序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇道路交通工程系統(tǒng)分析方法范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

系統(tǒng)分析作為決策者的一個有力工具，對決策者改善政策、制定質(zhì)量以及實施有效領導等方面有重要影響，其基本步驟如下：

（1）明確目標：在進行系統(tǒng)分析時，第一步要做的就是對系統(tǒng)和系統(tǒng)范疇進行明確定義，清楚了解系統(tǒng)的環(huán)境以及系統(tǒng)各個組成部分之間的關系等；接著就是對反映系統(tǒng)行為、性能或者性狀的數(shù)據(jù)進行大量采集，選擇相應的評價標準和評價指標，對現(xiàn)有系統(tǒng)的性能和狀態(tài)進行定性描述和定量評價時，通過數(shù)據(jù)分析的利用加以實現(xiàn)；完成評價后，應該調(diào)查并預測現(xiàn)有系統(tǒng)當下和將來的需求，并與現(xiàn)有的系統(tǒng)實際狀態(tài)和使用系能進行類比，進一步使得現(xiàn)有系統(tǒng)存在問題的內(nèi)容和范圍都有所確定。根據(jù)這些分析依據(jù)來對現(xiàn)有系統(tǒng)開展價值分析，討論后確定接受度高且實現(xiàn)性強的系統(tǒng)整改的目標和目的。

（2）可選方案的提出：按照系統(tǒng)的問題和所定的目標及目的對多個可能的方案進行可行性分析和篩選，多次進行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)評價，從眾多改進法方案中篩選出可行性較高的方案。

（3）選擇方案的分析評價：在上一個步驟中已經(jīng)完成了各項方案的分析，因此這時應該依據(jù)按照表征系統(tǒng)的行為、性狀和特征模擬所得到的一個或數(shù)個模型細致的技術、經(jīng)濟政治可行性分析，對系統(tǒng)實施后的各種狀態(tài)進行計算分析。

（4）方案的選擇與決策：完成系統(tǒng)分析后，系統(tǒng)分析員需要將結構化分析結果用概述的形式傳給決策者，說明評定指標和標準，表明系統(tǒng)目的和目標的確立依據(jù)，提供可行的參考方案并對各方案實施的效果進行比較分析，在討論中系統(tǒng)分析員可以提出自己的一些建議和看法。

（5）方案實施和反饋：系統(tǒng)分析結果的驗證是在確定方案實施過程中和結束后需要進行的基本步驟，驗證的結果是分析方法和分析選用參數(shù)修整完善的基本依據(jù)，后期新方案和性政策推薦可以以此為構建基礎并適時推出。

1.2城市道路與交通工程系統(tǒng)

道路與交通工程的規(guī)劃、設計、修建和后期運作管理是城市道路與交通工程系統(tǒng)分析的主要對象。這些問題的基本特征與微觀經(jīng)濟概念預測法、系統(tǒng)分析方法論、技術優(yōu)化、決策理論等相結合就是實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和最佳方案的選擇的依據(jù)基礎。城市道路與交通工程龐大而復雜，投入甚大，各管理部門的資源優(yōu)化配置和最佳解決方案的選擇是工程系統(tǒng)分析工作的主要內(nèi)容。

2模型的建立與運行

模型是將系統(tǒng)和問題的全貌以立體直觀的方式呈現(xiàn)給決策者的一種工具，通過直觀的呈現(xiàn)各種問題來加強決策者的決策能力，在城市道路與交通工程系統(tǒng)的分析過程中模型是必不可少的。模型的一個重要作用就是使分析員能夠根據(jù)具體模型來分析各種各樣的變量、因素以及關系之間是如何相互依賴、相互作用的，通過分析來推測可能對系統(tǒng)產(chǎn)生影響的各種行為、性狀、性能等，進一步對方案的效果進行評價，對方案進行必要的完善。所以，模型的建立是城市道路與交通系統(tǒng)分析的重中之重，其建立和運行步驟如下：初步設計、根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)初步證實、通過模型預測新情況、根據(jù)實際偏差改進模型。

3城市道路與交通系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容

3.1線性規(guī)劃與圖論

線性規(guī)劃是運籌學中的一個分支，運籌學會通過運用圖解法、人工變量法、單純形法等求解方法來將所分析的問題具體呈現(xiàn)出來。通常情況下，使用線性規(guī)劃有兩個目的：一個目的是根據(jù)任務要求，采用最省資源的方式完成工作；第二個目的是根據(jù)被限定的資源，采用最佳方案經(jīng)濟有效地完成任務。同時，作為運籌學另一個分支的圖論則是以“圖”的形式來反映龐大而復雜的工程系統(tǒng)以及管理問題，其最優(yōu)結果通過數(shù)學方法求得。通過情況下，要分析完成某項任務的最少時間、最省費用、最短距離等，都可以通過圖論的方法來進行。

3.2網(wǎng)絡技術

這里所說的網(wǎng)絡技術跟我們?nèi)粘Ｉ钪兴斫獾木W(wǎng)絡技術不同，作為圖論的一個分支，其主要的表示方法有箭線圖和順序圖，主要工作第一步是對承接的工作展開項目分析，并依據(jù)分析結果繪制出與預期要求相符的網(wǎng)絡圖，若通過分析繪制得到的網(wǎng)絡沒有達到預期要求目標，分析人員就可以結合時間、資源、費用等因素的影響對原圖進一步調(diào)整優(yōu)化，以達到最終的滿意效果，在施工組織和施工計劃管理的過程中往往會用到網(wǎng)絡技術。

3.3預測與決策

預測與決策是兩個不同的概念，預測是以某件事物的歷史資料為依據(jù)，采取科學的方法和邏輯推來對該事物的發(fā)展趨勢進行預測分析，并對估計結果進行客觀評價，然后再調(diào)對人們的行動進行調(diào)節(jié)引導；而決策則是指在眾多可選方案中選擇出可行性最佳的執(zhí)行方案。

3.4技術經(jīng)濟分析與評價

在道路工程中，在可行性研究階段需要用到技術經(jīng)濟評價，技術經(jīng)濟評價是對成本和效益動態(tài)計算并最終得出定量評價依據(jù)的一種手段，所采用的研究方法包括有工程經(jīng)濟學的理論和方法，通過分析來說明某個方案的優(yōu)劣。

篇（2）

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A

文章編號：1009-0118（2012）09-0150-01

一、前言

《交通系統(tǒng)工程》是由《運籌學》和《系統(tǒng)工程》兩門課整合形成的交通管理工程專業(yè)的專業(yè)基礎課。經(jīng)過整合后，本門課的內(nèi)容更加集中反映交通管理專業(yè)應具有的系統(tǒng)工程方面的基礎知識。因此在這門課程的教學中，應當總結和繼承以往教學過程中積累的有益經(jīng)驗，并結合新的形勢，進一步對教學內(nèi)容、教學方法與教學手段進行改革，使學生在掌握系統(tǒng)工程的基本概念、基本理論的基礎上，提高將系統(tǒng)工程的思想、方法和原理應用到交通管理實踐中的能力。

二、教學內(nèi)容的整合

《交通系統(tǒng)工程》的教學內(nèi)容可以分為三個部分：基礎知識，應用知識和計算機應用。《交通系統(tǒng)工程》的基礎知識是由《運籌學》和《系統(tǒng)工程》兩門課整合后形成的?！督煌ㄏ到y(tǒng)工程》也是一門應用學科。通過這門課程的學習，學生不僅要學到系統(tǒng)工程的基礎理論，更要具備較強的面對交通問題的建模能力及分析、綜合能力。系統(tǒng)工程是以大型復雜系統(tǒng)為研究對象，按照一定目的進行設計、開發(fā)、管理與控制，以期達到總體效果最優(yōu)的理論和方法。

