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关键词:互动媒体 西方经济学 教学设计 方法
中图分类号:F240 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2016)09-244-02
一、前言
经济学是一门实践性与理论性很强的综合性课程,其作为大学财经类专业学生必修的一门公共基础课,在整个教学阶段占据着很重要的地位。由于西方经济学的课程体系及知识结构十分庞大,因此导致学生学习无味、中途放弃甚至厌学等普遍性教学问题成为我国高校教学的突出性题。在此形势下,不断提高各大高校西方经济学的教学质量及培养学生的学习主动性和积极性、创造性,探索一种既符合时展规律又符合师生教学规律的教学方法迫在眉睫。
特别是在信息化技术飞速发展的背景下,互动媒体技术也深入、广泛在高校教学课堂中使用。但是,这种深度教学一般只在高校的PPT课堂教学中使用,因此定位不准确及设计制作突出性和目的性不强等问题,使PPT教学媒体及在此基础上发展而来的互联网媒体辅助教学模式,不但不能全面提高高校课堂教学的有效性,反而严重影响了教学质量的提高。基于高校西方经济学课程教学枯燥、知识理论复杂、学生互动参与程度低等特点,作为西方经济学教学的教师,需要立足于高校实际,充分结合学生的学习特点及成长规律,采用一种科学的教学方式将课堂、书本中抽象的理论知识转化为生动、浅显的知识内容,从而提升学生的学习效率,促进我国高校教学事业不断发展。
二、互动媒体下的教学优势分析
其实,互动媒体这一概念最早出现于英文字母“Multimedia”,即多媒体。随着我国互联网技术的不断发展及多媒体技术的不断进步,高校课堂教学逐步全面实现了信息化和网络化。互动媒体的本质属性就是信息的友好交互及不同交互对象之间的信息展示,通过远程技术可实现信息资源共享。尽管在当前互联网技术及信息技术的支撑下,我国高校课堂教学基本实现了数字化及网络化和信息化,但是在信息的双向交互及信息传播过程中,师生之间的互动性不强,而且在很大程度上都是教师单方在传递信息,学生只能被动接受信息。所以,面对主流形势下的信息沟通与人机交互实践,要想让信息技术和多媒体技术在双向信息交流中发挥最充分的作用,必须通过“人”这一最核心的交互主体,采用一种新型的教学方式进行课堂教学设计。不仅要使教学媒介服务于教学过程,还要使教学对象最大限度地合理利用教学媒介。
而互动媒体下的研讨式教学方案设计的核心,就在于通过具体的科学教学交互活动安排,从而使师生充分利用数据互动媒体设备与信息资源,以此促进学生学习能力不断提升。具体而言,从互动媒体支撑下的课堂教学设计目的来看,其已突破了传统封闭式及单向性教学模式,使教学计划和教学目标更加明确。
三、互动媒体下的西方经济学教学设计方法
(一)西方经济学教学的整体设计方法
西方经济学教学实践的整体设计方法主要是在互动媒体环境下对教学总体方案进行科学设计。通过教学活动的整体优化设计,从而使学生明确教学目标,进而结合相关的教学课题去设计所需要及必须经历的教学情境。在此交互设计过程中,通过发挥学生的主观能动性,能够使学生在课堂教学之前全面熟悉所有教学流程,因此使教学的任务更加明确,使教学的目的指向性更强,更有利于学生在后续教学实践环节展示自己的专业才能。在此过程中,通过教学情境预设,为师生之间情感交流及课堂教学群体之间的经验分享提供了良好的渠道。通过教学情境设计,旨在促进师生之间及学生与教师之间进行经验分享与交流,同时为共同制动教学目标、计划及优化教学流程提供了良好的实践机会。如下图为互动媒体下的西方经济学教学方案总体设计构架:
(二)西方经济学教学中交互的媒介设计
