大学本研系列课程城市轨道交通模块设计要点

[摘 要] 课程是学校最重要的产品之一，在轨道交通行业大发展的新时期，大学开设城市轨道交通系列模块课程具有一定的现实性要求。该文首先分析了城市轨道交通的行业特征，并比较分析了非行业特色与行业特色高校的异同点，本着模块化设计的原则，提出了大学本研交通运输类系列课程城市轨道交通模块设计要点及具体教学内容安排，总体上涉及五大模块：线网规划模块、车站设计与运营模块、行车组织模块、客流组织模块、运营管理模式与车底运用模块。旨在逐步促成各类大学自身的特色，更好服务于学校、地方、行业的发展。

[关键词] 行业特色;城市轨道交通;课程模块;人才培养

[作者简介] 张嘉敏（1979—），女，吉林大安人，工学博士，山东科技大学交通学院讲师，主要从事交通运输规划与管理研究。

[中图分类号] U239.5    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）38-0146-03    [收稿日期] 2020-03-17

经济发展，交通先行;交通强国，城轨担当。截至2019年底，全国共有40个城市开通城市轨道交通，线网运营里程达6730.27公里的，50多个城市在建线路达6000多公里，城市轨道交通成为城市公共交通的骨干，呈现出信息化、多样化、密集化、高速化、智能化和网络化的特征。轨道交通大发展时期，也是行业、企业大量用人之时;亟须各类高校——包括非行业特色高校（本文所指的“非行业特色”具体是是指非轨道交通行业特色）开设城市轨道交通系列课程来同步培养各层次的轨道交通系统人才。比如山东科技大学作为一所以煤炭行业为特色但设有交通学院的省属地方高校，青岛、济南、泰安三地办学，其中青岛轨道交通线网远景规划由市区轨道交通和轨道交通快线组成，线网长度814.5公里，投资4000亿，400多座车站，18条线路，未来将形成“84418”的格局，建成后将实现大规模的网络化运营，在当前形势与未来发展趋势下，为把握契机以更好的服务地方与行业。与此同时，轨道交通系列课程模块设计方案在实施上应具可持续性、前瞻性，构建合理全面的专业知识结构，以便为行业特色高校與非行业特色高校进行双一流建设、工程教育认证、提升ESI学科排名与新工科建设等奠定坚实的基础，避免因起步规划建设阶段考虑不全面而制约后期发展，争取能够以轨道交通系列模块课程建设为契机，打造学校的新工科品牌。

一、城市轨道交通行业特征

根据《城市轨道交通技术规范》，城市轨道交通是以电能为动力，采用专用导向系统运行的城市公共客运交通系统，具有运量大、速度快、安全可靠、准点、舒适等特点，主要服务于城市居民出行中大规模、长距离、集中化的部分;其系统制式主要有地铁系统、轻轨系统、市域快速轨道系统、有轨电车、单轨系统、磁浮系统、自动导向轨道系统，其中前三种制式最为常见。近年来，现代科学技术在轨道交通领域得到广泛应用，促使轨道交通行业呈现“关键技术发展水平越来越高、系统集成化水平越来越高、技术与管理融合程度越来越高”的“三高”发展趋势[1]。

城市轨道交通属于城市交通的一个分支，其服务形式为城市客运公共交通，以轨道运输方式为主要技术特征，其服务层面有市区轨道交通（以市区中心城为基本范围，形成较高密度轨道网络，并向外适当延伸辐射;客流特征以中心城范围内的中长距离出行为主）、市域轨道交通（以市区中心城为核心，形成市域（或都市圈）范围内的外围组团、副中心或卫星城市之间的联系走廊;客流特征以中心城与组团之间联系为主，兼顾内部客流）。城市轨道交通的发展经历了初步发展阶段（1863—1924年）、停滞萎缩阶段（1924—1949年）、再发展阶段（1949—1969年）、高速发展阶段（1970年至今），目前我国许多城市的城市轨道交通系统的运营实体正逐步从单一线路模式转变为网络化线路模式，如何在网络条件下做好轨道交通系统的运营组织与管理，应成为高校轨道交通模块课程体系设置的核心内容之一。

二、轨道交通行业特色高校与非行业特色高校的比较分析

各类高校都在聚焦探索特色高等教育之路，行业特色大学长期服务于行业发展，积淀了浓厚的行业背景底蕴，学科分布相对集中，在长期的办学实践中，依托相关行业在办学理念、学科建设、人才培养、大学文化等方面形成了具有鲜明个性的稳定特征。相比较而言，非行业特色高校欠缺相应的行业背景支撑，在校企结合方面处于行业优势，在行业领域内起步晚、起点低、师资力量薄弱（但可通过人才引进在短期内弥补专业人才短缺的不足）。

