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關鍵詞 公能素質教育 通信工程 課程體系
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.07.030
Communication Engineering Curriculum System Reform
Based on "Public Quality Education" Concept
ZHAO Yingxin, WU Hong, LIU Zhiyang
(Nankai University, College of Electronic Information and Optical Engineering, Tianjin 300071)
Abstract Reasonable orientation training objectives, and establishing requirements of professional development curriculum, is the key to the Cultivation of innovative talents. According to professional characteristics of modern engineering disciplines needs and communications engineering curriculum system, curriculum content optimization, increase the proportion of practice and strengthening the teaching management and other aspects of our school communication engineering teaching system reform of exploration and practice, in order to establish with a Nankai University "public quality" feature curriculum structure in order to foster high-level professionals.
Key words public quality education; communication engineering; curriculum
通信工程是電子工程的一個重要分支,同時也是其中一個重要的基礎學科。通信學科從知識和人才兩個方面支撐通信產業的進一步發展。但是,傳統的通信學科教育與通信行業之間存在著差異,飛速發展的通信技術使高校通信工程專業的發展面臨著前所未有的挑戰。因此,如何培養高素質的通信工程專業人才是急需解決的問題,而建立一個全局的、系統的、結構合理的課程體系是培養理論知識扎實、實踐經驗豐富的優秀畢業生的關鍵。
1 通信工程專業人才培養的目標
教育的本質是促進人的發展,合理定位高校專業人才培養目標,設計符合專業發展要求的課程體系,有助于高校人才培養工作的順利展開,有助于高校明確辦學指導思想,提升競爭力。①
通信工程專業人才的培養目標依據教育部教學指導委員會制定的《高等學校電子信息科學與工程類本科指導性專業規范》,充分理解國家對通信工程類的人才的培養目標和培養規格。以《南開大學公能素質教育綱要》為指導,根據現代工學學科建設的需要和通信工程專業的特點,從而制定我校具有“公能”特色的人才培養目標。
我校不斷強化學生全面素質和創新能力的培養,以“注重素質、培養能力、強化基礎、拓寬專業、嚴格管理、保證質量”為教學指導思想,秉承“允公允能,日新月異”的校訓,堅持育人為本,強化質量特色。
通信工程專業不僅要強調全面貫徹德智體全面發展的方針,而且要適應經濟建設和科技發展。在制定通信專業的培養目標過程中,要體現出通信事業現狀和通信發展的方向,培養出通信事業需要的創新型技術人才。
因此,我校的通信工程專業著力培養具有高尚的道德品質、深厚的知識基礎、優秀的專業能力、積極進取的創新精神、開闊的國際視野、特色鮮明的電子信息技術科學的專業人才。依據“厚基礎,寬口徑”的育人理念,培養具備通信技術、通信系統和通信網等方面的知識,能在通信領域中從事研究、設計、制造、運營及在國民經濟各部門和國防工業中從事開發、應用通信技術與設備的創新型科學與技術人才。
依照這一培養目標,有必要細化素質、能力、知識等方面的具體要求,深化教育教學改革,建立與之相適應的課程體系,將培養目標落實到教學實踐過程中。
2 課程體系改革堅持的原則
課程體系是學校人才培養的總體設計,是安排教學內容、組織教學活動的基本依據,同時也是學校教學改革的總體反映。通信工程專業是應用性很強的專業,其課程體系的建設既要保證人才的知識系統性和學科前沿性的要求,又要體現應用型人才培養的實踐特性。因此,我校通信工程專業的辦學理念堅持以滿足國家重大需求為導向,瞄準國際發展前沿,理工兼備、綜合發展。
在上述教學理念的指導下,通信工程專業課程體系的改革遵循以下幾個原則:(1)秉承“允公允能、日新月異”校訓,堅持“以人為本、立德樹人”的中國特色社會主義辦學方向;(2)學習和借鑒國內外知名高校成功的辦學理念和經驗,突出我校的歷史積淀和辦學精神,凝練通信工程專業的教學特色、優化本科課程教學體系;(3)科學、合理的分類設置基礎課、專業基礎課和專業課,充分考慮專業間、課程間以及不同年級知識結構的關聯度,避免因人設課的現象;(4)在全體專業教師范圍內選拔勝任的任課教師,組成課程組,定期開展教研活動;(5)教授必須上教學第一線,承擔并完成本科基礎課教學任務;(6)深化教學方式改革,貫徹“講一練二考三”要求。
3 課程體系改革的內容與措施
3.1 組織調研
對國內外高等學校的通信專業進行考察與調研:國外高校主要通過網上調研的方式,通過訪問各國外高校的網站,對人才培養目標和專業課程設置等進行調研;②國內高校主要通過派出相關專業教師到清華大學、北京郵電大學、電子科技大學等高校進行實地考察,對無線通信技術、寬帶通信、光纖通信、移動通信技術、計算機通信等方向的人才培養目標、課程設置、教材建設、畢業生就業情況以及未來幾年內的人才需求情況進行了調研。同時,走進與通信學科密切相關的各大企業,充分調查研究社會企業對通信工程人才的知識與能力結構需求。
3.2 建設課程體系
構建“專業+模塊”的課程體系,其中“專業”是保證通信工程專業人才的基本規格和全面發展的共性要求,體現“厚基礎、寬口徑”,“模塊”主要是實現不同方向人才的分流培養,體現個性。
將公共基礎課分為數學類課程模塊、物理類課程模塊、英語類課程模塊和計算機類課程模塊,專業基礎課分為電子電路課程模塊和應用設計模塊,專業課分為通信理論模塊、通信網絡和專業實踐模塊。這種模塊化的教學模式,是對傳統教學模式的整合與創新。傳統教學課程之間缺乏良好的銜接,彼此內容間有重疊。模塊化課程可以使教學避免課程間的重復和脫節,適度把握課程間的交叉與滲透,構成完整的知識體系,幫助學生融會貫通。
各個模塊課程的授課教師組成了課題組,以課題為引領,帶動教師參與到課程建設中來,課題組通過顧問專家指導、講座等形式完善課程和教材建設,合理設置專業課程結構,整合教學內容,改革教學方法,以期形成獨具特色的教學體系。
此外,我們對課程體系中的細節問題進行了修訂。全面考查專業課程名稱并進行調整,對6門專業選修課的課課程名稱進行規范;新開設4門專業選修課,補充了調整前缺少的相關領域的課程;將通信電路和現代交換原理與技術兩門課程由專業選修課調整為專業必修課;陸續開設科技論文寫作、通信技術系列講座、實踐類的一系列課程,形成一整套優質的課程體系。
3.3 優化課程內容
直接反映授課內容的是課程的教學大綱,課程大綱首先由任課教師制定,由教學指導委員會審核并修訂,審核通過后,主講教師按照教學大綱執行教學計劃。在課程講授過程中,如果主講教師發現問題,或者隨著社會發展需求更新教學內容、授課教材等,需要及時修改教學大綱,調整教學內容。要求教師根據課程的學科知識體系,梳理出相關知識群,形成課程教學的知識脈絡和框架,明晰課程的整體教學目標和教學內容。
同時,進行精品課程的建設,通信電路作為通信工程專業的基礎課,將作為通信工程專業重點培養的精品課程,推出一系列教學改革措施,包括課時的調整、理論講授與實際練習比重的調整、授課方式的改革、加強課程資源共享系統和共享制度建設等等,最終實現“講一練二考三”的教學理念。
3.4 增加實踐比重
在綜合考慮各門課程知識之間的銜接關系,對專業基礎課和專業課的開設時間和講授內容進行調整的基礎上,我們適當地增加了涉及通信前沿技術的選修課程,并著重加強實驗和實踐類課程,重視學生創新能力、實踐能力的培養和鍛煉,適當開設或增加實習、實訓的課時和學分,開設認知實習課程,鼓勵學生進行實踐。由此,拓寬學生的專業知識面,滿足學生的未來發展需要,培養學生多方面、多角度立體思維的能力,強調寬厚的基礎知識學習和創新實踐能力的培養。
積極鼓勵學生參加電子設計競賽、③國創、百項等實踐活動,利用開放實驗室資源,組織學生形成研發設計小組。鼓勵學生利用這些資源進行系統設計、電路焊接調試等動手練習,并組織專業教師指導,充分發揮學生的主動能動性,進一步加強學生實驗動手能力的培養。
3.5 加強教學管理
成立教學指導委員會,通過聽課、審核大綱等方式,加強教學規范化管理,進一步理順教學管理體系,明晰職責,加強教學督導。實施院領導聽課制度,明確教學系職責,強化過程管理。
建立課程建設課題組,以課題為引領,帶動一部分教師參與到學校課程建設中來,通過顧問專家指導、講座等形式完善課程和教材建設,合理設置專業課程結構,整合教學內容,改革教學方法,以期形成獨具特色的教學體系。
4 結束語
通過基于“公能素質教育”理念的通信工程專業課程體系的優化與改革,能夠建立完善的具有“公能”特色的通信工程專業人才培養體系,使學生打好基礎、全面發展的同時,適應經濟建設和科技發展,在未來發展中具有創新意識和創新精神,對個人、行業乃至社會的發展都將產生深遠的影響。
基金項目:南開大學2014年本科教育教學改革項目
注釋
① 彭先桃.大學研究性教學的理念探析[J].教育導刊,2008(3):56-58.