交互学习中核心是师生,基础是媒介。因此,交互媒介工具设计需要进一步明确师生之间应该使用哪一种互动媒体及哪一种课堂教学的信息展示工具更为合适,同时要结合教学特点及学生的个性化差异,选择恰当的信息交流和沟通工具及行为管理评价工具。信息展示工具的功能,在于使学习者能够以恰当的身份及方式去接触和介入、加工、甚至内化教学信息内容。因此,从这一层面而言,信息沟通工具设计,其主要目的是强化学生在教学活动中的责任意识,使之能够以教学主体的身份积极参与到教学实践环节始终,从而构建师生之间的良好交互体系。这就要求在互动媒体设计过程中,选择具体的信息通信工具及信息共享工具和师生、学生与学生之间协同学习的工具。与此同时,需要科学选择教学管理评价工具,通过不断优化设计,能够对互动媒体教学过程中的教学效果进行积极评价,从中找到教学过程中存在的具体问题,并结合学生的学习反馈建议,对教学方案进行不断调整。
(三)西方经济学教学中交互的内容设计
交互内容是学习者在整个教学过程中,通过结合教学信息资源,从而对教学中所涉及到的信息资源目标内容、支撑内容、交互规则等进行科学设计。针对具体的教学目标与任务,互动媒体下的交互内容设计,首先需要学习者充分了解教学的目的,从而从中获取自己所需要的相关教学资源与信息,并逐步提升其学习的积极性与主动性。对于设计者而言,首先需要对交互性学习中的学习资源类型、学习资源具体来源及学习资源的获取途径进行科学归类总结,以此充分发挥学习资源在互动媒体下西方经济学教学中的重大作用。
在此过程中,学习者需针对学习效果进行自我评价,从而设计相关的支撑学习内容,以激发学生的学习兴趣和培养学生实践创新能力及自我独立能力。与此同时,教师需在教学内容设计过程中,给予学生科学的指导和建议。除此之外,师生在教学互动过程中,要对相关的活动进行风险控制评估,并提供相关的可供参考借鉴的(包括行动操作手册以及教学互动方案指南在内的)交互规格说明。在教学内容设计过程中,要突出学生的核心作用,使学生尽快融入到学习过程中,以评促教。
(四)西方经济学教学中教师与学生之间的交互设计方法
互动媒体下的西方经济学教学设计,师生交互设计是重点。而人际交流与沟通的核心依然是师生双方。在教学过程中,重点要突出学生的的学习认知能力,注重学生知识技能的获取及知识理论体系的构建和情感交流态度的变化记录等。在互动媒体环境下,教师与学生共处于同一个教学维度中,因此互动媒体可发挥其良好的交互性作用,这种多维性的交互既可以是学生与学生之间的交互,同时也可以是师生之间的交互,甚至是学生与互动媒体之间的交互等,从而构建一个基于“人――机――人”的信息交互传播链条。
(五)西方经济学教学中学生与学生之间的交互设计方法
学习者之间的交互设计主要是基于不同学习差异个体之间的交互性学习探索实践方式。基于教学活动的整体设计安排,可使不同学习者之间进行合作交互及竞争交互,甚至可在不同学习者之间进行角色的深度交互等。因此,从上述师生交互模式设计分析中可知,其实质上是一种学生主体与学习客体之间的交互性学习模式,而学习者之间的交互设计,从设计目的来看,其本质上是不同学习主体之间,为了同一个学习目标而达成共同学习意愿,从而通过小组角色互换、研讨甚至争论,从而不断培养学生学习主动能力的学习模式。因此,基于学生之间的互动媒体教学设计,有助于不同学习团队之间进行沟通、展示和汇报。从而以差异为前提、以个性为核心、以共性为目标,在相互沟通交流中达成统一的学习共识。
四、互动媒体下西方经济学教学的优化策略――研讨式教学法
