專業(yè)篇丨交通工程：銀鞍照白馬，颯沓如流星
寫在前面
交通工程是一個多學(xué)科組成的的復(fù)合型學(xué)科。
在上一講的最后，我們提到了交通工程專業(yè)。
先提一下交通運(yùn)輸專業(yè)和交通工程專業(yè)的區(qū)別。這兩個專業(yè)整體上非常相似，交通運(yùn)輸專業(yè)側(cè)重于運(yùn)用運(yùn)輸技術(shù)和進(jìn)行運(yùn)輸管理，而交通工程專業(yè)培養(yǎng)的則是能夠從事交通工程規(guī)劃與設(shè)計的人才。
何為交通工程規(guī)劃與設(shè)計？比如，打造什么樣的工程才能緩解交通壓力？這并非簡簡單單地多修幾條路就可以。為此，學(xué)生要學(xué)習(xí)交通工程、系統(tǒng)工程、交通規(guī)劃等課程；又如，設(shè)計什么樣的線路才能兼顧施工成本與社會效益？這也并非僅靠簡單的兩點(diǎn)一線就可以拍板確定的。為此，學(xué)生需要學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)、土質(zhì)土力學(xué)、道路工程監(jiān)理、工程概預(yù)算等課程……換言之，交通工程專業(yè)已經(jīng)從下游的“運(yùn)輸”層次跳脫出來，轉(zhuǎn)而進(jìn)行整個交通行業(yè)的規(guī)劃與布局了。
從以上的區(qū)別能看出，交通工程專業(yè)需要制定整體的規(guī)劃和布局，這也要求著交通工程專業(yè)的知識領(lǐng)域橫跨多個大類專業(yè)，因此交通工程專業(yè)是一個多學(xué)科組成復(fù)合型學(xué)科。從院校宣傳上看來，最終培養(yǎng)的學(xué)生能力看似會面面俱到，但實(shí)際上并非如此。
交通工程專業(yè)的核心研究問題只有一個，那就是“交通設(shè)計”，探索人、車、道路的關(guān)系。通俗地說就是研究為什么堵和怎樣疏堵。研究為什么堵和怎樣疏堵，把交通工程專業(yè)分為了業(yè)內(nèi)俗稱的“軟交通”和“硬交通”兩個方向。
“軟交通”研究如何疏通城市堵車，如何讓道路交通更有效率，如何在有效率的同時保障行車安全，以及通過模型模擬“憑空堵車”的情況，尋找問題原因。
“硬交通”則更注重應(yīng)用導(dǎo)向。開設(shè)“硬交通”方向的院校，往往把交通工程專業(yè)與土木工程和道路橋梁工程進(jìn)行聯(lián)系，培養(yǎng)能夠上工地的、擁有一定專業(yè)知識的基建人員。
根據(jù)方向的不同，學(xué)生所學(xué)習(xí)的內(nèi)容也有區(qū)別?！败浗煌ā毙枰^高的數(shù)學(xué)和計算機(jī)能力，“硬交通”則要求學(xué)習(xí)工程力學(xué)和各種基建專業(yè)知識。
所謂“軟交通”就是進(jìn)行理論研究的交通工程專業(yè)。這個方向主要圍繞以下四個問題進(jìn)行探究，為了加深記憶，不如讓我們編一首打油詩：設(shè)計一條路，路行多少車。咋杵信號桿，車為啥變慢。
第一個問題，若要在一個地方修建一條公路，這條路的車道數(shù)量、限速措施、交通標(biāo)線該如何設(shè)計？?
為了解決這個問題，需要你運(yùn)用數(shù)學(xué)、測繪知識，兼顧交通經(jīng)濟(jì)學(xué)知識，基于道路預(yù)期交通量設(shè)計路修多長，該幾條車道。之后，你需要根據(jù)道路設(shè)計學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識畫出施工設(shè)計圖。最后，你還得去工地道路把施工標(biāo)識親手敲下去。
為了完成這項(xiàng)工作，交通工程專業(yè)的學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、測繪、道路規(guī)劃、工程力學(xué)等數(shù)理課程，而且需要學(xué)習(xí)交通經(jīng)濟(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等經(jīng)管類課程。
學(xué)成之后，你將成為一個文能懂得優(yōu)化現(xiàn)狀的交通領(lǐng)域“經(jīng)濟(jì)學(xué)家”，武能手持重錘敲標(biāo)識的多面手。同時還能熟練使用CAD軟件進(jìn)行繪圖，并且對各種工程力學(xué)、數(shù)學(xué)了然于胸。
第二個問題，怎樣判斷一個路段最多能走多少輛車？利用實(shí)測數(shù)據(jù)如何評價一個路段的服務(wù)水平、安全性等比較抽象的指標(biāo)？
為了解決這個問題，交通工程專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)計算機(jī)建模、數(shù)據(jù)庫、編程等內(nèi)容。在這些專業(yè)課中學(xué)習(xí)，如何測量、評價一系列看起來高大上的指標(biāo)，還要學(xué)會運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行預(yù)測和推導(dǎo)計算。
第三個問題，在交叉口該怎么設(shè)置信號燈配時？在哪里設(shè)置警示牌和指示牌能最大化人們的行車安全和效率？
如今像北上廣深這樣的大城市，早晚高峰期擁堵越來越嚴(yán)重。如果讓紅綠燈配時設(shè)計得更合理，就能大大減少道路交叉路口的堵塞程度。
