鐵道工程專業鐵路線路畢業設計的實踐與探索

時瑾++白雁++王英杰

摘要：鐵路線路畢業設計是鐵道工程專業采用的一種總結性實踐教學環節，對提高鐵道工程專業學生對線路設計專業知識的應用能力具有重要作用。針對鐵路線路畢業設計，分析了線路畢業設計的特點，研究并探討了培養和提高學生工程能力的教學改革途徑和方法，以期為國內類似專業畢業設計提供借鑒和參考。

關鍵詞：鐵道工程；鐵路線路設計；畢業設計；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、鐵路線路畢業設計的重要性

工程實踐應用能力和工程素質的培養是工程類本科專業人才培養的主要目標，畢業設計是其中一項非常重要的環節。鐵路線路設計理論及技術是鐵道工程專業的主干方向，鐵路線路設計融合選線、測量、軌道、路基、地質等專業課程知識，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理論和專業知識的畢業設計案例[1]。

近年來中國鐵路建設發展快速，各大設計院承擔了海內外高速鐵路、普速鐵路及城市軌道交通的設計任務，對于設計單位來說，線路設計往往為工程設計的龍頭，因而各大鐵路設計單位特別重視畢業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線路方向課程組不斷探索改革，力求畢業設計內容能不斷適應時代需求，更好地服務于學生工程實踐應用能力的培養。

二、鐵路線路畢業設計的特點

（一）涉及專業知識面廣

鐵路線路由軌道和路基具體的結構體現，同時線路還串接橋梁、隧道、車站等土建工程結構物，因此線路設計涉及鐵道工程、橋梁與隧道工程及結構工程等相關專業課和基礎課知識，圖1給出了線路設計所涵蓋的專業知識，由圖可見，線路畢業設計是貫通大學期間所學專業知識的良好載體。

（二）集總體決策性、實踐性和知識性為一體

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

技術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，各方案之間的優劣注重理由充分，具有說服力，因此，定線過程是一個綜合統籌的過程，需要學生靈活運用定線原則和方法。

線路平縱設計階段主要按照規范要求合理布設曲線、坡段等，這一階段需要學生運用掌握的線形幾何設計知識，平縱聯動交互達到合理設計。這一階段平面、縱面需要多次調整，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算知識估算造價，同時采用經濟評價方法評判方案的優劣。這一階段要求學生結合工程方案靈活應用工程經濟相關知識。

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

（三）新方法、新技術更新快

建國以來，中國十分重視鐵路建設，特別是21世紀以來，鐵路建設事業實現了跨越式發展。鐵路設計技術和方法伴隨著鐵路建設事業的發展不斷更新。

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

從設計手段來看，20世紀90年代，各大設計單位陸續實現了計算機輔助設計，經過多年發展，已開發了各具特色的設計軟件系統，設計過程自動化程度日臻完善。與此同時，國外先進的勘測設計一體化系統也不斷應用，設計系統正向智能化、網絡化發展。

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

三、鐵路線路設計畢業設計改革途徑和方法研究

（一）注重選題和設計任務的科學性

畢業設計選題對于整個設計成果和質量十分重要。選題應體現學科特色，緊密結合工程實際，注重內容和結構。畢業設計選題還應突出學生的主體地位，鼓勵個性發展，激發設計興趣[2-3]。

畢業設計選題既不能過大也不能過小。設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計選題。對于學生畢業設計題目的選取，教師事先要給定線路主要技術標準，

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

畢業設計選題應結合設計對象設置不同的設計內容和要求?？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，采用相同的設計內容可能會導致難易不均，工作量差距很大。以艱難山區為例，如果設計為高速鐵路，則線路一般會考慮短直方向引線，而通過能力、設站、坡度等其它方面只需按規范設計，設計相對容易；若設計為二級客貨共線鐵路，則不僅要考慮山區展線，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，應結合設計對象，分門別類地設置選題及要求。表1給出了近年來不同類型鐵路畢業設計選題及要求，表中在基本設計內容基礎上，對不同類型鐵路還設置了特殊設計要求，做到了難易均衡，工作量大體相當。

（二）加強設計過程中質量的檢查和控制

鐵路線路設計作為一門系統性、綜合性較強的畢業設計，需加強過程質量控制。表2給出了學生在鐵路線路設計常易出現的問題、存在的原因及對策。

根據上述存在的問題，在實際中應明確目標，確立主導思想和改革思路，統籌規劃、合理安排、建立切實可行的質量保證體系，減少學生設計中的錯漏，提高設計質量。

1.強化畢業設計各環節的指導和管理，構建全過程質量保證體系

設計前要制定可行的任務書，由畢業設計組組長統一審核并提出意見。下達任務書后，教師要負責向學生講解各階段設計的注意事項，要求學生先熟悉規范，學習設計軟件，了解出圖規范和標準。

設計內容實施過程中要按進度計劃分解任務，要求學生按周計劃開展工作；固定畢業設計教室，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。

設計成果校審階段先由學生互相校核，再由專任教師按統一規范進行審核、簽字，最終裝訂成冊。

從設計前、中、后全過程對設計質量進行把控，從而達到通過畢業設計提升學生工程素養的目的。

2.強化課程教學、課程設計中專業知識點的學習，為畢業設計奠定基礎

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

（三）開展有針對性的工程實踐

畢業設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場的認識，有助于深入思考，開展更加符合實際應用需求的理性創作。

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

在設計期間安排現場踏勘或設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，以使學生提高對設計工作的認知能力。教師還可派駐學生赴設計院實習2～4周，以便學生了解設計流程，掌握工作方法，增強對設計工作的認識。

（四）建立以學生實質性能力提升為核心的考核評價方法

1成果形式和質量并重

畢業設計最終成果體現在設計圖紙和計算書上，其中設計圖紙是關鍵。在實際工程中，國家標準對出圖有統一要求，標點、字體、圖例、圖幅、標注等必須合乎規范，為此在評價學生成果時，設計圖紙的規范性是考核評價的主要內容之一。同時，在答辯時要對學生計算原理、設計理由進行質疑，防止依葫蘆畫瓢的做法。

2綜合平時表現全面評價

畢業設計考核學生對理論和技能真實掌握的情況，應綜合學生平時表現、答辯成績、開題、中期檢查等作出全面評價。例如：平時表現可綜合指導教師評價和平時成績給出；答辯時可邀請設計單位一線專家參加，質疑問題設置注重細節考核，對個別問題可要求現場板書，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設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計能力的提升。

四、結語

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

[1]同濟大學交通運輸工程學院.軌道交通工程畢業設計指導書[M].北京：人民交通出版社，2015.

[2]翟聚云，衛國祥，馬明江.土木工程專業巖土工程方向畢業設計選題研究[J].高等建筑教育，2014，23（3）：108-109.

[3]王榮霞，宋娃麗，黃海新.基于工程能力培養的橋梁工程畢業設計教學改革研究[J].高等建筑教育，2015，24（3）：135-138.