在《交通系統(tǒng)工程》課程的教學中，應當注重培養(yǎng)學生運用計算機解決交通實際問題的能力。通過計算機的應用，使系統(tǒng)工程的理論與交通實踐更直觀、更有機地結合起來?？梢詮膬煞矫嫒胧郑阂皇侵笇W生用所學過的編程語言編寫典型算法的計算機程序，提高學生的計算機編程能力；二是在教學中詳細介紹多種求解系統(tǒng)工程問題的成熟軟件，使學生及時掌握各種軟件的使用方法，培養(yǎng)和鍛煉學生運用適合的計算機軟件解決問題的能力。

三、教學應用案例的編寫

著重編寫系統(tǒng)工程理論在交通中應用的案例，內(nèi)容有利用系統(tǒng)工程的有關算法研究高速公路交通控制、交通分配、路徑誘導、交通量預測、交通事故預測、道路交通管理評價、交通安全管理評價、智能交通系統(tǒng)評價等問題，使學生掌握解決交通問題的數(shù)學方法，培養(yǎng)學生對各種簡單和復雜的交通現(xiàn)象正確建立數(shù)學模型的能力；同時指導學生運用系統(tǒng)工程的思路和方法研究交通系統(tǒng)、交通管理、智能交通、交通管理規(guī)劃、交通安全管理規(guī)劃、交通設計等問題，以提高學生的分析和綜合能力。同時，還整理完成了目前常用的、較成熟的求解線性規(guī)劃問題的軟件的使用方法，這些軟件包括：EXCEL、MATLAB、MATHEMATICA和LINDO等。

四、教學內(nèi)容和應用案例的應用

研究成果已在本科《交通系統(tǒng)工程》教學中得到應用，促進了本門課教學內(nèi)容和教學方法的更新。不僅如次,為了更好地推廣上述研究成果,我們還綜合采用了幾種新的教學方法：

（一）案例教學法

案例教學法是把案例作為一種教學工具，把學生引導到實際問題中去，通過分析與互相討論，調(diào)動學生的主動性和積極性，并提出解決問題的基本方法和途徑的一種教學方法。它是連接理論與實踐的橋梁。結合《交通系統(tǒng)工程》應用性較強的特點，在教學中結合各章節(jié)的基礎理論，講授了一些相關的道路交通問題的實際案例，如用系統(tǒng)觀點分析交通系統(tǒng)、高速公路多匝道整體定時控制的調(diào)節(jié)率計算、利用最短路算法進行交通分配、城市交通管理評價體系、城市交通安全管理評價、層次分析法應用等，通過實際案例講解理論、計算步驟和計算過程，將理論教學與實際案例有機地結合起來，使得教學內(nèi)容更加生動清晰，收到良好的教學效果。

（二）小組討論法

小組討論法是將學生分為幾個小組，對教學內(nèi)容進行討論和交流的方法。通過成立興趣小組，開展小組討論、全班交流，有利于使學生更多地參與到課堂教學中來。在小組討論過程中，學生們通過查閱文獻、收集資料、分析并解決交通實際問題，達到學以致用的目的。這種方法可以充分調(diào)動學生的主動性和創(chuàng)造精神，培養(yǎng)學生自信心、成就感和團隊協(xié)作精神。教學中要求學生利用系統(tǒng)工程有關原理討論熟悉的交通問題，如交通事故預防對策研究——以系統(tǒng)工程方法論、高速公路交通安全評價系統(tǒng)、關于北京市未來汽車保有量的預測、城市交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展、系統(tǒng)方法解決換乘樞紐交通問題、解析結構模型在城市交通分析中的應用等，并要求撰寫論文，然后在課堂上做報告。大部分學生都能積極參與，課堂報告及討論非常熱烈，效果比較好。

（三）軟件演示法

在傳統(tǒng)的教學中，通常只講授有關算法的原理、解法及應用，并不介紹相關的求解軟件。目前，計算機應用已非常普遍，在教學中，注重培養(yǎng)學生運用計算機解決實際問題的能力。

五、結語

作為交通管理專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，《交通系統(tǒng)工程》的教學內(nèi)容和教學方法還有許多需要完善和探討之處。在這門課程的建設和改革中，整合教學內(nèi)容及其研究、整理和編寫系統(tǒng)工程理論在道路交通中應用的案例是一項非常重要的工作。通過引導學生獨立地進行案例分析，將系統(tǒng)工程理論、相關交通知識和計算機應用三者有機地融為一體，可以使學生深入淺出地理解系統(tǒng)工程的基本概念和基礎理論，掌握相關的交通專業(yè)知識，并學會使用常用的數(shù)學軟件。

篇（3）

1.1交通工程的概念 交通工程就是把人、車、路、環(huán)境及能源等與交通有關的幾個方面綜合在道路交通這一統(tǒng)一體中進行研究,以尋求道路通行能力最大、交通事故最少、運行速度最快、運輸費用最省、環(huán)境影響最小、能源消耗最低的交通系統(tǒng)規(guī)劃、建設與管理方案,從而達到安全、迅速、經(jīng)濟、方便、舒適、節(jié)能及低公害的目的工程建設。

1.2交通工程的特點

1.2.1規(guī)模合理性。交通工程是關系到社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要的工程設施,交通狀況的好壞直接關系到人們生活水平的質(zhì)量,因此交通工程具有建設規(guī)模合理性的特征,只有具有了建設規(guī)?？茖W合理的設計以后,才能使建設出來的交通符合社會的發(fā)展。

1.2.2 系統(tǒng)性。公路工程交通設施標準體系涉及的范圍很大,交通是全人類共同使用的公共資源,交通的建設程度關系到人們的生活質(zhì)量,可以說交通工程是一個關系到多個社會層次的系統(tǒng)工程,它具有較強的系統(tǒng)性,只有把社會的各個系統(tǒng)調(diào)動起來才能實現(xiàn)交通工程的最終目的。

1.2.3 配套性。配套性主要是指交通工程系統(tǒng)的標準,除了在本系統(tǒng)內(nèi)相互配套以外,還須與公路沿線設施的其他標準配套,如監(jiān)控、通信、收費等系統(tǒng)與管理機構、房建設計等標準的配套,已有系統(tǒng)功能的發(fā)揮。

2我國交通工程的現(xiàn)狀

2.1 交通流理論研究

交通流理論是用物理與數(shù)學的定理、方法,定量地描述交通流特性,是交通工程學的基礎理論之一,對道路交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、管理具有指導作用。國內(nèi)對交通流理論的研究,沒有從純數(shù)學、物理學 角度入手,而是結合具體交通 問題開展工作,取得 了一些成果。

東南大學用穿插理論研究環(huán)形交叉路口的通行能力。同濟大學用沖突點法研究十字路一口的通行能力。交通部公路研究所結合路口信號控制,建立了交通平滑離散模型。北京工業(yè)大學在研究燈管路口通行能力的過程中,研究了路口直行車隊的車輛跟馳模型、路口自行車行駛狀態(tài)的流體力學模型與通行能力計算公式。近年來,研究了高速公路交通流特性,開發(fā)了高速公路交通仿真程序。

2.2交通規(guī)劃理論與方法的研究

交通規(guī)劃是研究在一定土地使用條件下的交通需求與交通供應的平衡關系。我國過去編制交通規(guī)劃,實際上是擬定道路網(wǎng)規(guī)劃,且以定性分析為主。自引進 了交通工程學以后,編制交通規(guī)劃,名符其實的是擬定包括場站在 內(nèi)的各種交通方式的綜合交通規(guī)劃,且以大量占有數(shù)據(jù)的定量分析 為主。自80年代初開始,應用美國50年代提出的UTPS,先后對天津、徐州、上海、北京等30多個城市進行了大規(guī)模居民出行調(diào)查,編制交通規(guī)劃方案。在這個過程中,各地根據(jù)實際情況,對模型做某些修改、

標定參數(shù)、編寫計算程序。值得一提的是東南大學對非平衡交通分配模型做了有益的改進,并提出了動態(tài)多通路交通分配模型。北京工業(yè)大學對交通預測提出多角度預測理論與方法,提高了中、長期預測的可信度。

