汽车驾驶模拟器在教学中的应用

        摘要：本文基于对汽车驾驶模拟器基本原理的分析，重点讨论了驾驶模拟器在驾驶教学中的应用，能够有效弥补不同阶段的驾驶教学中实车训练的不足，对于提高驾驶安全、缓解交通拥堵、减少教学成本、提高教学效果等多方面都具有十分重要的作用。

        关键词：驾驶模拟器驾驶教学交通安全

        1. 前言

        近年来，国内机动车数量逐年增加，道路交通安全问题逐渐引起广泛关注。据有关统计数据显示，因驾驶员原因导致的交通事故超过80%。所以，对驾驶员培训质量的提高，规范驾驶行为，就逐渐成为提高道路交通安全的一项重要研究内容。汽车模拟驾驶新技术近年来逐渐成熟并得到普及应用，有效解决了此问题。

        2. 汽车驾驶模拟器原理

        驾驶模拟器综合计算机、光学、微电子、控制等高新技术，是对汽车驾驶动作正确模拟，并在主要性能上得到实车驾驶感觉的一种仿真设备，已成为汽车性能展示、汽车驾驶模拟的一种非常有效的工具。训练型汽车驾驶模拟器包括真实驾驶舱、视景模拟系统、实时控制与仿真计算机系统、运动模拟系统、声响模拟系统及中央控制台。其原理是驾驶人员模拟坐到驾驶舱中，结合视景系统产生的交通场景对转向盘、制动及加速踏板等部件进行操纵，由在驾驶舱安装的传感器采集驾驶员操作信号，然后仿真计算机根据车辆动力学模型软件对驾驶车辆瞬间位置及运动姿态参数进行计算，再向图像计算机不断传送驾驶车辆的运动参数，根据图像软件形成对应于驾驶车辆运动连续变化的交通场景，将场景采用投影仪向驾驶舱正前方屏幕进行投射。模拟舱在控制运动模拟系统带动下形成汽车行驶运动感觉，控制视景系统对交通场景进行及时更新，发动机、风噪、路面摩擦及隧道内等声响由控制声响系统进行合成。实时发生的连续变化音效及图像使驾驶员产生在道路上驾车的真实感觉。模拟训练后，相关数据及分析结果可由计算机打印输出。

        3. 在驾驶技能培训中驾驶模拟器的作用

        3.1 提高驾驶训练安全

        驾驶员培训初期，通常对车辆各项性能了解不多，因紧张等原因，在听从教师反复讲解时，还要对车辆部件进行反复操作，初学者直接上路驾驶，容易顾此失彼，存在较大的危险与安全隐患。模拟器利用计算机仿真技术将行车中可能遇到的各种情况形象逼真地在屏幕上进行演示，让其体验有惊无险，对其安全驾驶意识的培养潜移默化，对行驶中可能发生的各种紧急情况进行妥善处理，进而使训练行为的安全性得到明显提高。

        3.2 驾驶适应性训练得到丰富

        驾驶适应性是机车驾驶员对各项驾驶操作的完成具有心理与生理素质。若学习者对驾驶适应性有关知识不够了解，就容易对行车安全产生较大的隐患。在实车训练中由于有些方面受到规范所限，驾驶员对高速行车的危险无法进行体验。但在模拟器中借助模拟驾驶，能够充分感受到各种因素对驾驶适应性的影响，使驾驶员得到直观感受，对驾驶员感官的综合刺激，使其驾驶适应性训练得到丰富。

        3.3 训练综合效率得到明显提高

        汽车驾驶需要协调身体各器官的动作。驾驶模拟器不只是驾驶环境具有实际操作性与可视性，还能将安全驾驶中可能遇到的各类交通安全问题通过计算机仿真系统模拟到操作中。在驾驶培训中的一些阶段，驾驶员能够有效利用模拟训练设备训练车辆操控技能及分析处理道路交通情况，不受季节、环境、天气等外界条件限制，使驾驶技术得到形象逼真的模拟。

        3.4 减少汽车噪音及尾气污染

        众所周知，汽车行驶扬起的粉尘及尾气是导致空气污染特别是城市大气污染的一个非常重要的因素。据对部分城市污染情况的统计，大气中超过90%的一氧化碳、超过85%的一氧化氮等都是源自汽车尾气排放。而且，汽车也是由不同性质噪声构成的一种综合噪声源，行驶中的噪音对环境具有较大的影响。汽车驾驶模拟器利用其对驾驶训练进行模拟，能够明显减少培训人员驾驶车辆上路行驶，也在一定程度上减少噪声污染与汽车尾气排放。

        3.5 缓解道路拥堵

        教练车和驾驶学员在道路上驾车速度不快、行车缺乏规范性等，易导致交通发生拥堵。采用驾驶模拟器进行培训，能够减少车辆占用道路，使道路拥堵情况得到有效缓解。

        4. 驾驶模拟器在教学中的应用

        机动车驾驶员教学目的主要是以较为经济的成本，使学习者掌握驾驶技能，并在实际道路中，结合已掌握的知识与经验，灵活操纵车辆。驾驶技能有机结合了心智与动作两种技能。动作技能基于心智技能，心智技能调解动作技能。通过局部动作掌握、完整动作初步掌握、协调完善动作三个相互联系的阶段对驾驶技能进行逐步掌握。初级阶段汽车驾驶主要是对基本驾驶动作进行学习，主要训练动作技能；中**阶段对处理道路交通情况的方法进行学习，综合运用各项基本动作，实现对心智技能的培养，因此，初中级阶段可采用驾驶模拟器进行教学。

        4.1局部动作的掌握

        局部动作的掌握是驾驶技能的基本功，主要由教师进行示范，学员注意模拟练习单一动作。因初学者对汽车驾驶的感性认识不足，操作中容易出现紧张、动作僵硬不协调等情况。采用驾驶模拟器进行教学训练不只是实现对汽车真实行驶情景的模拟，还可以减少实车训练负荷，同时实现对教学训练进度的自由调节，是纠正驾驶教学过程中存在的各种常见问题的一种比较有效的方法。

        4.2 交替动作的掌握

        掌握交替动作是学员初步了解了驾驶技能，并被纠正了大部分明显错误，能够连贯先期掌握的局部动作，而形成比较完整的操作，但结合的各项动作还缺乏一定的协调性、紧密性，容易产生动作停顿等。因此，适当采用模拟器进行强化训练，对于促进动作连贯性具有重要作用。在模拟器上熟练各项操作后，再到实车上驾驶操作，对于学员特别是女性学员，普遍能较快地进入状态，可有效缩短训练操作技能的时间。

        4.3协调完善动作

        协调完善动作是学员按照准确顺序完成各个动作，以连锁反应方式巩固驾驶操作，动作间紧密连贯且协调，可根据随时变化的交通环境，对交通要求的思维方式与知觉机能进行不断适应，沟通心理活动与肌体动作，降低意识参与度，扩大学员注意范围，结合条件变化准确迅速地完成驾驶操作。

        5. 结语

        综上所述，驾驶模拟器训练从本质上来将还只是一种模拟训练，无法完全代替其它培训方法及实车训练。在实际教学中，还应结合教学内容与目的，有效结合驾驶模拟器、教师讲解指导及实车训练等方法，才能提高汽车驾驶员的综合技能。

        参考文献：

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