大學(xué)本研課程城市軌道交通模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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［摘要］課程是學(xué)校最重要的產(chǎn)品之一，在軌道交通行業(yè)大發(fā)展的新時(shí)期，大學(xué)開(kāi)設(shè)城市軌道交通系列模塊課程具有一定的現(xiàn)實(shí)性要求。該文首先分析了城市軌道交通的行業(yè)特征，并比較分析了非行業(yè)特色與行業(yè)特色高校的異同點(diǎn)，本著模塊化設(shè)計(jì)的原則，提出了大學(xué)本研交通運(yùn)輸類(lèi)系列課程城市軌道交通模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)及具體教學(xué)內(nèi)容安排，總體上涉及五大模塊：線網(wǎng)規(guī)劃模塊、車(chē)站設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)模塊、行車(chē)組織模塊、客流組織模塊、運(yùn)營(yíng)管理模式與車(chē)底運(yùn)用模塊。旨在逐步促成各類(lèi)大學(xué)自身的特色，更好服務(wù)于學(xué)校、地方、行業(yè)的發(fā)展。

［關(guān)鍵詞］行業(yè)特色；城市軌道交通；課程模塊；人才培養(yǎng)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通先行；交通強(qiáng)國(guó)，城軌擔(dān)當(dāng)。截至2019年底，全國(guó)共有40個(gè)城市開(kāi)通城市軌道交通，線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)里程達(dá)6730.27公里的，50多個(gè)城市在建線路達(dá)6000多公里，城市軌道交通成為城市公共交通的骨干，呈現(xiàn)出信息化、多樣化、密集化、高速化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的特征。軌道交通大發(fā)展時(shí)期，也是行業(yè)、企業(yè)大量用人之時(shí)；亟須各類(lèi)高?！ǚ切袠I(yè)特色高校（本文所指的“非行業(yè)特色”具體是是指非軌道交通行業(yè)特色）開(kāi)設(shè)城市軌道交通系列課程來(lái)同步培養(yǎng)各層次的軌道交通系統(tǒng)人才。比如山東科技大學(xué)作為一所以煤炭行業(yè)為特色但設(shè)有交通學(xué)院的省屬地方高校，青島、濟(jì)南、泰安三地辦學(xué)，其中青島軌道交通線網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃由市區(qū)軌道交通和軌道交通快線組成，線網(wǎng)長(zhǎng)度814.5公里，投資4000億，400多座車(chē)站，18條線路，未來(lái)將形成“84418”的格局，建成后將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)，在當(dāng)前形勢(shì)與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)下，為把握契機(jī)以更好的服務(wù)地方與行業(yè)。與此同時(shí)，軌道交通系列課程模塊設(shè)計(jì)方案在實(shí)施上應(yīng)具可持續(xù)性、前瞻性，構(gòu)建合理全面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，以便為行業(yè)特色高校與非行業(yè)特色高校進(jìn)行雙一流建設(shè)、工程教育認(rèn)證、提升ESI學(xué)科排名與新工科建設(shè)等奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，避免因起步規(guī)劃建設(shè)階段考慮不全面而制約后期發(fā)展，爭(zhēng)取能夠以軌道交通系列模塊課程建設(shè)為契機(jī)，打造學(xué)校的新工科品牌。

一、城市軌道交通行業(yè)特征

根據(jù)《城市軌道交通技術(shù)規(guī)范》，城市軌道交通是以電能為動(dòng)力，采用專(zhuān)用導(dǎo)向系統(tǒng)運(yùn)行的城市公共客運(yùn)交通系統(tǒng)，具有運(yùn)量大、速度快、安全可靠、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適等特點(diǎn)，主要服務(wù)于城市居民出行中大規(guī)模、長(zhǎng)距離、集中化的部分；其系統(tǒng)制式主要有地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、市域快速軌道系統(tǒng)、有軌電車(chē)、單軌系統(tǒng)、磁浮系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)向軌道系統(tǒng)，其中前三種制式最為常見(jiàn)。近年來(lái)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，促使軌道交通行業(yè)呈現(xiàn)“關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展水平越來(lái)越高、系統(tǒng)集成化水平越來(lái)越高、技術(shù)與管理融合程度越來(lái)越高”的“三高”發(fā)展趨勢(shì)[1]。城市軌道交通屬于城市交通的一個(gè)分支，其服務(wù)形式為城市客運(yùn)公共交通，以軌道運(yùn)輸方式為主要技術(shù)特征，其服務(wù)層面有市區(qū)軌道交通（以市區(qū)中心城為基本范圍，形成較高密度軌道網(wǎng)絡(luò)，并向外適當(dāng)延伸輻射；客流特征以中心城范圍內(nèi)的中長(zhǎng)距離出行為主）、市域軌道交通（以市區(qū)中心城為核心，形成市域（或都市圈）范圍內(nèi)的外圍組團(tuán)、副中心或衛(wèi)星城市之間的聯(lián)系走廊；客流特征以中心城與組團(tuán)之間聯(lián)系為主，兼顧內(nèi)部客流）。城市軌道交通的發(fā)展經(jīng)歷了初步發(fā)展階段（1863—1924年）、停滯萎縮階段（1924—1949年）、再發(fā)展階段（1949—1969年）、高速發(fā)展階段（1970年至今），目前我國(guó)許多城市的城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)實(shí)體正逐步從單一線路模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)化線路模式，如何在網(wǎng)絡(luò)條件下做好軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)組織與管理，應(yīng)成為高校軌道交通模塊課程體系設(shè)置的核心內(nèi)容之一。

