时间：2023-10-10 10:38:49
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关键词：GIS；RPA；运营保护
Abstract: the subway engineering is the city's comprehensive transportation system is the important component of its operation safety and system stability concerns to the company by the life safety of personnel and equipment assets investment efficiency, in order to ensure the safety of the operation subway lines, need to monitor the application of advanced technology, ensure planning metro operation within the engineering activities around the line to the subway daily operation of affect the minimum. This paper introduces the geographic information system of running around the subway and monitor the area of management technology and related applications.
Keywords: GIS; RPA; Operation to protect
中图分类号：U231+.92 文献标识码：A 文章编号：
1、地理信息系统GIS
地理信息系统简称GIS(Geograpgic Information System),它是指为收集、管理、操作、分析和显示空间数据的计算机软、硬件系统。
GIS集成了计算机数据库技术和计算机图形处理技术，它不同于以往只处理统计的数据库系统（以Excel为例）和处理非地理坐标的计算机图形辅助设计软件（以3D-MAX为例）。处理方式较之前两种更加全面，即地理信息系统所处理的对象具有空间地理信息，也具备统计信息特征。例如城市地铁高架桥梁，相邻两个区间的起迄点是地理特征，区间造价、技术标准以及区间列车通过量等，又是具有统计数据特征，这些统计数据在纸质地图上难以表述。
GIS是将地球表层信息按特征的不同进行分层，每个图层存储特征相同或相似的对象集合。在城市中，如线路与桥梁、地块开发、建筑物及市政管网布设等构成了不同的图层，对其进行分层管理和存储，每个图层具备唯一的数据库表与之对应，GIS除了具备一般数据管理系统的输入、存储、查询和显示输出的功能外，更能够进行空间查询和空间分析，根据对结果的动态分析，为后续的评价、管理和决策服务。
2、系统组成与主要功能
2.1系统模块
模块组成：数据库管理模块、线路规划和分析模块、图件生成与管理模块。
作者简介：
李振宇，辽宁丹东人，（1981～）；
助理工程师，从事地铁工程施工及安全监测工作
2.2主要功能
2.2.1数据输入与管理功能：
包括轨道工程、评价要素基础空间图形的数字化及属性数据的输入、修改、增加、删除等操作，以及图形空间数据分层管理和输入。
2.2.2预测与评价分析功能：
根据已输入的不同年代、层数和建筑性质的建筑、土地储备面积数据和参数以及有关修正值，分别按照各自相关联模式计算出建筑面积潜力、老城改造机会、新区开发机会、覆盖人口等预测值，并结合敏感因素进行叠加预测，根据评价标准判断选线是否达标，是否需要开展后续行动等。
2.3系统设计
2.3.1 图形空间数据准备
图形空间数据包括基础背景图层、轨道线路图层、遥感图层、地形图层等多图层多属性的空间数据。现状数据，采用1：10000基础地理数据结合航拍地图，可用于土地储备面积和规划的总体分析；对于建筑容积率和老城改造分析采用1：500基础地理信息数据和建筑图层普查数据作为分析的主要数据；规划数据，包括城市总体规划，道路红线规划，市政管线规划和控制性相关规划等。
2.3.2 属性数据准备
满足系统功能需要的前提下存储反映预测、评价、管理工具必需的基础数据，不追求数据库的大而全。属性数据包括：
a. 建筑基础数据：建筑面积、建筑层数、建筑性质、门牌号码等；
b. 土地基础数据：土地用途、土地使用者、土地面积等；
c. 敏感点信息数据：敏感点类型（居民点、学校、医院、河流等）及轨道线路的位置关系等。
2.3.3 空间分析功能的实现
可以把轨道线路作为线性目标，建立沿线两侧各50m的铁路保护区域，确定并列出所有保护区域内的建筑物，将评价要素加入属性表中。
3、地铁保护区域（RPA）
地铁保护区域(railway protect area)一词，来自西方较早开展地铁运营服务的国家，目前国内尚无统一定义。现以深圳、上海、香港三地的地铁运营的相关法律法规，来诠释铁路保护区的涵义。地铁保护区域用RPA代替。
3.1深圳地方性法规
《深圳市轨道交通运营管理办法（暂行）》第三章【1】，地铁建设规划控制区管理中提到：“地铁建设规划控制区是指以地铁地下车站和隧道两侧各50米内，地铁地面车站和高架车站以及线路轨道外边线外侧各30米内，出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧各10米范围内的陆域和水域。如需变更地铁建设规划控制区范围，须经市政府批准”。
3.2上海地方性法规
《上海市轨道交通安全保护区暂行管理规定》第四条[2]规定：“
（i）地下车站与隧道外边线外侧五十米内；
（ii） 地面车站和高架车站以及线路轨道外边线外侧三十米内；
（iii）出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧十米内”。
3.3香港特区法规
香港铁路公司企业条例：“ 铁路保护界限：为铁路构筑物或铁路围栏或 围墙对开约30 米（ 如无铁路围栏／ 围墙， 则由最接近的路轨起计） ， 但假如某地段有部分位于该30 米范围之内， 则整个地段均会划为铁路保护区”。