当前行业特与非行业特色高校面临着类似的高等教育发展际遇：工程教育认证、双一流建设、ESI学科排名、新工科建设，交通强国建设等;促进科教/产教融合，培养工程型、应用型、研究型、复合型人才。特别是目前国家积极推动“走出去”战略，对轨道交通各专业人才的创新能力、工程实践能力、专业融合能力的要求越来越高，迫切需要具有“高水平、高集成、高复合”特点的专业技术人才[1];这对于行业特色大学的人才培养、科学研究、社会服务、文化传承提出了挑战;在新的起点，对于非行业特色高校既是机遇，也将是更大的挑战。

三、城市轨道交通系列课程模块方案要点

面对我国轨道交通的快速发展和新技术在轨道交通领域广泛应用的形势，对比行业特色高校，综合起来，非行业特色高校交通运输专业城市轨道交通模块课程方案应包括线网规划、车站设计、行车组织、客流组织、车底运用管理几方面的设计要点。

（一）线网规划模块

城市轨道交通线网可分为普线网（旅行速度在30km/h～40km/h的普线A和20km/h～30km/h的普线B）和快线网（旅行速度在65km/h以上的快线A和45km/h～60km/h的快线B）两大类，线网规划应遵循面—点—线的规划思路[2]，遵循其技术属性的物理逻辑与社会属性的价值逻辑，依据以需求预测为前提基础这一交通规划领域的“预测—供给”范式，总体上应讲透两大线网规划方法：（1）总量控制下的点、线、面分层分析法，这实质也是城市轨道交通线网规划的流程;（2）“节点锚定全网”法，这实质也是“先枢纽后网络”的城市轨道交通线网优化理念。具体内容上应涉及线网构架（轨道交通客流走廊甄别、线路走向布局、路网拓扑结构）、线网规模匡算（线网密度、系统能力、形态规模）、枢纽规划（城市轨道交通枢纽选址及其吸引范围）、网络演变机理及生成方法[3]、规划方案的评价比选[4]等知识要点。

（二）车站设计与运营模块

交通枢纽场站设计与运营，是一门交通工程学与运输组织学相结合的交叉学科，其处理问题具有多解性、近似性、经验性、模糊性、综合性等特点。通常，交通枢纽场站设计与运营应回答如下问题：（1）交通枢纽场站设计中应该配置哪些设施设备？如何整合布局这些设施设备使其组成一个系统？（2）如何兼顾运营便利与工程节省，贯彻运营提前介入的思想，选择决策策略与运营控制方案，以便取得最大化的处理效果（如客运快速化、货运物流化）与最小化的资源占用？首先应明确从不同的角度（如建筑结构特点、线路在运营中的功能、地理区位和城市功能等），可将城市轨道交通车站划分为不同的类别[5]。围绕“设计以运营为导向，设计为运营服务”这一主题，交通运输专业研究车站设计应主要从运营的角度出发，按车站在线路在运营中的功能，城市轨道交通车站可划分为中间站、折返站、换乘站、枢纽站和终点站，主要知识点应涉及各类车站规模与布局结构的确定、站厅与站台设计、配线设计、列车在车站的作业方式（站前折返、站后折返）、乘客在站內的行走流线设计、寻路导向标识设计等，具体讲课内容应涉及车站的组成与特点、车站的分布与站台布置形式、车站线路的设置、换乘车站设计、车站折返能力、车站客流控制、线网换乘模式、智能车站的特征含义/层次结构/智能化业务功能等方面。

（三）行车组织模块

根据轨道交通线网的演化，行车组织主要分为两个阶段，即单线阶段和网络化运营阶段，主讲模块应涉及城市轨道交通运输计划与开行方案（全日行车计划、城市轨道交通车站与车场技术作业、发车间隔、列车编组、乘务计划）、行车调度工作组织、列车运行图与能力、列车运行过程控制[6]、网络化运营组织模式与资源共享技术（如网络化行车组织模式、网络化运营的票务清分清算技术、网络资源运营共享技术等）、网络化运营组织方法与实施技术（如列车过轨运输组织方法、共线条件下的列车运行组织方法、多交路列车运营组织技术、网络列车运行计划一体化编制方法、快慢车运行组织方法、多编组与变编组列车运行组织方法、网络调度指挥与应急处置方法）、节能优化[7]等轨道交通运行管理与行车调整方面的主要知识点。

