百度地圖在道路勘測設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用研究*

石立萬 肖 鑫 梁何浩

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院交通與土木建筑學(xué)院 廣東佛山 528000）

《道路勘測設(shè)計》作為交通土建專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，目的是通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面系統(tǒng)掌握道路幾何線形的設(shè)計理論和方法，較熟練地運用道路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范，獨立完成道路勘測與平縱橫設(shè)計工作，具備一定的道路工程設(shè)計和實踐能力。[1]本課程分為課堂教學(xué)與課程設(shè)計兩部分，課堂教學(xué)主要根據(jù)《道路勘測設(shè)計》教材進(jìn)行教學(xué)工作，課程設(shè)計主要目的是在課堂教學(xué)基礎(chǔ)上，掌握道路定線的基本方法，能夠獨立完成道路平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、土石方調(diào)配及平面交叉口設(shè)計等內(nèi)容，上交一套裝訂成冊的設(shè)計圖紙，作為評定成績的依據(jù)，也是本科畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)與鍛煉。[2]《道路勘測設(shè)計》課程開設(shè)時間一般設(shè)置在大學(xué)二年級下學(xué)期，此時學(xué)生已完成通識課程的學(xué)習(xí)，準(zhǔn)備進(jìn)行專業(yè)知識的學(xué)習(xí)階段，此階段學(xué)生掌握本專業(yè)基礎(chǔ)知識并不扎實，對很多專業(yè)術(shù)語及概念理解不深刻甚至難以理解，課堂教學(xué)和課程設(shè)計效果大打折扣。[3]隨著BIM 和電子地圖等技術(shù)的發(fā)展，這些信息化技術(shù)在道路工程領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。[4]為此，本文探討利用現(xiàn)有衛(wèi)星地圖，作為本課程教學(xué)的輔助手段，幫助學(xué)生更深入地理解課程知識要點，熟練掌握道路設(shè)計具體的設(shè)計指標(biāo)，具備解決實際工程的能力。

一、衛(wèi)星地圖功能比較

目前常用的功能較全面的衛(wèi)星電子地圖有百度地圖、谷歌地圖和高德地圖等。各種地圖有不同的特點，從信息量進(jìn)行比較，百度地圖對于城市地理信息的更新較詳細(xì)，適合城市道路使用；高德地圖、谷歌地圖對于偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村地區(qū)資料更詳細(xì)。從覆蓋范圍比較，百度地圖和高德地圖只能在國內(nèi)使用，谷歌地圖可以覆蓋全球。[5]由于百度地圖主要應(yīng)用于城市區(qū)域，且有離線地圖，因此，本文選取百度地圖作為輔助課程教學(xué)的電子地圖。在進(jìn)行道路勘測設(shè)計課程教學(xué)時，教師可以充分利用各種地圖特點進(jìn)行輔助教學(xué)，增強(qiáng)課堂教學(xué)的直觀性、趣味性和參與性，幫助學(xué)生更好地理解和掌握課程知識點。

二、百度地圖在課程教學(xué)與課程設(shè)計中的應(yīng)用

路線設(shè)計是指確定路線空間位置和各部分幾何尺寸的工作。為方便進(jìn)行道路勘測和設(shè)計，路線設(shè)計分解為路線平面設(shè)計、路線縱斷面設(shè)計和路線橫斷面設(shè)計，三者既相互配合，同時更要考慮與地形地貌、自然環(huán)境和人文景觀相協(xié)調(diào)，做到人與自然的和諧發(fā)展。

（一）百度地圖在課程教學(xué)的實踐

道路平縱橫設(shè)計、選線與交叉設(shè)計是本課程教學(xué)的核心知識點，主要包括如下教學(xué)內(nèi)容：

1.道路平縱橫設(shè)計方面：直線、圓曲線和緩和曲線，以及各類復(fù)曲線的設(shè)計方法；縱坡、豎曲線以及道路平縱線形組合設(shè)計方法；道路橫斷面布置、超高與加寬設(shè)計、路側(cè)安全設(shè)計、路基土石方數(shù)量計算與調(diào)配等。

2.選線與定線：路線方案選擇，考慮不同設(shè)計階段、不同環(huán)境和地質(zhì)條件等因素，進(jìn)行路線方案比選，確定最優(yōu)的路線方案。