二、軌道交通行業(yè)特色高校與非行業(yè)特色高校的比較分析

各類(lèi)高校都在聚焦探索特色高等教育之路，行業(yè)特色大學(xué)長(zhǎng)期服務(wù)于行業(yè)發(fā)展，積淀了濃厚的行業(yè)背景底蘊(yùn)，學(xué)科分布相對(duì)集中，在長(zhǎng)期的辦學(xué)實(shí)踐中，依托相關(guān)行業(yè)在辦學(xué)理念、學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)、大學(xué)文化等方面形成了具有鮮明個(gè)性的穩(wěn)定特征。相比較而言，非行業(yè)特色高校欠缺相應(yīng)的行業(yè)背景支撐，在校企結(jié)合方面處于行業(yè)優(yōu)勢(shì)，在行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)起步晚、起點(diǎn)低、師資力量薄弱（但可通過(guò)人才引進(jìn)在短期內(nèi)彌補(bǔ)專(zhuān)業(yè)人才短缺的不足）。當(dāng)前行業(yè)特與非行業(yè)特色高校面臨著類(lèi)似的高等教育發(fā)展際遇：工程教育認(rèn)證、雙一流建設(shè)、ESI學(xué)科排名、新工科建設(shè)，交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)等；促進(jìn)科教/產(chǎn)教融合，培養(yǎng)工程型、應(yīng)用型、研究型、復(fù)合型人才。特別是目前國(guó)家積極推動(dòng)“走出去”戰(zhàn)略，對(duì)軌道交通各專(zhuān)業(yè)人才的創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、專(zhuān)業(yè)融合能力的要求越來(lái)越高，迫切需要具有“高水平、高集成、高復(fù)合”特點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才[1]；這對(duì)于行業(yè)特色大學(xué)的人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承提出了挑戰(zhàn)；在新的起點(diǎn)，對(duì)于非行業(yè)特色高校既是機(jī)遇，也將是更大的挑戰(zhàn)。

三、城市軌道交通系列課程模塊方案要點(diǎn)

面對(duì)我國(guó)軌道交通的快速發(fā)展和新技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的形勢(shì)，對(duì)比行業(yè)特色高校，綜合起來(lái)，非行業(yè)特色高校交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)城市軌道交通模塊課程方案應(yīng)包括線網(wǎng)規(guī)劃、車(chē)站設(shè)計(jì)、行車(chē)組織、客流組織、車(chē)底運(yùn)用管理幾方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

（一）線網(wǎng)規(guī)劃模塊城市軌道交通線網(wǎng)可分為普線網(wǎng)（旅行速度在30km/h～40km/h的普線A和20km/h～30km/h的普線B）和快線網(wǎng)（旅行速度在65km/h以上的快線A和45km/h～60km/h的快線B）兩大類(lèi)，線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)遵循面—點(diǎn)—線的規(guī)劃思路[2]，遵循其技術(shù)屬性的物理邏輯與社會(huì)屬性的價(jià)值邏輯，依據(jù)以需求預(yù)測(cè)為前提基礎(chǔ)這一交通規(guī)劃領(lǐng)域的“預(yù)測(cè)—供給”范式，總體上應(yīng)講透兩大線網(wǎng)規(guī)劃方法：（1）總量控制下的點(diǎn)、線、面分層分析法，這實(shí)質(zhì)也是城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的流程；（2）“節(jié)點(diǎn)錨定全網(wǎng)”法，這實(shí)質(zhì)也是“先樞紐后網(wǎng)絡(luò)”的城市軌道交通線網(wǎng)優(yōu)化理念。具體內(nèi)容上應(yīng)涉及線網(wǎng)構(gòu)架（軌道交通客流走廊甄別、線路走向布局、路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）、線網(wǎng)規(guī)?？锼悖ň€網(wǎng)密度、系統(tǒng)能力、形態(tài)規(guī)模）、樞紐規(guī)劃（城市軌道交通樞紐選址及其吸引范圍）、網(wǎng)絡(luò)演變機(jī)理及生成方法[3]、規(guī)劃方案的評(píng)價(jià)比選[4]等知識(shí)要點(diǎn)。