基于上述互动分析,本文为了设计一种更加契合互动性学习特征的教学方案,创新性地引入了研讨式教学法。这种教学方法的主要特征是学生在教师的指导下,充分发挥学生的主体性作用,从而构建的一种基于师生之间共同交互性学习的教学模式。这种教学方法能够将教师的教学任务与科研工作有机结合,从而端正学生的学习态度,使学生养成独立学习的良好习惯,以此激发学生的学习积极性和创造性。因此,研讨性教学方法改变了传统教学模式中学生被动接受知识理论的学习局面,更有利于知识的传播及学生学习思维能力的培养。具体而言,其具有互动性及探究性、灵活性、自主性等特征。在具体的实践过程中需按照以下策略科学实施。
(一)优化课前准备工作
为了尽可能避免教师自发性及盲目性等不切实际的教学,从而导致学生学习效率不高等情况出现,在研讨式教学过程中,教师首先需做好充分的准备工作,做到“三备”,备学生、备主题及备教材。
在教学过程中,教师除了要全面了解学生在既往学习过程中是否学习过与西方经济学相关联的课程,同时明确其对具体知识点的掌握情况外,在此过程中还需了解学生是否具有主动独立去图书馆以及利用网络资源查找相关学习资料,从而提炼自己观点的能力,教师可通过网络调查问卷形式或纸质问卷形式了解学生的基本情况,提升教学的针对性。
其次,针对教学具体内容选择合适的教学主题。在确定教学研讨的课堂主题时,教师需要充分把握不同教学资源之间的横向及纵向联系,从而使网络平台中海量的信息资源成为学生学习的重要资源。
除此之外,教师要合理选择符合教学实际的教学参考书目。
在学生的课外学习时间,学生可以通过查阅教师指定的西方经济学课外读本或者杂质、媒体、APP甚至财经类公共账号等,不断拓展自己的眼界及知R迁移能力、显示问题分析能力和海量信息检索和识别能力等。在研讨式学习过程中,教师要发挥引路者的作用,积极引导学生通过阅读及比较和借鉴等方式,加强生活实际与经济学理论之间的联系。在此信息检索与利用过程中,经济学界知名人士的微博、微信、博客及校园论坛,还有网络平台中的各大门户网站、校内图书馆电子资源、纸质资源等都要尽可能成为延伸学生学习链条的新领域,但教师需给出学生具体的参考意见,以免学生盲目学习。
(二)重视过程的考核导向
当前高校西方经济学教学的最大弊端就是教师不愿将日常研讨性教学的学习情况纳入课程的最终绩效考核中。因此,导致学生搭便车的侥幸心理存在。在研讨式教学模式下,教学过程中引入课程考核环节,教师可结合学生的教学模块设置相应的考核指标,使学生参与的每一项活动及每一个环节都能有效纳入到教学质量考评过程中。与传统的终期教学考评模式相比,研讨式教学更加系统化和科学化,教师可于互动媒体平台中设置各个环节的考核日期截止时间,从而督促学生强化自我考评意识。
(三)重视软硬件的投入
如前所述,研讨式教学模式总体而言利大于弊,但其也具有一定的局限性,不仅花费时间长,而且研讨式教学更加适合于学生的小班教学,因此在这种环境下进行教学,师生之间可以展开更加频繁的交流。对此,在西方经济学教学过程中,教师需要以互动媒体为核心,充分完善高校的教学硬件设施与软件设施,从而加大对高校文科基础设施建设的投入力度,平衡硬件设施及互动媒体资源设备在高校教学体系中的数量。
五、结束语
综上所述,互动媒体支撑下的西方经济学教学,有助于学生在经济学教学课堂中与教师及教学设备进行友好交互,从而建立良好的沟通机制,促进高校西方经济学教学体系不断完善。
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关键词:高铁技术;人机交互界面;车载设备
引言
据中国交通部公布的白皮书,到2020年,高速铁路营业里程达到3万公里,高铁将覆盖80%以上的中国大城市。按照当前高速铁路发展的速度,可以预计,这一计划将得以实现。作为高铁三大核心技术之一的列车运行控制系统,在高铁“一带一路”走出去的过程中扮演着举足轻重的作用。列控系y是一个大规模的实时控制系统,主要分为地面设备和车载设备两大部分,车载设备包含车载安全计算机、轨道电路信息接收器、人机界面(DMI)、GSM-R天线等,其中人机界面是司机与车载设备的交互接口。本文主要简述了人机交互界面的作用和功能,并在此基础上对人机交互界面进行了分析与设计,这对于研发人员在人机交互界面的开发过程中具有重要意义。