3.道路平面交叉：交叉口的交通組織設(shè)計、平面設(shè)計、立面設(shè)計，以及視距設(shè)計、車道擴(kuò)寬和環(huán)形交叉設(shè)計等。

4.立體交叉：概要介紹立體交叉的各種類型、匝道和連接部設(shè)計、收費站、人行天橋與地道等。

在講授道路選線相關(guān)知識點時，通過衛(wèi)星地圖可以讓學(xué)生更好地了解相關(guān)設(shè)計要素及應(yīng)用情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以廣東省江門市深岑高速某一路段為示例，如圖1 所示，該路段范圍地形地貌和現(xiàn)有設(shè)計方案主要有如下主要特征：路線走向由東西向轉(zhuǎn)為南北向，按照課程教學(xué)的設(shè)計方案應(yīng)設(shè)置平曲線。該路段地形地貌特征為：路線北邊主要為城鎮(zhèn)，有大量工業(yè)區(qū)和高層建筑，還有一條東西向的城市道路——迎賓西路。路線南邊有叱石風(fēng)景區(qū)，地勢較高，同時還有一條南北向的地方道路——共建路與深岑高速交叉。

圖1 深岑高速某路段衛(wèi)星圖

按照常規(guī)的課堂教學(xué)方法，按照書本知識點要求，按順序?qū)β肪€設(shè)計各參數(shù)進(jìn)行講解。為提升課堂教學(xué)效果，在道路平縱橫設(shè)計課堂教學(xué)講授完成后，可通過圖1 深岑高速某路段衛(wèi)星地圖，對知識點進(jìn)行鞏固和提升，使學(xué)生對道路設(shè)計有更直觀的感受和更深入的思考，具體教學(xué)要點如下：

（1）該路段路線走向由東西向轉(zhuǎn)為南北向，但不是按照常規(guī)的“直線—緩和曲線—圓曲線—緩和曲線—直線”的課堂教學(xué)方法完成路線走向轉(zhuǎn)換，而是通過設(shè)置復(fù)曲線完成。實例教學(xué)過程中，可引導(dǎo)學(xué)生考慮為什么不是按照常規(guī)方法進(jìn)行路線設(shè)計，討論路線北邊城鎮(zhèn)和迎賓西路、路線南邊叱石風(fēng)景區(qū)對路線走向的影響。在此基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)復(fù)曲線的設(shè)計方法與標(biāo)準(zhǔn)。

（2）深岑高速與迎賓西路設(shè)置互通立體交叉，課堂上可對互通立體交叉的設(shè)置原則、各種互通立體交叉形式優(yōu)缺點，以及“喇叭形”立交具體設(shè)計要素進(jìn)行再次講解，引導(dǎo)學(xué)生討論。

（3）通過查閱全景地圖，可看到深岑高速—迎賓西路立體交叉周邊地形地貌和實景圖，使學(xué)生對出入口加減速車道設(shè)計方法有了更直觀和更深刻的理解，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)立體交叉相關(guān)知識，拓寬道路勘測設(shè)計的知識面。

（4）左側(cè)有一條南北向的地方道路——共建路與深岑高速交叉，通過設(shè)置分離式立體交叉，通過全景地圖可知分離式立交的具體設(shè)計方案，如圖2 所示。通過實例講解高速公路分離式立體交叉的設(shè)置原則和結(jié)構(gòu)形式，便于學(xué)生深入理解高速公路的建設(shè)特點，隨后引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)有立體交叉設(shè)計方案進(jìn)行討論，提出更優(yōu)的設(shè)計方案。

圖2 共建路—深岑高速分離式立體交叉實景圖

上述案例涉及道路勘測設(shè)計較多關(guān)鍵綜合知識點，包括路線設(shè)計影響因素與設(shè)計方法、互通立體交叉和分離式立體交叉的設(shè)置原則和形式，以及加減速車道的設(shè)計方法等，還能根據(jù)地形講解縱斷面設(shè)計方法和橫斷面布置原則等。