（二）車(chē)站設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)模塊交通樞紐場(chǎng)站設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)，是一門(mén)交通工程學(xué)與運(yùn)輸組織學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，其處理問(wèn)題具有多解性、近似性、經(jīng)驗(yàn)性、模糊性、綜合性等特點(diǎn)。通常，交通樞紐場(chǎng)站設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)應(yīng)回答如下問(wèn)題：（1）交通樞紐場(chǎng)站設(shè)計(jì)中應(yīng)該配置哪些設(shè)施設(shè)備？如何整合布局這些設(shè)施設(shè)備使其組成一個(gè)系統(tǒng)？（2）如何兼顧運(yùn)營(yíng)便利與工程節(jié)省，貫徹運(yùn)營(yíng)提前介入的思想，選擇決策策略與運(yùn)營(yíng)控制方案，以便取得最大化的處理效果（如客運(yùn)快速化、貨運(yùn)物流化）與最小化的資源占用？首先應(yīng)明確從不同的角度（如建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、線路在運(yùn)營(yíng)中的功能、地理區(qū)位和城市功能等），可將城市軌道交通車(chē)站劃分為不同的類(lèi)別[5]。圍繞“設(shè)計(jì)以運(yùn)營(yíng)為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)為運(yùn)營(yíng)服務(wù)”這一主題，交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)研究車(chē)站設(shè)計(jì)應(yīng)主要從運(yùn)營(yíng)的角度出發(fā)，按車(chē)站在線路在運(yùn)營(yíng)中的功能，城市軌道交通車(chē)站可劃分為中間站、折返站、換乘站、樞紐站和終點(diǎn)站，主要知識(shí)點(diǎn)應(yīng)涉及各類(lèi)車(chē)站規(guī)模與布局結(jié)構(gòu)的確定、站廳與站臺(tái)設(shè)計(jì)、配線設(shè)計(jì)、列車(chē)在車(chē)站的作業(yè)方式（站前折返、站后折返）、乘客在站內(nèi)的行走流線設(shè)計(jì)、尋路導(dǎo)向標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)等，具體講課內(nèi)容應(yīng)涉及車(chē)站的組成與特點(diǎn)、車(chē)站的分布與站臺(tái)布置形式、車(chē)站線路的設(shè)置、換乘車(chē)站設(shè)計(jì)、車(chē)站折返能力、車(chē)站客流控制、線網(wǎng)換乘模式、智能車(chē)站的特征含義/層次結(jié)構(gòu)/智能化業(yè)務(wù)功能等方面。

（三）行車(chē)組織模塊根據(jù)軌道交通線網(wǎng)的演化，行車(chē)組織主要分為兩個(gè)階段，即單線階段和網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)階段，主講模塊應(yīng)涉及城市軌道交通運(yùn)輸計(jì)劃與開(kāi)行方案（全日行車(chē)計(jì)劃、城市軌道交通車(chē)站與車(chē)場(chǎng)技術(shù)作業(yè)、發(fā)車(chē)間隔、列車(chē)編組、乘務(wù)計(jì)劃）、行車(chē)調(diào)度工作組織、列車(chē)運(yùn)行圖與能力、列車(chē)運(yùn)行過(guò)程控制[6]、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)組織模式與資源共享技術(shù)（如網(wǎng)絡(luò)化行車(chē)組織模式、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的票務(wù)清分清算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源運(yùn)營(yíng)共享技術(shù)等）、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)組織方法與實(shí)施技術(shù)（如列車(chē)過(guò)軌運(yùn)輸組織方法、共線條件下的列車(chē)運(yùn)行組織方法、多交路列車(chē)運(yùn)營(yíng)組織技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃一體化編制方法、快慢車(chē)運(yùn)行組織方法、多編組與變編組列車(chē)運(yùn)行組織方法、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度指揮與應(yīng)急處置方法）、節(jié)能優(yōu)化[7]等軌道交通運(yùn)行管理與行車(chē)調(diào)整方面的主要知識(shí)點(diǎn)。

