鐵道工程專業(yè)鐵路線路畢業(yè)設(shè)計的實踐與探索

時瑾++白雁++王英杰

摘要：鐵路線路畢業(yè)設(shè)計是鐵道工程專業(yè)采用的一種總結(jié)性實踐教學環(huán)節(jié)，對提高鐵道工程專業(yè)學生對線路設(shè)計專業(yè)知識的應(yīng)用能力具有重要作用。針對鐵路線路畢業(yè)設(shè)計，分析了線路畢業(yè)設(shè)計的特點，研究并探討了培養(yǎng)和提高學生工程能力的教學改革途徑和方法，以期為國內(nèi)類似專業(yè)畢業(yè)設(shè)計提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：鐵道工程；鐵路線路設(shè)計；畢業(yè)設(shè)計；實踐教學

中圖分類號：G642477；U21文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2016）04015804

一、鐵路線路畢業(yè)設(shè)計的重要性

工程實踐應(yīng)用能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)是工程類本科專業(yè)人才培養(yǎng)的主要目標，畢業(yè)設(shè)計是其中一項非常重要的環(huán)節(jié)。鐵路線路設(shè)計理論及技術(shù)是鐵道工程專業(yè)的主干方向，鐵路線路設(shè)計融合選線、測量、軌道、路基、地質(zhì)等專業(yè)課程知識，集總體決策性、實踐性和知識性為一體，是不可多得的綜合運用鐵道工程專業(yè)理論和專業(yè)知識的畢業(yè)設(shè)計案例[1]。

近年來中國鐵路建設(shè)發(fā)展快速，各大設(shè)計院承擔了海內(nèi)外高速鐵路、普速鐵路及城市軌道交通的設(shè)計任務(wù)，對于設(shè)計單位來說，線路設(shè)計往往為工程設(shè)計的龍頭，因而各大鐵路設(shè)計單位特別重視畢業(yè)生從事該方面工作的能力。

為滿足鐵路單位需求，北京交通大學鐵道工程專業(yè)線路方向課程組不斷探索改革，力求畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容能不斷適應(yīng)時代需求，更好地服務(wù)于學生工程實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

二、鐵路線路畢業(yè)設(shè)計的特點

（一）涉及專業(yè)知識面廣

鐵路線路由軌道和路基具體的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)，同時線路還串接橋梁、隧道、車站等土建工程結(jié)構(gòu)物，因此線路設(shè)計涉及鐵道工程、橋梁與隧道工程及結(jié)構(gòu)工程等相關(guān)專業(yè)課和基礎(chǔ)課知識，圖1給出了線路設(shè)計所涵蓋的專業(yè)知識，由圖可見，線路畢業(yè)設(shè)計是貫通大學期間所學專業(yè)知識的良好載體。

（二）集總體決策性、實踐性和知識性為一體

在確定線路技術(shù)標準的過程中需重點結(jié)合沿線地形、地質(zhì)、鐵路輸送能力、運輸需求等綜合因素，

技術(shù)標準的選取直接影響線路工程投資和后期運營，決策科學性尤為關(guān)鍵。

在定線階段，地形的差異性導致了線路走向選擇的不唯一性，即使對于同一技術(shù)標準和地形，合理的線路方案可能有多個。緊坡地段和緩坡地段的定線方法和注意事項不同，各方案之間的優(yōu)劣注重理由充分，具有說服力，因此，定線過程是一個綜合統(tǒng)籌的過程，需要學生靈活運用定線原則和方法。

線路平縱設(shè)計階段主要按照規(guī)范要求合理布設(shè)曲線、坡段等，這一階段需要學生運用掌握的線形幾何設(shè)計知識，平縱聯(lián)動交互達到合理設(shè)計。這一階段平面、縱面需要多次調(diào)整，同時充分考慮工程和運營要求。

線路方案評價階段需采用概預(yù)算知識估算造價，同時采用經(jīng)濟評價方法評判方案的優(yōu)劣。這一階段要求學生結(jié)合工程方案靈活應(yīng)用工程經(jīng)濟相關(guān)知識。

線路設(shè)計的各階段互相聯(lián)系，每一階段都對學生的綜合統(tǒng)籌能力、實踐能力和知識綜合應(yīng)用能力提出了較高要求，設(shè)計過程可充分訓練學生的工程思維。

（三）新方法、新技術(shù)更新快

建國以來，中國十分重視鐵路建設(shè)，特別是21世紀以來，鐵路建設(shè)事業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。鐵路設(shè)計技術(shù)和方法伴隨著鐵路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展不斷更新。