1 人机交互界面的作用
人机交互界面(DMI)是车载设备中的一个组成部分,在车载设备中位于列车司机与安全计算机之间,是司机与车载设备之间信息交互的一个桥梁,如图1所示。
车载安全计算机通过制动接口单元、应答器信息接口、轨道电路信息接口、无线信息接口、测速单元等设备获取列车的运行状态信息和地面控制信息,经过安全计算机的安全处理后,由MVB总线向人机交互界面(DMI)实时发送列车的速度、模式、位置、等级等重要信息。DMI在界面上以文字、图形等形式实时的向司机显示列车的各种运行状态信息。司机除了能够从DMI上获取列车的状态信息,还能通过DMI的按键向车载安全计算机输入列车数据、下达指令等操作。
2 人机交互界面的功能
列车在运行的过程中,车载安全计算机通过人机交互界面DMI向司机提供列车的运行状态信息等,同时,司机可以通过人机交互界面向车载安全计算机输入一些必要信息和操作指令来保证列车安全运行,如图2所示。因此,人机交互界面主要有两个方面的功能。第一个方面的对象是列车的司机,主要向列车司机提供列车速度信息、距离监控信息、运行计划信息、列车制动状态信息、线路坡度和特殊区段信息等数据的显示;第二个方面的对象是车载安全计算机(ATP),人机交互界面主要向ATP提供司机输入的数据与指令。
3 人机交互界面的分析与设计
人机交互界面(DMI)的显示界面主要分为六个区域,包括A区、B区、C区、D区、E区、F区,在每一个分区里又分为不同的内容显示区域,具体的划分如图3所示。
3.1 A区 距离监控信息
A1制动预警时间区:
A1区以正方形图标显示,正方形图标边长的大小反应了距离车载安全计算机输出制动的时间长短,当距离触发制动的预期时间小于规定的值时,正方形图标以不同的尺寸和颜色显示,正方形的显示条件和显示颜色对应的关系如表3所示。
A2 目标距离显示区:
A2区使用两种方法表示目标距离:柱状光带表示法和数字表示法。柱状光带左侧为刻度,柱状光带的高度代表目标距离的值,光带越高表示目标距离越远,柱状光带上方为目标距离的具体值,如图4所示。
A2区的显示条件如表4所示。
3.2 B区 速度显示信息
B区主要显示速度信息,列车速度采用双备份显示。一种方式是速度表,表盘的刻度为0~450km/h;另一种方式是数字,在速度表的中间区(B1区)显示列车速度值,如图5所示。
列车运行过程中的目标速度、允许速度、常用制动干预值、紧急制动干预值等通过环形速度表(CSG, Circle Speed Gauge)来表示,在CSG中以光带方式显示各种速度信息。在CSG中,正常情况下,通过亮灰色和暗灰色来区分这些速度信息,在列车超速的情况下,CSG中的常用制动干预限值、紧急制动干预限值通过更加艳丽的颜色来显示,如图6所示。
3.3 C区 补充驾驶信息
C区主要显示内容为补充驾驶信息,包括列车当前运行等级、列控车载设备制动状态以及下一控制模式。
(1)C1区以带黄色闪动边框的模式文本,显示要确认的各种模式,闪烁频率为1 Hz,以便司机确认下一有效模式。
(2)C8区以文字的方式显示列控车载设备的运行等级,字体为幼圆大小为14磅(推荐),颜色为白色。
(3)C9区以图标的方式显示列控车载设备制动状态。DMI根据列控车载设备的制动状态显示图标。如果列控车载设备处于非制动非允许缓解状态,则该区域不显示任何图标其中图标与制动状态的对应关系如表5所示。
3.4 D区 运行计划信息
D区主要显示内容为运行计划信息。