摘要:為完善海洋交通工程經濟評估分析中的不確定性和風險性,在借鑒先進區間經濟評估方法(區間凈現值法、區間投資回收期法及區間內含報酬率法)的基礎上,本文提出將區間海洋交通工程經濟評估方法有效地運用到海洋交通工程上,為項目可行性提供科學的判定標準。為檢驗區間經濟評估方法的實用性,對某港口工程以區間經濟評估分析方法進行了經濟評估和分析,來確定該項目的可行性和可操作性。
關鍵詞:經濟評估分析 區間 海洋交通工程
015年9月1日,國家海洋局公布今年上半年我國海洋生產總值27 303億元,同比增長6.94%。隨著海洋經濟發展的推進,海洋交通工程的經濟評估已頗受重視。以往海洋交通工程采用傳統的經濟評估指標,但卻不能消除海洋交通工程實施中存在諸多的信息不確定性和風險不可預見性。基于區間的經濟評估指標具有緩減和平衡海洋交通工程信息不對稱帶來的不足。
一、基于區間的海洋交通工程經濟評估分析方法的提出
以未來現金流折現為基礎的傳統經濟評估方法有凈現值法、投資回收期法及內含報酬率法。傳統評估方法的操作性強,關鍵參數也較易確定,但基于區間的經濟評估分析方法能消除和處理項目評估中不確定信息更簡單易行。近年來關于項目的區間經濟分析研究已有一定進展,肖峻(2008)等研究者提出區間成本的涵義來優化決策項目經濟評估;并在此基礎上延伸了確定區間情況下區間現金流和區間利率的概念,提出以區間凈現值為基礎的經濟評估新方法;上述文獻均將區間概念運用于電力工程的經濟評估。根據項目區間經濟評估方法的實用性和通用性,借鑒肖峻等人的區間經濟評估指標概念,筆者認為區間凈現值法、區間投資回收期法及區間內含報酬率法同樣適用于海洋交通工程項目的經濟評估。
結合海洋交通工程投資特點,投資內容獨特(每個項目都至少涉及到一項固定資產投資);投資數額多;影響時間長(至少一年或一個營業周期以上);發生頻率低和變現能力差導致工程項目投資風險大。那么,基于區間的經濟評估指標方法更利于減少海洋交通工程項目信息處理的不確定性。本文擬在區間經濟評估指標概念的基礎上,提出系統的海洋交通工程經濟評估體系:區間凈現值法、區間投資回收期法和區間內含報酬率法。
二、基于區間的海洋交通工程經濟評估方法的介紹
根據估計投資項目各年凈現金流量的原則,以及區間概念是建立在項目計算期的基礎上的,可以確定海洋交通工程的計算周期。假設投資計算期為n,那么各期的現金流為NCF0,NCF1,NCF2…NCFn。NCFn=(CI-CO)n,表示第n期現金流入量CI扣除現金流出量CO的差額,(CI-CO)n即是區間數。
(一)區間凈現值法
以凈現值來體現項目計算期即整個區間數值的方法,以既定折現率折算至項目期初的現值之和。區間凈現值(Interval NPV),簡稱INPV。計算方法如下:
INPV=[(ci-co)t-/(1+ix)t,(ci-co)t+/(1+ix)t]
區間凈現值法運用如下:
若INPV>0,則意味著不僅能保證項目獲得預定收益外,還可得到更高收益,在經濟上項目可行;
若INPV
若INPV的區間最小值(NPV-)小于零,INPV的區間最大值(NPV+)大于零,即NPV-
(二)區間投資回收期法
就是結合動態的區間變化,主要采用以貨幣時間價值為基礎的投資時間回收期來確定項目可行性的方法。區間投資回收期(Interval PT,簡稱IPT),在項目現金流出量的基礎上,計算項目未來現金流入量的現值可以回收的期限。計算方法如下:
(-)t(1+i)-t=[0,0]
也可表示為: =[PT-,PT+]
區間動態投資回收期是個區間化概念,有區間最小值(PT-)和區間最大值(PT+),在利用此方法進行判斷項目可行性時,需要以區間動態投資回收期和基準投資回收期進行比較和分析,以此來得出最優方案。區間投資回收期法運用如下:
若IPT區間最小值(PT-)和IPT區間最大值(PT+)都大于基準投資回收期,則表明項目投資回收期過長,投資風險過大,無法在確定周期內收回投資成本,表示項目在經濟上不可行;
若IPT區間最小值(PT-)和IPT區間最大值(PT+)都小于基準投資回收期,則說明項目投資回收期短,極易收回投資成本,在實施項目過程中可控風險,表示項目在經濟上是可行的;
若IPT的區間最小值(PT-)小于基準投資回收期,IPT的區間最大值(PT+)大于基準投資回收期,即PT-
(三)區間內含報酬率法
就是在動態區間范疇下,根據項目本身內含報酬率來評價方案優劣的一種方法。區間內含報酬率(IIRR),是項目計算期區間內未來現金流入現值等于未來現金流出現值的貼現率,或者說是使項目整個計算期內投資項目凈現值為零的貼現率。計算方法如下:
(-o)t(1+IRR-)-t=[0,0]
也可表示為:
=[IRR-,IRR+]
區間內含報酬率是一個區間化的概念。在項目實施過程中,區間內含報酬率大于基準資金成本率(基準收益率)則項目可行,且在合理范圍內,區間內含報酬率越高方案越優。區間內含報酬率法運用如下:
若IIRR的區間最小值(IRR-)和IIRR的區間最大區(IRR+)都大于基準投資收益率,則表明項目投資能獲得預期收益,表示項目在經濟上可行;
若IIRR的區間最小值(IRR-)和IIRR的區間最大區(IRR+)都小于基準投資收益率,則表示項目投資根本無法獲得預期收益,該項目在經濟上不可行;
若IIRR的區間最小值(IRR-)小于基準投資收益率,IIRR的區間最大區(IRR+)大于基準投資收益率,則表示項目投資獲得預期收益具有不確定性,該項目實施在經濟上有風險。
三、基于區間的海洋交通工程經濟評估方法的運用
(一)某海洋交通工程簡介
該海洋交通工程位于東南沿海,交通工程建設規模為3萬噸級外海散雜泊位1個。項目計算期32年,其中項目建設期2年,使用期30年。項目設計年吞吐量80萬噸,本項目竣工投產后,第一年完成設計吞吐量的60%(計48萬噸);第二年完成80%(計64萬噸),第三年達到設計吞吐量80萬噸。
本項目總投資估算19 806.9萬元(含建設期貸款利息412.9萬元)。資金來源和籌措是自有資金6 932.4萬元(不計息),占總投資的35%;其余65%(計12 874.5萬元)由項目業主向商業銀行貸款解決。根據資金來源和籌措的比例,按目前銀行5年以上貸款利率計,再考慮潛在的通貨膨脹和風險系數。因此,本項目的財務基準收益率確定為8%。根據國家發改委、建設部頒發的《建設項目經濟評價方法與參數》(第三版)的要求,目前對于海洋交通港口基礎設施項目社會折現率采用8%。
以該海洋交通工程為例,計算期內的區間現金流量如表1 所示。海洋交通行業區間財務基準利率為[8%,11%],基準投資回收期為12年,研究該項目在經濟上的可行性。
(二)基于區間的海洋交通工程經濟評估方法的計算和運用
結合各年的效益、費用量情況,在確定的海洋交通工程計算期32年內,利用選取給定的海洋交通港口基礎設施項目的社會折現率8% 作為區間折現率,分別用INPV 法、IPT 法和IIRR 法三種方法對該項目進行經濟評估,計算結果見表2 所示。
通過表2的計算結果,從INPV指標分析來看,區間凈現值的區間中位數2 605.52萬元大于零,表明不僅能保證項目得到預定收益,還可獲得更高收益;從IPT 指標分析來看,區間投資回收期的區間中位數9.1年小于基準投資回收期10年,能夠收回初始投資;從IIRR 指標分析來看,區間內含報酬率的區間中位數9.225%大于基準收益率8%,表明該項目預期收益明顯。可見,本項目經濟評估方法下各項指標均較好,符合經濟評價要求,經分析本項目經濟上可行。項目有較強的抗風險性,項目生命力較強。從經濟與社會影響角度分析,本項目的建設對腹地內的國民經濟可持續發展起著較大的作用。
本文采用動態區間分析方法,建立了一套基于區間現金流和項目區間計算期的海洋工程經濟評估方法體系,分別用區間凈現值(INPV)法、區間動態投資回收期(IPT)法和區間內部收益率(IIRR)法進行評估確定計算期內項目的經濟可行性。這個評估方法體系有助于海洋工程經濟評估實施者作出更科學的判斷。J
參考文獻:
1.肖峻等.基于區間分析的建設項目經濟評估方法比較[J].天津大學學報,2008,41(4).
2.羅鳳章等.計及電價波動的電網建設項目經濟評估區間法[J].電網技術,2005,29(8).
3.王凌燕.煤炭企業項目投資風險評估研究[D].內蒙古科技大學,2012.
【關鍵詞】軌道交通建設單位;設備分類;設備檔案;類目設置
在傳統的檔案分類“十大類法”中,是把項目和設備安裝分開的,即設兩個一級類目:基本建設和設備儀器。在軌道交通建設項目中,這兩類比較難以區分。尤其是設備部分概念的模糊,哪些設備安裝可以隨基本建設歸類,哪些設備應單獨歸類。由于沒有統一的標準,涉及檔案資料的分類也就仁者見仁、智者見智。
一、軌道建設工程中設備分類的現狀
軌道交通建設工程的組成可分為工程基本設施和運營設備系統兩大部分:工程基本設施主要包括軌道、路基、隧道、橋梁、車站、主變電站、控制中心和車輛段綜合基地項。運營設備系統主要包括車輛、供電、通風、空調、通信、信號、自動扶梯、防災報警、屏蔽門、自動售檢票、監控設施和給排水及消防等,所以在軌道交通建設工程中,設備安裝工程是除土建工程以外的第二大工程,相應地,軌道建設工程施工資料也分為兩大類:土建施工資料和設備安裝資料。在國家行業標準《城市軌道交通工程檔案整理標準》(CJJ/T180-2012)里,施工資料就分為兩大類:土建和機電設備施工資料,只是兩類資料包含的內容與我們前面的劃分有所不同。它將電力安裝工程分為建筑電氣和供電系統兩個部分,把建筑電氣納入土建施工范圍,供電系統則納入機電設備安裝范圍。在廣東省地方標準《城市軌道交通工程文件歸檔要求與檔案分類規則》(DB44/T1308-2014)里,施工資料類別的劃分則復雜得多。土建施工范圍只包括車站、區間土建、公共區裝飾裝修三個方面,將通風空調、給排水和消防、建筑電氣(簡稱“風水電”)、車站設備區裝修、智能建筑統稱為建筑設備安裝工程,將供電、通信、信號、電梯與自動扶梯、屏蔽門、地鐵車輛等統稱為系統設備安裝工程,將控制中心、變電所、車輛段綜合基地等的土建與設備安裝合并在一起,作為一個獨立的單位工程,稱之為復合工程,另外還將人防、軌道、聲屏障、鋼結構等稱為專項工程,與前面四類并列。在這兩個標準里,關于軌道交通建設工程里的設備分類并不統一:國家行業標準里除建筑電氣外,其他設備統一稱為機電設備。由于建筑電氣與土建工程關系密切,而將建筑電氣納入土建工程的范圍,使得建筑電氣有無類可歸的嫌疑。而廣東地方標準則將風、水、電等設備稱為建筑設備,將供電、通信、信號等稱為系統設備。通常,“風水電”也稱為通風空調系統、給排水系統、建筑供配電系統、電氣照明系統、弱電系統,從這些設備的名稱來看,也就是說風、水、電也是系統設備,所以,既然系統設備包含了建筑設備,那么就不能將系統設備和建筑設備并列。這里出現了幾個比較容易混淆的概念:機電設備、建筑設備、系統設備,建筑電氣與供電系統,究竟如何區分這幾個概念呢?