根据深沪港三地对于地铁保护区域的界定，虽然名称不同，但是内涵相近。均指出，在开通运营的地铁或轨道交通设施周围，确定的一定范围的区域内，即为RPA。该区域内的所有地铁车站，隧道，桥梁以及其他和地铁运营相关的附属设备，均需要受到严格保护。
由此看来，对于正在运营和将要运营的地铁线路，进行RPA的划定以及区域内工程建设活动的监管，是不可或缺的，只有尽快确定RPA，才会对列车运行、设施及人员安全提供保障。
4、GIS在地铁RPA中的应用
GIS因具有强大的信息服务和管理功能，在城市地铁行业的应用主要体现在三个方面，一是应用在地铁工程从规划、设计、施工到运营和养护的所有阶段以及城市综合交通科研；二是应用在不同职能部门、不同业务单位对地铁工程的管理中；三是广泛应用在城市交通管理部门、地铁公司以及相关工程设计及施工单位，为各单位的业务往来提供数据支持。
4.1数据库图层叠加
地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面,进行叠加产生一个新数据层面的操作,其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。例如,将地理数据库中的线路基础层与水系层进行叠加分析,可获得线路层原来没有的建筑物的重要信息,为运输指挥提供重要的决策信息，亦或城市建设造成地面物体的边界变化。
4.2涉路工程稽核管理
每个建筑物在修建之前，施工单位须经过地铁运营单位的许可及备案，由于申请非常多，并需派人实地勘察，工作繁重。为合理调配经办人员的工作，有必要利用GIS，将相关申请信息记录到数据库中，其中的建筑物地址属性与地块空间数据关联，这样可以方便地将一定时期内，所有的修建的位置分布显示在地图上，可以方便地根据申请量的多少、距离、开发边界等信息，合理调配资源并提高工作效率。
4.3桥梁养护管理
GIS为地铁工程的计算机辅助设计CAD提供了强大的数字化地理平台，正是基于此，CAD已由早期的平面二维设计跨入三维设计，GIS还与轨道管理系统、道床管理系统、桥梁管理系统等养护管理系统相连，借助先进的轨道与桥梁检测设备和数据搜集手段，使得地铁养护管理更加科学合理，经济高效。
如香港已经建立的地铁高架桥梁维护GIS，该系统使用专用检测平板列车，定期检测桥面的平整度及轨道水平及高程等原始数据，这些指标由车载GPS定位装置，精准确定轨道线路的位置，监测数据传输到地铁高架桥梁维护GIS，养护模块自动生成线路区间养护报告，根据劣化程度，经调查后确定后续维修养护方案。
4.4地震灾害与损失估计【3】
地铁线路所经过的区域，或多或少都会跨越地质断裂带，随着其深度不同，对地铁线路的影响程度也不尽相同，可以在这一区域利用GIS技术，对地震灾害以及次生灾害的评估，对日后的降低危害、资源分配、紧急响应规划都有重要意义，利用GIS可以对地震发生的“场景”进行模拟，并估计该区域由于地震诱发的潜在损失，切实保证地铁安全。
4.5路径优化分析
路径分析是为资源寻找通过网络的最佳路径,其核心是求解最佳路径,而不简单是最短距离的求解。因为运输不仅受到交通网络各种阻碍因素影响,还要受到地理环境的各种因素影响,为达到快速、高效的保障目的而选择一条最佳行进路线，该功能常用于大体积（超高超宽）物体桥下通行[4]。
4.6空间分析功能
强大的系统分析功能是GIS的优点之一。在现有的空间数据基础上,利用缓冲分析、网络分析、 叠合分析与数据挖掘技术,支持复杂空间问题的决策研究,模拟预测变化趋势等。如:以轨道线为中心,建立任意长度的缓冲区,分析出在缓冲区范围内各种管线的分布情况,显示某范围内距离轨道最近的管线或者对其进行碰撞检查等;还可以对大量长期的轨道监测数据进行综合分析,建立回归分析模型,以预测轨道沉降变化。
5、结语
综上所述，为确保运营期间地铁的安全，在地铁保护区域内建立相关地理信息系统是十分必要的。要实现这个目标，重点应该集中在自然数据的采集、综合数据库的建立、桥隧养护档案的存储、图层信息的合理化应用等方面，随着城市轨道交通体系建设及运营的迅速发展，应用在运营地铁保护中的地理信息系统，必将继续发挥它的优势。
[1]第140号.深圳市地铁运营管理暂行办法 [S].2004
[2]第442号.上海市轨道交通安全保护区暂行管理规定[S].2006
[3]刘贵明.地理信息系统原理及应用[M].北京：科学出版社，2008-05.
[4]寇静行.博磊.地理信息系统在公路交通运输中的应用[N].中国测绘报.2009-05-29.
GIS in metro operation protection application
Li Zhenyu1 Sun Mingyan2 Xie Hua2
MTR Corporation (Shenzhen) Limited, Guangdong, Shenzhen, 518019
Abstract： Metro project is a city comprehensive transportation system's important component, its safe operation and the system stability is related to the driver and passenger safety and equipment assets investment benefit, in order to ensure the safety operation of metro line, need the application of advanced monitoring technology, to ensure that the planning metro lines within the surrounding engineering activities on metro operation minimal impact. This paper introduces the geography information system in the metro area monitoring and management technology and related applications.
