《站场课程设计》教学的探索与实践

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摘要：在分析了《站场课程设计》教学现状及存在的问题的基础上，依据交通运输专业卓越工程师培养目标，对《站场课程设计》教学改革进行了研究与探索。修订与完善了课程设计任务书和指导书，改进了设计方法与设计手段，调整了课程设计的时间安排，优化了课程设计考核方式，通过教学改革提高了学生的站场设计水平。

关键词：铁路站场与枢纽;课程设计;教学改革;实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0149-03

一、引言

2010年起，我校交通运输专业按照卓越工程师专业标准进行培养，国家提出的“卓越工程师培养计划”旨在培养适应社会经济发展需要的工程技术人才，重点在于提高学生的实践能力。随着高速铁路和城市轨道交通的快速发展，对从事轨道交通系统规划与运营管理方面的人才提出了更高的要求，需要加强相关人才的培养，既要全面掌握基础理论知识，也必须具备较强的实践能力。《站场与枢纽规划设计》是交通运输专业的专业主干课，该课程涉及铁路工程与运输组织学两门学科，是一门交叉学科，是一门实践性很强的课程，侧重于技能训练，要求加强课程的实验与实践环节。《站场课程设计》正是继《站场与枢纽规划设计》理论课程之后的实践性环节，是在学生学习了站场与枢纽设计基本理论和方法的基础上，有针对性地安排的实践训练，促进学生将所学的理论知识向实践能力转换。因此，迫切需要加强对课程设计环节教学的改革，从而启发学生的创新意识，培养学生的实践能力，使学生在站场的设计和分析过程中将所学的基础理论知识融会贯通，并掌握站场规划与设计的新技术、新方法。

二、课程的教学现状及存在问题

《站场课程设计》已经形成了双线、单线枢纽区段站设计的不同情景设置。区段站课程设计的教学基本要求是：（1）根据给定的资料，选定站型，确定主要设备的位置;（2）计算到发线、调车线、牵出线、机走线及中间站台等设备的数量;（3）设计车站两端咽喉，绘制非比例尺详图;（4）计算坐标，推算到发线、调车线有效长;（5）绘制1∶1000比例尺详图;（6）计算车站通过能力（到发线、咽喉及车站最终通过能力）。以上课程设计内容的覆盖面较广，经过多年的教学总结发现仍存在如下问题。

1.对铁路运输组织的作业流程掌握不全面。车站咽喉设计是车站设计的关键，由于对车站的主要作业流程没有深入理解，造成车站咽喉设计中存在较多的不足，对平行进路的设置不够合理、灵活。

2.对铁路站场设计规范和标准的理解不深。铁路站场与枢纽的设计规范和标准是站场设计的主要依据，部分同学由于没有深入理解相关设计规范和标准确定的方法，缺乏对相关标准说明的深入解读，导致站场设计坐标计算以及车站能力计算时，相关参数的选用不准确，迫切需要加强这方面的训练。

3.对现场的计算机辅助设计软件不了解。长期以来，铁路区段站课程设计都是学生在计算分析比较的基础上，运用CAD画出设计方案图。目前随着计算机技术的快速发展，铁路站场计算机辅助设计系统已广泛运用到铁路勘测设计部门的站场设计工作中，铁路站场计算机辅助设计CASD系统可用于普速、客运专线和高速铁路各种速度目标值铁路站场设计。为了使学生能够深刻地理解铁路站场规划及设计的内涵及方法，掌握该学科的最新技术规范以及专业技能，快速适应今后相关工作岗位的要求，需要基于CASD系统对站场课程设计的内容和方法进行重新整合，使学生在掌握了相关理论知识的基础上，熟练运用铁路站场计算机辅助设计CASD系统快速解决站场设计难点问题的能力，提升学生专业技能和综合素质，全方位地提升教学质量。

4.教学时间的安排上理论课程的教学与课程设计教学同步。由于《站场与枢纽规划设计》理论课程与《站场课程设计》安排在同一学期同时开始，因为没有进行理论课程的学习无法进行课程设计，因此，通常是把前6周的站场课程设计的课时安排上理论课，随后在学习了相关理论知识后再布置区段站的课程设计。同时，课程设计的教学安排一周2学时，不具有连贯性，理论课程经常会占用课程设计的时间，影响了课程设计的效果。