二、軌道交通建設工程中設備的概念
(一)建筑設備。建筑設備是現代建筑的重要組成部分,是為建筑物使用者提供生活和工作服務的各種設施和設備系統的總稱。建筑設備種類繁多,按其作用可分為改善環境的設備(如調節空氣溫度和濕度的空調設備等)、提供工作和生活方便的設備(如電話、電視、電梯和衛生器具等)、增強居住安全的設備(如消防報警、防盜、抗震設備等)和提高工作效率的設備(如計算機管理、辦公自動化設備等)等。按專業劃分,建筑設備主要包括通風空調、建筑給排水和建筑電氣三大類。建筑安裝單位的習慣做法是,把通風空調、建筑給排水和建筑電氣即“風、水、電”統稱建筑機電設備(簡稱建筑設備),與工業機電設備相對應。“風”指建筑物的通風空調系統,包括送風、回風、新風、排風及消聲、減振和空氣凈化裝置等;“水”指建筑物的給排水系統:包括生產給水系統、生活給水系統和消防給水系統,排水系統,熱水供應系統;這里的“電”就專指建筑電氣,也就是建筑供配電系統、電氣照明系統、弱電設備、電梯和電氣安全與建筑防雷等。建筑電氣是建筑設備的一個專業組成部分。所以,在建筑行業里的機電設備和建筑設備是同一概念的不同表達方式,即建筑機電設備,都是指組成建筑物的設備部分,依附于建筑物而存在,是建筑物現代化程度一種標志。(二)機電設備。機電設備指機械和電力設備的總稱。在現代社會,絕大多數設備都采用電力作為動力的情況下,機電設備的涵蓋范圍最廣,當然也包含了建筑電氣在內,在軌道建設工程項目中,幾乎所有設備都是機電設備,那么把機電設備中的建筑電氣歸入土建范圍,而將其他所有設備稱為機電設備,有以偏概全之嫌。(三)系統設備。系統設備是指某些設備按一定關系組成的有機整體,共同完成某些特定功能,它是一組機電設備的統稱。所以,系統設備是相對于單臺套的設備而言的,單臺套的機電設備不能稱為系統設備。在軌道交通建設工程中,只有車輛段里的一些檢修設備是單臺套的設備。所以系統設備與建筑設備不構成并列關系,而是包含關系,不能作為同一級分類類目來設置。(四)建筑電氣與供電系統。供電系統就是電源經過主變電站、開閉所、牽引、降壓變電所等層層降壓,通過接觸網等送達軌道交通車輛運行所需的“工業用電”設備安裝、運行系統;而進入建筑物供電線路之后的設備供配電、動力照明等低壓、智能建筑等弱電安裝部分,稱建筑電氣,與建筑物相對應,也可以理解為“民用電氣”。在一般小型建筑工程項目中,只有建筑電氣的施工內容。在軌道交通建設工程中,我們可以這樣劃分整個工程中的電力系統:高、中壓變配電系統及提供地鐵車輛設備運行所需的電力設備系統(供電系統)、低壓系統(建筑電氣)、弱電系統三部分。其中弱電系統,根據設備不同的服務范圍,單體建筑物的弱電系統即為建筑物提供舒適安全的生活或辦公條件,稱之為智能建筑;為地鐵車輛運行提供服務的弱電系統,根據涉及的專業不同,分別稱之通信、信號、綜合監控等系統。因為在軌道交通建設工程中,通信、信號、綜合監控、自動監控、火災報警等弱電系統是由線路控制中心統一控制的子系統,而不是單獨作為一個車站建筑附屬物而存在的,因此與單體建筑中的弱電系統(即智能建筑)應有所區別。所以本文所指建筑電氣概念里不包含弱電系統,將其原有范圍進行縮小。弱電系統與機電設備、建筑設備、系統設備一樣,他們相互之間是包含或交叉關系,不能同時設置為同一級檔案類目。
三、軌道交通建設工程中設備的分類
通常,機電設備分為建筑機電設備和工業機電設備兩大類。相應地,我們也可以將軌道建設工程中的設備進行相應的劃分:建筑機電設備和運營機電設備,簡稱建筑設備和運營設備。即根據設備投入使用產生的功能來劃分:為企業經營提供舒適、安全的辦公條件和生產環境的設備稱為建筑設備,并且與土建工程密切相關的,如:建筑電氣、通風空調、給排水、智能建筑、電梯、消防、人防等設備,這些設備間接地為企業生產經營服務。而另外一些設備直接為企業的生產經營服務則稱為運營設備,如:通信、信號、供電、綜合監控、自動售檢票、地鐵車輛及檢修工藝設備等。個人認為,對軌道交通建設工程的設備進行這樣劃分很有意義。
四、正確劃分設備類別的意義
(一)正確劃分工程項目中設備的類別,是為了更合理地設置設備檔案的類目。在《工業企業檔案分類試行規則》里,把企業所有檔案類目設置成十大類,即文書檔案的黨群管理、行政管理、經營管理、生產技術管理,科技檔案的產品管理、科研管理、基本建設、設備儀器以及財務檔案、人事檔案,也就是所謂的十大類法。這種分類方法延用到今,作為工業企業檔案分類的一個原則,大多數不同性質的企業都可以作為檔案分類的參考,雖然具體到不同類型的企業來說,可能需要對類目設置進行適當調整,但對具有一定規模的建設或生產型企業來說,這十大類資料都有一定數量的存在,只不過側重點不同。但由于基本建設和設備儀器這兩個類目之間關于設備的概念沒有明確,所以在具體地進行歸檔資料的分類時,就有點模棱兩可。比如:“風水電”、電梯等是歸入基建類還是歸入設備類?為解決這個問題,很多建設單位干脆將兩者合二為一,直接以建設項目為類別,不再區分基建和設備。以軌道交通建設工程為例,在很多城市的軌道公司把一條軌道交通線路作為一個建設項目,與此項目相關的所有資料納入一個大類:建設項目類,也就是說把與這條線路相關的項目前期、基建、設備、科研、聲像等所有資料組合在一起,與公司文書、財務、人事等其他類檔案并列。這樣做有這樣做的合理性,符合項目檔案成套性原則,但也會造成不屬于軌道項目的設備、科研、聲像等資料等無類可歸的現象,還需在軌道建設項目的類目之外,設置相應的類目與之相對應。也有的軌道公司只把基建和設備兩類合并成建設項目類,在此類目之下設二級類目施工類,然后再分土建施工和設備安裝施工,也就是設備類目仍然設置在項目類之下。這樣分類的話,上面所說的問題依然存在,一些不屬于軌道項目的設備無類可歸。所以,明確了設備的分類,即將所有的設備劃分為建筑設備和運營設備,那么我們可以這樣來進行設備檔案類目設置:我們可以將軌道建設企業全部設備分成三部分:建筑設備、運營設備及其他公用(或通用)設備。由于風、水、電(通風空調、給排水、建筑電氣)建筑設備是建筑物的組成部分,與土建工程密不可分,所以建筑設備安裝資料與其相應建筑物的土建施工資料集中在一起,作為基本建設類。此類先按項目集中,再按土建的單位工程進行劃分,結合專業進行分類組卷,也就是說某一單體建筑物、車站或區間等單位工程里,土建施工資料,風、水、電、智能建筑等專業設備安裝資料全部包含在內。設備儀器類:把供電、通信、信號、綜合監控等運營設備作為設備儀器類。與基本建設類并列作為一級類目。此類目之下,按項目設置二級類目,項目之下按設備專業設置三級類目,即供電、信號、通信等;車輛及工藝檢修設備,可以分別作為兩個專業,與通信、信號等專業設備并列,另外再設一個通用設備(或其他設備)類與項目并列,歸集那些不屬于某一項目專用的設備。即還是按照《工業企業檔案分類試行規則》進行基本類目設置,基本類目之下,再進行具體分析。這樣既符合了《工業企業檔案分類試行規則》的基本原則,杜絕了部分設備資料無類可歸的現象,也避免了設備、科研、聲像等類目的重復設置問題。(二)正確進行設備分類,統一了設備類檔案的分類標準。將軌道建設項目的設備劃分為建筑設備和運營設備,建筑設備與建筑物作為一個整體,按土建的單位工程組卷,而運營設備作為一級類目設備儀器類,在按項目歸類之后,則按專業進行分類組卷,不用與建筑設備混在一起,造成同一級類目下分類標準不統一、建筑設備先按土建的單位工程進行分類組卷、運營設備按設備專業進行分類組卷的局面。(三)正確進行設備分類,將設備儀器單獨作為一級類目,不用根據項目施工標段來劃分資料類別,使檔案分類標準能夠落到實處。由于軌道交通建設工程龐大,施工單位眾多,每個單位承包的內容并不是單純的某一單體建筑或某一專業全部工程,經常是一個施工單位承包幾個專業中的一部分工程,如一條線路的風水電安裝工程就分成幾個標段,分別由幾家施工單位承包幾個車站的風水電安裝工程,另外從方便施工的角度,風水電安裝工程中還包括車站設備區裝修等內容。在有些軌道建設單位,因為施工單位承包的內容復雜,很多資料,主要包括施工管理資料、原材料等無法拆開,無法拆分到具體的單位工程進行分類組卷,所以就按施工標段進行組卷編號,建設單位也只得按竣工文件移交先后進行排架。所以,如果按標段來進行歸檔資料的組卷,那么檔案分類就失去了意義。如果將設備儀器設為一級類目,先按每個項目進行集中,再把每個設備專業作為一個類別,那么,安裝單位將自己施工中形成的資料按專業編制流水號。建筑設備先按土建的單位工程分開,再按專業編制流水號,這樣就與其他標段的編號互不干擾,方便了竣工資料的整理移交,也方便了工程竣工驗收。當然,檔案排架必須等某專業所有標段都完成檔案驗收之后才能進行,需要占用很大空間來進行中轉,也增加了檔案人員的排架工作量。所以標段劃分的任意性導致工程資料分類收集、整理組卷和排架的難度及工作量大增,而這個問題的解決需要建設單位其他職能部門的配合,在項目招標前期就應當進行此方面的考慮,盡量按單位工程或專業進行標段的劃分。也只有這樣,才能使得項目檔案分類落到實處,使項目檔案分類有了實際意義,使檔案分類標準能夠貫徹執行。
【參考文獻】
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關鍵詞概念車發展設計科技文化
科技創業
PIONEERINGWITHSCIENCE&TECHNOLOGYMONTHLY
進入21世紀,為了引領和表現新世紀未來汽車的發展走勢,不少國際汽車公司接二連三的在全球各大車展中推出自己的概念車和新型汽車。然而有一個現象必須引起我們關注:作為一個汽車大國,中國卻少有汽車企業推出自己開發設計的概念車。其中的主要原因是我國汽車設計理念和方法的缺乏以及對概念車研發的不夠重視。可以說,一個沒有自主設計和自主開發能力的汽車產業,很難說是一個完整的汽車產業。因而我們必須加大對汽車設計的研究與投入,確立一種積極正確的汽車設計的理念,廣泛開展概念汽車的設計。
1“概念車”的定義
所謂“概念車”就是尚未開始進入市場的一種設計獨特且具有一定超前意識的新車型。其主要特點就是:它必須是能給人以思考、能引導新觀念的汽車。一般在它剛設計出時,人們的審美觀念、消費能力甚至于汽車制造工業的水平還難以承受。一般它會以它前衛的外形設計、創新材料的大膽運用、更完美的性能、全新的汽車室內設計等預示著汽車工業的發展方向。
世界一些大汽車公司每年都花費大量的人力、物力設計自己的概念車,并在一些大型汽車博覽會上展示。可以說,隨著概念車的不斷推出,不久的將來就可能會出現具有今天某些概念車的某些特征或功能的汽車。但不一定每一輛概念車都會最終演變為量產車進入市場,大多數的概念車最終只能是個“概念”為人們討論、研究而已。
2概念車在現實中的意義
2.1概念車反映汽車產品設計開發的發展趨勢
2.1.1表現最高科學水平和最成熟技術的概念車