(1)D1区,用于显示位置坐标,位于D区的最下方,坐标系的原点位于D1 区的左下角,始终以列车当前所在位置为参考原点,即列车始终位于坐标系的原点。
(2)D2/D3区,用于显示预告信息。常见的预告信息有:桥梁、车站、隧道、临时限速区、分相区。
(3)D4区,用符号显示速度变化信息,符号左侧处在速度发生变化的位置。显示图标分为“加速”、“减速”、“减速(目标为0)”。
(4)D5区,用于显示坡度信息。坡度信息由一系列不同坡度的长方形组成,长方形具有标准高度(10像素点),其宽度取决于到列车前端的距离和坡度延伸的长度。坡度为下坡道时,长方形显示为暗灰色,数字为灰色;坡度为上坡道或坡度为零时,长方形显示为灰色,数字为暗灰色。
(5)D6区,用于显示机车信号图标,常见的有:L5、L4、L3、L2、L、LU、HU、HB、UUS、UU、U2S、U2、U、LU2。
(6)D7区,显示列车前方最远32km范围内的最限制速度曲线(显示距离能够进行8km、16km和32km三级切换)。MRSP信息以图表的形式显示,横轴为距离标尺,纵轴为速度标尺。
(7)D8区,显示起模点信息,只显示动态速度递减的起始点,不涉及速度递增的情况。起模点用一个黄色的垂直光标在D8和D7的中间显示,宽2个像素点。
D区的显示示意图如图7所示。
3.5 E区 监控信息
E区主要显示列车的监控信息,包括26个分区。其中各个分区的显示内容和可选的显示状态如表6所示。
3.6 F区 功能键信息
F区为功能键区,共有8个功能键,通过该区的按钮,司机可以向车载安全计算机输入数据以及指令的下达。F区的显示如图8所示。
4 结束语
本文对车载设备中的人机交互界面的作用和功能进行了分析,阐述了人机交互界面在车载设备中的重要性,并在此基础上研究和分析了人机交互界面的六个区域的显示规则以及各个区域的含义,这对于研发人员在对人机交互界面的软件开发中具有一定的参考价值。
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关键词:高速公路,互通式立交,线形设计
Abstract: through the logarithm of interchange bridge HuTongShi design, the paper found in such design some of the key problems in summarized, analyzed, in order to communication after interchange design more reasonable and smooth, safety, and share with our colleagues.
Keywords: highway, HuTongShi overpass, the linear design
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A文章编号:
1、概述
随着我国人民生活水平的不断提高,人民对出行的安全性和舒适性提出了更高的要求。为此,作为交通出行快速动脉的高速公路,其设计也须更加注重出行的安全性和舒适性要求,而其互通式立交作为出入高速公路的节点和转换枢纽,也须从运行的安全性和舒适性要求出发。作为设计人员,应该认真、负责的设计出满足人民出行要求的安全、快捷、舒适的现代化互通式立交工程。本人通过总结近年来参与的广东省内广河、增从、广明、乐广等高速公路的互通立交设计,对设计过程中的几个要点作如下分析,供同行参考指正。