與此同時,北京工業(yè)大學開辟了交通樞紐規(guī)劃新領域,提出了客運樞紐規(guī)劃原理與選址方法 貨運樞紐規(guī)劃原理與選址方法。西安公路學院提出了用總量控制法編制公路網(wǎng)規(guī)劃。

2.3道路交通系統(tǒng)安全理論研究

交通安全是涉及人身生命和國民經(jīng)濟損失的重要問題,一直受到各部門的重視。北京工業(yè)大學交通工程專業(yè),自1979年成立以來,把道路交通安全做為自己恒定的研究方向。多年來,他們以人的因素為主體,綜合分析影響交通安全的道路條件,用路者的條件,車輛條件和交通環(huán)境等諸多因素,揭示了一些產(chǎn)生交通事故的機理和規(guī)律。所見到的成果有 交通安全灰色評價方法道路交通安全模糊綜合評價方法 道路交通事故成因分析城市道路交通事故的特性研究危險路段的判定與改善交通工程心理學多角度預測交通事故的方法等。

2.4交通系統(tǒng)分析與交通管理技術

在交通管理的實踐中,逐步形成了使交通渠化、交通 管理需雙向控制的思想,并明確提出交通綜合治理的口號。渠化是變無序交通為有序交通的一種技術雙向控制是指在最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有交通設施的功能的同時,兼控交通需求,否則交通管理無法奏效交通綜合治理是指運用系統(tǒng)工程、交通工程的理論科學地治理交通。在這種思想的指導下,做了如下工作。

2.4.1 自1979年起,在全國公路上建立 了11 262個間隙式交通調(diào)查點和183個連續(xù)式交通調(diào)查站。系統(tǒng)地觀測公路交通量、車速、交通組成等數(shù)據(jù)。在上海、北京、哈爾濱、福州幾個城市盯街道上建立交通觀測站,監(jiān)測城市道路的交通變化規(guī)律。

2.4.2 制定了道路交通標志標線規(guī)范修訂了道路交通管理條例。

2.4.3 在大中城市和高速公路上,廣泛應用標志、標線等交通管理技術。北京、深圳等城市采用了交通 區(qū)域控制。

2.4.4 北京、深圳等城市采用了交通區(qū)域控制。

2.4.5 在交通管理部門,推廣了計算機交通事故管理系統(tǒng)。

2.5 交通設施設計理論與方法

道路是最主要的交通設施,如何使道路符合行車規(guī)律,如何使道路 滿足用路者的旅行需求,如何使道路勘測設計自動化,一向是廣大道路交通工程人員追求的目標。

“ 七五 ” 期間,國家做為重點攻關課題研究了公路設計CAD,取得了一批成果。目前,交通部公路勘察設計院和 部分省市交通設計院,以及有關院校都有公路設CAD軟件,可用計算機從事道路設計。

在設計理論方面,北京工業(yè)大學提出了道路線形設計新理論。舊理論以滿足汽車行駛要求為出發(fā)點,靜止地分析 問題,孤立地設計新理論是以滿足用路者的出行需求為出發(fā)點,動態(tài)的分析問題,強調(diào)協(xié)調(diào)設計。

3交通工程的管理措施

3.1 利用科技手段促進公路養(yǎng)護管理現(xiàn)代化

首先,通過功能強大的軟件,使數(shù)據(jù)管理便捷高效,為公路養(yǎng)護和運營提供大量、及時、準確的數(shù)據(jù)信息,為公路交通的發(fā)展提供了有效依據(jù)。其次,通過高科技手段,實現(xiàn)人工檢測向自動化檢測發(fā)展,使公路質(zhì)量的檢測、評估分析更加快捷、準確。另外,學習使用國外高等級公路養(yǎng)護適用新技術,延長公路使用壽命,實現(xiàn)公路交通可持續(xù)發(fā)展的目標。

3.2建設專業(yè)化的養(yǎng)護隊伍,加強監(jiān)管力度

為了社會主義市場經(jīng)濟要求,公路養(yǎng)護管理養(yǎng)護工程要建立競爭機制,要求養(yǎng)護人員要有競爭意識,具備全方位養(yǎng)護能力,建立一支訓練有素???機械配套、安全措施完備的專業(yè)化養(yǎng)護隊伍。加強政府對公路行業(yè)的監(jiān)管力度。政府要快組織制定相應的運營高等級公路的養(yǎng)護技術標準、操作規(guī)程和規(guī)范,養(yǎng)護作業(yè)實行社會監(jiān)理、政府監(jiān)督。

3.3建立完善的交通工程監(jiān)督制度

篇（4）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0048-02

南通大學是江蘇省和交通運輸部共建的地方綜合性大學。為了推進省部共建工作，我校近年來非常重視交通教學和科研，其中，智能交通綜合訓練中心于2013年被遴選為江蘇高校實驗教學與實踐教育中心建設點。該中心面向交通、計算機和自動化等所有交通主干專業(yè)學生，構建以智能交通為工程背景的多層次、多方位的多個實訓平臺，除了要求學生掌握扎實的軟硬件能力之外，還需要學生熟悉常見的智能交通設備，包括交通流檢測器、電子警察、信號機、信號燈等，通過交通設計、交通管理與控制等相關交通基礎理論課程學習，根據(jù)智能交通施工規(guī)范，將不同設備安裝在正確位置上，實現(xiàn)從交通數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制的全過程。這決定了智能交通綜合訓練中心以培養(yǎng)學生掌握智能交通的核心技能為目標，不僅要求學生所要掌握的軟硬件知識不僅比計算機、自動化多，而且比一般交通專業(yè)多，對該智能交通方向的教學管理提出了新的挑戰(zhàn)。因此，亟待構建面向交通主干專業(yè)學生的智能交通系統(tǒng)集成方向課程群建設。智能交通涉及交通、計算機、電子信息等學科多門課程，若各門課程之間缺少融合，僅按一門課程獨立進行方案設計和建設，容易造成教學和實驗內(nèi)容重復、授課學時緊張以及相關知識點的前后銜接混亂等現(xiàn)象，從而造成無法培養(yǎng)學生具備用人單位最看重的工程實踐能力的缺憾。為了培養(yǎng)交通系統(tǒng)集成方面應用型人才，以系統(tǒng)的觀點充分考慮智能交通多交叉學科的各課程所包含的實踐教學環(huán)節(jié)的共性和特性，合并相同或相近的實驗內(nèi)容，本著體系完整、注重廣度與深度的結合、注重新知識的溶入、注重前后課程的銜接，對相互銜接的實驗內(nèi)容進行融合，充分體現(xiàn)工程訓練的全程性。因此，依托一個實際項目，將多門課所涉及的相關知識點串聯(lián)起來，亟待構建相互銜接的智能交通系統(tǒng)集成方向課程群。

一、培養(yǎng)學生智能交通系統(tǒng)集成能力的課程群設置

根據(jù)交通設備集成企業(yè)對智能交通工程項目等相關崗位的技能要求，依托一個實際道路上的智能交通集成項目，設置不同應用場景，如：單交叉通控制、干線協(xié)調(diào)控制、違章抓拍等，構建以熟悉整個智能交通數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制流程為核心的旨在建設專業(yè)內(nèi)多課程大流程管理的項目并付諸實施，即：根據(jù)實際項目實施前后順序，將所需知識點串接起來，整合相關或相近的課程，以智能交通的設備硬件和信息系統(tǒng)集成兩條主線為教學重點，圍繞智能交通集成系統(tǒng)的方案設計、研發(fā)、施工、安裝集成和維護，按基礎理論類（計算機軟件基礎、電子技術基礎、交通基礎理論）、技術類（交通數(shù)據(jù)采集與處理、交通網(wǎng)絡與通信、車輛定位與導航）、實現(xiàn)類（交通控制集成系統(tǒng)）、應用類（智能交通綜合實驗）為序，分別構建一個結構合理、層次清晰、相互配合、相互滲透、課程間相互連接的遞進式的課程群體系。