（四）客流组织模块

客流是城市轨道规划设计与运营管理的基础，类似于行车组织，城市轨道交通客流组织也应分两个阶段：即单线阶段和网络化运营阶段，主讲模块应涉及客流特征（包括数量特征、时间特征、空间特征、流向特征）、乘客出行行为（包括出行路径选择、出行时间选择、出行OD选择）、客流模态演化机理、初期/近期/远期客流预测及其后评估理论与方法、客流计划[8]、客流分配、客流组织方案设计、跨线乘客换乘组织模式[7]、客流拥挤传播与控制方法、大客流（包括可预见性大客流和不可预见性大客流）运营组织方法[9]、常态与非常态限流措施[10]、客流诱导技术、城市轨道交通与常规公交客流一体化问题、票制票价政策等主要知识点。

（五）运营管理模式与车底运用模块

城市轨道交通运营管理模式，从投资主体的角度，可分为单一政府投资、政企合股、私企独资、资产证券化融资;从建设和运营的关系角度，可分为建设、运营联合一体模式，建设、运营单体独立模式;从运营主体的角度，可分为政府自主运营或称国营、委托运营、租赁运营、特许运营;从运营组织形式的角度，可分为事业部、分公司、子公司。在此模块应注重理论与实践相结合，以培养行业管理人才为目标导向，分析各种运营管理模式的特征与适用性。城市轨道交通车辆尽管形式不同，但均可由车体、转向架、制动装置、风源系统、电气控制、辅助电源、通风采暖及空调、内部设备、车辆连接装置、受流装置、照明、自控监控等系统组成。车底运用模块应主要涉及车底运用数量指标计划、车底运用质量指标计划、运用车保有量计划、列车交路计划、车底运用与检修计划[6]等主要知识点。

四、结束语

行业特色往往是影响高校专业发展的重要因素，大学本研城市轨道交通系列课程模块的设计，需以学校的办学类型、层次、服务面向对象为前提，确定合理的培养目标;遵循高等教育基本规律，坚持基础知识、工程能力、综合素质协调发展的原则，坚持知识结构和课程体系统筹优化的原则;积极借鉴高水平行业特色高校发展的成功经验，依托行业，瞄准行业，根据通用标准和行业标准制定学校专业标准，紧密结合城市轨道交通的行业特征，抢抓机遇，提炼要点，合理定位，构建适宜的课程体系和教学内容;为了确保课程模块的教学实施效果，对于非行业特色高校，在授课师资力量的配置方面，应特别注意力争让专业的人做专业的事，进而处理好“讲什么”与“怎样讲”的问题，推动专业课程与师资力量的耦合发展，基于OBE创建并完善城市轨道交通系列课程教研体系模块[11]，逐步促成各类大学自身的特色，更好服务于学校、地方、行业的发展。

参考文献

[1]张星臣，董俊等.轨道交通行业特色大学拔尖创新人才的培养[J].中国大学教学，2015：23-26.

[2]周敏，徐成永.当前城市轨道交通线网规划技术刍议[J].都市快轨交通，2015，28（6）：45-49.

[3]过秀成，孔哲.城市轨道交通网络演变机理及生成方法[M].北京：科学出版社，2013.

[4]罗晓，江家骅.城市轨道交通规划环境影响评价[M].北京：中国环境科学出版社，2008.

[5]何静，司宝华.城市轨道线路与站场设计[M].北京：中国铁道出版社，2015.

[6]徐瑞华.轨道交通系统行车组织[M].北京：中国铁道出版社，2016.

[7]毛保华.刘明君等.轨道交通网络化运营组织理论与关键技术[M].北京：科学出版社，2011.

[8]马驷，饶咏.城市轨道交通运营管理[M].科学出版社，2017.

[9]唐巧梅.城市轨道交通大客流运营组织方法研究[D]，西南交通大学，2013.

[10]Jiang Man，Li Haiying.Metro passenger flow control with station-to-station cooperation based on stop-skipping and boarding limiting[J]，Journal of Central South University，2017，24：236-244.

[11]張嘉敏.基于OBE轨道交通规划与管理方向教研体系创建——以非行业特色省属地方高校向世界高水平应用研究型大学迈进为愿景[J].高教学刊，2019，106（10）：20-23.

Design Points of Module Series of the Course on Urban Rail Transit for Undergraduates and Graduates

ZHANG Jia-min

（College of Transportation，Shandong University of Science and Technology，Qingdao，Shandong 266590，China）

Abstract：Curriculum is one of the most important products of universities.In the new era of the great development of rail industry，it is necessary to open the rail course series for universities.At first the features of Urban Rail Transit are analyzed，and the differences between the industrial and non-industrial universities are compared.Based on the principle of module design，the design points for the Urban Rail Transit course series of the undergraduate transportation major and the arrangement of the concrete teaching contents are proposed，which includes five modules in general：line-network planning module，station design and operation module，train operation module，passenger organization module，operation mode and train set circulation mode.It aims to help to form the industrial characteristics，so as to serve better development of the university，the local and the industry.

Key words：industrial characteristic;Urban Rail Transit;course module;talent cultivation