改善线路情况：高速铁路线路状况和工程措施都必须保证行车安全，线路选线应尽量避免塌陷和滑坡地带、活动断裂带和软弱地基等不良地带，避免路堤浸水和洪水冲刷路堤。运营阶段，主要针对线路中已出现的问题和安全隐患进行及时整修和养护，使线路处于良好的安全运行状态。
提高牵引供电系统的安全可靠性：高速电气化铁路采用电力机车牵引，保证牵引供电系统的安全可靠性至关重要。除在工程建设阶段提高设计和施工质量、采用安全可靠的设备外，开通运营后，应加强维护和维修，保证牵引供电系统的安全可靠供电。
加强人员培训，提高业务素质和操作水平：机车驾驶员工作环境和条件差，生活无规律，但驾使工作专业性强，设备操作复杂，稍有不慎，会引发行车事故，造成人员伤亡和财产损失。根据京沪高速铁路的特点，应对机车驾驶员进行定期培训，提高技术水平、业务素质和心理素质。对工务、电务、牵引供电等系统维护维修人员也要进行定期培训，提高技术水平、业务素质和责任心。
建立模型
1系统环境分析
（1）物理和技术环境
(1)应重视、解决移动设备和固定设备的匹配及兼容，具备旅客列车和跨线旅客列车共线运行条件，实现路网资源最大化。(2)最小曲线半径、限制坡度、到发线有效长度、动车组类型、列车运行控制方式、调度方式、最小间隔时分应根据列车速度、沿线地形地质条件、输送能力和用户需求等经全面比选确定。(3)路基、桥涵、隧道、轨道等各类结构物的设计，应满足强度、刚度、稳定性、耐久性要求，并加强各结构物间的协调和统一，使车、线、桥(或路基、隧道)的组合具有良好的动力特性，严格控制结构物的变形及工后沉降。(4)选线设计应避免高填、深挖和长路堑等路基工程，并绕避不良地质条件地段。无法绕避时，采用桥涵通过或选用其他适宜的工程措施。线路基础设施和不易改建的建筑物、设备为远期发展预留条件。
（2）经营和经济环境
某高速铁路运营以来，车票有较大富余，旅客基本能随到随走。由于票价偏高，车票销售不算很好。为使广大旅客有车票价格选择的空间，开行2种速度等级的列车，分别对应执行2种车票价格。故这条串联中国经济最活跃区域的黄金通道，将成为经济要素快速流动的“大动脉”，发挥其协调区域平衡发展、加快产业转移优化、提升轨道交通建设能力的作用，构建中国经济跨越式提升的“脊梁”。
2系统目标分析
(1)研究该目标是根据各主要因素对高速铁路运行安全的影响，采取针对性措施提高高速铁路的安全可靠性。高速铁路是连接区域间的经济命脉之一，因此，他的运行安全关系到国家的利益、旅客的人身和财产安全，以及社会的稳定和发展。(2)研究该目标的可行性。通过对系统目标分析和安全工程的学习，已初步掌握分析系统功能、目标、结构的步骤和基本方法。根据已建高速铁路现状，利用ISM结构分析法可对建立的模型进行层次分析，研究出各主要因素之间的关联及相互间的影响，最终进行系统评价等。
3系统结构分析
由以上分析可知，高速铁路系统可由运营管理、运输指挥、实时气候、桥路轨道、机车车辆、人员培训、远程调度、牵引供电和所处环境9个要素组成，分别以P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9表示。根据这9个要素之间的关系，可列出式(1)可达矩阵。
系统评价
系统结构评价各因素之间的关系如图2所示。经查询和参考相关文献，得到A、B、C之间的判断矩阵如下。A的判断矩阵如表1所示。利用根法求出各项权重为w1=0．731，w2=0．081，w3=0．188。对矩阵进行一致性检验:最后求得λ1=λ2=3．062，λ3=3．069;C．I．=0．0345，C．R．=0．0663＜0．10，符合一致性检验。B1的判断矩阵如表2所示。利用根法求出各项权重为w1=0．75，w3=0．25。B2的判断矩阵如表3所示。利用根法求出各项权重为w1=0．230，w2=0．648，w3=0．122。对矩阵进行一致性检验:最后求得λ1=3．00，λ2=3．01，λ3=3．00;C．I．=0．005，C．R．=0．009＜0．10，符合一致性检验。C4关于B3的权重为1。综合权重计算如下。根据ck=mi=1bicik可求得:C1=0．75×0．731+0．23×0．081=0．5669C2=0．648×0．081=0．0525C3=0．25×0．731+0．122×0．081=0．1926C4=1×0．188=0．188
确定可行方案
根据系统评价中各方案的计算结果可知，高速铁路系统的运行安全性，信号设备的可靠性是其最主要的影响因素，其次是牵引供电系统的安全可靠性，接下来是人员培训，最后是线路状况。因此，根据各种因素对高速铁路运行安全的影响程度，最重要的是采取有效措施提高信号设备的可靠性，其次是保证牵引供电系统的安全可靠性和对员工的培训，最后是保证线路的良好运营状态。
【关键词】高职 实训基地 实践教学 教学模式
陕西高等教育教学改革研究重点项目，项目编号：11Z40。高职教育实践教学基地新型教学模式的研究――基于轨道交通类高职院校校内实训基地的研究。