二、基礎理論、技術類、實現(xiàn)和應用四類理論課程的具體內(nèi)容

基礎理論類課程涉及計算機軟件基礎、電子技術基礎、交通基礎理論三類，其中：計算機軟件基礎包括高級語言程序設計、數(shù)據(jù)結構和算法和數(shù)據(jù)庫三門課程，是通用軟件開發(fā)的最核心知識；電子技術基礎包括電路、數(shù)字電路技術、模擬電路技術、單片機原理與接口技術四門課程，是通用集成電路應用開發(fā)的靈魂；交通基礎理論包括交通工程學、交通管理與控制、交通規(guī)劃、交通設計四門課，主要用于分析交通現(xiàn)象和規(guī)律。技術類課程包括交通數(shù)據(jù)采集與處理、交通網(wǎng)絡與通信、車輛定位與導航，側重于培養(yǎng)學生學習如何利用軟硬件基礎知識研發(fā)交通設備，如：信號機、交通流檢測器、交通警察等，熟練掌握智能交通的數(shù)據(jù)采集、傳輸和信息關鍵技術。交通數(shù)據(jù)采集與處理側重如何研究智能交通終端設備，交通網(wǎng)絡與通信側重于將安裝道路或車輛上智能交通終端設備、控制中心之間數(shù)據(jù)傳輸和通信，車輛定位與導航在城市GIS基礎上統(tǒng)計分析交通事件在時間和空間上的分布特征。

實現(xiàn)類課程僅設一門交通控制集成系統(tǒng)，以交叉通控制為例，講解智能交通系統(tǒng)的總體框架，圍繞智能交通數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和控制，介紹各種交通前端設備的原理和使用方法，重點關注其通信協(xié)議和二次開發(fā)接口，以及如何集交通流檢測器、信號機、紅綠燈、電子警察于一體。應用類課程也就是智能交通綜合實驗，針對圍繞復雜多變交通環(huán)境下實際智能交通系統(tǒng)集成，如：左右轉(zhuǎn)相位，利用主流廠家的真實設備，圍繞智能交通系統(tǒng)的方案規(guī)劃、施工設計、設備選型、安裝、信息集成和運行維護等，訓練學生將不同設備安裝在正確的道路位置上，實現(xiàn)智能交通數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和控制。

三、基礎理論、技術類、實現(xiàn)和應用四類課程之間關系

基礎理論類課程讓學生分別掌握軟件開發(fā)、硬件設計和交通系統(tǒng)分析的最基本知識，通過技術類課程告訴學生如何利用基礎理論類課程所學知識開發(fā)智能交通所涉及的相關前端設備，而實現(xiàn)類課程是講解智能交通系統(tǒng)集成的總體框架、前端設備及其集成關鍵技術。應用類課程相當于案例教學，根據(jù)復雜多變的交通場景，從方案規(guī)劃、施工設計、設備選型、安裝和信息集成等出發(fā)，利用真實設備集成一個智能交通大系統(tǒng)。因此，四個課程模塊是一個層次清晰、遞進式的課程群體系。

在基礎理論類課程中，包括計算機軟件基礎、電子技術基礎、交通基礎理論三類，每類基礎理論類課程相互獨立，但它們自身的各門課之間各自成體系、相互融合。計算機軟件基礎以開發(fā)軟件信息系統(tǒng)為線索，開設了高級編程語言、數(shù)據(jù)結構和算法設計、數(shù)據(jù)庫等課程，是通用軟件開發(fā)的最核心知識；電子技術基礎以單片機應用開發(fā)為主線，集成了電路設計、電子元器件、傳感器于一體；交通基礎理論以城市的交通規(guī)劃、設計、管理與控制為研究對象，開設了交通調(diào)查與分析、交通工程系、交通設計、交通系統(tǒng)分析、交通管理與控制、交通規(guī)劃等。

技術類課程的三門課是智能交通設備集成的核心技術，相對獨立、相互配合。在基礎理論類課程基礎上，交通數(shù)據(jù)采集與處理解決如何研發(fā)交通前端設備，車輛定位與導航解決移動車載設備與道路交通設備和數(shù)據(jù)中心的位置信息，而交通信息網(wǎng)絡與通信是交通前端設備和數(shù)據(jù)中心通信交互的技術保障。

實現(xiàn)和應用類課程是一門綜合課程，結合實際智能交通項目存在的問題，以基礎理論和技術類為基礎，圍繞智能交通的方案設計、施工、安裝和集成，介紹常見的智能交通前端設備的原理和使用方法，以及這些交通設備的通訊協(xié)議和二次開發(fā)接口，實現(xiàn)集成一個智能交通大系統(tǒng)，是鍛煉學生實際動手能力的一門課程。

四、落實“課程群”的教學實踐

首先，修訂培養(yǎng)計劃。調(diào)研相關智能交通企事業(yè)單位，邀請專家學者、交通工程師和專任教師、學生共同進行研討會的方式，圍繞智能交通相關崗位的核心能力所需的核心知識，構建課程體系，包括基礎課程、支撐課程和選修課程，確定其教學和實驗內(nèi)容，據(jù)此編制培養(yǎng)計劃、教學大綱等教學資料。

第二，課程整合與優(yōu)化。分析課程群的各門課程教學內(nèi)容之間的相互關系，進行整體規(guī)劃，突出每門課程的重點和難點，避免課程之間內(nèi)容的重復，并補充不足的知識點。例如：車輛定位與導航、交通網(wǎng)絡與通信這兩門課的部分知識重復，補充軟件工程、軟件測試等部分知識。

篇（5）

作者簡介：呂悅晶（1979-），女，吉林白城人，武漢科技大學汽車與交通工程學院，講師；李程（1986-），男，山東高密人，武漢科技大學汽車與交通工程學院碩士研究生。（湖北 武漢 430081）

基金項目：本文系武漢科技大學教研基金項目（項目編號：2012X56）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）19-0055-03

交通工程學（Traffic engineering）是從道路工程學中派生出來的一門較年輕的、正在發(fā)展的綜合性學科，誕生于歐美發(fā)達國家，70年代末引入我國。80年代，我國有不足10所高校開設交通工程專業(yè)。[1]關于培養(yǎng)方案與課程體，各學校均依據(jù)自身所依托學科特點，各自制訂風格迥異的學科計劃。2000年初，全國有60多所高校開設交通工程專業(yè)，各學校的教學重點內(nèi)容仍各有千秋。目前，全國開設交通工程專業(yè)的高校超過100所，行業(yè)同仁仍在積極探索完善的、普適性的教學計劃和課程體系。學科的蓬勃發(fā)展使得畢業(yè)生數(shù)量激增，就業(yè)競爭激烈。同時，學生的就業(yè)質(zhì)量及就業(yè)率也成為高校所培養(yǎng)的人才是否被市場接受的一個衡量指標。為此，本文即針對本校學生就業(yè)及行業(yè)需求，對交通工程學科培養(yǎng)方案及課程體系進行分析，探討課程教學體系的優(yōu)化與改革的方法。

