大學本研課程城市軌道交通模塊設計要點

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［摘要］課程是學校最重要的產品之一，在軌道交通行業大發展的新時期，大學開設城市軌道交通系列模塊課程具有一定的現實性要求。該文首先分析了城市軌道交通的行業特征，并比較分析了非行業特色與行業特色高校的異同點，本著模塊化設計的原則，提出了大學本研交通運輸類系列課程城市軌道交通模塊設計要點及具體教學內容安排，總體上涉及五大模塊：線網規劃模塊、車站設計與運營模塊、行車組織模塊、客流組織模塊、運營管理模式與車底運用模塊。旨在逐步促成各類大學自身的特色，更好服務于學校、地方、行業的發展。

［關鍵詞］行業特色；城市軌道交通；課程模塊；人才培養

經濟發展，交通先行；交通強國，城軌擔當。截至2019年底，全國共有40個城市開通城市軌道交通，線網運營里程達6730.27公里的，50多個城市在建線路達6000多公里，城市軌道交通成為城市公共交通的骨干，呈現出信息化、多樣化、密集化、高速化、智能化和網絡化的特征。軌道交通大發展時期，也是行業、企業大量用人之時；亟須各類高校———包括非行業特色高校（本文所指的“非行業特色”具體是是指非軌道交通行業特色）開設城市軌道交通系列課程來同步培養各層次的軌道交通系統人才。比如山東科技大學作為一所以煤炭行業為特色但設有交通學院的省屬地方高校，青島、濟南、泰安三地辦學，其中青島軌道交通線網遠景規劃由市區軌道交通和軌道交通快線組成，線網長度814.5公里，投資4000億，400多座車站，18條線路，未來將形成“84418”的格局，建成后將實現大規模的網絡化運營，在當前形勢與未來發展趨勢下，為把握契機以更好的服務地方與行業。與此同時，軌道交通系列課程模塊設計方案在實施上應具可持續性、前瞻性，構建合理全面的專業知識結構，以便為行業特色高校與非行業特色高校進行雙一流建設、工程教育認證、提升ESI學科排名與新工科建設等奠定堅實的基礎，避免因起步規劃建設階段考慮不全面而制約后期發展，爭取能夠以軌道交通系列模塊課程建設為契機，打造學校的新工科品牌。

一、城市軌道交通行業特征

根據《城市軌道交通技術規范》，城市軌道交通是以電能為動力，采用專用導向系統運行的城市公共客運交通系統，具有運量大、速度快、安全可靠、準點、舒適等特點，主要服務于城市居民出行中大規模、長距離、集中化的部分；其系統制式主要有地鐵系統、輕軌系統、市域快速軌道系統、有軌電車、單軌系統、磁浮系統、自動導向軌道系統，其中前三種制式最為常見。近年來，現代科學技術在軌道交通領域得到廣泛應用，促使軌道交通行業呈現“關鍵技術發展水平越來越高、系統集成化水平越來越高、技術與管理融合程度越來越高”的“三高”發展趨勢[1]。城市軌道交通屬于城市交通的一個分支，其服務形式為城市客運公共交通，以軌道運輸方式為主要技術特征，其服務層面有市區軌道交通（以市區中心城為基本范圍，形成較高密度軌道網絡，并向外適當延伸輻射；客流特征以中心城范圍內的中長距離出行為主）、市域軌道交通（以市區中心城為核心，形成市域（或都市圈）范圍內的外圍組團、副中心或衛星城市之間的聯系走廊；客流特征以中心城與組團之間聯系為主，兼顧內部客流）。城市軌道交通的發展經歷了初步發展階段（1863—1924年）、停滯萎縮階段（1924—1949年）、再發展階段（1949—1969年）、高速發展階段（1970年至今），目前我國許多城市的城市軌道交通系統的運營實體正逐步從單一線路模式轉變為網絡化線路模式，如何在網絡條件下做好軌道交通系統的運營組織與管理，應成為高校軌道交通模塊課程體系設置的核心內容之一。