互通式立交设计是整个高速公路设计中的重要一环,立交设计的成败,直接影响到全线高速公路的服务水平和运营安全,高速公路互通式立交设计是一个复杂和系统的工程,因此设计人员在立交定型和展线过程中投入的精力往往比较多,一般较多的注重了匝道的设计,而忽视了主线及被交路线性指标是否满足规范要求,主要表现在:①互通式立交范围内的主线平曲线半径、竖曲线半径或纵坡中的某项指标小于极限值,或仅大于极限值而小于一般值,而规范中明确规定\;一般情况下应等于或大于一般值,特殊情况时才可采用极限值。②被交路平纵面指标偏低如果属于大于极限值而小于一般值的情况可以尽量不改;如果属于小于极限值的情况,则应以书面形式报请业主或被交路业主批准,改造互通范围内的被交路,但指标小于极限值的位置若避开变速车道范围也可以尽量不改。
2、互通式立交区合理主线的重要性
高速公路互通式立交区域的主线,是全线路线的一段,因此必然与路线有着统一协调的设计车速和要求。但互通式立交区域主线的交通比一般路线的交通要复杂,因该区域车辆在主线和互通匝道间进出频繁,因此产生分流点和合流点,交通运行显得紊乱,因此,互通立交区域及立交区域附近的主线标准应要求比一般路线为高。因此一般在确定高速公路路线走向时,就应当考虑到路线上互通式立交设置的可能性和合理性,从而在路线平面线形和纵断面线形上予以合理安排。
但笔者注意到,互通式立交设置的重要性,在实际设计过程中,在路线勘察设计阶段,还没有提高到应有的重视程度,因此,往往产生了绝对的由选择立交形式去迎合既定主线线位的情况。只有在该立交存在布置困难或显得不合理的情况下,再来被动的调整该互通式立交区域主线的线位,来“补充设置”一个立交。这时候的调整,因为已失去设计的先机,所以往往显得有些“亡羊补牢,为时已晚”的尴尬。设计上显得捉襟见肘,也就难以谈上主动设计一个合理合适的互通式立交了,这对高速公路来讲,在设计程序和具体设计上,都是亟待改进的。
横向比较国内外优秀的高速公路互通式立交设计,其主线往往和立交匝道配合的“有礼有节”。路线在勘测设计时,已对互通立交足够重视,互通立交区域及前后的主线技术指标均避免了采用极限值。互通立交在路线方案设计时,已经作为了重要的控制点和高速公路交通进出和交通转换的门户予以考虑,而不仅仅是路线上的一个通过点。这样的设计态度,最终实现了互通式立交主线和高速公路路线以及立交匝道的有机结合,形式上也就表现的活泼,运行上则安全、舒适。
因此,充分重视立交区主线和互通式立交的相互影响,重视考虑互通式立交和路线的关系,优化设计程序,是实现一个合理、合适互通式立交的一个要点。
3、立交线形指标和车辆运行速度的协调
车辆从立交区主线到匝道或匝道到主线的运行车速以及匝道上的运行车速,是在不断的变动中的。以驶出匝道为例,车辆运行车速变化情况可如下图所示:
图:驶出车辆运行的V-t曲线
上述a曲线为有收费设施的车速变化曲线,b曲线为无收费设施的车速变化曲线,c为因匝道设计不合理而导致车辆被误导加速而后减速的不正常曲线。
从曲线可以看出,在设计时,必须根据匝道的不同部位的实际车速,来决定不同部位的曲线几何要素。司机在行驶过程中,采用的车速是根据其对路况或沿线障碍物的判断,根据自身情况,综合其对安全和速度要求后确定的。而旅客,则直观的根据周围环境的变化和其心理感受来适应车速。因此,设计上需要充分考虑驾驶员和旅客的心理需求,采用符合实际运行车速的曲线来选用匝道线形指标,设计出合理合适的匝道曲线。在匝道上的设计车速,也没有必要定的太高,从而避免资源浪费及降低匝道通行能力。
因此,互通式立交线形指标和车辆运行速度是否协调,是使用者判断立交设计好坏的直接依据。设计者所采用的各项曲线指标,也通过实际的运营来检验是否合理。
4、匝道纵断面线形的设计
纵断面设计方面的主要问题是匝道的纵断面拉坡范围和纵断面设计线位置的问题。