一、發(fā)展背景與就業(yè)形勢分析

武漢科技大學交通工程系是在交通運輸大專業(yè)分化出來的，2003年獲教育部批準，2004年開始招第一屆本科生，經(jīng)過近10年的發(fā)展已取得了一定成績，但也暴露出了很多弊端。目前，交通工程專業(yè)的公共基礎課按照學校要求設置工科類基礎課程；專業(yè)基礎課設置道路工程材料、工程測量、交通控制與管理、交通工程學、路基路面工程、交通系統(tǒng)分析、交通規(guī)劃、道路勘測設計、交通設計、道路工程CAD及實踐、交通工程專業(yè)英語、交通信息技術、交通工程實驗技術。同時，專業(yè)限選課程分為兩個模塊，專業(yè)模塊一的課程設置為道路施工組織與概預算、結構力學、道路工程建設與管理、土質(zhì)學與土力學，專業(yè)模塊二的課程設置為信號與系統(tǒng)、自動控制原理、智能交通技術應用、復變函數(shù)與積分變換；另外，設置了大量的專業(yè)選修課，分別為管理信息系統(tǒng)、車輛定位與導航系統(tǒng)、城市道路設計、城市軌道交通、道路交通環(huán)境工程、交通工程設施設計、交通樞紐規(guī)劃設計、施工機械概論、停車場規(guī)劃設計與管理、道路交通安全工程、智能交通系統(tǒng)、交通系統(tǒng)仿真技術、交通工程機電系統(tǒng)、交通技術經(jīng)濟學、交通地理信息系統(tǒng)及實踐、公路景觀設計、道路養(yǎng)護與管理、結構設計原理、橋梁工程概論、微機原理與應用。上述課程設置內(nèi)容表面上是兩個大模塊，其實質(zhì)上囊括三大專業(yè)內(nèi)容，即交通規(guī)劃與管理、交通與地理信息、道橋設計及施工管理。課程設置數(shù)目繁多，目的是充分拓展學生知識的廣度，但課程課時量均較少，課程設計及實訓課程更少，使得課程內(nèi)容不能深入講解，學生也只是就基本理論粗淺的學習，實踐及動手的機會更是少之又少。例如，像路基路面工程這樣的課程也僅僅36課時，尚無課程設計及實訓課程。按此課程體系框架所設置的課程在實施過程中發(fā)現(xiàn)了不少問題，乃至影響學生的進一步深造及就業(yè)。

進一步分析專業(yè)發(fā)展歷程，專業(yè)開辦初始的專業(yè)定位為交通信息與控制，由于就業(yè)市場暗淡而擱淺。進一步發(fā)展交通工程的過程中，為學生就業(yè)需求設置了道路、橋梁類專業(yè)課程，但由于道路橋梁類專業(yè)課程缺乏必要的基礎課程做前導，使得學生學習時吃力、難以融會貫通；考研時知識體系不完善，尤其是考取名校研究生時復試壓力大；就業(yè)時仍面臨道橋崗位對基本功的要求。已有的較成熟的專業(yè)基礎課程多為建筑機械和車輛工程，使得交通工程的模塊設置一直存在傳承與創(chuàng)新、特色與發(fā)展的雙重矛盾。

分析當代交通科學的特點和發(fā)展趨勢，結合武漢科技大學交通工程專業(yè)的實際情況，武漢科技大學交通工程專業(yè)的培養(yǎng)目標為：具備交通工程規(guī)劃設計、施工與管理方面知識，并能在各等級交通規(guī)劃部門、交通管理部門、交通土建技術部門等從事交通規(guī)劃與管理、交通工程設施設計及交通土建部門施工建設等方面的高級工程技術人才。但從畢業(yè)生就業(yè)信息統(tǒng)計來看，從2008年第一屆交通工程畢業(yè)生畢業(yè)至今，除四分之一的學生考取研究生外，剩下學生中60%～70%的人都去了施工單位。[2]另一部分則改行從事其他行業(yè)或是繼續(xù)堅持考研。進校時，學生是優(yōu)質(zhì)的高分學生，就業(yè)時與該專業(yè)當初的培養(yǎng)目標相差較大，致使學生對當前所學課程不投入精力，認為努力學習也只能進入施工單位，就業(yè)條件過于艱苦。同時，另外一個觀念在綿延，就是大學生畢業(yè)即失業(yè)的擔心。究其原因主要存在兩方面的原因：一是現(xiàn)在大學生的就業(yè)壓力較大，二是在專業(yè)課程設置上存在很多的問題。對歷年交通工程本科生就業(yè)狀況進行分析，統(tǒng)計如表1所示。

二、當前教學體系分析

當前教學體系使得學生的學習自覺性明顯降低；同時課程的設置不合理也加重了學生的學習及就業(yè)負擔。對學生來說，一方面花了不少時間學了大量知識，但由于沒有知識側重，對畢業(yè)后的就業(yè)不利；另一方面，學生學習態(tài)度不積極，認為當前課程不能使其很好的就業(yè)；翹課現(xiàn)象普遍，課程秩序有待加強。另外，本專業(yè)常常需要進一步深造才能找到理想工作，引發(fā)學生大規(guī)模考研，但對考研的學生來講，所學專業(yè)課程深度應付不了考研難度，很多課程知識仍需從頭深入學習，無形中增加了考研學生壓力。總之，本專業(yè)課程體系主要存在如下問題：

1.專業(yè)定位需要進一步明確化

目前所設置的專業(yè)課程沒有表現(xiàn)出本專業(yè)學習的重點及畢業(yè)后就業(yè)的主體方向。

2.課程設置多而雜，教學模式過于僵化

培養(yǎng)方案沒有側重點，面面俱到，不能協(xié)調(diào)寬口徑就業(yè)的廣度和交通工程專業(yè)就業(yè)技能深度的矛盾，學生學習目的茫然，興趣寡然。

3.專業(yè)主干課程有效銜接不足、特色課程過于平淡

課程體系亟待完善，學生知識體系不完善致使其深入學習的動機進一步降低。

4.課時配置不合理

骨干課程課時較少，對知識的講解深度多數(shù)是淺嘗輒止，學生領悟不透徹，學習積極性不高，僅僅為通過考試而死記硬背。

三、面向行業(yè)需求的教學體系改革

針對出現(xiàn)的問題開始對教學體系進行改革，以期改善當前狀況。

1.針對培養(yǎng)層次，優(yōu)化教學體系

交通工程本科人才更加注重實踐動手能力，課程教學體系應充分體現(xiàn)這一特點，課程設置相應的課程設計及實踐課時，使得培養(yǎng)出的學生“基礎扎實、實踐應用能力強”。

2.課程設置科學合理，協(xié)調(diào)解決“?！迸c“全”

實行寬基礎的課程體系，并視專業(yè)特點，結合學科發(fā)展及學生就業(yè)，設置合理的專業(yè)課程并保證學生深入學習的課時量。并在可能的交叉學科方向上積極探索，拓寬學生的就業(yè)面。具體表現(xiàn)為，新教學體系按分塊模式設置，但在專業(yè)課學習階段可讓學生根據(jù)興趣和需求自行選擇專業(yè)課程學習，改變當前學生被動選課的局面，使學生在有限的學習期間既掌握全面的基礎知識又能集中精力深入掌握某方面的內(nèi)容。這樣，學生二次定位專業(yè)方向，更能適應市場需求。

3.教學體系與職業(yè)特點協(xié)調(diào)

畢業(yè)前學生具有專業(yè)基礎扎實、實踐能力強、綜合素質(zhì)高的特點，畢業(yè)后應是具有一張文憑、多張證書的準工程師。畢業(yè)生應對國家建筑行業(yè)職業(yè)注冊制度有所了解，并可根據(jù)需要提前進入職業(yè)角色，使其以后均成為國家注冊級別的專門工程技術人才。

4.完善教學方法，提升教學手段

為培養(yǎng)學生自學能力，提高學習積極性，一方面教師應精心組織主講課程的課堂教學，豐富教學手段，如多媒體的動畫模擬、仿真演示、聘請行業(yè)專家的講座等。另一方面，教師在傳授理論知識的同時要和實際工程聯(lián)系起來，如交通規(guī)劃課程充分利用transCAD軟件，盡量采用實際工程案例，提高學生對本專業(yè)課程在實際工程中的認識。

5.課程教學體系與實訓基地掛鉤

由于土建行業(yè)實習安全問題的原因，施工現(xiàn)場接受學生實習的動機不足，學生的實習機會往往僅僅依靠實習指導教師通過各種私人關系臨時聯(lián)系道橋工地現(xiàn)場，使得學生的實際動手操作難以施展，嚴重制約了實習質(zhì)量的提高。為此，一方面需要加強校內(nèi)實習基地建設，充分利用學校的設計勘察、施工及監(jiān)理等部門為學生提供實習場所；另一方面更加積極拓展與企業(yè)的互惠合作，建立長期以企業(yè)為主體的實踐教學基地，使學生的實習真正落到實處。