二、軌道交通行業特色高校與非行業特色高校的比較分析

各類高校都在聚焦探索特色高等教育之路，行業特色大學長期服務于行業發展，積淀了濃厚的行業背景底蘊，學科分布相對集中，在長期的辦學實踐中，依托相關行業在辦學理念、學科建設、人才培養、大學文化等方面形成了具有鮮明個性的穩定特征。相比較而言，非行業特色高校欠缺相應的行業背景支撐，在校企結合方面處于行業優勢，在行業領域內起步晚、起點低、師資力量薄弱（但可通過人才引進在短期內彌補專業人才短缺的不足）。當前行業特與非行業特色高校面臨著類似的高等教育發展際遇：工程教育認證、雙一流建設、ESI學科排名、新工科建設，交通強國建設等；促進科教/產教融合，培養工程型、應用型、研究型、復合型人才。特別是目前國家積極推動“走出去”戰略，對軌道交通各專業人才的創新能力、工程實踐能力、專業融合能力的要求越來越高，迫切需要具有“高水平、高集成、高復合”特點的專業技術人才[1]；這對于行業特色大學的人才培養、科學研究、社會服務、文化傳承提出了挑戰；在新的起點，對于非行業特色高校既是機遇，也將是更大的挑戰。

三、城市軌道交通系列課程模塊方案要點

面對我國軌道交通的快速發展和新技術在軌道交通領域廣泛應用的形勢，對比行業特色高校，綜合起來，非行業特色高校交通運輸專業城市軌道交通模塊課程方案應包括線網規劃、車站設計、行車組織、客流組織、車底運用管理幾方面的設計要點。

（一）線網規劃模塊城市軌道交通線網可分為普線網（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（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，線網規劃應遵循面—點—線的規劃思路[2]，遵循其技術屬性的物理邏輯與社會屬性的價值邏輯，依據以需求預測為前提基礎這一交通規劃領域的“預測—供給”范式，總體上應講透兩大線網規劃方法：（1）總量控制下的點、線、面分層分析法，這實質也是城市軌道交通線網規劃的流程；（2）“節點錨定全網”法，這實質也是“先樞紐后網絡”的城市軌道交通線網優化理念。具體內容上應涉及線網構架（軌道交通客流走廊甄別、線路走向布局、路網拓撲結構）、線網規模匡算（線網密度、系統能力、形態規模）、樞紐規劃（城市軌道交通樞紐選址及其吸引范圍）、網絡演變機理及生成方法[3]、規劃方案的評價比選[4]等知識要點。

（二）車站設計與運營模塊交通樞紐場站設計與運營，是一門交通工程學與運輸組織學相結合的交叉學科，其處理問題具有多解性、近似性、經驗性、模糊性、綜合性等特點。通常，交通樞紐場站設計與運營應回答如下問題：（1）交通樞紐場站設計中應該配置哪些設施設備？如何整合布局這些設施設備使其組成一個系統？（2）如何兼顧運營便利與工程節省，貫徹運營提前介入的思想，選擇決策策略與運營控制方案，以便取得最大化的處理效果（如客運快速化、貨運物流化）與最小化的資源占用？首先應明確從不同的角度（如建筑結構特點、線路在運營中的功能、地理區位和城市功能等），可將城市軌道交通車站劃分為不同的類別[5]。圍繞“設計以運營為導向，設計為運營服務”這一主題，交通運輸專業研究車站設計應主要從運營的角度出發，按車站在線路在運營中的功能，城市軌道交通車站可劃分為中間站、折返站、換乘站、樞紐站和終點站，主要知識點應涉及各類車站規模與布局結構的確定、站廳與站臺設計、配線設計、列車在車站的作業方式（站前折返、站后折返）、乘客在站內的行走流線設計、尋路導向標識設計等，具體講課內容應涉及車站的組成與特點、車站的分布與站臺布置形式、車站線路的設置、換乘車站設計、車站折返能力、車站客流控制、線網換乘模式、智能車站的特征含義/層次結構/智能化業務功能等方面。

（三）行車組織模塊根據軌道交通線網的演化，行車組織主要分為兩個階段，即單線階段和網絡化運營階段，主講模塊應涉及城市軌道交通運輸計劃與開行方案（全日行車計劃、城市軌道交通車站與車場技術作業、發車間隔、列車編組、乘務計劃）、行車調度工作組織、列車運行圖與能力、列車運行過程控制[6]、網絡化運營組織模式與資源共享技術（如網絡化行車組織模式、網絡化運營的票務清分清算技術、網絡資源運營共享技術等）、網絡化運營組織方法與實施技術（如列車過軌運輸組織方法、共線條件下的列車運行組織方法、多交路列車運營組織技術、網絡列車運行計劃一體化編制方法、快慢車運行組織方法、多編組與變編組列車運行組織方法、網絡調度指揮與應急處置方法）、節能優化[7]等軌道交通運行管理與行車調整方面的主要知識點。