在歷屆的國際汽車大展之中,各大汽車公司和推出許多概念汽車,這些概念車除去造型優美之外,還更多的融入了大量現代的高新技術及手段,概念汽車的推出成為汽車公司引以自豪的理念,概念汽車的研究與開發往往都伴隨著新技術和新材料的使用,帶有一定的前瞻性,預示著一個新的發展階段和開端,因為這個原因,汽車公司對概念汽車的開發都投入極大的人力和物力,以其顯示汽車公司的強大發展勢頭。
各種高科技的應用,使得汽車慢慢地演變為信息、通信、娛樂中心并可與外界進行信息交換,計算機功能及互聯網的全方位介入,車載信息,娛樂設備,高級導航設備,實時交通信息功能日趨普及,這些高新技術必然要求汽車設計師們建立起一種超越時空的新的價值體系,各種新技術的出現為汽車設計賦予了更為廣闊自由的空間。汽車的功能也進一步擴展,在概念汽車的開發中,汽車逐漸由冰冷的機器變成人類交流的信息平臺,如有的概念車有自己表達感情的方式,具備有喜、怒、哀、樂等表情,這些都使得概念汽車高高地超越于量產汽車,成為一個新的時代的象征。概念汽車的設計對汽車產品產生越來越大的影響,它代表了汽車產業的發展方向和基本思路,是汽車公司設計水平和科技水平的象征。
2.1.2人類生理需求和心理需求的最大滿足———汽車工程中的人機工程學
人機工程學是20世紀50年代初迅速發展起來的一門新學科,其目的在于研究、解決工程技術設計與人體之間的關系。而汽車車身設計中的人體工程學,則是要以人(駕駛員、乘客)為中心,從人體的生理、心理和人體的運動出發,研究車身設計時,在布置和設備等方面,如何適應人的需要,創造出一個操縱方便、安全可靠、美觀舒適的駕駛環境和乘坐環境,即設計一個最佳的人—車—環境系統。
汽車設計中的人機分析首先需要對人體各部尺寸進行測量、統計和分析,在進行室內布置設計時以此為依據,確定車內的有效空間,以及各部件、總成(座椅、儀表板、方向盤等)的布置位置和尺寸關系。通過對人體生理結構的研究,使座椅設計充分符合人體乘坐舒適性要求。根據對人體的操縱范圍和操縱力的測定,確定各操縱裝置的布置位置和作用力大小,使人體操縱時自然、迅速、準確、輕便,以降低操縱疲勞程度。通過對人眼的視覺特性、視野效果的研究、試驗、校核駕駛員的信息系統,以保證駕駛員能獲得正確的駕駛信息。根據人體的運動特點,研究汽車碰撞時對人體的合理保護,正確地確定安全帶的鉸接點位置和對人體的約束力,研究振動時對乘坐舒適性的影響,研究乘客上下車的方便性,以確定車門的開口部位和尺寸。根據人體的生理要求,合理地確定和布置空調系統。研究人的心理特性和要求,設計一個舒適、美觀、輕松的乘坐環境。
2.1.3虛擬產品開發技術的運用
目前,越來越多的汽車設計公司及制造公司開始使用虛擬產品開發技術,采用三維3D技術虛擬實境開發概念車。歐寶汽車即采用3D虛擬實境技術設計開發概念車。設計人員可以親身體驗飄浮在空中的虛擬影像汽車設計和制造,節省了可觀的開發費用,并計劃推廣到其在北美的14座裝配廠去。英國的勞斯萊斯、法國雷諾、德國奧迪,以及意大利、瑞典等汽車廠都在積極進行這種虛擬設計、制造。
過去汽車研究開發中心要開發新車或是改型,都是先用油泥塑造車身實物模型,修改極為耗時。現在汽車的研發,尤其是概念車的開發越來越追求最短的開發時間。如果現在引進虛擬產品開發技術,只要在電腦中輸入數據,建構出車型數字模型,在實驗室中,即可呈現出一輛理想中的汽車影像,工程師們只要戴上目鏡,就可看得一清二楚,就有如一輛真的汽車在眼前,經過各位設計工程師的討論修改后,很快就可設計出理想的新款汽車。定型后,既可利用電腦中的數據,外包試制零部件和試裝新車,實現組裝零誤差,而且開發時效比過去快多了。2.1.4概念車向綠色環保型發展的趨勢
進入21世紀以來,世界各國已累計生產約15億輛汽車,據專家估計,2010年全球的汽車產量將達到7500萬輛。人們在感嘆汽車工業迅猛發展的同時,也越來越認識到汽車污染給人類自身帶來的危害,于是各國紛紛制定有關汽車的環保措施和法規,以保護人類賴以生存的環境,于是汽車環保設計這一汽車設計新概念被擺到了突出重要的位置上。
提高能源的利用率,改進發動機配置,包括電子控制燃油噴射系統、二次空氣噴射、熱反應器、廢氣再循環系統、催化凈化裝置、曲軸箱通風系統、燃油蒸發控制系統。
發展代用燃料,開發研究新的環保能源,包括天然氣、液化石油氣、快速充電蓄電池、混合動力、氫燃料。
在汽車制造過程中使用綠色材料、綠色包裝、綠色制造工藝以及綠色設備與裝備。
綠色汽車的回收再制造。
2.2概念車預示道路交通中人類行為方式的演變
2.2.1概念車預示了未來道路交通方式的發展趨勢
伴隨著汽車的發展,汽車的地位也在慢慢地變化,如今汽車在人們心目中成為一種符號、一種財富的象征和一種地位的體現,然而汽車作為一種道路交通方式的本質卻被人們忽略。概念車設計正是基于汽車本質的一種具有預見性的創新設計。在概念車的設計中通過對人類日常生活方式、人類于道路交通中的使用方式、行為方式和生活方式等各方面的預測和分析,設想解決未來道路交通方式中的人與物之間的不和諧因素。當今科技強勁而高速的發展使得交通工具具備了極為廣泛的發展空間,越來越多的高新技術不斷地在新車中應用。當前世界許多大的汽車公司已經意識到今后汽車發展最大的障礙已經不再是技術上的限制了,而是設計師思維的限制了。
現在各大車展中出現的概念車一般為兩種:一種是以現有的最新技術已經可以實現的概念車另外一種是那些提出了某些創新但還處于技術方案研究階段的概念車。比如能表達自己感情的車,能夠隨意更換車殼的汽車,能夠方便地更改駕駛方式的汽車,能夠在水中游的水陸兩用車,能夠飛的太空汽車,能夠變色的汽車。像由豐田和索尼共同研制的“POD”車,就能通過車前燈、后視鏡、尾部天線以及座椅向車主表達自己的“感情”。像德國大眾旗下西亞特公司在美國國際車展上推出的多功能概念車“Sal?鄄sa”,就有運動型、舒適型和城市型3種駕駛方式可供你選擇。
2.2.2概念車表現各國文化的差異
美國作為世界汽車工業的領頭羊,在概念車的制造上都是走在世界前列的。因為各種文化在美國交融、碰撞,因此其概念車更多地體現了文化的多樣性;又引起是一個高度發達的商業國家,商業設計及實用主義盛行,因此其設計是建立在深厚的美學倫理之上而又真正解決實際問題。與美國車形成鮮明對比的是日本概念車。日本作為世界產量第二的汽車大國,其概念車務實多與想象,技術勝于藝術,更關注解決技術問題,可以說這是日本概念車的設計前提,每一種車型都是為解決一種技術問題而開發的。而日本車造型保持小巧、簡潔、經濟的風格特征以及和諧的人機關系處理均體現出了日本人作為東方人思維的細膩和折衷解決問題的處事方法。
美國把設計看作商業行動中的一個重要環節,日本把設計看作加速產品淘汰的一個工具,德國把設計看作社會文化的基礎,而法國則把設計看作設計師表現的舞臺。所以從各個國家的概念車設計風格的不同,我們可以看出不同國度的不同設計理念、以及其不同的設計文化背景。
3結束語
未來汽車設計的發展必然隨著汽車技術的進步而日新月異,眾多設計師的藝術風格也會更廣泛更強烈地體現在汽車設計之中,而給予人們更加廣泛的選擇。高科技下,個性鮮明、更加人性化的汽車將是21世紀汽車產業發展的必然,因為它符合人類對文化、個性的追求和需要。因此,加大對概念汽車的設計的重視和投入,將對我國汽車產業的發展起到極大的推進作用。
參考文獻
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隨著我國交通事業的飛速發展,道路通車里程和交通車輛也逐年增加,尤其科技進步、信息化暢通、人口的發展、私家車與日俱增、客車超員、貨車超載、擁擠,給道路交通帶來了很大的工作量,同時在一定程度上也給人們帶來了出行的困難,更有甚者,造成交通事故屢屢不斷,給國家和人民生命財產帶來重大損失。因此,交通工程已成為人們息息相關的重大問題。其中交通擁擠就是一個極其突出的問題,于是就有了擴大路網面積這個隨之而來的解決方法。路網面積的拓寬,大大占用了空地面積,減少了人們可利用空間。又加速了道路的早期破壞而達不到正常使用年限,從而增加了國家用于道路的大修和建設資金。
(圖1:內蒙城東高速公路瀝青路面)
1.1道路標準達不到規范要求。我國早期建設的高速公路大多數為雙向四車道,現在不能滿足形勢發展的需要,亟待加寬改造。
1.1.1對路線交叉公路通往市(縣)級以上城市或其它重要政治、經濟中心的主要公路和通往重要工礦區、港口、機場、車站和游覽勝地等的主要公路相交時,應設置互通式立體交叉。
1.1.2對直行交通量較大的公路相交叉時,在不考慮交通轉換或地形條件適宜時,宜采用分離式立體交叉。
1.1.3對市縣級以下公路間的交叉時,在不考慮交通轉換或地形條件適宜時,宜采用分離式立體交叉。事實上,絕大多數相應等級的公路都沒有達到以上要求。規范規定:一級公路僅在對通行能力影響不大的局部路段,可修建少量平面交叉。但應設置完善的交通安全和交通管理設施;二級(相當于)公路應盡量減少平面交叉:中央分隔帶斷口,一般情況下以每2公里設一處為宜。這些指標很多地方沒達到,平交道口比比皆是,有的只隔幾百米.甚至幾十米。這一問題,不但影響車輛的運行速度,而且帶來嚴重的事故隱患。
1.2沿線設施不健全。沿線設施特別是安全設施,對交通安全是至關重要的。比如規范中規定一級公路中間帶必須連續設置中央分隔帶護欄和必要的防眩設施;橋梁與高路堤段必須設置路側護欄。筆者發現絕大多數相應路段沒有設置,即便有,交通標志標線也年久失修或者傾倒地面。如果不健全或設置不當,其危害可想而知。我國大多數省市的交通標志是由交通部門設計、施工,而由交警部門使用管理,所以在一些設置方案上往往出現矛盾,往往因雙方的出發點不一樣而引起意見不一致,影響標志標線的正確運用,造成事故隱患。1.3駕駛人員素質低。長期以來,社會上總會有一些駕駛員,有的沒有經過正規培訓,駕駛技術低,對交通規則不熟悉,遇到緊急情況往往不能正確處理。為了取證,有的人請上一餐飯局甚至花錢買來駕駛本,有的出租車司機受利益趨動,空車時在路上慢逛,尋找客源,隨意停車、掉頭。拉上客后超速行駛、搶道、占道時有發生。加之部分農用車也上路跑運輸致發生不該有的事故發生。 1.4拆遷不到位。新建公路的選線原則是近村不進村,盡量避開輸電、油、氣等管線,盡可能減少與大型建筑物的沖突。但舊路和城市道路拓寬改建.引起拆遷是不可避免的。較難解決的是個體戶建筑物,在經濟利益的驅動力下,拆一半,留一半等著錢拿到手著再拆下一半。
(圖2:六武高速公路經過鄉鎮拆一半留一半)
過去搞拆遷,由國家或省市級政府下達統一的補償標準,具體執行時一般按紅頭文件往下推行,帶有一定的強制性。實行市場經濟以來,拆遷工作也市場化了。2001年11月1日國家新實施的《房屋拆迂管理條例》中規定:拆遷的貨幣補償金額,根據被拆遷房屋的區位、用途、建筑面積等因素,以房地產市場評估價格確定。評出的價格要達到被拆遷戶的滿意才能執行。現在公路建設資金的方式一般是高速公路、收費路由業主統一辦理,其它由國家投資建設的公路,國家出主體工程費,拆遷占地由地方解決。但受地方資金不足的影響,操作起來有一定困難,往往出現所謂釘子戶,就是不拆。這樣就出現了路面局部變窄,視線或能見度不夠等不安全因素。
2、交通工程與環境保護。