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》提出“加强实训、实习基地建设是高等职业院校改善办学条件、彰显办学特色、提高教学质量的重点”。各高职院校高度重视校内生产性实训基地建设，积极建设校内校外协调互补的专业实训基地网络，以适应专业人才培养目标需要。实训基地已经成为高职学生能力培养的主要阵地，成为高职课程教学的重要载体，成为高职院校内涵建设的重要组成部分。为全面了解高职院校实践教学基地的现状，我们深入走访了设置轨道交通类专业的相关院校，对多个实训基地的建设情况、硬件设施、培养毕业生情况和基地特色进行了调研，收集了有关实训基地的基础资料，进行了现状分析。
轨道交通类高职院校实训基地开展实践教学的现状分析
首先，选择多家高职轨道交通类院校，进行了调研走访，其中投资大，效果好，比较典型的实训基地有“城市轨道交通实训中心”“铁路轨道养护实训基地”“申通快递有限公司校外实习基地”等。
其次，针对轨道交通类及相关专业的实训教学进行了问卷调查，了解到各专业实训基地的设备运用状况，实践教学的组织状况，相关教学模式的应用状况，以及各专业学生对实践教学效果的评价。利用这些资料可以进行实训基地教学模式的分析。
本次调查，我们选择了典型的城市轨道交通运营管理专业194名学生、铁道机车车辆专业113名学生和电气化铁道技术专业145名学生进行调查，向这三个专业的学生发放了调查文件，针对在教学基地开展实践教学活动的多个方面的20个问题展开问卷调查。
在调查中发现，实践教学课程由专业任课教师带队的情况较多，占调查总人数的58.3%，特别是铁道运营管理专业，专业任课教师带队比例高达76.3%。在实习实训的独立操作训练过程中，认为独立操作、训练的机会较少或几乎没有的学生占调查总人数的38.1%。54.1%的学生认为实践指导教师可以随时指导，认真负责，37.8%的学生认为实践指导教师定期辅导，比较认真负责。77.5%的学生认为实践教学指导教师技术过硬，教风端正。19.5%的学生认为指导教师人品很好，但技术一般，有待进一步提高。
在实践教学实施过程中，55.4%的学生明确实践教学的目的和要求，52.4%的学生反馈实践教学过程中，要完成实践作业与实践报告，另有36.8%的学生反馈只需要完成实践报告即可。56.7%的学生认为实践教学次数一般，79.5%的学生认为每次实践教学安排的任务量合适。67.4%学生认为实践教学现场管理严格，秩序良好。
目前各个专业均能做到由实习各环节综合考评给出学生的实践教学成绩，59.3%的学生认为实践教学使自己收获很大，35.5%的学生认为收获一般，98.7%的学生认为学校的实践教学安排对以后的工作有很大帮助。
轨道交通类高职院校实训基地的建设和应用情况
1.硬件建设：各专业在硬件实训基地的建设数量方面处于一般情况，但在校内基本上都能按照专业实训室的标准建设，设备基本齐全。能够满足轨道交通类相应专业的实训教学和专业技能考核的要求。近3年来，接收实训的学生数量能够与招生情况相匹配，但校内实训基地的建设与企业的工厂、车间有明显的差异，企业文化氛围不够。
2.师资队伍：调研的各实训基地均配备了与专业发展较为匹配的专兼职师资队伍，指导实训教学的教师能够认真负责地指导校内实训。但缺乏企业或现场专家，校内教师的技术性经验相对缺乏，校内实训指导与生产实践有脱节情况。
3.实训过程：各专业校内实训任务安排合适，目的明确，内容非常实用，实训准备充分，管理严格。实训指导书、设备说明书和案例等资料完善，学生能够独立操作，训练机会较多。但安排实训次数一般，与理论教学有断层情况，校内实训与企业真实的生产过程并不吻合，实训过程中缺乏企业文化的氛围。
4.考核与评价：调研各专业均能由实习各环节综合考评给出实训成绩，大部分学生认为实训收获很大，并认为实训教学对以后的工作帮助很大。但实训考核的形式仍然单一，实训成绩难以动态标示完整的实训过程，考核与评价的指标缺乏标准和规范。
轨道交通类高职院校实践教学基地教学中存在的问题
1.综合性问题
依据高职院校的实践教学基地运用现状，结合学生对实践教学问卷调查的统计分析，再结合职业教育的特点和特色，我们不难发现传统的实践教学中存在一些问题。
首先，是实践教学内容侧重指向于抽象的专业技能，而工作过程知识没有被考虑。虽然实践教学具有相对独立性，构成一个完整体系，对学生进行了一定的技能和技术应用能力培养，关注了外显的知识与技能，突出了专业的应用性和针对性，但是缺乏对在复杂的工作情境中作出判断并采取行动能力培养，当原有的专业知识技能不再适用于新的职业岗位时，学生可能会茫然而不知所措。
其次，是实践教学方式强调技能的重复训练，而完整的行动过程被忽视。传统的教学方式从“技能操作的操作性”、“技术的应用性”、“技术的实践性”三大模块中似乎重视了学生实践能力的培养，其实它只强调的是技能的量的积累，是基于静态层面的，缺失基于获取信息、计划、实施与评价的完整的行动过程学习，学生很难获得从事职业活动所需要的方法关键能力，即制订工作计划的步骤、解决实际问题的思路，独立学习新技术的方法、评估工作结果的方式方法等。
最后，是实践教学基地注重硬件条件建设和工作岗位的设置，而脱离了课程建设和学习岗位的设计。校内实训基地过于追求硬件设备的完整，与真实的工作环境没有很好的联系，其教学也无法将工作过程中的理论知识和实践知识结合起来。校外实训基地的建设单纯注重工作岗位的安置，忽视了学习岗位设计，学校与企业对学生的整个学习过程都缺乏明确的计划和足够的控制，致使学生在企业的实习过程随意性较大，在很大程度上造成自主学习流于形式。