6.形成合理有效的溝通反饋模式

教學計劃應具有開放性和包容性，在相對穩(wěn)定基礎上不斷優(yōu)化更新，以適應行業(yè)市場需求。根據(jù)學生就業(yè)情況對教學體系進行反饋評價，摸清行業(yè)對學生的需求情況。責成專門人員每年定期通過對畢業(yè)生就業(yè)單位進行電話訪問、網(wǎng)絡咨詢、上門問卷調(diào)查等形式，獲得企業(yè)對本校畢業(yè)生的滿意度，并與企業(yè)保持緊密良好的供需合作關系。并依此數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化調(diào)整培養(yǎng)計劃。例如，自2009年起交通工程本科專業(yè)根據(jù)用人單位反饋意見積極調(diào)整培養(yǎng)計劃，刪除“公路景觀設計”課程，代替開設了“交通信息及設備檢測”、“路基路面工程檢測”課程。另一方面，設立學生反饋機制，考慮學生的個體性差異性，加強與學生的溝通，在教學大綱制訂及執(zhí)行過程中充分考慮到學生因素。

四、改革效果分析

1.考核指標

由于學生就業(yè)反饋信息滯后獲取，本文僅對課堂教學效果進行分析。通過對四個學年的學生綜合素質(zhì)指標對比分析來反觀新課程教學體系的效果。其中后面兩屆學生逐步采用新課程教學體系的結果，前面兩屆學生為依舊是舊教學體系的結果。主要采用以下幾個考核指標：[3]

（1）課堂考勤。課堂考勤的出勤率大小反映該課程教學的對學生的吸引力，也反映了學生對當前課程的積極性及興趣。對每個學年學生不定期抽查考勤15次，四學年學生平均出勤率分別為83.61%、84.26%、92.56%和94.67%。

（2）課堂提問。對課堂提問的問題，記錄學生隨時口頭回答互動、意愿舉手回答率和回答問題的準確率三個方面。分別對四學年學生課堂提問10次，其中口頭互動比率分別為53.63%、54.22%、80.43%和86.45%。意愿舉手回答率分別為7.72%、5.83%、33.37%和28.8%，回答正確率分別為82.63%、88.41%、92.83%和94.3%。

（3）平時作業(yè)。平時成績主要從作業(yè)上交率和成績兩個方面進行考查，上交率反映學生課程學習興趣，成績主要反映學習效果。分別對四學年學生布置8次作業(yè)，其平均上交率分別為94.1%、96.2%、98.5%和99.1%；四學年平時成績正確率分別為81.5%、81.3%、87.6%和90.8%。[3]

（4） 自學能力考查?？疾閷W生自行通過書籍、網(wǎng)絡獲得專業(yè)知識的比例，對學生隨機詢問5次，其自行獲得知識的人數(shù)比率分別為4.61%、5.26%、10.56%和15.67%。

（4）綜合考試。綜合考試主要以考試成績?yōu)橹笜?，分?yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個等級所占比例進行比較。對比結果如表2所示。[3]

2.對比分析

從以上結果可以看出，新教學體系實施的兩學年來，從課堂考勤、課堂提問、平時作業(yè)、自學能力、和綜合考試5個方面來看，學生學習的積極性、主動性均大大提高，尤其整個課堂教學的學習氛圍得到極大改善，學生自學意識明顯增強。綜合考試優(yōu)良率有較大幅度上升，不及格率明顯降低。實際數(shù)據(jù)表明，交通工程專業(yè)學生的綜合能力逐步提高，面向就業(yè)市場的基本素質(zhì)明顯上升，可以更好地適應當前行業(yè)需求。

五、結論

建立適應行業(yè)市場需求的教學體系是交通工程專業(yè)教學的必然要求，通過建立一個合理有效的教學體系，提高學生學習的興趣和進一步深造的積極性才能在提升畢業(yè)生專業(yè)素質(zhì)的同時增強學生對行業(yè)市場需求的適應能力，提高就業(yè)率，進而推動學科的不斷發(fā)展進步。

參考文獻：

篇（6）

1 背景

南水北調(diào)西線工程規(guī)劃從長江上游大渡河、雅礱江、通天河上筑壩建水庫，采用隧洞穿過巴顏喀拉山，向黃河上游補水，以補充黃河水資源不足，是解決我國西北地區(qū)干旱缺水問題的重大戰(zhàn)略措施。同時，南水北調(diào)西線工程和東、中線工程共同組成一個有機整體，在一定條件和時間內(nèi)，三條線可相互補充，尤其可通過適當調(diào)整黃河水量分配，使南水北調(diào)工程與北方東、中、西部水資源相互補償，共同實現(xiàn)我國的水資源優(yōu)化配置， 保證本世紀中葉我國人口高峰時國民經(jīng)濟和人民生活用水安全。

南水北調(diào)西線工程大規(guī)模的跨流域調(diào)水改變了原有水資源的時間、空間分布狀況，相應地引起了調(diào)水區(qū)、受水區(qū)的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟發(fā)展的變化，并產(chǎn)生諸多有利的和不利的影響；同時，在施工和運行調(diào)度管理等方面，西線又是一個復雜、龐大、艱巨的系統(tǒng)工程，存在著許多世界性的難題。如：如何正確評價南水北調(diào)西線工程調(diào)水后對促進受水區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境改善的作用、對調(diào)水區(qū)可能引起的自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境變化？如何評價西線調(diào)水對黃河水資源的補償作用？如何分析不同調(diào)水量的供水目標和供水范圍？如何優(yōu)化確定合適的壩高與洞線長度？如何研究遠景規(guī)劃中的后續(xù)水源的戰(zhàn)略性問題？等等，對工程的規(guī)劃決策及工程建成后的運行管理都有著重要意義。未雨綢繆，必須認真研究這些問題。

為解決南水北調(diào)西線工程實施中的一些世界性難題，通過全數(shù)字化數(shù)據(jù)平臺的構建和數(shù)字仿真技術的應用，建立全新的數(shù)字化研究環(huán)境和虛擬調(diào)水工程環(huán)境，依靠大尺度、高精度情景數(shù)字模擬研究和實際驗證，構建復雜系統(tǒng)優(yōu)化決策模型，為回答西線調(diào)水中涉及國民經(jīng)濟建設和生態(tài)環(huán)境建設的重大戰(zhàn)略問題以及工程的可行性和科學性問題提供工作平臺。

2 目的

南水北調(diào)西線工程虛擬仿真及應用研究的目的：為解決南水北調(diào)西線工程實施中的一些世界性難題，集成全數(shù)字攝影測量、遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計算機輔助設計、數(shù)字三維仿真和多源空間數(shù)據(jù)無縫集成(Seamless Integration of Multi-source Spatial Data)等高新技術，建設南水北調(diào)西線工程勘測設計一體化數(shù)字集成平臺和虛擬環(huán)境，完成多比例尺、多數(shù)據(jù)類型資料的數(shù)字集成，以功能強大的系統(tǒng)軟件與模型為支撐，為相關科學家、工程規(guī)劃設計人員高效的工作提供詳實靈活便捷的數(shù)字流域研究環(huán)境，通過對南水北調(diào)西線工程調(diào)水區(qū)、輸水沿線、受水區(qū)和后備水源區(qū)的數(shù)字仿真手段，對調(diào)水工程的可行性、有效性及存在的可能方案進一步予以綜合分析與論證?？稍谡{(diào)水線路沿線依據(jù)其地形、地震、工程地質(zhì)等條件，對不同調(diào)水實施方案的投資規(guī)模、工程實施條件進行比選，并初步估計其生態(tài)環(huán)境影響；依據(jù)調(diào)水前提對受水區(qū)社會、經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境效益做出分析，提出客水分配與利用的優(yōu)化模式；通過對后備水源區(qū)的相關研究，探討后續(xù)擴大調(diào)水的可行性及其影響。為水資源跨流域配置方案的優(yōu)化選擇提供全新的高技術支撐工具，加快南水北調(diào)西線工程的準備，為規(guī)劃決策及工程實施提供科學依據(jù)。