（二）百度地圖在課程設(shè)計的實踐

課堂教學(xué)結(jié)束后，一般會安排1—2 周進(jìn)行課程設(shè)計。課程設(shè)計前教師提出設(shè)計任務(wù)書和地形圖等設(shè)計原始資料，學(xué)生利用常用的道路設(shè)計軟件如EICAD、鴻業(yè)市政或緯地等獨立進(jìn)行道路平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、土石方調(diào)配及平面交叉口設(shè)計等內(nèi)容，最終成果是一套裝訂成冊的設(shè)計圖紙。[6]對于本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容，學(xué)生可選擇進(jìn)行道路設(shè)計、交通設(shè)計或論文，因此課程設(shè)計可看作是畢業(yè)設(shè)計的預(yù)演，一方面可鍛煉學(xué)生熟練使用CAD 和掌握道路設(shè)計軟件的能力，另一方面在掌握基本概念和基本設(shè)計原則基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實際進(jìn)行分析和提出具體的設(shè)計方案，加深對道路勘測設(shè)計課程的理解和知識點的掌握。

課程設(shè)計過程中，作為基礎(chǔ)資料的CAD 地形圖，往往只有二維的等高線、地形地物標(biāo)注以及高程點，對于剛接觸道路設(shè)計的大二學(xué)生來說，還不能真正了解具體的現(xiàn)狀地形地貌。在課程設(shè)計中引入百度地圖，利用現(xiàn)狀地形勘測資料結(jié)合衛(wèi)星地圖具體實例進(jìn)行教學(xué)。百度地圖類型包括2D 平面圖、3D 俯視圖、衛(wèi)星地圖和全景地圖。不同類型地圖有著不同的優(yōu)勢，如2D 平面圖詳細(xì)標(biāo)志道路路網(wǎng)以及周邊建筑特征，而且衛(wèi)星地圖能夠獲得地形地貌特征；全景地圖能夠像勘測那樣獲得道路實地的實景等。課程設(shè)計過程中，在對現(xiàn)狀地形地貌分析基礎(chǔ)上進(jìn)行道路設(shè)計，可優(yōu)化設(shè)計路段的具體指標(biāo)，同時可引導(dǎo)學(xué)生思考為什么這樣設(shè)計、有沒有更優(yōu)化的設(shè)計方案等更深入的問題。

因此，結(jié)合百度地圖，可深入了解設(shè)計路段范圍的地形地貌特征，關(guān)注路線設(shè)計關(guān)鍵控制點，從而對路線走向和縱斷面設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化，獲得最優(yōu)的設(shè)計方案，邊學(xué)邊練使學(xué)生具備解決實際工程的能力。

（三）課程思政要點探討

課程思政是高校立德樹人的關(guān)鍵，是課堂教學(xué)的一項重要內(nèi)容。國內(nèi)高校均要求將課程思政貫穿于教學(xué)過程中，并提出了具體明確的要求，因此有必要將課程思政教育引入道路勘測設(shè)計教學(xué)過程中。根據(jù)道路勘測設(shè)計課程特點，課程思政要點具體分為三個板塊，如下表所示。

表1 道路勘測設(shè)計課程思政要點表

道路勘測設(shè)計在學(xué)生構(gòu)筑專業(yè)理論知識框架基礎(chǔ)上，由通識課逐漸轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)課學(xué)習(xí)起著承上啟下的作用，對于幫助學(xué)生樹立正確的價值觀和專業(yè)素養(yǎng)意義重大。通過各階段課程思政要點講解，使學(xué)生對當(dāng)代中國交通基礎(chǔ)設(shè)施的偉大成就樹立自豪感，堅定道路自信、制度自信和文化自信，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神、家國情懷和為國家建設(shè)發(fā)展而奮斗的動力。課程思政是一個長期的三全育人過程，通過思政的形式將社會主義核心價值觀融入教學(xué)中，不斷持續(xù)改進(jìn)形成具有明顯效果的課程思政模式。[7]

結(jié)語

利用百度地圖作為道路勘測設(shè)計教學(xué)與課程設(shè)計的輔助手段，結(jié)合具體的工程實例，幫助學(xué)生更直觀地了解道路設(shè)計要點，加深了解道路勘測設(shè)計課程關(guān)鍵知識點，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計以及解決工程實際問題打下堅實的基礎(chǔ)。根據(jù)道路勘測設(shè)計課程特點，提出了課程思政教學(xué)各階段要點，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度、精益求精的專業(yè)素養(yǎng)，以及開拓創(chuàng)新的精神，最終樹立良好的職業(yè)操守和職業(yè)道德。