2.主要问题
在综合分析的基础上，按照示范性职业院校建设的根本要求。我们可以得出目前高职院校实践教学基地的教学模式中存在的主要问题。可以发现：目前的教学活动在很大程度上仍然是“知识本位”的模式，与高等职业教育人才培养目标的“能力本位”要求存在着诸多不适应，“教”与“学”的矛盾突出，实训基地在教学、教育、基地功能发挥、考核评价等方面存在明显的问题。
（1）教师和学生角色转换不够
传统的教学模式，教师是知识的主宰者和传述者，学生是知识的接收者和储存者，教师始终在教学活动中占主导地位，学生更多处于被动地位，教学活动的开展主要是以教师准备的内容来进行，而不是以学生需要掌握的技能为中心，学生没有自由选择和自主学习的机会，学生厌学问题比较突出。
（2）学生职业化养成教育有欠缺
部分高职学校没有建立真实或仿真职业氛围的校内实训基地，学生实习中不能感受企业的文化，缺乏基本的职业认知、职业目标，缺乏基本的职业道德、职业规范与良好的职业习惯等，造成毕业生的职业化程度低、不符合用人单位的用人标准。校外实训基地因各种原因，难以满足学生的顶岗实习要求，基本流于参观实习。实践基地教学模式中教学过程与岗位工作过程脱节，教学内容与企业真实工作任务脱离，职业化养成缺失。
（3）校内、校外实训基地功能发挥不全
目前，高职院校因人力、财力、物力等因素的限制，很多高职院校标准化校内实习基地群尚未真正投入教学使用，校内实训基地主要用于教学实训，缺乏相应的生产、研发、技术推广与服务等功能；缺乏一批相对稳定的、不同类型的校外实训基地，校外实训基地利用率低，主要成了毕业学生毕业实习、参观的场所，企业给学生提供的多是就业机会，而不是学习机会，不能真正做到顶岗实习，实训基地的作用没有得到充分发挥，实践教学基地资源利用率不高问题。
（4）考核、评价方式不够全面
原有的考核、评价方式，只能考共性的、统一的东西，重结果、轻过程，重理论、轻能力，考核、评价方式单一，注重教师评价，忽视了学生评价和社会评价，造成教师对学生综合学习能力和知识掌握情况评价得偏颇，不能全面、综合地评价学生的能力和素质，激励作用不强，影响了高职教育的人才培养质量。
轨道交通类高职院校实践教学模式的改革动向
通过广泛调研我们发现，当前许多示范性高职院校尝试进行了实践教学模式的改革与创新。但实践教学基地教学模式是依赖于实践教学主体不断总结、探索和建构的，它没有固定的样态。因学校不同、条件不同、特点不同、学科专业不同、文化背景和优势不同，主体经验和个性不同，不可能有完全统一的模式；另一方面，任何教学都是个性化的、教无定法。所以从理论上说，教学模式是开放性的、没有边界的概念。每一种模式都应该具有独特的个性，具有不同的价值、功能和特点，是具有自身意义和价值的多样化的存在。从实践上看，虽然我们的探索取得了一些初步的成果，找到了一些教学收效良好的实践教学模式，但与蓬勃发展的高职教育相比，实践教学模式的样态还比较单一，数量还不多，选择的余地不大，还不能适应高职教育整体发展的需要。在这样的前提和背景下，实践教学模式还要以创新为主导，要勇于实践，大胆探索，切实构建适合自身发展的新模式。
实践教学基地教学模式的研究与改革，是从某一特定角度、立场和侧面揭示了教学规律，比较接近教学实际、具有一定的科学性，容易理解和操作，是符合高职教育培养高技能人才目标的，是适应高职教育因用而学、因需而学，因技能而学的目标取向的。不是空洞的思辨，而是为了让人们去把握和运用，为实践教学提供一种可供模仿、示范具有可操作性的技术、技能和技巧，让老师们用来完成教学任务、获得预期的教学效果，而只有适用性的模式才能达成这一目的；才能被学生所接受，取得良好教学绩效；才能经得起教学实践的检验，传之久远。俗话说：“适用的就是最好的”――就是切合自身需要的、行之有效的。
参考文献：
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一、国际机车车辆市场环境分析
（一）国际机车车辆市场的需求分析
近年来，各国政府加大了对铁路产业的财政资助和政策扶持力度，国际铁路市场出现了可持续的复兴态势。以日本、法国、德国为代表的高速列车技术和以美国、加拿大、澳大利亚等国为代表的重载列车技术，体现出客运高速化、货运重载化的铁路发展趋势。
1.国际机车车辆市场市值分析
全球铁路市场的年产值为1033亿欧元，按市场范围划分机车车辆市场居第二位，为280亿欧元。按地理位置划分，西欧是最大的机车车辆市场，每年可达到的总量约为95亿欧元，亚太地区紧随其后，为89亿欧元，北美自由贸易协定区(NAFTA)位居第三，市值约为45亿欧元。
2.国际机车车辆市场增幅预测
今后十年，全球铁路市场年增幅为1.5%到2.0%。非洲/中东地区的年增长率预计是3.7%，东欧地区的年增长率预计是3.5%，独联体地区约3.3%。其中东欧的机车车辆增幅最大为8.2%，独联体各国为4.0%，非洲/中东地区为3.0%，亚太地区为2.5%。
3.国际机车车辆产品结构分析