3 南水北調(diào)西線工程虛擬仿真及應用研究主要內(nèi)容

研究內(nèi)容主要包括兩個方面，第一個方面，針對南水北調(diào)西線工程研究多信息源集成的數(shù)字平臺和虛擬仿真的關鍵技術，構建一個涵蓋調(diào)水區(qū)、輸水沿線、受水區(qū)的數(shù)字平臺和虛擬仿真系統(tǒng)；第二方面，在數(shù)字平臺和虛擬仿真系統(tǒng)的支持下，對西線調(diào)水工程中的不同調(diào)水量、供水目標、外調(diào)水和內(nèi)地水分配利用、輸水路線以及對生態(tài)環(huán)境影響等問題進行系統(tǒng)分析和優(yōu)化研究。

3.1 南水北調(diào)西線數(shù)字集成系統(tǒng)研究

研究如何以南水北調(diào)西線（含后備水源區(qū)）跨流域調(diào)水工程規(guī)劃勘測設計準備工作為需求背景，在調(diào)水線路區(qū)、受水區(qū)、水源區(qū)構建一體化的數(shù)字集成平臺，提供數(shù)字仿真研究數(shù)據(jù)基礎。主要內(nèi)容包括：

3.1.l 空間數(shù)據(jù)庫設計及關鍵技術研究——1)數(shù)字化集成平臺設計、數(shù)據(jù)標準規(guī)范制定、數(shù)據(jù)字典和表結構設計。研究數(shù)據(jù)庫應包含的內(nèi)容、數(shù)據(jù)項、涵蓋范圍、組織策略等；2) 海量多數(shù)據(jù)源、多類型、多要素、多尺度、多時相空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究。在以往工作積累的基礎上根據(jù)本項目的要求，完善大型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使之能夠管理圖形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、三維高程數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等多類型數(shù)據(jù)，探討數(shù)據(jù)庫多源數(shù)據(jù)邏輯一致性協(xié)調(diào)與管理方法。完善系統(tǒng)安全管理設計，最大限度地實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、計算機輔助設計系統(tǒng)的互操作。

3.1.2 南水北調(diào)西線數(shù)據(jù)庫集成——開展西線調(diào)水環(huán)境與工程數(shù)據(jù)庫建設。分別在調(diào)水工程線路、受水區(qū)和調(diào)出區(qū)建設多比例尺系列的多要素地理環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫，作為宏觀和典型區(qū)域環(huán)境虛擬仿真研究的數(shù)據(jù)本底。在各方面數(shù)據(jù)條件允許的情況下具體內(nèi)容為：1) 區(qū)域背景影像數(shù)據(jù)庫，覆蓋全部區(qū)域，配合1/5萬、1/25萬尺度分析需要，擬采用2000年ETM影像圖為基礎，對圖像時相不佳的圖像以2000年以后的夏季影像更替后制作成相應比例尺影像圖；在需用1/1萬數(shù)據(jù)的工程線路典型區(qū)段，如地圖條件不能滿足需要的情況下，不排斥使用高分辨率衛(wèi)星立體對影像數(shù)據(jù)。2) 區(qū)域電子地形圖、數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)庫：1/25萬數(shù)據(jù)覆蓋全部工作區(qū)，1/5萬數(shù)據(jù)覆蓋調(diào)水區(qū)線路兩側、受水區(qū)黃河干流兩側300 m高程區(qū)間，1/1萬數(shù)據(jù)覆蓋工程線路典型區(qū)段。3) 區(qū)域土地覆蓋、土地資源數(shù)據(jù)庫：1/25萬土地覆蓋數(shù)據(jù)庫覆蓋全部工作區(qū)域，1/5萬土地覆蓋數(shù)據(jù)庫覆蓋調(diào)水區(qū)線路兩側、受水區(qū)黃河干流兩側200 M高程區(qū)間，1/1萬土地覆蓋數(shù)據(jù)庫覆蓋工程線路典型區(qū)段。依據(jù)影像數(shù)據(jù)參照2000年1/10萬土地利用現(xiàn)狀圖解譯編繪制作。1/100萬土地資源數(shù)據(jù)庫覆蓋全部工作區(qū)域，由已有成果移植修編完成。4) 區(qū)域構造地質(zhì)、水文地質(zhì)、地勘數(shù)據(jù)庫：1/20萬普通地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫覆蓋全部調(diào)水水源區(qū);1/20萬或更大比例尺普通地質(zhì)電子地圖、水文地質(zhì)電子地圖覆蓋調(diào)水工程典型地段。5) 區(qū)域氣象、水文數(shù)據(jù)庫：兼顧受水區(qū)、重點在調(diào)水區(qū)和后備水源區(qū)，盡可能長地搜集時間序列基本氣象(如氣溫、地溫、降水、風速、蒸發(fā)、輻射等參數(shù))、水文（流量、水位、懸移質(zhì)含量、水質(zhì)等參數(shù)）數(shù)據(jù)，在展布觀測站空間位置的基礎上，內(nèi)插構成各要素的空間等值線分布或沿程分布數(shù)據(jù)庫。6) 區(qū)域社會經(jīng)濟、人文綜合基礎數(shù)據(jù)庫：在全部工作區(qū)以縣為基本單位的人口、耕地面積、產(chǎn)值等社會經(jīng)濟狀況統(tǒng)計數(shù)據(jù)，工程沿線展布到圖斑。將重要文物、重點宗教設施等標定在電子地形圖數(shù)據(jù)基底上構綜合數(shù)據(jù)庫層面。7) 區(qū)域水資源數(shù)據(jù)庫：以受水區(qū)水資源利用三級分區(qū)數(shù)據(jù)庫為基礎，補充調(diào)水區(qū)相應分區(qū)構成覆蓋全部工作區(qū)的水資源及利用分區(qū)數(shù)據(jù)庫；以地形數(shù)據(jù)為基底將全部工作區(qū)水利工程現(xiàn)狀和規(guī)劃資料展布在二維空間上。8) 生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫：生物多樣性、林草地表覆蓋度、土壤類型和質(zhì)量、土壤侵蝕、人口承載力、荒漠化、鹽堿地、主要野生動植物分布等。

3.2 南水北調(diào)西線虛擬仿真系統(tǒng)研究

虛擬仿真系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)集成平臺軟硬件環(huán)境的支持下，研制模擬仿真、綜合分析的工具。內(nèi)容包括：

3.2.1 空間分析與仿真基本算法研究及開發(fā) 擴展GIS的空間分析功能，研究三維疊置分析、三維緩沖分析、三維最優(yōu)路徑與工程優(yōu)化分析，為虛擬仿真研究提供基本三維空間分析函數(shù)庫。

3.2.2 工程沿線可視化的三維虛擬地理環(huán)境構建 構建南水北調(diào)西線工程沿線可視化的三維虛擬地理環(huán)境，模擬地表質(zhì)地、地表覆蓋、道路交通、高程、坡度、氣候等地理環(huán)境因素為不同調(diào)水方案工程實施研究提供三維地理環(huán)境。

3.2.3 工程沿線可視化的三維工程施工虛擬環(huán)境構建 構建南水北調(diào)西線工程沿線可視化的三維工程施工虛擬環(huán)境，模擬不同調(diào)水方案的各種工程參數(shù)，提供進行線路投資空間三維分布的計算手段；以三維工程施工虛擬環(huán)境提供解決壩高與洞線長度優(yōu)化、多庫聯(lián)調(diào)輸水方式優(yōu)化等技術問題的工具。

3.2.4 工程沿線可視化的三維地質(zhì)虛擬環(huán)境構建 在三維虛擬地理環(huán)境的基礎上，結合南水北調(diào)西線工程沿線的活動斷裂帶、地震烈度區(qū)劃、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害資料，對不同選線方案主要地質(zhì)災害危害和風險性進行虛擬研究和評估提供可視化平臺和手段。