從設(shè)計所依據(jù)的規(guī)范來看，規(guī)范每隔幾年要修訂一次，而且相關(guān)條文的修訂幅度很大。以高速鐵路設(shè)計規(guī)范為例，為配合京滬高速鐵路設(shè)計，2004年發(fā)布了《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)﹝2004﹞157號）；在充分吸取京津、京滬高鐵設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，2007年又發(fā)布了《新建時速300～350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)﹝2007﹞47號）；在進一步吸納武廣、鄭西、合武、石太等高速鐵路建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，2009年發(fā)布了TB 10621—2009《高速鐵路設(shè)計規(guī)范（試行）》；在系統(tǒng)總結(jié)中國時速250～350公里高速鐵路建設(shè)、運營實踐經(jīng)驗，全面修訂以往高鐵規(guī)范的基礎(chǔ)上，2014年正式發(fā)布的TB 10621-2014《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》。

從設(shè)計手段來看，20世紀90年代，各大設(shè)計單位陸續(xù)實現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計，經(jīng)過多年發(fā)展，已開發(fā)了各具特色的設(shè)計軟件系統(tǒng)，設(shè)計過程自動化程度日臻完善。與此同時，國外先進的勘測設(shè)計一體化系統(tǒng)也不斷應(yīng)用，設(shè)計系統(tǒng)正向智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

上述分析可見，線路設(shè)計新方法新技術(shù)的更新很快，這就要求在畢業(yè)設(shè)計中不斷融合這些新的革新，以滿足時代的要求。

三、鐵路線路設(shè)計畢業(yè)設(shè)計改革途徑和方法研究

（一）注重選題和設(shè)計任務(wù)的科學性

畢業(yè)設(shè)計選題對于整個設(shè)計成果和質(zhì)量十分重要。選題應(yīng)體現(xiàn)學科特色，緊密結(jié)合工程實際，注重內(nèi)容和結(jié)構(gòu)。畢業(yè)設(shè)計選題還應(yīng)突出學生的主體地位，鼓勵個性發(fā)展，激發(fā)設(shè)計興趣[2-3]。

畢業(yè)設(shè)計選題既不能過大也不能過小。設(shè)計一條鐵路是一項龐雜的工程，不能完全按照實際工程的要求去設(shè)計選題。對于學生畢業(yè)設(shè)計題目的選取，教師事先要給定線路主要技術(shù)標準，

避免地形圖區(qū)域高差過大，地形區(qū)域長度一般選取150～200 km。對實際工程中需考慮的地質(zhì)條件、拆遷工程、穿越既有建筑物等問題則簡化處理。

畢業(yè)設(shè)計選題應(yīng)結(jié)合設(shè)計對象設(shè)置不同的設(shè)計內(nèi)容和要求?？瓦\專線鐵路、客貨共線鐵路、貨運鐵路在定線原則、運輸能力要求等方面各不一樣，對于不同的鐵路，采用相同的設(shè)計內(nèi)容可能會導致難易不均，工作量差距很大。以艱難山區(qū)為例，如果設(shè)計為高速鐵路，則線路一般會考慮短直方向引線，而通過能力、設(shè)站、坡度等其它方面只需按規(guī)范設(shè)計，設(shè)計相對容易；若設(shè)計為二級客貨共線鐵路，則不僅要考慮山區(qū)展線，還要進行牽引計算及檢算、坡度折減、站間距計算、通過能力驗算等，工作量較大，因此，應(yīng)結(jié)合設(shè)計對象，分門別類地設(shè)置選題及要求。表1給出了近年來不同類型鐵路畢業(yè)設(shè)計選題及要求，表中在基本設(shè)計內(nèi)容基礎(chǔ)上，對不同類型鐵路還設(shè)置了特殊設(shè)計要求，做到了難易均衡，工作量大體相當。

（二）加強設(shè)計過程中質(zhì)量的檢查和控制

鐵路線路設(shè)計作為一門系統(tǒng)性、綜合性較強的畢業(yè)設(shè)計，需加強過程質(zhì)量控制。表2給出了學生在鐵路線路設(shè)計常易出現(xiàn)的問題、存在的原因及對策。

根據(jù)上述存在的問題，在實際中應(yīng)明確目標，確立主導思想和改革思路，統(tǒng)籌規(guī)劃、合理安排、建立切實可行的質(zhì)量保證體系，減少學生設(shè)計中的錯漏，提高設(shè)計質(zhì)量。

1.強化畢業(yè)設(shè)計各環(huán)節(jié)的指導和管理，構(gòu)建全過程質(zhì)量保證體系

設(shè)計前要制定可行的任務(wù)書，由畢業(yè)設(shè)計組組長統(tǒng)一審核并提出意見。下達任務(wù)書后，教師要負責向?qū)W生講解各階段設(shè)計的注意事項，要求學生先熟悉規(guī)范，學習設(shè)計軟件，了解出圖規(guī)范和標準。