為了解決城市交通效率和交通安全的問題，交通工程專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容的不僅僅只是如何修路和建模評價指標(biāo)。此外，還需要學(xué)習(xí)自動化控制理論等課程，結(jié)合數(shù)學(xué)、編程算法，輔以程序設(shè)計能力來模擬設(shè)計道路交叉口的路況，并進(jìn)行優(yōu)化安排。
第四個問題，當(dāng)你坐著網(wǎng)約車走在北京的入城高速上，是否曾疑惑過，一段沒有任何障礙的高速路，為何車輛的總體速度卻慢了下來？在經(jīng)過這段路程之后，突然又是車輛極速飛馳的“康莊大道”？
為了解決這個問題，交通工程專業(yè)需要交通流理論這門專業(yè)課來解答、研究。而作為學(xué)習(xí)這門專業(yè)課的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)、計算機(jī)甚至物理和流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識則是不可或缺的。
交通流理論作為交通工程專業(yè)最深奧核心的課程，不僅僅解決“車速突然變慢”的問題。這門課還要深入研究是否能在這個過程中尋找特征，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
需要特別注意的是，近年來隨著第四次工業(yè)革命的興起，人工智能的廣泛應(yīng)用。交通流理論與現(xiàn)實(shí)中的智能交通結(jié)合，逐漸把形而上的理論模型運(yùn)用到實(shí)際中。
接下來介紹的是“硬交通”部分?？偟膩砜矗坝步煌ā本褪?strong>土木工程的施工課程+“軟交通”的規(guī)劃課程。對“硬交通”的介紹主要集中在它與“軟交通”不同的地方。
我們依然以東南大學(xué)交通學(xué)院的交通工程專業(yè)為例，該校的交通工程專業(yè)具有鮮明的“軟+硬”特色，主要體現(xiàn)為研究+應(yīng)用導(dǎo)向，橫跨兩個一級學(xué)科。
以傳統(tǒng)視角來看，東南大學(xué)設(shè)立的交通工程本科專業(yè)是“軟交通”，以研究道路的規(guī)劃、安全和信息控制為目標(biāo)，包含三個二級學(xué)科。具體研究內(nèi)容也可以用“軟交通”部分的打油詩來概括。
通俗來說，相比于研究道路的“軟交通”，“硬交通”的學(xué)生需要在學(xué)習(xí)“設(shè)計一條路”和“咋杵信號桿”等部分交通專業(yè)知識后，放棄“路行多少車”和“車為啥變慢”等交通研究，再結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、三大力學(xué)和土木工程類專業(yè)課等內(nèi)容，轉(zhuǎn)向?qū)嶋H操作中的道路、橋梁、航道設(shè)計。
“硬交通”與土木工程一級學(xué)科具有高度重疊性，實(shí)際上是土木工程專業(yè)、道路橋梁工程的交通規(guī)劃方向。畢業(yè)生也多從事工程行業(yè)項(xiàng)目，在知識面和就業(yè)面上也都更接近工程類專業(yè)。
縱觀交通工程專業(yè)的兩個方向。“軟交通”主要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、力學(xué)、計算機(jī)編程技術(shù)，自動化等領(lǐng)域的知識，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，“硬交通”主要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、力學(xué)和工程類課程。正因如此，我們說交通工程專業(yè)培養(yǎng)的是多領(lǐng)域交叉的復(fù)合型人才。
以下是教育部陽光高考信息平臺對交通工程專業(yè)的官方解析：
要點(diǎn)總結(jié)：
1. 交通工程專業(yè)可以分為“軟交通”和“硬交通”兩個方向，學(xué)習(xí)內(nèi)容和就業(yè)面都不同；
2. “軟交通”需要較強(qiáng)的數(shù)理基礎(chǔ)和力學(xué)基礎(chǔ)，還要學(xué)習(xí)計算機(jī)、自動化、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域的理論；
3. “硬交通”需要學(xué)習(xí)交通規(guī)劃知識和施工專業(yè)知識，其知識和就業(yè)都偏向土木工程類，可以視為半個土木工程專業(yè)的學(xué)生。
下期預(yù)告：
從古代的羅馬帝國費(fèi)心盡力想打通一條通向東方的絲綢航路，到現(xiàn)代全球化貿(mào)易的興起巨輪穿梭于各個國家。
到近古代哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸，給歐洲帶來源源不斷的財富，推動了宗教改革和金本位制；麥哲倫首次環(huán)球航行，把世界連為一體，揭開了地理大發(fā)現(xiàn)序幕。
不僅僅只有航路的財富。在無盡的大洋中，還游弋著國家重器——核潛艇。克林頓有言:“誰掌控了大海，誰就擁有了世界?！?/strong>
大海，永遠(yuǎn)是世人趨之若鶩的對象。它的影響遍布從經(jīng)濟(jì)到文學(xué)再到軍事的人類各個領(lǐng)域。人類探索大海的歷史，就是一部征服自然、發(fā)現(xiàn)自我的人類史。
就讓我們帶著對大海的崇敬，下一講進(jìn)入全新的專業(yè)領(lǐng)域——航海技術(shù)專業(yè)。