（四）客流組織模塊客流是城市軌道規劃設計與運營管理的基礎，類似于行車組織，城市軌道交通客流組織也應分兩個階段：即單線階段和網絡化運營階段，主講模塊應涉及客流特征（包括數量特征、時間特征、空間特征、流向特征）、乘客出行行為（包括出行路徑選擇、出行時間選擇、出行OD選擇）、客流模態演化機理、初期/近期/遠期客流預測及其后評估理論與方法、客流計劃[8]、客流分配、客流組織方案設計、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（包括可預見性大客流和不可預見性大客流）運營組織方法[9]、常態與非常態限流措施[10]、客流誘導技術、城市軌道交通與常規公交客流一體化問題、票制票價政策等主要知識點。

（五）運營管理模式與車底運用模塊城市軌道交通運營管理模式，從投資主體的角度，可分為單一政府投資、政企合股、私企獨資、資產證券化融資；從建設和運營的關系角度，可分為建設、運營聯合一體模式，建設、運營單體獨立模式；從運營主體的角度，可分為政府自主運營或稱國營、委托運營、租賃運營、特許運營；從運營組織形式的角度，可分為事業部、分公司、子公司。在此模塊應注重理論與實踐相結合，以培養行業管理人才為目標導向，分析各種運營管理模式的特征與適用性。城市軌道交通車輛盡管形式不同，但均可由車體、轉向架、制動裝置、風源系統、電氣控制、輔助電源、通風采暖及空調、內部設備、車輛連接裝置、受流裝置、照明、自控監控等系統組成。車底運用模塊應主要涉及車底運用數量指標計劃、車底運用質量指標計劃、運用車保有量計劃、列車交路計劃、車底運用與檢修計劃[6]等主要知識點。

四、結束語

行業特色往往是影響高校專業發展的重要因素，大學本研城市軌道交通系列課程模塊的設計，需以學校的辦學類型、層次、服務面向對象為前提，確定合理的培養目標；遵循高等教育基本規律，堅持基礎知識、工程能力、綜合素質協調發展的原則，堅持知識結構和課程體系統籌優化的原則；積極借鑒高水平行業特色高校發展的成功經驗，依托行業，瞄準行業，根據通用標準和行業標準制定學校專業標準，緊密結合城市軌道交通的行業特征，搶抓機遇，提煉要點，合理定位，構建適宜的課程體系和教學內容；為了確保課程模塊的教學實施效果，對于非行業特色高校，在授課師資力量的配置方面，應特別注意力爭讓專業的人做專業的事，進而處理好“講什么”與“怎樣講”的問題，推動專業課程與師資力量的耦合發展，基于OBE創建并完善城市軌道交通系列課程教研體系模塊[11]，逐步促成各類大學自身的特色，更好服務于學校、地方、行業的發展。

參考文獻

［1］張星臣,董俊等.軌道交通行業特色大學拔尖創新人才的培養［J］.中國大學教學,2015:23-26.

［2］周敏,徐成永.當前城市軌道交通線網規劃技術芻議［J］.都市快軌交通,2015,28(6):45-49.

［3］過秀成,孔哲.城市軌道交通網絡演變機理及生成方法［M］.北京:科學出版社,2013.

［4］羅曉,江家驊.城市軌道交通規劃環境影響評價［M］.北京:中國環境科學出版社,2008.

［5］何靜,司寶華.城市軌道線路與站場設計［M］.北京:中國鐵道出版社,2015.

［6］徐瑞華.軌道交通系統行車組織［M］.北京:中國鐵道出版社,2016.

［7］毛保華.劉明君等.軌道交通網絡化運營組織理論與關鍵技術［M］.北京:科學出版社,2011.

［8］馬駟,饒詠.城市軌道交通運營管理［M］.科學出版社,2017.

［9］唐巧梅.城市軌道交通大客流運營組織方法研究［D］,西南交通大學,2013.

［11］張嘉敏.基于OBE軌道交通規劃與管理方向教研體系創建———以非行業特色省屬地方高校向世界高水平應用研究型大學邁進為愿景［J］.高教學刊,2019,106(10):20-23.

作者：張嘉敏 單位：山東科技大學