無論在城市、還是工礦甚至鄉村,交通涉及到了多方面的環境污染,車輛的噪聲污染就是一個嚴峻的問題。隨著車輛的增加,為了滿足其出行的需要,交通道路得到了增多,但是也給人們帶來的苦惱的噪音污染問題,這就難以避免交通工程與環境保護發生沖突。
2.1交通給環境帶來的污染。
2.1.1造成環境污染有兩個“敵人”:噪音污染和空氣污染。噪音污染主要有兩方面的來源:一是車輛噪音污染和城市交通建設施工所帶來的噪音污染。前者是由于經濟高速發展,國民生活水平大幅度請提高,出行工具不斷現代化,造成車輛數目大幅度增長。后者是由于居民越來越大的交通出行需求和日益擁擠的交通出行不便所致。城市、工礦、道路網越來越頻繁的加快建設,導致交通建設施工噪音越來越大、污染越來越濃、越來越頻繁。這種環境污染嚴重影響著人們的生活,對環境造成了嚴重的破壞。
(圖3:道路環境污染)
2.1.2路網的進一步建設,也使城市中的居民生活用地的進一步減少,這也是交通工程對環境的一個重要影響因素。
2.1.3在城市以外的交通建設,也面臨著越來越多和環境的沖突。城市外環境是一個相較城市環境更加自然的環境體。因此也更容易受到人為影響。所以,在道路,鐵路,橋梁、工礦建設上,城市外環境面臨著更多的破壞。野外生態環境遭到的破壞,所帶來的影響是深遠的。
3、綠色交通
隨著日趨高峰的交通給環境帶來的壓力和污染,綠色交通的概念應運而出。綠色交通是為了降低交通擁擠,降低污染,促進社會公平,節省建設資金來完成社會經濟活動系統。通過這些理念達到和諧、有機統一:有序、安全、舒適、低能耗、低污染。
2.1綠色交通是與可持續發展相一致的概念,即減輕交通擁擠,減少環境污染,合理利用資源。其本質是建立維持可持續發展的交通體系,以滿足人們的交通需求,以最少的社會成本實現最大的交通效率、效益、效能和效果。
2.2通過綠色交通思想,可以進行實施城市、工礦、鄉村交通建設中噪音減少的相應舉措,劃分施工時間,控制施工噪音分貝,降低噪音污染。對于車輛噪音污染,盡量把路網規劃遠離居民區集中的地方。對于車輛尾氣的排放,進行限制標準測試。
2.3盡可能合理規劃用地,給居民創造一個舒適便捷的生活環境。
人機工程學與設計,是個老生常談的話題。
人機工程學是以人的生理、心理特性為依據,應用系統工程的觀點,分析研究人與機械、人與環境以及機械與環境之間的相互作用,使得設計出的產品在操作使用時更加安全、高效、舒適,人-機-環境的配合達到最佳狀態的工程系統提供理論和方法的科學。從人機工程學概念產生的那天起,西方各國各學科的專家紛紛從自身專業角度出發進行更深入分析探討與研究,以求的人機工程學領域占得一席之地,因專業出發點與研究方向的差異,也有專家將這個概念稱為“人類工程學”、“人因工程學”。
近年來,隨著人們物質文化的不斷進步,人機工程學在產品設計中的人文關懷方面起到越來越重要的作用。產品設計中的人機應用核心是“安全、高效、舒適”,眾多設計師在各類產品設計中為了使產品達到使用操作更安全、更高效和更舒適做了大量的努力。
安全使用,人文關懷之根本
安全使用是設計師對顧客最基本的人文關懷,是產品設計是否合理的最根本的判斷標準。好的產品設計,可以使得產品使用者或者產品使用者的利益在規范使用的狀態下最大程度的避免一些不必要的傷害和損失。在過去,產品設計中所涉及的安全更多的是顯性安全,是指可以看得見的比較直接的傷害或者損失,比如各類電子產品要做到不漏電,交通工具要做到性能靈便等,而在科學技術飛速發展的今天,產品安全中所涉及的安全除了顯性安全外還包括隱性安全,那么我們如何理解隱性安全呢?和顯性安全相對應,隱性安全是指間接的傷害或者損失。前面我們說對于各類電子產品我們要做到不漏電,但是現在的很多電子產品除了有漏電隱患外還有其他新技術所帶來的安全隱患,比如電磁輻射,特別是電磁對于孕婦的輻射,有可能給孕婦中的胎兒造成發育不良甚至畸形,這就要求我們產品設計師在相關產品設計與研發中應注意以下幾個方面問題,一:產品防輻射附屬產品的研發;二:產品輻射研究,根據產品輻射的強弱、范圍等制定產品使用說明,可以引導和限制孕婦使用產品時間及頻率;三:可代替產品的設計。這樣,我們產品設計師就可以將相關產品對于孕婦的輻射傷害降到最低。
我們再研究汽車的安全隱患,汽車的安全隱患中最大的問題是在駕駛中如何降低和避免事故的發生,為此我們的工程設計師是通過工程結構設計使得汽車的一些功能如制動、油門、打火等控制更加靈敏,可是盡管如此,每天各類交通事故頻發,那么事故問題又是在哪,我們設計師需要做出什么樣的車輛改進方案呢?社會常識告訴我們,絕大多數的交通事故幾乎都是人為引起,如疏忽、疲勞、酒駕,所以我們設計師需要更多的考慮與研究人為事故隱患的避免,這就是近年來各類智能概念汽車出現的主要原因。目前涉及智能汽車的概念設計主要圍繞以下兩個方面進行研究,一:紅外線感應系統,通過感知車輛與周邊環境中的車輛距離來判斷是否安全并做出提示;二:gps車載導航系統與車輛自駕系統,車輛智能自駕。
隨著各類生活、學習、工作用品的日益更新以及各類新技術新材料的不斷在產品中的運用,必將出現新的安全隱患,我們設計師需要盡量避免或者消除產品設計中的安全隱患。
高效使用,人文關懷之價值
在經濟社會中,效率就是金錢、效率就是財富,提升效率是提升產品設計的價值所在。在農耕社會,一個人完成百畝以上的農田的耕作是不可想象的事,可是播種機、插秧機、澆水機、收割機等農業機械工具的出現并代替傳統手工耕作后使得這一切成為現實,一個農民可以完成曾經幾十個甚至上百人才可以完成的農活,這就是新產品所帶來的效率;文字的出現,使得我們記錄生活中的一切成為可能,而從竹簡刻字到筆墨撰寫再到電腦敲字,文字記錄方式的進步極大的推進了各類文化知識的傳播,語音識別系統的開發,將會使得我們記錄工作更加的輕松;俗話說“要想富,先修路”,可是路通了也需要交通工具給力,從坑坑洼洼的土路中行走的馬車到瀝青路駛過的轎車再到磁懸浮飛過的高速列車,交通工具的改進給人們的出行帶來極大的便利,這時候我們發現地球已經換了一個概念—— “地球村”。
在產品效率提升與改進的問題上,設計師需要和材料專家、工程結構師、科學技術人員緊密合作,靈活的將先進的技術材料等運用到產品設計中,通過設計改變生活、提升工作效率、便利文化知識傳播。
三、舒適使用,人文關懷之靈魂
舒適是指產品可以達到功能更人性、使用更輕松、操作更方便的狀態,可以降低工作難度、減少操作疲勞。舒適使用是產品設計的終極目標,是產品設
轉貼于
計師的終極追求,也是產品使用者的終極愿望。
在我們的生活中,我們經歷過太多設計不夠人性化的場所,也使用過眾多功能不合理的產品,比如公交站點處候車時的休息不方便、城市公交信息獲知不到位,比如醫院輸液時座椅功能不夠人性等,這樣的結果就是我們會感覺到自己處于身心疲憊情緒煩躁的狀態。
在公交站點我們需要什么?首先,公交信息的動態,我們應該隨時獲知當前城市交通狀況以便有選擇性的乘坐公交;其次,我們需要在候車時通過了解天氣狀況、城市各種文化信息等來打發時間;最后,我們需要有方便休息、零時充電、雨傘租借、零錢調換等服務。在達到以上幾點要求后基本可以滿足人們在候車時的各種需求,這樣才能體現出城市文明中的人文關懷。
當然,比起公交站時的無聊在醫院的輸液治療更讓患者無奈,患者在輸液時更像被禁錮的小鳥暫時失去自由,在憂郁的凝結的空氣中等待輸液的結束,在人滿為患時還得連累陪護人員無法休息。那么,輸液椅應該被改良成什么樣子呢?首先,應該具有良好的人機尺寸設計及坐感,可以調節靠背與扶手;其次,輸液椅應該有飲水裝置、垃圾收集、呼叫按鈕及多媒體設施;最后,子母椅的設計也是非常必要,以便陪護人員在特殊事件可以休息。
一、“交通環境與保護”課程授課內容
“交通環境與保護”課程是蘇州科技學院(以下簡稱“我校”)交通工程專業的一門專業限選課,課程講授的主要內容有:環境科學的有關概念和道路交通環境保護的原則;公路景觀設計、城市道路景觀設計和城市互通立交景觀設計的基本要求和相關的工程實例;道路交通環境影響(噪聲、振動、汽車尾氣、自然資源)、污染防治的基本知識和技術以及噪聲、振動、汽車尾氣的測量方法;道路交通環境影響評價;道路交通環境管理、監測;環境經濟分析方法和環境經濟決策。
二、“交通環境與保護”課程教學方法的弊端
在以往的課堂教學活動中,主要采用以系統講授為主的結構式教學方法,該方法最大的優點為授課信息量大,教學效率高。[4]但是,對于“交通環境與保護”這門對實踐要求較高的專業課,如果采用系統地授課方法存在著以下不足:首先,教師是課堂的主導,連續灌輸知識,學生經常處于被動狀態,沒有獨立的思考時間,這樣會使學生主動和獨立學習的能力受到限制。其次,系統的授課方法專注于知識的傳授,不能培養學生的實際應用能力,盡管在教學過程中采用輔以增加工程實例的教學方法,在某種程度上能夠補充系統講授法的不足,但是在培養學生將所學習的知識應用于工程實踐方面,仍顯得薄弱。再次,在考核方式上采用筆試閉卷的形式,題型涉及填空、選擇、判斷、簡答、論述、綜合分析、案例分析、計算等,并按照學校規定的考核要求,即考查課期末考試出A、B兩份試卷,試題不得重復,綜合題目應占試卷分數40%左右。在出卷時盡量覆蓋授課的所有主要知識點,力求全面貼近實際工作。但試卷分析的結果表明,涉及理論的客觀題目試題的成績較高(試題難度系數為0.8以上),案例分析題、綜合分析題的成績較低(僅有試題難度0.4,個別學期甚至更低),究其根源,學生在日常學習和準備考試的過程中,常常對主要知識點死記硬背,忽視對知識的應用,對同一個知識點不能舉一反三。因此,要解決以上問題,“交通環境與保護”課程在教學內容、教學手段、教學方法上的改革勢在必行。
三、“交通環境與保護”課程的教學目標與手段
我校交通工程專業開設的“交通環境與保護”課程,總學時32學時(2010年以前為34學時),周學時3,其中,理論教學26學時,實踐教學6學時。課程安排在大三下學期,這時學生大都已經修完“工程地質”、“大學物理”、“路基路面工程”、“道路勘測設計”“交通工程基礎”等相關專業基礎課程,以上課程是本課程學習的理論基礎。教學目標是教學方法的航標,所以教學目標決定著教學所采用的方法。“交通環境與保護”作為一門重要的專業課,其主要任務是使學生了解環境科學的有關概念,掌握道路交通環境問題的來源、特征和規律以及道路交通環境保護的原則,掌握道路工程景觀設計的基本要求,重點掌握道路交通環境污染的防治技術與方法,了解道路交通環境影響評價、管理、監測以及環境經濟分析方法和決策。能夠應用道路工程、環境工程和系統工程等綜合方法尋求解決道路交通環境問題的最佳方案,使道路交通建設與環境建設相協調。同時,通過課堂教學和實驗教學相結合的教學方式,培養學生理論聯系實際的能力。通過交通噪聲振動測量實驗、汽車排氣測量實驗,使學生能夠進一步加深對噪聲、振動、汽車尾氣等基本概念的理解和基本理論的掌握,培養學生進行道路交通噪聲、振動及汽車尾氣實驗的基本技能,提高學生綜合運用所學知識發現問題、分析問題、解決問題和工程實踐的能力,提高學生的專業綜合素質,為后續課程的學習及畢業后的工作奠定堅實的基礎。由于“交通環境與保護”課程學時較少(2010年以后僅為32學時)、教學內容較多,這對教學內容的安排提出了更高的要求,需要做到重點突出、主次分明,以達到既能使學生掌握基礎知識又能使學生的實踐能力得到鍛煉的目的。理論教學的26學時,應根據教學內容選擇教學的形式,一般采用以多媒體教學為主,板書為輔的教學手段。對于道路交通噪聲振動控制、大氣污染控制等內容,采用多媒體為主,并輔以實驗演示,對于難點和重點公式內容,則通過板書進一步講解和推導,使學生加深對該知識點的印象。在制作多媒體課件時,應對教學內容進行仔細推敲并精簡提煉,條理清晰,避免與課本內容的重復和大量文字的堆砌,做到圖文并茂,并配合使用Flash等動畫形式,起到畫龍點睛的作用,激發學生的學習興趣。