设计人员在确定匝道拉坡范围时,不应将拉坡范围和匝道线位长度一致起来。虽然有的设计者认为在进入匝道端部前应进行纵坡拟合从而得到一个进入匝道的坡度较为恰当,但事实上这样不仅增加了工作量,更重要的是所得到的拟合结果并不会取得预期的理想效果,而如果拟合结果确实是理想的,那么一定是主线的纵坡并没有真正考虑匝道拉坡时候的需要。此外,将匝道拉坡范围完全与匝道线位长度一致,也可能会在车流分合流端部形成剪刀差,影响路容,甚至排水上造成困难。所以笔者以为,匝道拉坡的范围,为分合流点之间的范围即可,而进入匝道的起始纵坡,采用瞬间纵坡即可,所需要注意的是,主线的纵坡,能够考虑匝道拉纵坡时候的需要(纵坡平顺、视野开阔)。而在主线存在超高和曲线的情况下,则需要根据规范要求确定起始纵坡。
在进行匝道纵断面设计时,纵断面设计线即设计高程点位置线,往往延续了平面设计线的位置。设计人员在平面设计过程中,一般会采用横断面上车道中线或路缘带边线进行设计,也有采用左侧硬路肩边线来进行设计的。各种设计方法各有优点,本文不作论述。在纵断面设计条件比较充裕时,各种设计方法并不存在问题。但在设计条件受限时,对规范最大值的选用便显得各有神通了。有时一个设计线位置(如车道中线)的纵断面不能上去时,选用另一个设计位置(如路缘带)便能上得去。从设计过程来看,设计人员在进行纵断面设计时,往往会对纵坡设置掌握一定的量度,不轻易采用最大值,所以这种情况的出现并不普遍;但若在采用最大值时,则往往已是不得已的情况,因此,安全性问题显得格外突出了。所以,笔者以为,有必要对此种情况进行讨论和统一,以利于高速公路运营安全。
5、结语
笔者结合近几年来参与的广东省内的广河、增从、广明、乐广等高速公路的互通立交设计,总结和归纳了高速公路互通立交设计的难点和要点。高速公路立交线形设计技术指标较多,制约因素也较多,无论从重视程度,设计程序,还是具体内容上,都有待设计人员在日常工作中不断总结和完善,以能够适应人民因生活水平提高而对公路基础设施提出的更高要求。
参考文献:
[1] 公路工程技术标准(JTGB01-2003) 人民交通出版社,2004.
[2] 公路路线设计规范(JTJ D20-2006) 人民交通出版社,2006.
关键词:互通式立体交叉;匝道设计;改线设计;技术要求
中图分类号:U412.35+2文献标识码:A
工程简介
磻溪枢纽互通布设于永春县岵山镇磻溪村附近,共设匝道4条,其中A、B匝道为单向双车道,路基宽为12.25米,C、D道为采用单出入口的匝道,路基宽均为10.5米。磻溪枢纽互通区主线设计速度为80Km/h,路基总宽为24.5m。
A匝道线形指标
(一)平面线形指标
《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)规定:在高速公路与高速公路相交处应设置互通式立体交叉,作为莆永高速主线与泉三高速公路的连接需要。因此,A匝道与主线相接部分按主线线形指标设计,跨泉三高速范围内应按匝道线形指标设计。
(二)确定设计速度
《规范》中指出匝道平面线形设计的要点:右转弯匝道和左转弯直连式或半直连式匝道应采用较高的平面指标。《规范》中规定:半直连式左转弯匝道设计速度采用上限值80km/h。磻溪枢纽互通A匝道为半直连式匝道,因此设计速度采用80km/h。
确定A、B匝道最小圆曲线半径
(一)A匝道圆曲线最小半径
AK1+378.577 ~AK1+869.220按照匝道指标设计。
《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)规定:设计速度为80km/h的匝道圆曲线最小半径的一般值为280m,极限值为230m。采用此项指标便可使A匝道跨过泉三高速后,尽可能提前与泉三高速公路合流,增加合流点至隧道间的距离,以便辅助车道的设置。
2)AK0+000~AK1+378.577按照主线指标设计。