5.成绩评定的手段和方法单一。长期以来，站场课程设计的成绩评定最主要的依据就是提交的设计报告和图纸。这种以“终稿”来确定成绩的做法，使得学生不知道课程设计的哪些地方需要改进以及如何改进。而区段站课程设计的目标是使学生掌握车站设计的理论和方法，有必要通过讲评与交流来提高学生的实践能力与设计水平。

三、《站场课程设计》教学改革的探索

1.增加本专业知识的扩展以及课程的实验内容。随着高速铁路的快速发展，铁道部修编和新颁布了《铁路技术管理规程》、《铁路车站及枢纽设计规范》、《铁路200km/h既有线技术管理暂行办法》等规范，站场与枢纽规划设计理论课程及课程设计需要对相关内容进行更新和补充。通过教师在课外查阅大量的资料，将当前轨道交通站场设计的新情况和新技术融入到课程的教学中去，扩展学生的视野与知识结构。增加高铁车站行车组织和相关动力学知识的扩展，扩充了车站各类作业车的运行径路和作业流程，以及车辆行驶轨迹等内容，使学生更好地理解相关技术标准的确定原因。为了配合站场课程设计的顺利完成，在学习完铁路站场技术条件后，布置中间站设计的实验，重点训练学生中间站平面设计的过程，车站设计各环节应该考虑的重点，使学生在实践中体会设计的重点与难点，使其牢固地掌握车站设计的基本方法，为后期的区段站课程设计打下基础。

2.调整《站场课程设计》的教学时间。改变一直以来理论课程与课程设计同步开始的做法，将《站场与枢纽规划设计》的理论课程教学安排在前，同时将《站场课程设计》集中安排在2周的时间里进行，利用连续的2周时间来集中完成区段站的设计任务。调整后的安排使得理论课程和课程设计能很好地进行衔接，在有了理论知识储备的基础上进行课程设计，同时课程设计的时间具有连贯性，便于学生集中时间与精力完成课程设计的相关任务，避免了部分计算和设计等工作的重复，能够帮助学生在短期内较好地掌握区段站设计的各个环节。时间集中，便于老师与学生之间的面对面的沟通与指导，及时发现课程设计中存在的问题和不足并解决，提高教学效果。区段站课程设计最好能在理论课结束后的小学期内进行，让学生在掌握了理论基础后开始实践能力的培养，但由于小学期内其他实践环节的安排，目前区段站课程设计是安排在理论课程学习后一年进行的。因此，这需要精心安排理论课程和课程设计的教学计划，在理论课程教学的同时安排课程实验和大作业，进行铁路中间站的设计和编组站初步设计，使学生更加牢固地掌握相应的专业知识，为后期的区段站课程设计打下基础，同时在课程设计开始前，让学生提前复习站场与枢纽规划设计理论课程，保证课程设计的效果。

3.传统设计方法与CASD计算机辅助设计系统的结合。CASD（开思得）计算机辅助设计系统是基于AutoCAD和Access数据库，采用面向对象的ObjectARX、VC等开发技术进行二次开发完成的。该系统适用性强，可适用于普速、客运专线、高速铁路站场设计，可满足站场专业在预可研、可研、初步设计及施工图等设计阶段的设计工作，可用于进行复杂枢纽及各种站型车站的新建及改建设计工作。该系统将车站看成股道的集合，而股道是由线路、各种类型的道岔、信号机和车挡等实体组成的集合，即将这些实体赋予相应的专业设计信息及行为特征，对它们进行连接编辑等操作，就可以形成站场股道，最终可形成站场平面图。该系统分担了设计者站场设计过程中的大部分工作量，减少了站场设计强度，缩短了设计周期，提高了设计质量。目前铁路勘测设计部门在站场设计中已广泛采用。但是在软件的使用中发现学生过多地依靠辅助软件来完成设计，缺乏应有的思考。而区段站课程设计的目标是全面、系统地掌握铁路车站设计的基本理论和方法，因此，在课程设计环节要求学生必须要勤于思考，反复计算、推敲与对比各设计方案的优缺点，而不能对设计理论和方法一知半解，仅仅是依靠CASD辅助设计软件来完成任务。影响铁路站场设计的相关因素诸多，站场平面布置的灵活性很大。为了既能使学生掌握铁路站场设计的理论与方法，培养学生把握设计方案的能力，又能使学生掌握站场设计领域内的新技术与新方法，本次《站场课程设计》教学改革要求学生必须运用所学的理论知识完成区段站设备设施的选型，参数的确定，车站咽喉的设计方案比选，绘制出区段站平面布置的详图，相关设备设施坐标的计算，以及线路有效长的计算，然后通过CASD辅助设计软件来验证与优化，并输出相应的成果。通过两者的紧密结合，发挥了学生的主观能动性，使其积极思考，同时又掌握了CASD计算机辅助设计系统的使用，能运用CASD辅助设计软件进行车站的设计。上述训练，增加了学生对区段站设计的探索，提高了学生的专业能力和素质，使课程更加切合铁路站场与枢纽规划实际，增强了课程的适应性和先进性，以便快速适应今后相关工作岗位的需要。

4.完善课程设计教学大纲、任务书和指导书。与《站场与枢纽规划设计》理论课程相配合，按照“加强基础、提高能力、综合培养”的原则，基于铁路站场计算机辅助设计CASD系统软件，对区段站课程设计任务书进行补充与完善，增加系统软件应用，以及设计方案对比分析的内容。同时，编制区段站课程设计指导书，该课程设计指导书在最新设计规范指导下，通过广泛征求学生和教师意见，对基于铁路站场计算机辅助设计CASD系统的站场课程设计内容和方法进行重新整合与补充完善，指导书的内容全面详细，可操作性强，确实起到指导实践教学的目的。逐步完善区段站课程设计题库。课程设计是锻炼学生动手能力的主要手段，目前，站场课程设计课程已经形成了双线、单线枢纽区段站的不同情景设置，为了进一步避免抄袭现象，可以逐步完善区段站课程设计题库，确保基础数据不重复，使学生能独立分析问题与解决问题，同时加强与任课老师的交流与探讨。

5.改进课程设计考核办法。课程设计的考核采用设计过程考核与设计结果考核相结合的方式，其中设计过程部分成绩的比重为30%，设计结果考核成绩的比重为70%。设计结果的考核主要考核设计内容的完整性、设计方案的合理性、计算过程的准确性、设计图纸和设计说明文本的规范性。为了让学生更好地了解自己的设计存在的问题并及时改进，除了要求学生在设计报告说明书的最后做课程设计的总结与体会说明外，课程设计还应专门安排成果展示环节，从学生的课程设计报告中筛选出若干具有代表性的设计，在课堂上进行设计成果展示，为了调动学生的能动性，让其他学生对其展示的成果进行点评，最后进行任课老师的讲评，学生在成果展示中的表现也计入到最终的设计结果考核成绩当中。通过这种方式，学生能较深刻地体会到课程设计的难点，设计中存在的问题和不足，进一步理清设计思路，掌握设计的一般方法，提高自己的设计水平。

《站场课程设计》作为《站场与枢纽规划设计》理论课之后的实践锻炼环节，是交通运输专业的重要实践课，本文从课程设计的内容、课程设计的时间安排、设计方法与设计手段以及课程考核等方面对《站场课程设计》教学改革进行了研究与探索。将传统设计方法与CASD计算机辅助设计系统结合，补充与完善了该课程设计的任务书与指导书，调整了课程设计的时间安排，优化了课程考核方式，提高了学生的设计水平。作为实践课程，应该与时俱进，在不断的教学实践中继续补充与完善。

参考文献：

[1]黄登.铁路站场计算机辅助设计系统CASD[J].科技创业，2006，（4）.

[2]李海鹰，张超.铁路站场及枢纽[M].北京：中国铁道出版社，2011.