四、“交通環境與保護”教學方法的研究
基于對“交通環境與保護”課程重要性的認識以及學生學習的實際情況,需要不斷更新教育思想和觀念,改進教學方法,大力推廣現代教育技術的應用,對“交通環境與保護”課程的教學方法進行一系列的改革與探索。
1.更新教育思想和觀念以適應現代教育對學生培養的要求
現代教育的目的不僅僅是對知識的一味傳授,而是應該注重對學生的工作能力和各種素質的培養,特別是對創新能力的培養。只有這樣才能培養出高素質的人才。現代教育的另一重要目的則是幫助學生學會學習,掌握終身學習的方法。這是知識經濟時代的特點所要求的,為了適應這種要求,教師必須在教學方法和教學手段上進行相應的改革。
2.運用適當的教學方法激發學生的創造性
對于“交通環境與保護”課程教學方法的改革,首先要摒棄現有對知識傳授的“一味填充式”及“以教師為主導”的授課方法。盡量采用“互動式”教學方法,通過教師與學生、學生與學生之間的互動、啟發和討論,使學生積極參與對授課內容的思考,這對于學生獨立思考能力的培養是非常重要的,但是同時也對授課教師提出了更高的要求,授課教師在授課時要對所講授的內容做好充分準備,思考如何提出問題、如何引導學生去思考問題、如何辨析可能出現的錯誤答案、如何讓更多的學生參與等。在教學的過程中還應積極引導學生大膽思考、各抒己見,使學生的思維得以訓練,激發學生學習的熱忱,進而激發學生的創造性,培養學生的創新能力。
3.突顯實驗教學在本課程教學中的重要地位
對于眾多學科而言,實踐教學都是理論聯系實際的橋梁。[5]“交通環境與保護”課程是交通工程專業的一門重要的專業課,但是目前開設本課程的本科院校屈指可數,自2006年開課以來,教研組一直堅持在“交通環境與保護”課程教學別安排6學時實驗(盡管2010年以后該課程課時縮減為32學時),認真編寫實驗教學大綱、實驗指導書和實驗報告。實驗內容包括:
(1)交通噪聲振動測量實驗。該實驗為綜合性實驗。學時數為4學時,每組人數5-6人,學習掌握評價道路交通噪聲振動的物理量,學會使用HS5633B型普通聲級計、HS6288B型噪聲頻譜分析儀、HS5933A型環境振動分析儀、HS5660X型多通道噪聲振動測量分析系統測量道路交通噪聲的方法。
(2)汽車排氣測量實驗,該實驗為驗證性實驗,學時數為2學時,每組人數5-6人,學習汽車在不同工況下的尾氣排放量的特點,學會使用FGA-4100型汽車排氣分析儀測量汽車排氣的方法。在實驗過程中,學生的學習興趣濃厚、熱情很高,在測量的過程中,能積極回答老師提出的問題,并結合自己所學的知識積極主動提問,形成師生間的互動,教學效果較好。因用于教學的測量儀器不是很充足,學生能夠主動排序,做到每個學生都能親自動手操作,并測出相應觀測點的噪聲和振動,使實驗井然有序地進行。盡管實驗的學時數只有6個,但學生的前期知識準備時間比較長,知識貯備充分,所以實驗的效果較好,另外,安排實驗教學時間時,考慮到實驗課應是理論學習的應用和補充,摒棄了以往在理論課程全部結束后才實驗的做法,并按照理論課程內容合理安排實驗教學環節,使學生能夠對理論知識學以致用。
4.改革總評成績的考核內容的組成,擬定新的考核標準以往對“交通環境與保護”課程考核的總評成績中,平時成績占60%,期末考試成績占40%。學生的平時成績主要包括考勤、實驗、作業三部分,每部分各占1/3,這種幾分方式往往不能反映出學生的真實水平,如學生的期末考試成績30分(百分制),而總評成績“及格”。為了避免此類現象的發生,對該課程的總評成績考核方式進行如下改革:
(1)總評成績的組成。平時成績60分,主要包括實驗(30分)、課堂討論(20分)、作業(10分),期末成績占40分。
(2)評定標準。及格的標準為:實驗(18分)、課堂討論(12分)、作業(6分)、考試成績(16分)。如果各考核項目均達到及格標準,考核結果為及格(60-69分);如果有一項未達到及格標準的,考核為不及格;總評成績70-79分,考核結果為中;總評成績80-89分,考核結果為良;總評成績90-100分,考核結果為優。學生的平時考勤在總成績中綜合體現,無故曠課每次扣總評成績5分,遲到或早退每次扣總評成績3分。2010-2011第2學期,對交通工程2008級學生執行此考核標準,綜合成績分析結果表明,期末考試成績較往年有顯著的提高,平均分為78.9分,標準差為6.10,成績分布理想,說明該總評成績的考核方式效果良好。
論文摘要:在明確工科專業基礎課雙語教學中創新教育定位的基礎上,基于分層教育理念,以國家級特色專業交通運輸專業基礎課交通運輸系統分析為例,提出了“隱性分層、適當集中、強化團隊、動態評價”的教學模式設計。
0 引言
工學專業基礎課是課程體系中通識教育向專業教育過渡的關鍵環節,也是夯實工程基礎、培養專業技能和鍛煉創新能力的起點。在專業基礎課授課階段開展創新教育,不僅有利于學生構建其創新能力所需的知識結構體系,更符合能力培養循序漸進的客觀規律性,提高專業創新能力培養的起點。
1 專業基礎課教學中的創新教育定位
從能力的層次體系上來看,專業基礎課教學中的創新能力培養,應注重其基礎層次,即創新意識和創新思維的訓練。因此,專業基礎課雙語教學中創新能力培養目標的應定位為,在教師的指導下,學生通過自主學習,達到逐步建構創新能力的知識結構體系,并對專業基礎理論和基本方法能主動獲取和初步運用的目的。
2 分層教育理念下突出創新能力培養的教學模式設計
分層教學是按專業所需、學生學習能力和接受程度施教的一種教學模式,應用分層教學理念,突出創新能力培養,進行工程學科專業基礎課雙語教學模式設計,需要準確理解專業人才培養目標,深入分析專業教學環境,結合專業基礎課特點進行。下面以交通運輸國家級特色專業的專業基礎課交通運輸系統分析為例,探討突出創新能力培養的教學模式。
按照交通運輸專業“基礎厚、素質高、能力強、上手快、后勁足的交通運輸行業復合型創新性人才”的培養目標,專業基礎課交通運輸系統分析承擔了大交通系統思維訓練和系統分析方法技能訓練的基本任務,旨在培養學生掌握系統分析的基本理論與方法,著重培養學生了解和掌握交通運輸系統分析的基本理論、基本方法和專業創新思維,使學生基本具備以系統思想和系統分析方法處理交通運輸問題的能力。該課程為2學分/32學時的必修課,開設在第五學期。此時學生已經修過4學期的大學基礎英語課程、數理類及文哲類通識基礎課程,并具備使用計算機和網絡的基本技能。
3 交通運輸系統分析課程的教學模式設計重點
3.1 隱形分層
考慮到學生自學能力的培養、積極性的發揮以及教學管理方面的難度,貫徹“隱形分層”的原則,即通過對教學目標、教學內容、教學要求的不同詮釋和有序的教學組織,達到相應的教學目的。在實施過程中樹立全過程的隱形分層教學理念,即從課前準備、課堂教學、課外活動及輔導、效果評價等方面進行精心設計。
如,在教學資源的準備環節,首先將課程內容進行模塊化,針對每一個模塊/子模塊,搜集、整理和設計相應的教學資源,按隱形分層原則,分別給出其在創新能力培養上的種類,標注綜合應用、一般應用、理解級和識記級等級別,同時,也給出其在創新能力培養上的訓練方式,如概念拓展、觀點提煉、方法改進、全新應用等。如,系統分析模塊中的綜合應用類中,可設計一個選題:選擇一個人工系統,對其進行系統分析,并給出改進建議。學生通過自主選題,可實現對系統分析程序和方法的整合運用和拓展。同時,按30%:50%:20%的一般分層比例劃分出3個學習能力層次,對每個層次的學生在不同的創新級別上應達到的要求做出詳細說明,作為教學活動開展的基礎和教學評價進行的基本依據。
3.2 適當集中
專業基礎課的教學內容涉及基本概念較多,加之雙語教學所使用的專業詞匯和用法,對于基礎和學習能力不同的學生來說,幾乎同樣陌生,若僅依靠其自學,可能會造成學習效率較低。更重要的是,學生剛剛進入專業基礎課階段的學習,其思維習慣才開始從被動接受期向主動學習期轉化,此時,教師要予以適當引導,通過集中講授基本概念和集中指導學生創新活動,幫助學生完成向自覺進行創新訓練的轉化。
3.3 強化團隊
考慮到學生英語基礎和學習能力的差異,隱性分層理念應用于教學過程時,應以學生為中心,采用任務型團隊合作的模式,即全班學生自愿或隨機組成若干小組,在課堂或課外分工合作,完成真實的專業學習、工作等任務,從而培養學生的綜合創新能力。
團隊合作的形式,不僅有利于不同學習能力的學生各展所長,更能使其在分工與合作中達到創新訓練的目標。仍以上例選題說明,當確定了選題小組后,組成該團隊的學生會自然分化并體現出不同的能力層級,進行課下準備時,學生自行根據自己的英語及專業基礎和能力情況選擇相應的分工,如有些同學負責檢索網絡資源,有些負責資料的翻譯、整理,有些負責寫作和講演。每位同學在該項任務中都需記錄分工和完成情況、個人和團隊收獲。團隊中分層的形式不是通過教師指定,而是在形成任務型團隊及開展工作的過程中逐漸形成的,這種“隱性分層、團隊合作”的形式,輔以教師對于該團隊具體工作的單獨輔導,使得不同層次的學生都有發揮的空間,也更容易實現學生對自己創新能力的定位和層級的提升。
3.4 動態評價
對于創新能力來說,傳統評價方法不易給出客觀結果。因此,應當避免采用期末考試作為主要指標、評價主體僅為教師的情況,而應從多方位、多角度、多層次進行客觀評價,促使學生自我反思、自我教育、自我發展,采用全過程學生自評、小組互評和教師評價相結合的動態調整評價方式,使學生能夠清楚地定位自身的能力層次,明確能力提升的方向。
在交通運輸系統分析的教學過程中,概念拓展、方法改進、問題提煉等多種創新能力培養形式和環節貫穿始終,學生和教師均可以通過每個環節的創新能力層次和難度來判定學習效果,不僅評價次數多,評價的內容也隨著教學內容和要求而呈現多元化的特點,因此,評價的結果呈現動態變化,更能客觀反映學生的創新能力訓練效果。
4 結論與展望
教學實踐表明,學生面對創新環節的訓練,學習能力強,視野開闊,視角獨特,對問題的提煉和分析過程參與程度高,分析思路和方法選用上拓展性強。突出創新教育的工程學科專業基礎課雙語教學活動是一項系統工程,需要教學理念、教學資源、教學管理的更新、完善和配合,從而實現對學生創新能力的培養延伸化和常態化。
參考文獻
[1] 葉林,鄧筱紅.高等數學分層教學嘗試[J].高等教育研究學報,2006(3):52-53.
對于交通設施體系的構成,隨著人類思想的進步不斷發生著變化:早期在有限的建設能力和資金能力基礎上,其構成只包含了最基本的部分—道路、鐵道的本體;當交通安全問題提到議事日程之上以后,交通標志和標記、交通監控系統等成為交通設施體系中不可缺少的內容;當交通環境問題提上議事日程,隔音墻、交通環境監控設備等成為交通設施體系中的新成員;與可持續發展的要求相適應,支持與土地利用規劃相結合的交通規劃決策支持系統和信息采集管理系統、更加充分發揮交通設施能力的交通誘導系統等成為交通設施體系中的重要成員。在這種硬件設施構成內容變化的背后,設計觀念的更新,交通基礎設施建設目標的變化等發揮著重要的作用。
以歐美日等發達國家智能化交通系統計劃為例,表面看這是交通系統結構的變化和技術的變化,在傳統的交通系統中增加了交通誘導系統、交通信息系統等,以及采用了計算機技術、控制技術、通信技術等進行技術改造。實際上在后臺起到支撐作用的是這樣一種認識:在有限的土地資源和環境資源制約下,傳統的交通系統無法滿足不斷增長的交通需求,必須通過采用現代高新技術加以改造,提高資源的利用效率。在此基礎上形成了一系列新的系統概念,例如:
綜合交通信息系統提供道路網上的交通阻滯、交通事故、運行時間等情報,并提供公共交通的情報,幫助人們選擇合適的交通方式、恰當的出行時間、合理的交通路線,促使交通出行分布在綜合交通網絡上進行合理分布,以減輕整個交通網絡的負擔。
交通誘導系統向車輛駕駛員提供信息服務,幫助他們了解整個道路網絡的交通擁擠狀態,引導他們避開擁擠路段或交叉口,促使整個路網負荷均勻化,達到提高利用效率的目的。
貨運管理系統在交通信息的支持下,合理制定車輛調度計劃,提供貨物集配服務等,其目標是促進貨物運輸的高效化。
客運管理系統在交通信息的支持下,合理進行營運車輛調度,并提供公共交通服務信息,以提高客運系統的服務水平,吸引更多的客流,減輕整個城市交通系統的負擔。
自動駕駛控制系統是在自動控制技術的支持下,提高單位道路面積的車輛通行能力,以及增強交通安全性。
由此可見,新的交通系統概念的提出過程中,需要觀念和目標的更新作為前導。
當今世界,可持續發展已經成為許多國家的戰略目標,我國亦將其作為重大戰略加以實施。1992年總理率團出席了聯合國環境與發展會議(UNCED),莊嚴承諾中國將認真履行會議所通過的文件,總書記在黨的十四屆五中全會和第四次全國環境保護會議上的講話中均強調:在現代化建設過程中,必須把實施可持續發展作為一項重大戰略。同時,我國政府制定了《中國21世紀議程》,作為重大舉措,制定了《全國主要污染物排放總量控制計劃》、《中國跨世紀綠色工程規劃(第一期)》。
與基礎設施建設緊密關聯的可持續發展目標是:改善人類居住區的社會、經濟和環境;改善居民的居住工作環境和生活質量。這一目標需要通過多種途徑的努力才能有效地實現,作為基礎設施重要組成部分的交通建設對這一目標產生多方面的作用:引導作用,對區域社會經濟空間形態發展的引導;支持作用,提供區域空間的基本支撐框架;保障作用,對于地震等災害的救援來說,交通網絡是最基本的生命線。對于交通領域來說,在可持續發展的思想指導下的建設目標是建立促進人類居住區持續發展的基礎條件,其手段主要有:將土地利用與交通運輸規劃相結合;確立減少交通需求的發展模式;發展公共交通;改善交通管理;鼓勵非機動運輸方式等。
與發展目標相互關聯,可將面臨的復雜問題分解為如下層次關系:
第一層次的問題(目標層):建立支持可持續發展的道路交通綜合系統,提供對區域空間合理支撐框架、合理使用自然資源、有效支撐經濟發展、具有一定的防災抗災可靠性的交通服務基礎條件。同時需要強調的是,道路交通綜合系統的直接目的是對人和物的流動加以支持,而不是簡單地對車輛的運行加以支持等。
第二層次的問題(宏觀控制層):通過規劃手段實現交通系統的總體協調和優化,以避免資源的浪費,并將交通建設作為用地規劃、城市體系規劃、國土規劃實現過程的重要支撐基礎和調控手段;通過政策手段引導實現交通模式的合理結構,通過需求管理促進用資源的合理利用,優先發展公共交通系統;采用政策手段促使交通行業的技術更新,優先推廣節約資源和能源,提高交通系統運行效率的技術等。
第三層次的問題(技術層):加強信息技術在交通工程中的應用,例如交通誘導系統、交通綜合信息系統等;認真研究和實施公共交通系統的發展和技術進步;減少對環境的交通污染:噪聲、廢氣、振動的防治;廢舊材料的利用,以減少對自然界的索取等。
可持續發展是當今使用頻率相當高的一個詞匯,其基本定義可以表述為“既滿足當代人的需求,又不危及后代人滿足其需求的發展”。可持續發展是一種思想,意味著觀念的轉變;可持續發展是一種方向,意味著規劃和目標的修正;可持續發展是一種宣言,意味著具體行動中的計劃和貫徹。
回顧道路交通工程發展的歷史,呈現出一種人的認識觀念與科學技術相互交織的發展過程,道路設計概念曾經歷多個層次的提高:以工程造價為標準層次;結合交通服務水平標準層次;增加環境保護標準層次;可持續發展標準層次。每一層次的提高,都是在前一層次的基礎上增加了新的評價因素,體現了一種觀念的更新。每一次層次的提高,也都伴隨著新技術的推廣應用:第一次層次的提升,是在交通工程學科發展的基礎上進行的,交通流分析技術、交通設計技術、交通工程技術提供了強有力的支撐。第二次層次的提升,引進了環境科學的觀念,形成交通環境的研究領域,考慮道路網環境容量的交通規劃、交通公害(噪聲、廢氣、振動)的防治、道路景觀設計等。第三次提升,則更加注重巨型系統思想的應用,將把基礎設施建設與社會經濟的持續發展緊密聯系在一起。在可持續發展思想指導下,道路交通現代化建設需要進行觀念的調整、目標的調整,以及系統結構的調整。
2.結構的變化—道路交通綜合系統的構成
在可持續發展戰略指導下建立道路交通綜合系統是一個包括“政府調控行為、科學技術能力建設和社會公眾參與”的復雜系統工程,采用宏工程的觀點看待這一問題,需要分析系統外部環境對道路交通系統所提出的功能要求,根據這種功能要求確定系統的結構,支撐這一結構的科學技術體系。
根據執行可持續戰略的要求,道路交通系統將與其它系統之間形成如下接口關系:
與自然系統的直接接口,包括從自然界的索取、向自然界的排放、對自然界的干預等。
與社會系統的接口,與城市化進程的協調,對國土發展均衡程度的調節,對消費模式的影響等。
與經濟系統的接口,包括與區域經濟發展戰略的協調,與能源利用政策的協調,對產業結構與布局的影響等。
這種接口關系要求道路交通系統滿足如下功能:
基本交通功能,保證交通運輸通暢、安全、快速、舒適、便捷;
環境保護功能,提高單位土地的利用效率,減少對自然界的索取和排放;
促進社會進步功能,通過有效的規劃手段促進城市體系、區域布局的健康發展,正確引導社會消費方式,促使社區健康發展;
支持經濟發展的功能,保障經濟發展戰略的實現,促進經濟結構和經濟布局的調整。
為適應功能要求多樣化的發展趨勢,所建議的道路交通綜合系統將由政府管理子系統、基礎設施子系統、科學技術子系統、公眾服務及參與子系統所構成。
交通基礎設施建設就是政府對可持續發展發揮作用的一個重要方面,政府有責任為社會和經濟發展的建立合理結構和布局的基礎,有責任確定正確的交通發展戰略,同時交通設施又是政府的一種很有效的宏觀調控手段。回想一下泰國曼谷城市交通所陷入的困境,許多城市交通造成的嚴重廢氣污染,我國城市交通中公共交通危險的萎縮傾向等,可以清楚地看到政府所擔負的責任有多么重大。與這種責任相比,我國政府機構在制定交通發展戰略、政策、規劃和管理的過程中所獲得的技術支持就顯得有所不足,不夠健全的信息系統、分割的管理體制、不夠暢通的與專家之間的溝通渠道等都是需要進一步克服的重要問題點。
針對這一情況擬建的政府管理子系統,是以政府管理工作人員為使用對象,依托計算機網絡系統,支持政府決策過程的人機系統。其理論基礎在于錢學森先生1989年提出的開放的復雜巨系統及方法論,即從定性到定量綜合集成法,這種方法進一步發展成為從定性到定量綜合集成研討廳。這一理論方法的實質是將專家體系、統計數據和信息資料、計算機技術三者結合,構成一個有機的整體支持決策活動。政府管理子系統的技術目標主要是提高決策的質量,而非單純提高決策分析速度。系統的基本工作方式是信息服務、集成研討、決策分析。
基礎設施子系統中除了傳統的道路本體設施以外,交通監控系統、交通信息系統、交通環境保護系統、自動收費系統、交通安全及事故處理系統等均是其中重要的組成部分。現代化的交通監控系統是道路交通系統中不可缺少的部分,它以平滑交通流為直接目標,并由此產生減少廢氣排放、減少能源消耗的目的。與國外的系統不同,我國需要認真考慮混合交通所帶來的特殊問題。交通信息系統對調節交通需求、支持管理決策、支持運輸部門和企業制定車輛調度計劃等均有重要的作用,由信息采集、信息加工、信息幾部分所組成。交通環境保護系統由廢氣、噪聲、振動防治和監測兩個基本部分所組成,其硬件包括隔音墻、低噪聲鋪裝、橋梁減震裝置、交通污染專用監測裝置等。