2003年，世界铁路设备市场总值约为567亿欧元，机车车辆市场的交易总额为222亿欧元，其中动车和动车组交易额为53亿欧元，占24%，货车交易额为46亿欧元，占21%，客车交易额为20亿欧元，占9%。2004年到2008年的五年间，全球动车和动车组市场需求持续提升，年增长率约为5%，从而导致传统的客车市场实际上处于停滞不前甚至下滑的境况。在欧洲和北美市场中，预计高速列车增幅最大；同期，地铁列车、轻轨列车市场将成为东欧、独联体和亚洲市场的重点，值得关注；截至2003年全世界约有480万辆货车，预计亚洲、独联体及拉美市场将成为货车市场中增长最快的区域，而作为全球最大货车市场的美国、加拿大货车市场则预计将以每年2%的速率递减。
（二）国际机车车辆制造业的经营现状
1.国际机车车辆市场的供求关系
国际机车车辆市场的总体形势是供大于求，据有关资料显示，1994—2009年间国际机车市场供求关系约为1:0.47。目前，跨国公司垄断大部分的国际机车车辆市场，并不断拓展新的发展中国家市场。在此市场上，跨国公司之间、发展中国家机车车辆企业之间以及这两者之间的国际竞争复杂激烈。
2.国际机车车辆市场的主要供货商
庞巴迪（Bombardier）、阿尔斯通（Alston）、西门子（Siemens）和通用电气（GE）、通用汽车（GM）是当今世界铁路设备市场的五大供应商，占据了全球市场约75%的销售份额。
（1）加拿大庞巴迪
收购Adtranz公司后，庞巴迪运输（集团）公司成为全球最大的铁路与轨道设备生产商，其市场主要分布在北美、欧洲，目前努力向亚洲、非洲扩展，2004年全球市场占有率约为23%，年销售额约为70亿欧元。
庞巴迪在中国建立了三个合资企业：
青岛四方—庞巴迪—鲍尔铁路运输设备有限公司（BSP），主要从事高档客车、普通客车车体、电动车组、豪华双层客车、高速客车及城市轨道车辆的设计制造。目前运行中的直达快速列车80%的车厢由BSP提供，BSP还为青藏铁路提供了361辆可适应高原环境的列车。
长春长客—庞巴迪轨道车辆有限公司（CBRC），主要从事铁路客车、地铁车辆和城市轨道车辆的设计和生产。现已获得广州地铁1号线156辆地铁车辆，深圳地铁一期132辆地铁车辆以及上海地铁1号线60节地铁车辆的追加合同。
江苏常牵庞巴迪牵引系统有限公司（BCP），主要从事铁路车辆牵引设备的制造、销售和维修。
（2）法国阿尔斯通
作为高速列车和摆式列车全球市场占有率第一、城市轨道交通领域第二的阿尔斯通交通运输系统部，以欧洲市场为中心，向北美、亚非扩展，2004年其全球市场占有率约为18%，年销售额约为51亿欧元。
阿尔斯通已在中国成立了11家合资企业（在香港设有2家分公司），并签订了多项合作协议。比如，为香港地铁公司和九广铁路公司提供1100辆地铁车厢；2004年与长客股份合作，获铁道部60列200km/h动车组合同；与大同电力机车合作，获铁道部180台电力机车合同；在上海，阿尔斯通交通设备有限公司（SATCO)生产城市轨道交通车辆，阿尔斯通交通电气有限公司（SATEE）生产推进设备，卡斯柯信号有限公司（CASCO）生产信号设备；在青岛铁路设备公司生产DISPEN减振器等。
（3）德国西门子
通过并购铁路装备制造企业，西门子运输系统集团公司成立于1989年，主要产品包括高速列车、机车、动车组、摆式列车、客车和地铁轻轨车辆，2004年其全球市场占有率约为14%，年销售额约为43亿欧元，居世界第三位。
西门子与株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所于1999年合资成立株洲西门子牵引设备有限公司，已获得上海地铁4号线(明珠线二期)168辆、广州市轨道交通三号线120辆地铁车辆的合同订单；2004年12月起，与株洲电力机车厂合作，拟为中国铁路提供180台DJ4电力机车，合同额约8.8亿美元；2005年11月，与唐山机车车辆厂签署了60列300km/h的高速列车采购和技术转让协议。
（4）美国通用电气公司、通用汽车公司
美国是货运机车技术水平最高、产量最大的国家，通用电气公司运输系统部(EMD)和通用汽车公司电气动力部已成为世界重载内燃机车的主要制造商。目前其市场由欧美向亚洲拓展，2004年全球市场占有率各为10%左右。
2004年，中国铁路购买通用电气公司运输系统部422台C38－Ache型交流传动内燃机车，用于青藏铁路；2005年，戚墅堰机车车辆厂与通用电气合作，获铁道部300台4470KW交流传动内燃机车合同。
（5）印度铁路技术经济服务公司（RITES）、韩国车辆公司（ROTEM）
印度铁路技术经济服务公司隶属于印度铁道部，其产品技术紧追世界先进水平，先后与美国GM公司、原德国ABB公司、LHB公司结成战略联盟，已研制出具有世界先进水平的交流传动电力机车和内燃机车，高档客车和100km/h的新型货车，国际竞争力不断。提高产品已出口到孟加拉国、斯里兰卡、越南、塞内加尔等亚非国家。
韩国车辆公司由韩国原有的大宇重工、现代精密机械、汉津重工三大主要机车车辆公司于1999年7月合资组成，是韩国最大、最具实力的工业企业之一，技术水平居中上等。产品以国内市场为主，也有部分出口到加纳、越南、泰国、缅甸、美国和中国台湾省等。
中国机车车辆企业开拓国际市场，不仅要面对庞巴迪（Bombardier）、阿尔斯通（Alston）、西门子（Siemens）等世界知名大公司的竞争，同时也要迎接印度、韩国等产品技术水平相当国家的机车车辆企业的挑战。
（三）国际机车车辆制造业的发展趋势