《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)规定:1)设置圆曲线时应与地形相适应;2)条件受限制时,可采用大于或接近于圆曲线最小半径的“一般值”;地形条件特别困难而不得已时,方可采用圆曲线最小半径的“极限值”。
从以上规定中可以看出,设计速度为80km/h的圆曲线最小半径可以微小于规范规定的圆曲线最小半径的一般值400m。A匝道按主线设计路段最小圆曲线半径取用380m是可行、合理的。
(二)B匝道圆曲线最小半径
《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)规定:在分流鼻处,当主线设计速度为80km/h时,匝道的平曲线最小曲率半径为:一般值250m;极限值200m。据规范,匝道最大纵坡为3%。
从以上规定可知,匝道分流段对线形要求较高,而且出口大半径的缓坡或上坡匝道对行车舒服安全最为有利。磻溪枢纽互通B匝道出口为出口下坡匝道,线位尽量向山边移动,减少水中桥梁施工难度,同时减少对水库的影响,降低工程造价的情况下,尽可能采用大半径的圆曲线,而该匝道最小半径为400m,出口处平曲线半径为700m,保证了行车安全和舒适。
匝道线形设计
(一)S形曲线设计
平面线形中,在直线与圆曲线,圆曲线与圆曲线之间需设置曲率连续变化的缓和曲线。缓和曲线一般采用回旋线。
据《公路路线设计规范》规定:两反向圆曲线径相衔接或插入的直线长度不足时,可用回旋线将两反向圆曲线连接组成为S形曲线。S形曲线的两回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的回旋线参数时,A1与A2之比应小于2.0,有条件时以小于1.5为宜。
在互通立交匝道线形设计过程中,时常出现S形曲线多个布设,而且控制因素较多(布线时),设计时很难保证R1/ R2≤2。例如A匝道第2条S形曲线中R1/ R2=1050/380=2.8。多次实践证明:在特殊情况下,R1/ R2=1~1/3控制,在行车舒适和安全方面均能满足要求。
(二)回旋线参数确定
回旋线参数宜依据地形条件及线形要求确定,并与圆曲线半径相协调。
当R小于100m时,A宜大于或等于R,
当R接近于100m时,A宜等于R。
当R较大或接近于3000时,A宜等于R/3。
从以上规范要求中可以看出,一般情况下,R在3000~100之间变化,则A取值范围为:R/3<A<R。
在磻溪枢纽互通设计中,A匝道半径为380m的圆曲线,A1=219.089, A2=331.964;B匝道半径为700m的圆曲线,A1=250, A2=250。但其回旋线长度ls=290m、126 m、83.3m,均能满足最小超高过渡段长度Lc。
确定互通立交与隧道最小间距
《高速公路互通立交与隧道最小间距研究》中指出,一般情况下,互通立交加速车道渐变段终点与前方隧道进口的距离不应小于8s设计速度行程,条件受限时不应小于4s的设计速度行程,特殊情况下不应小于50m。
磻溪枢纽互通A匝道线形设计中,经反复调整设计参数,不考虑特殊情况,其加速车道渐变段终点与前方龙阁岭隧道进口的距离达到60.5m,在安全角度,能满足要求。
结束语
在主线设计时,在特殊情况下,半径取值范围可适当降低,接近于一定设计速度下的最小圆曲线半径一般值是可行的。
总体上,在设计角度方面,变更后A、B匝道总桥长减少105m,总造价节约了659.41万元,也避免了水中桩基施工,避免挂蓝施工,加快了进度,而且避免对岵山水库水源的污染。
因此,在高速公路互通立体交叉设计过程中,应充分遵循规范中的标准要求,反复推敲,精细研究,将互通立交设计设计成为满足功能、环保要求、适应地形、节约造价的优质工程。
参考文献: