求直接作为上述本科专业的培养目标；第二类则是开设ITS的辅修专业。

同济大学依托交通运输工程学院，在交通工程专业下开设了交通信息方向，培养目标为轨道交通信号与控制、工程设计与运行管理的专门人才，核心课程包括复变函数与积分变换、自动控制原理、信息传输原理、轨道交通信号基础、嵌入式系统、信号与系统、电子技术基础、信息传输原理仿真与实验、交通信息工程、车站与区间信号控制、轨道交通运行控制与管理、交通信息检测与处理、行车调度指挥自动化等。在选修课中，开设了智能交通运输系统、交通控制系统安全与可靠性、交通控制与管理信息系统等。

哈尔滨工业大学依托交通科学与工程学院开设了交通设备与控制工程本科专业。培养目标是满足现代交通运输发展需求，具有创新精神和实践能力，具备现代交通检测技术、交通数据管理与分析和交通管理与控制等专业基础知识的交通专业人才，能够从事ITS及交通运输工程领域的规划、设计、建设、管理、工程咨询、系统设计与研发等工作。一方面为培养学生交通系統分析的基础知识，设置了交通工程学、交通流理论和交通管理与控制、交通仿真及应用等基础理论课程；另一方面，为了能使学生具有从事交通信息采集和处理的能力，设置了信号与系统、自动控制原理、交通智能检测原理及应用、交通地理信息与系统、数据结构与算法、数据库系统及应用、交通信息与控制系统基础、交通数据挖掘等主干课程。

北京交通大学主要依托电子信息工程学院，在交通运输本科专业中开设了智能运输工程专业方向。培养目标为：为适应交通运输行业自动化、信息化、智能化发展的需要，以交通运输类专业为基础，通过加强交通运输智能化的基础理论和实践教学，培养具有交通运输、自动控制、通信与计算机技术等交叉与融合知识的复合型高级工程技术人才。在课程体系设置上，大学一、二年级，接受与交通运输类专业学生相同的学科基础和专业基础教育；大学三、四年级，重点学习智能运输检测、智能运输信息处理、交通运输控制、智能运输系统设计与集成等领域的专门知识与关键技术等课程，以及传感器网络技术与物联网系统设计与开发、交通信息服务系统设计与开发、智能公交系统设计与开发、轨道交通智能调度系统设计与开发等综合实践课程。

长安大学主要依托信息工程学院，在自动化本科专业下开设交通信息与控制专业方向，培养城市交通管理与控制、高速公路交通信息与控制工程方面的高级工程技术人才，能够从事上述领域的工程设计、工程建设与管理、科学研究、技术开发、系统运行管理及自动化技术等领域的工作，具有很强的工程实践能力和宽广的专业知识面，培养宽口径复合型高级工程技术和管理人才。主干课程包括电路、电子技术、自动控制理论、微机原理与接口技术、信息检测与处理技术、计算机控制技术、城市交通信号控制、高速公路监控系统、通信系统、收费系统等。

清华大学2016年新增了6个本科辅修专业，ITS是其中之一。ITS辅修专业的培养目标为面向ITS前沿领域，针对智慧城市背景下人们日益频繁而又个性化的出行需求，以及日益突出的交通拥堵、安全及污染，从管理决策者、运营维护者及参与使用者的不同视角，探索ITS领域包括模式、服务、设计等在内的产品发展方向，完成产品原型或设计，并进行市场化推广实施。计划每年招收30位同学，学习时间为1.5年。

四、智能交通运输系统工程专业方向人才的培养模式探讨

在上述必要性、人才需求和国内高校现有培养模式分析的基础上，笔者结合自身本科教学和人才培养的经验，针对ITS工程本科专业方向人才的培养模式进行了一些初步的探索，具体阐述如下。

1.目标定位。ITS本科专业方向人才的培养目标定位为：以系统工程、计算机科学与技术、自动化等相关专业知识为基础，以交通工程为应用领域，培养ITS基础层（系统需求分析与框架设计等）、物理层（交通信息采集、处理与传输设备等）、通信层（交通信息、网络与通信系统等）和应用层（交通数据分析以及交通系统智能化运行管控及服务等）四个环节的基础知识与基本技能，培养综合交通信息化、智能化方面的学科交叉型创新人才，以满足ITS规划与设计工程师、研发工程师、集成工程师、项目管理工程师和交通数据分析工程师的长期社会需求。

2.培养模式。在教育部现行本科专业目录体系框架下，在交通运输类或自动化类本科专业（例如交通工程、交通运输、交通设备与控制工程等）下开设ITS专业方向，以“厚基础、宽口径、强能力、广适用”的理念为指导，结合ITS学科交叉特征显著和实践性强的特点，形成“课堂教学为核心，实验教学为支撑，创新大赛为拓展，专业实习为强化，毕业设计为综合”的五层次人才培养模式，低年级阶段（大一、大二）强调对本科生基础知识、方法和技能的培养，高年级阶段（大三、大四）则强调本科生创新实践能力的培养。