国际机车车辆制造业的发展趋势集中体现为以行业集中化为特征的兼并重组、战略联盟和以布局全球化为特征的研发、投资、生产、采购、销售及售后服务等的产业一体化。
1.重组兼并和战略联盟加快
20世纪80年代末以来，世界机车车辆市场产能过剩，企业重组、并购速度加快，产业集中度进一步增大。为适应更加激烈的市场竞争，世界机车车辆制造巨头更加倾向于结成战略联盟来共担成本和风险，促进技术创新，缩短产品的研发周期。如GEC和Alston的联合属于资源重配置的战略联合；GM和Siemens合作提供交流传动机车所用的牵引电动机属于技术优势互补的联合；Alston和Siemens共同投标台湾高速铁路项目则属于共同利益促使下的战术联合。
2.产业链配置的日益全球化
世界机车车辆制造巨头利用全球资源和战略布局，优化配置投资、开发、生产、采购和销售等产业链环节，以适应不同市场偏好，具体表现为供应商数量增加，供应链管理加强，属地化经营深化和适应性技术转移，同时促进了东道国民族工业的发展和创新能力的增强。
3.技术“归核化”趋势显著
机车车辆产业链的全球性配置改变了国际机车车辆市场的竞争格局，导致了新的专业化分工、协作模式的出现。由于技术较量占有重要位置，世界机车车辆制造巨头“归核化”趋势显著，集中于具有竞争优势的领域，重视构建和强化企业的核心竞争力，通过外包、分包和“技术转让”、“生产许可证”等合作方式，将车体等技术含量较低的产品和零部件生产转由低成本企业承担，体现出更大程度的专业化和灵活性。例如西门子更加专注于大功率交流传动电力机车，通用电气更加专注于重载内燃机车。
4.配件销售和售后服务比重增加
机车车辆工业高新技术产品研发成本较高，而竞争加剧导致整车单价逐渐降低，因此，配件收入和售后服务对机车车辆制造商日益重要。如西门子公司在重要配件电机及电气制造中遥遥领先。在机车车辆修理、改造等领域，售后服务已成为整车供货合同的重要组成部分。可以预见，服务业务的增长将使市场分布发生改变，服务收入所占比例将不断增加。
二、中国机车车辆制造业国际竞争力现状
机车车辆制造业国际竞争力是指机车车辆业在国际市场竞争中占有和整合资源的相对优势及能力，包括整合劳动力、资金和自然资源等传统要素的能力；掌握信息、知识以及技术创新的能力；驾驭外部环境的能力；可持续发展能力等。环境、制度、能力、资源是机车车辆制造业国际竞争力的主要构成要素。改革开放以来，中国铁路实现了历史性的大发展，机车车辆制造业的生产规模、产品水平和品种数量基本适应了铁路运输市场需求，形成了具有自主知识产权的时速200公里以下铁路机车车辆产品系列，动车组技术引进取得阶段性成果，并初步形成了“产、学、研、用”紧密结合的技术开发体系，在发展中国家和部分发达国家市场上具有一定的国际竞争力。
（一）外部环境
从国际环境来看，机车车辆制造业国际一体化进程日趋明显，全球技术扩散的格局已初步形成。转移成本降低，贸易自由化和市场全球化为中国机车车辆制造业展示了广阔的发展空间。从国内环境来看，根据《中长期铁路网规划》，“到2020年全国营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电气化率均达到50%，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平”，大规模的路网建设为机车车辆制造业发展提供了巨大的市场。由于机车车辆业关联度较高，受产业链上相关行业影响作用较大，而中国铁路产业已经具备强大的铁路基础设施建设能力、较强的系统集成和适应性优势，可以适应大多数发展中国家铁路市场的需要，完全具备参与全球铁路竞争的能力与实力。因此，加快建立国内铁路建筑、机车车辆制造、运营管理等行业的战略联盟，有效整合、合理配置铁路产业资源，值得探索。
（二）产业政策
国家“十一五”规划纲要把轨道交通装备确定为振兴装备制造业的十个重点之一，要求“掌握时速200公里以上高速列车、新型地铁车辆等装备的核心技术，并实现产业化”。“十一五”期间，中国铁路固定资产总投资将达到1.5万亿元，其中机车车辆购置和技术改造投资将从2006年的440亿元达到2500亿元。根据铁路跨越式发展战略，将以客运高速、快速和货运快捷、重载为重点，从整体上提高中国铁路机车车辆水平。目前，中国政府在政策、体制、资金、税收等方面也对中国企业“走出去”提供了前所未有的支持力度，2005年10月，十六届五中全会指出，要实施互利共赢的开放战略，支持有条件的企业“走出去”，开展对外直接投资和跨国经营。（三）内部环境
中国机车车辆制造业行业集中度较高。2000年中国铁路机车车辆工业总公司与铁道部“脱钩”，后改组为中国南方机车车辆工业集团公司和中国北方机车车辆工业集团公司（以下简称为南、北车集团）两家寡头企业，初步建立了现代企业制度，逐步完成了内部的整合，总体实力相差不大。2005年末南车集团资产总额285亿元，主营业务收入215亿元；北车集团资产总额269亿元，主营业务收入195亿元。