（四）客流組織模塊客流是城市軌道規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理的基礎(chǔ)，類(lèi)似于行車(chē)組織，城市軌道交通客流組織也應(yīng)分兩個(gè)階段：即單線階段和網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)階段，主講模塊應(yīng)涉及客流特征（包括數(shù)量特征、時(shí)間特征、空間特征、流向特征）、乘客出行行為（包括出行路徑選擇、出行時(shí)間選擇、出行OD選擇）、客流模態(tài)演化機(jī)理、初期/近期/遠(yuǎn)期客流預(yù)測(cè)及其后評(píng)估理論與方法、客流計(jì)劃[8]、客流分配、客流組織方案設(shè)計(jì)、跨線乘客換乘組織模式[7]、客流擁擠傳播與控制方法、大客流（包括可預(yù)見(jiàn)性大客流和不可預(yù)見(jiàn)性大客流）運(yùn)營(yíng)組織方法[9]、常態(tài)與非常態(tài)限流措施[10]、客流誘導(dǎo)技術(shù)、城市軌道交通與常規(guī)公交客流一體化問(wèn)題、票制票價(jià)政策等主要知識(shí)點(diǎn)。

（五）運(yùn)營(yíng)管理模式與車(chē)底運(yùn)用模塊城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理模式，從投資主體的角度，可分為單一政府投資、政企合股、私企獨(dú)資、資產(chǎn)證券化融資；從建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的關(guān)系角度，可分為建設(shè)、運(yùn)營(yíng)聯(lián)合一體模式，建設(shè)、運(yùn)營(yíng)單體獨(dú)立模式；從運(yùn)營(yíng)主體的角度，可分為政府自主運(yùn)營(yíng)或稱(chēng)國(guó)營(yíng)、委托運(yùn)營(yíng)、租賃運(yùn)營(yíng)、特許運(yùn)營(yíng)；從運(yùn)營(yíng)組織形式的角度，可分為事業(yè)部、分公司、子公司。在此模塊應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，以培養(yǎng)行業(yè)管理人才為目標(biāo)導(dǎo)向，分析各種運(yùn)營(yíng)管理模式的特征與適用性。城市軌道交通車(chē)輛盡管形式不同，但均可由車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)裝置、風(fēng)源系統(tǒng)、電氣控制、輔助電源、通風(fēng)采暖及空調(diào)、內(nèi)部設(shè)備、車(chē)輛連接裝置、受流裝置、照明、自控監(jiān)控等系統(tǒng)組成。車(chē)底運(yùn)用模塊應(yīng)主要涉及車(chē)底運(yùn)用數(shù)量指標(biāo)計(jì)劃、車(chē)底運(yùn)用質(zhì)量指標(biāo)計(jì)劃、運(yùn)用車(chē)保有量計(jì)劃、列車(chē)交路計(jì)劃、車(chē)底運(yùn)用與檢修計(jì)劃[6]等主要知識(shí)點(diǎn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

行業(yè)特色往往是影響高校專(zhuān)業(yè)發(fā)展的重要因素，大學(xué)本研城市軌道交通系列課程模塊的設(shè)計(jì)，需以學(xué)校的辦學(xué)類(lèi)型、層次、服務(wù)面向?qū)ο鬄榍疤?，確定合理的培養(yǎng)目標(biāo)；遵循高等教育基本規(guī)律，堅(jiān)持基礎(chǔ)知識(shí)、工程能力、綜合素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則，堅(jiān)持知識(shí)結(jié)構(gòu)和課程體系統(tǒng)籌優(yōu)化的原則；積極借鑒高水平行業(yè)特色高校發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)，依托行業(yè)，瞄準(zhǔn)行業(yè)，根據(jù)通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定學(xué)校專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，緊密結(jié)合城市軌道交通的行業(yè)特征，搶抓機(jī)遇，提煉要點(diǎn)，合理定位，構(gòu)建適宜的課程體系和教學(xué)內(nèi)容；為了確保課程模塊的教學(xué)實(shí)施效果，對(duì)于非行業(yè)特色高校，在授課師資力量的配置方面，應(yīng)特別注意力爭(zhēng)讓專(zhuān)業(yè)的人做專(zhuān)業(yè)的事，進(jìn)而處理好“講什么”與“怎樣講”的問(wèn)題，推動(dòng)專(zhuān)業(yè)課程與師資力量的耦合發(fā)展，基于OBE創(chuàng)建并完善城市軌道交通系列課程教研體系模塊[11]，逐步促成各類(lèi)大學(xué)自身的特色，更好服務(wù)于學(xué)校、地方、行業(yè)的發(fā)展。

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作者：張嘉敏 單位：山東科技大學(xué)