（1）课堂教学为核心。按照本科生课程体系框架，课堂教学可分为公共平台课、专业基础课、专业必修课和专业选修课四个部分。公共平台课重点培养交通运输工程一级学科相关的公共基础知识，例如，城市规划原理、运输经济学、运筹学、交通运输工程概论等；专业基础课重点培养支撑智能交通运输系统工程专业课的基础性课程，例如交通工程、交通信息采集与处理、地理信息系统、计算机网络、自动控制原理、信息传输技术、嵌入式系统、电子电路技术、复变函数与积分变换、信号与系统等；专业必修课重点培养智能交通运输系统工程方面的核心专业知识和技能，例如智能交通运输系统规划与设计、智能交通控制系统、交通信息融合与挖掘、交通信息管理与服务系统等；专业选修课重点面向以专业必修课为基础的拓展能力培养，例如智能交通仿真、公共交通智能管理与服务、车路协同、交通控制系统安全与可靠性、智能交通运输系统风险管理、交通信息系统开发与应用、智能设施等。同时，应针对专业基础课和必修课中系统性、设计性强的核心课程开设课程设计，鼓励学生综合运用课程知识和技能，系统完成一件设计作品，培养学生解决实际问题的能力，例如嵌入式系统、智能交通运输系统规划与设计、交通信息融合与挖掘等课程。

（2）实验教学为支撑。ITS是一个实践性较强的学科，在课程体系设置中，应针对专业课中与实践结合紧密，特别是涉及软硬件系统应用与开发的课程开设一定比例的实验课。例如，专业基础课中的交通检测技术、电子电路技术等，专业必修课中的智能交通控制系统、交通信息管理与服务系统等，专业选修课中的车路协同、公共交通智能管理与服务、智能交通仿真等。通过实验教学，可以增强学生对于智能交通运输系统工程的直观认识，加深对于书本知识的理解，获得比较全面的知識，也能够培养学生的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣，是提高智能交通运输系统工程教学质量不可缺少的条件。

（3）创新大赛为拓展。大量的实践经验已经表明，大学生创新大赛是拓展学生创新能力的有效途径，全国各个高校均十分重视。目前，全国各类大学生创新大赛门类众多，例如全国大学生交通科技大赛、全国大学生“挑战杯”、国家大学生创新创业训练计划以及地方省市和高校组织的各类创新创业大赛等。ITS专业方向的创新大赛应主要针对已完成绝大部分专业基础课和部分专业必修课课程的大三学生开展。结合ITS领域最新的研究方向和应用领域，采用学生自主选题和导师命题相结合的方式，鼓励学生参加多种形式的创新创业大赛，激发学生的科技创新创业意识和学习动力，拓展学生解决ITS实际问题的创新能力。

（4）专业实习为强化。本科生的专业实习是指在毕业设计之前的大三下学期或者大四上学期，利用半个或者一个学期的时间，集中安排学生到与课程体系紧密相关的企事业单位进行实习，这是一种针对工程类本科人才的新型培养方式，有助于强化学生对专业知识和技能的理解和掌握。ITS专业方向的本科生实习可以重点考虑学生潜在的就业单位，包括ITS产品生产、技术研发、系统集成和信息服务企业、ITS相关规划设计院和相关政府部门等。同时，面向就业单位对人才能力的实际需求，建设校外实习基地，开展长期的合作。

（5）毕业设计为综合。在经过了课堂教学（含课程设计）、实验教学、创新大赛和专业实习的知识学习及能力培养之后，毕业设计是培养和检验学生综合运用掌握的知识和能力解决实际问题的方式。ITS本科专业方向的毕业设计适宜面向未来就业岗位的知识和能力需求，以ITS规划与设计工程师、研发工程师、集成工程师、项目管理工程师以及交通数据分析工程师为导向设置科学研究类、技术开发类和系统设计类等个性化的毕业设计选题，学生可结合自身的就业倾向，选择合适的题目，在导师的指导下完成一个综合性的课题。

五、结语

如前所述，目前我国在ITS本科专业方向人才方面存在巨大的社会需求，不同的就业单位也对人才的知识和能力提出了新的要求。国内部分高校已开始探索相关的人才培养模式，并形成了一些很好的经验。但是，由于各个学校在学科特色与发展定位上的不同，ITS本科专业方向人才的培养模式依然存在较大的差异和一定的不足。鉴于人才培养的必要周期，国内高校有必要共同努力，尽快探索形成适合我国国情的ITS本科专业方向人才的培养模式，并设计合理的课程体系以及学生创新实践能力的培养方式。

文中仅为笔者的个人观点，不代表同济大学交通运输工程学院立场，特此说明。

参考文献：

[1]中国城市智能交通市场研究报告[R].观研天下（北京）信息咨询有限公司，2015.