設(shè)計內(nèi)容實施過程中要按進度計劃分解任務(wù)，要求學生按周計劃開展工作；固定畢業(yè)設(shè)計教室，固定工作時間，教師每周固定時間集中檢查，并不定期抽查學生集中設(shè)計的效果；對實施進度慢或者效果不佳者進行督促，限期整改。

設(shè)計成果校審階段先由學生互相校核，再由專任教師按統(tǒng)一規(guī)范進行審核、簽字，最終裝訂成冊。

從設(shè)計前、中、后全過程對設(shè)計質(zhì)量進行把控，從而達到通過畢業(yè)設(shè)計提升學生工程素養(yǎng)的目的。

2.強化課程教學、課程設(shè)計中專業(yè)知識點的學習，為畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)

畢業(yè)設(shè)計不是孤立的實踐環(huán)節(jié)，是理論教學的實踐，是課程設(shè)計的細化和延伸。在專業(yè)課程理論教學時，教師以實際工程設(shè)計為背景，分析設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題，引導學生了解設(shè)計失誤造成的后果及應(yīng)承擔的責任，從而強化工程意識及責任心。在課程設(shè)計中盡量涵蓋牽引計算、定線、方案比選、車站分布等畢業(yè)設(shè)計所需的要件，嚴格要求學生，做到舉一反三，避免馬虎大意，從而達到積累設(shè)計經(jīng)驗的目的。

（三）開展有針對性的工程實踐

畢業(yè)設(shè)計過程中工程實踐可夯實書本知識，拓寬知識面，使學生獲得真實感受。此外，通過實習還可加深學生對現(xiàn)場的認識，有助于深入思考，開展更加符合實際應(yīng)用需求的理性創(chuàng)作。

實踐表明，在畢業(yè)設(shè)計期間舉辦有針對性的專題學術(shù)講座，可明顯提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，激發(fā)學生創(chuàng)作熱情，對培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)非常有效。如：在畢業(yè)設(shè)計初期，邀請設(shè)計院的專家為師生作勘測設(shè)計一體化軟件應(yīng)用講座，使學生快速熟悉軟件使用方法；進入具體設(shè)計后，可安排設(shè)計院相關(guān)專家介紹具體某條線路的設(shè)計案例，以便于學生結(jié)合各自設(shè)計內(nèi)容查漏補缺，提高設(shè)計質(zhì)量。

在設(shè)計期間安排現(xiàn)場踏勘或設(shè)計院實習可有效提高學生對定線的理解，拓展知識面，幫助學生更好地理解和繪制圖紙。指導教師可組織學生實地踏勘鐵路線，并做好有針對性的實地講解，以使學生提高對設(shè)計工作的認知能力。教師還可派駐學生赴設(shè)計院實習2～4周，以便學生了解設(shè)計流程，掌握工作方法，增強對設(shè)計工作的認識。

（四）建立以學生實質(zhì)性能力提升為核心的考核評價方法

1成果形式和質(zhì)量并重

畢業(yè)設(shè)計最終成果體現(xiàn)在設(shè)計圖紙和計算書上，其中設(shè)計圖紙是關(guān)鍵。在實際工程中，國家標準對出圖有統(tǒng)一要求，標點、字體、圖例、圖幅、標注等必須合乎規(guī)范，為此在評價學生成果時，設(shè)計圖紙的規(guī)范性是考核評價的主要內(nèi)容之一。同時，在答辯時要對學生計算原理、設(shè)計理由進行質(zhì)疑，防止依葫蘆畫瓢的做法。

2綜合平時表現(xiàn)全面評價

畢業(yè)設(shè)計考核學生對理論和技能真實掌握的情況，應(yīng)綜合學生平時表現(xiàn)、答辯成績、開題、中期檢查等作出全面評價。例如：平時表現(xiàn)可綜合指導教師評價和平時成績給出；答辯時可邀請設(shè)計單位一線專家參加，質(zhì)疑問題設(shè)置注重細節(jié)考核，對個別問題可要求現(xiàn)場板書，目的是讓學生更加注重自身實際能力的提升，更好地培養(yǎng)其獨立思考和解決問題的能力以及表達能力；對于考核不合格的畢業(yè)設(shè)計可采取限期整改和公開答辯的方式進行，使得學生真正獲得工程設(shè)計能力的提升。

四、結(jié)語

多年來的改革及實踐表明，鐵路線路畢業(yè)設(shè)計在培養(yǎng)學生工程能力方面取得了顯著的成效，線路畢業(yè)設(shè)計成果質(zhì)量居于全年級前列，完成線路畢業(yè)設(shè)計的學生就業(yè)對口率達100%，基本達到了大學生工程能力培養(yǎng)的教學目標。學生的畢業(yè)設(shè)計水平逐年提高，畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量顯著提升，為學生走向工作崗位奠定了堅實的基礎(chǔ)，深受廣大用人單位的認可。參考文獻：

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