科學技術子系統的目的是通過技術推廣和技術培訓促進行業的技術進步,其構成包括科學情報服務體系、新技術推廣體系、學術研討體系等,硬件方面得到重點實驗室、部門開放實驗室、網絡虛擬實驗室、情報信息Web服務節點、觀測實驗系統等的支持。其中網絡虛擬實驗室是進行有關道路交通領域工程技術研究和科學研究、進行道路交通領域高等工程教育、推廣新技術新概念的重要基地;其主要服務對象為道路交通工程技術研究人員、高等學校的教師、研究生和本科學生等;虛擬實驗室建立在計算機廣域網絡基礎上,其核心是由計算機仿真實驗系統所構成;系統主要提供遠程教學實驗和工程實驗方面的服務。
公眾服務與參與子系統在道路交通綜合系統中占有不可替代的地位,交通需要公眾密切參與,對公眾服務包括信息服務、救援服務、管理服務等,例如智能交通系統中交通誘導系統、停車場引導系統、公共交通服務信息系統等均是公眾服務概念系統;而公眾參與則是指為獲得公眾理解與支持,所進行的公眾教育(有些甚至是采取計算機仿真游戲的方式)、公眾訓練等活動,道路交通綜合系統將通過交通培訓基地、依托計算機網絡的虛擬訓練基地、交通宣傳系統等對其進行必要的支持。
3.科學研究結構的變化—值得關注的研究領域
由于可持續發展提出了新的要求,因而支撐道路交通建設的科學研究內容發生著重要的變化,傳統技術的比重正在下降,新技術學科的研究內容正在迅速得到關注,并正在得到逐步應用。
具有遠見的規劃是可持續發展的基本保證,因而交通規劃研究領域正在發生著深刻的變化。交通規劃從以基本依靠經驗的定性分析為主階段,到調查研究基礎上的定量分析為主階段,在向定性定量相結合的新階段,呈現了一種螺旋式上升發展的過程。這首先是由于對于交通系統的要求變化,不僅需要滿通需求,而且需要對社會經濟的可持續發展提供基礎支撐條件。要求的變化造成研究范圍的擴大變化,使得我們更加難以對研究對象的長期發展作出準確的預測。因此,交通規劃的研究范圍進一步擴大,更加注重與社會經濟系統之間的協調配合,更加注重解決戰略規劃層面的問題,同時更加注意在長期交通需求預測不可能準確的前提下交通規劃方法的研究。作為理論基礎,宏工程理論和從定性到定量綜合集成技術正在引起研究者的關注。
宏工程指的是關系全局的超大型工程項目的規劃、設計、決策和組織實施。這一理論力圖采用全新的綜合大系統的工程概念,運用定性定量參半的方法,采用協調折衷、互補共濟等尋求合適而非最優的思想方法來解決自己的問題。支撐宏工程思想的分析方法有系統動力學(SD)、結構解析(ISM)、試誤分析(TryandErrorAnalysis)等。與傳統系統工程相比,宏工程更加重視注重系統包絡之外的整個系統環境。應用這一理論將有助于我們更好地分析交通系統與社會經濟系統之間的協調關系。
從定性到定量綜合集成是錢學森先生提出的一種研究復雜巨系統的具有我國特色的方法。其核心是將專家群體、數據和各種信息與計算機仿真有機地結合起來,把有關學科的科學理論與人知識和經驗結合起來,發揮綜合系統的整體優勢去解決實際問題。這一理論方法為我們在交通規劃中定性定量相結合提供了基礎,有助于改進面向復雜巨系統的決策理論方法。
從規劃研究內容來看,發展城市公共交通,促進合理交通模式的建立,正在引起人們的重視。有限的自然資源不可能承擔迅速發展的私人交通,必須采用政策、稅收、建設、管理等多方面手段促使大量的人員利用公共交通系統。我國的城市交通規劃多年來一直強調公共交通優先,但真正落實下來的情況并不好,如何以有力的分析論證說服政府及公眾,在城市的空間資源利用、政府財政預算、技術進步支持等方面確實實施公共交通優先戰略,仍是亟待解決的問題。
從規劃范圍來看,都市通網絡規劃隨著城市化進程而提到了日益重要的位置,當行政協調問題能夠解決之后,長江三角洲、珠江三角洲都市群的交通規劃問題將迅速提出,必須為之進行必要的理論準備。
交通需求管理在可持續發展過程中需要給予關注的問題,人類應該較為自覺地調整自己的消費觀念,其中交通消費是極為重要的一部分。交通需求管理通過停車管理、稅收管理等多種手段實現對交通方式的調節,鼓勵減少交通出行的模式及較少資源消耗的模式。
信息技術正在迅速進入交通工程領域,智能交通系統建立在信息技術的基礎上,其核心就是交通信息系統。我國的交通信息系統還十分落后,不夠完善的交通信息采集系統、非常不夠充分的信息加工利用,有待改進的信息手段等,都是需要重點解決的問題。道路交通綜合系統是一個多維世界,信息在其中發揮著重要的作用。人們的交通選擇行為正是在信息的支持下完成的,政府的交通戰略、交通規劃、交通政策正是在信息的支持下制定的,交通管理機構的日常管理決策更是離不開信息基礎。當前需要注意的是計算機與通信技術的結合,特別是廣域計算機網絡基礎上的信息傳播和信息采集。
作為信息技術實現載體,交通誘導系統、交通信息系統、交通控制系統在現代道路交通體系中發揮著十分重要的作用,它們將交通主體—人或物、交通工具、交通基礎設施、交通管理部門聯系為有機的整體,減少了由于系統內部不相協調造成的效率下降。交通誘導系統的研究工作已在我國展開,當前的工作重點其一是系統的總體框架研究和具體分析模型研究,作為基礎理論交通行為值得給予必要的重視。交通信息系統目前的研究主要是試圖綜合各方面的信息,加工后提供分層次的信息圖像以滿足不同任務的需要,近年來發展起來的數據倉庫技術、數據挖掘技術等正在展現出良好的應用前景。同時,支持不同層次管理決策的決策支持系統也是研究者關注的一個方面,其需要研究的主要問題是如何利用信息網絡所提供的大量信息,從中挖掘出自己所關心的內容;如何對定性定量相結合的決策過程提供有效的支持;如何適應不同層次的決策特點等。在信息技術應用過程中,值得注意的是分散布局、總體協調的趨勢,總體規劃強調的是協議標準,而不是拘泥于技術細節,這使得龐大的信息系統可以分步分散開發,逐步到位,以減少系統開發的難度。
道路交通環境保護技術仍然是今后關注的熱點。汽車廢氣的防治手段主要是采用清潔能源、尾氣凈化,并通過政策調控減少汽車使用。除此之外需要注意的是加強工程技術的研究,分析廢氣在特定環境下的擴散規律,以減輕局部位置的廢氣污染。道路交通廢氣污染專用監測系統的建立也是非常重要的一項任務,國外建立的這類專用系統常年積累的數據為其環境對策制定創造了很好的條件。噪聲防治在傳統的研究領域仍然面臨許多課題,可用于工程評價和工程設計的噪聲傳播基本規律研究還有待深化,隔音墻的設計有待改進,低噪聲路面技術有待進一步進行工程化實驗和推廣。此外,在交通規劃中考慮環境保護因素正在形成熱點,特別是土地利用、城市體系結構與交通骨架相互配合,構成生態城市體系結構,是規劃工作中的研究重點。在具體規劃方案的制定過程中,交通環境容量分析技術具有較好的實用前景。為減少對自然界的索取,采用廢舊材料進行道路建設仍值得給予高度重視,粉煤灰、廢鋼渣等用于路基建設取得了很好的效果,仍然需要進一步研究工業廢料作為筑路材料,以及道路舊路改造過程中廢舊瀝清的再生利用。
交通網絡的可靠性研究是一個值得展開的領域,特別是在城市道路網絡規劃中更應給予足夠的重視。我國目前正在經歷一個新的城市化過程,在城市布局規劃過程中需要認真考慮對地震等重大自然災害預防和救援問題,為城市的進一步發展打下良好的基礎。在重大地震災害發生后,道路交通系統對于城市的救援與恢復起著至關重要的作用,這已被國內外多次地震災害血的事實所證明。
研究地震災害情況下保障道路交通面臨兩個基本問題:
由于災害情況下道路交通系統功能對于城市系統總體功能的恢復具有重大影響,因而需要提供具有一定可靠性、能夠在抗御地震及其次生災害發揮作用的交通網絡。
在災害情況下,特別是在救援工作初期,人們(特別是其交通行為)往往失去有效的組織性,這種分散無組織的行動有可能造成交通網絡總體機能的喪失,因而對于城市救災保障交通系統設計中需要考慮這種特殊情況下的供需關系,以及對應的交通保障方法。
類似的研究需求在抵御火災、水災等方面均有重要的意義。
4.交通環境的關注—對策與手段
道路交通的環境污染主要分為交通噪聲、大氣污染、交通振動三個主要方面。道路交通噪聲是由通過道路的汽車群發生、并傳播到道路沿線的隨機噪聲,其特點是大小不規則,且變動幅度大。降低道路交通噪聲的主要措施有改善車輛結構、改善行駛狀態、控制交通量等,其具體內容參見圖1。
汽車是大氣污染的移動發生源,由汽車排放的污染物質有碳氫化合物、一氧化碳、氮氫化合物、鉛化物、顆粒物質等。為減少汽車的排放污染,最重要的控制發生源,首先可以采取較少汽車排出的污染物質數量(例如采用無鉛汽油);第二可以以強化排出氣體管理規章為中心,促進汽車結構的改善;第三利用交通控制系統保持交通流的暢通,通過交通規則改善行駛狀態;第四,促使私人汽車交通轉向公共交通系統,以及促進貨運方式的合理化等交通總量控制手段;第五是改善道路結構,確保環境設施帶、綠化等緩沖區域等。