3.2.5 虛擬系統(tǒng)集成應用 在虛擬系統(tǒng)工具組件開發(fā)的基礎上，根據(jù)調(diào)水區(qū)、受水區(qū)、水源區(qū)不同的應用目標，在數(shù)據(jù)集成平臺的支持下，結合各專業(yè)模型，使虛擬系統(tǒng)平臺將水資源優(yōu)化配置、調(diào)水方案優(yōu)化、調(diào)水線路及聯(lián)合調(diào)度、生態(tài)環(huán)境影響等仿真模型能夠完整地集成在一起，形成一個面向具體應用的虛擬仿真系統(tǒng)。

3.3 南水北調(diào)西線水資源合理配置研究

西北地區(qū)作為21世紀我國新的經(jīng)濟增長點，在國家糧食安全、能源、原材料工業(yè)等方面擁有無可替代的作用，突出的區(qū)位優(yōu)勢和相對薄弱的水資源條件，形成了該區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的主要矛盾。在西部大開發(fā)和西部地區(qū)嚴重缺水的背景下，依據(jù)受水區(qū)對水資源的內(nèi)在需求，就水資源開發(fā)、利用、配置、保護、管理等問題，進行受水區(qū)不同水平年的需水預測和缺水識別；論證南水北調(diào)西線外調(diào)水與當?shù)厮Y合利用方式；對不同調(diào)水量的供水目標及供水范圍進行分析，為確定西線各期調(diào)水工程合理的供水范圍、供水線路提供決策手段和方法。主要內(nèi)容包括：

3.3.1 受水區(qū)水資源演變內(nèi)在規(guī)律研究 區(qū)域產(chǎn)水量變化的趨勢，將直接影響水資源危機發(fā)生的頻次和程度。伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程以及不當用水方式，受水區(qū)生態(tài)環(huán)境有繼續(xù)惡化的趨勢。事實上，所研究的受水區(qū)的生態(tài)退化是水危機即將發(fā)生的重大征兆。根據(jù)流域水循環(huán)演變趨勢，利用區(qū)域水資源二元演化模型，模擬受水區(qū)水資源在一定演變速率情景下流域供水和缺水變化趨勢，揭示未來水資源演變對受水區(qū)供水和缺水形勢的影響。

3.3.2 不同水平年需水與缺水預測 隨著人口增加和經(jīng)濟發(fā)展，西北地區(qū)水資源需求不斷上升，而脆弱的生態(tài)環(huán)境和資源型缺水的自然條件，加劇了城市與農(nóng)村、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟與生態(tài)之間的用水競爭。以經(jīng)濟社會發(fā)展的長期態(tài)勢和生態(tài)環(huán)境建設的需要為基礎，在西部大開發(fā)的宏觀戰(zhàn)略指導下，結合受水區(qū)土地功能分區(qū)的分析，研究受水區(qū)不同水平年的需水預測，進行水資源供需形勢和對經(jīng)濟發(fā)展影響展望，分析缺水性質(zhì)以及缺水分布等態(tài)勢。

3.3.3 供水工程方案研究 利用數(shù)字動態(tài)模擬系統(tǒng)，對受水區(qū)的不同供水線路、供水工程進行虛擬仿真，為確定供水工程的規(guī)模指標，分析供水工程的可能性、可行性，提供技術方案和建議。

3.3.4 水資源合理配置研究 根據(jù)受水區(qū)缺水分布和調(diào)水區(qū)的不同輸出水量方案，利用虛擬研究環(huán)境平臺，針對不同供水范圍和供水目標，進行技術和經(jīng)濟合理性分析，提出不同來水條件下的水資源合理配置方案。

3.3.5 外調(diào)水與當?shù)厮脫Q方式研究 基于虛擬仿真環(huán)境，對南水北調(diào)西線外調(diào)水與當?shù)厮Y合利用方式進行研究，主要內(nèi)容包括：對黃河流域各支流進行流域水量的綜合平衡，合理確定從各支流的引水量，合理確定受水區(qū)的用水規(guī)模，進一步確定支流向黃河干流的入流減少量，并通過水資源供需分析，合理確定南水北調(diào)西線工程需要對黃河干流增加的補水量。

3.3.6 沿線輸水方式優(yōu)化布置及調(diào)度研究 西線調(diào)水區(qū)的蓄水水庫分處不同的河流，在同一年份其水量豐枯不同，為滿足調(diào)水需要，對多庫聯(lián)合調(diào)度進行研究。輸水方式若采用無壓流，則輸水隧洞斷面大，但襯砌要求相對簡單；若采用有壓輸水則斷面可縮小，但襯砌要求高，不同方式的輸水能力也不同，通過對輸水方式進行優(yōu)化研究，對合理確定西線工程的輸水方式提供技術方案和建議。

3.4 南水北調(diào)西線后備水源戰(zhàn)略研究

在建立的南水北調(diào)西線遠景調(diào)水區(qū)虛擬仿真平臺的基礎上，重點研究西線調(diào)出區(qū)自然變化和人類活動影響下的水資源狀況，遠景調(diào)水區(qū)調(diào)水線路評價以及可調(diào)水量分析，主要內(nèi)容有：

3.4.1 水源區(qū)水資源評價。調(diào)出區(qū)人跡罕至，水文、氣象資料極度缺乏通過對時空變異規(guī)律的分析，提出不同類型地區(qū)水文、水資源仿真模擬模型，從而在過去工作的基礎上，進一步摸清調(diào)出區(qū)不同地區(qū)、不同海拔、不同時間水資源的數(shù)量與質(zhì)量，較好地填補這一地區(qū)水資源時空分布和垂直變化的空白，為西線調(diào)水奠定可靠的物質(zhì)基礎。

3.4.2 遠景調(diào)水區(qū)工程線路與規(guī)模研究 根據(jù)我國地勢西高東低的特點，在大量空間數(shù)據(jù)支持下，采用地理信息技術，在可預見的時間尺度內(nèi)，進一步探討和評價西線調(diào)水可能實施的路線和調(diào)水路線上各種參數(shù)以及配套的工程型式和規(guī)模。在綜合分析的前提下，客觀反映各種調(diào)水線路的優(yōu)缺點和存在的主要問題，為西線南水北調(diào)遠期決策服務。

3.4.3 遠景調(diào)水區(qū)可調(diào)水量研究 可調(diào)水量在一定程度上取決于水源區(qū)的各種限制條件，通過中長期社會經(jīng)濟發(fā)展需水分析、豐平枯不同頻率下的影響模擬、流域生態(tài)系統(tǒng)用水預測、調(diào)水工程系統(tǒng)水量損失仿真以及調(diào)水區(qū)可能外援的水量，然后結合受水區(qū)的實際需要，擬定不同調(diào)水線路的調(diào)出水量。

3.5 南水北調(diào)西線調(diào)水對生態(tài)環(huán)境影響研究

3.5.1 調(diào)水對受水區(qū)土地利用/覆蓋影響研究 在對受水區(qū)土地利用和生態(tài)環(huán)境評價基礎上，研究不同調(diào)水量對土地利用/覆蓋變化和生態(tài)環(huán)境的影響。進一步分析西線調(diào)水對生態(tài)建設的影響；研究西線調(diào)水對風沙帶的影響。

3.5.2 調(diào)水對調(diào)出區(qū)生態(tài)環(huán)境影響研究 在不同調(diào)水方案基礎上，研究不同調(diào)水量對調(diào)出區(qū)土地利用和生態(tài)環(huán)境的影響。分析調(diào)水對水源調(diào)出區(qū)在不同的水量調(diào)出方案(包括不同年調(diào)水總量和季節(jié)分配方案)，對土地利用和生態(tài)環(huán)境變化的影響。模擬供水量的時空變化對旱澇災害調(diào)節(jié)與防災減災的影響，并提出綜合應對策略。

3.5.3 調(diào)水對調(diào)水沿線生態(tài)環(huán)境影響研究 研究不同調(diào)水方案對調(diào)水沿線土地利用和生態(tài)環(huán)境的影響，評價沿線淹沒損失，提出相應的對策。