从双方的核心资产来看，株洲电力机车公司是南车集团旗下盈利能力最强的企业，长江车辆有限公司也是南车集团的核心资产；齐齐哈尔铁路车辆集团是北车集团的核心资产。从双方的市场结构来看，南车集团在电力、内燃机车新造和内燃机车、客车修理等方面市场占有率较高；北车集团在客车新造和电力机车修理方面占有较高的市场份额。时速300公里的列车，南车集团下属的四方机车和北车集团下属的唐山机车车辆厂都有制造；货运机车方面，北车略占上风，北车集团下属的大连机车车辆厂和大同机车厂分别获得了500台货运机车协议，南车集团的株洲电力机车公司也获得了部分合同。从双方资产运作能力来看，南车集团旗下拥有三家上市公司，两家A股公司（南方汇通和时代新材）和一家H股公司（株洲时代电力）；北车集团的资本运作稍逊，还没有上市公司。
南、北车集团基本形成了相对均衡的竞争态势，提高了机车车辆行业的整体水平，两大集团制定了国内市场有序竞争、国际市场携手合作的战略原则，积极开拓国际市场，谋求更大的发展空间。
（四）产品结构
南、北车集团所属公司包括机车车辆新造、配件生产和修理企业及研究所，国内布局较为合理。较高的产业结构配套要求构成国内的市场准入壁垒，同业跨国公司短期内也无法直接建立完整的产业结构，只能依托中国企业逐步进入。中国已经形成不同功率各个等级的干线高速动车组、客货运大功率机车和调车机车、工矿机车的系列化，客运车辆形成了高速客车、专线快速客车、准高速空调客车、双层客车、高质客车、豪华高档客车等适应不同层次需要的客车系列，货车产品也已发展到重载化、专用化、散装化和提速增效的新阶段。中国机车车辆制造业已经具备了全方位向外输出的完整产品结构。
（五）技术水平
按照“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的要求，在铁道部的扶持下，南、北车集团低成本成功引进了法国阿尔斯通、日本川崎重工、加拿大庞巴迪、德国西门子四家时速200公里及300公里以上动车组技术；以及阿尔斯通、西门子和美国GE、EMD等公司的大功率电力、内燃机车技术。中国机车车辆制造业历经仿制、技术引进结合自主研发、合资合作等形式，正处于一个技术升级换代的时期，关键生产工艺和装备水平有了大幅度提升，缩小了与发达国家铁路机车车辆装备差距，逐步建立起自有技术研发和生产体系，和谐号动车组与和谐型大功率机车已经投入运营。但在高速技术、重载运输等方面与国民经济发展对铁路运输能力的要求以及世界先进水平相比，均有较大差距。
中国机车车辆技术标准体系尚不完备、国际采标率较低，知识产权管理体系还不健全。中国机车车辆业整体技术创新能力不高，引进后突破性再创新方面还存在不足；信息化辅助设计开发应用不够普及，缺乏先进、配套的实验手段；尚未真正形成高效的以企业为主体、产学研结合的紧密型技术创新体系。
（六）人力资源
资源和能力形成竞争力，而人力资源是资源和能力的共生体，因此优秀人才尤其是高级专业技术人才和人力资源成为了决定竞争力的关键因素。截至2005年底，两大集团共有职工205732人，其中大专以上学历人员55461人，约占1/4；各类专业技术人员55999人，也约占1/4；具有高级职称专业人员6641人。从人才结构来看，人力资源结构单一，普通人员相对过剩，专业技术人才总量少、比例低，缺乏国际化经营人才；从人力资源利用效率来看，激励优秀人才、鼓励创新创业的机制还不完善。人才储备不足已成为制约中国机车车辆制造业发展的重要瓶颈之一。
（七）国际化经营能力
与国际同行业相比，尽管中国机车车辆制造业产品系列化开发缺乏统一规划，产品结构趋同、品种较为单一，产品模块化设计、生产起步较晚。但产品质量总体水平已普遍提高、产品升级换代步伐明显加快，与国外同质产品相比具有性价比优势，与广大第三世界国家市场需求较为吻合。迄今，部分机车车辆整车产品和关键配件已经打入亚、非、欧、美、澳五大洲30多个国家和地区的市场，出口比重逐年增加，销售领域逐年扩宽。
在整车出口方面，中国机车车辆制造企业已经取得了伊朗地铁、铁路客车，伊拉克内燃机车，巴基斯坦机车及机车散件，哈萨克斯坦电力机车，马来西亚交流传动内燃机车等大宗项目合同；继向坦赞铁路出口机车和向南非出口机车后，与苏丹签订机车采购合同，取得了非洲市场开发的新突破；向阿根廷出口机车和客车，使中国机车车辆首次成功进入由欧美厂商长期垄断的阿根廷市场；向纳米比亚、委内瑞拉出口动车组，标志着中国动车组首次进入非洲、南美市场；出口澳大利亚的双层不锈钢客车项目，是迄今为止中国机车车辆行业最大的出口项目，也是向发达国家市场的成功探索；为新西兰提供铁路轨枕货车使中国铁路车辆整车第一次打入新西兰市场；与越南签订“革新号”机车制造技术转让合同，开创了中国机车车辆工业整车技术输出的先河。
在零配件领域，曲轴缸套等产品已先后进入北美和欧洲市场；已获得为俄罗斯铁道部门生产摇枕、侧架的资格；超过世界排名第一的美国国民锻造公司，成为印度市场最大的机车曲轴供应商。
同时，通过与巴西铁路同行签署合资建立货车组装厂的协议，首次把企业办到了国外；与美国密歇根州立大学建立了中国机车车辆业第一个海外联合研发中心——ZELRI—MSU电力电子系统研发中心。
三、提升机车车辆制造业国际竞争力的对策与建议
全球经济一体化、国际铁路复兴、中国良好的对外关系和铁路产业的发展成果，已为中国机车车辆制造业的国际化进程创造出新的机遇。中国机车车辆企业凭借可靠的产品质量、合理的性价比、较好的售后服务等优势得到了国外用户的认可，已有一定的国际影响力和竞争力，但中国机车车辆工业“走出去”仍以产品出口为主，海外业务占主营业务收入的比例很小，国际化经营模式等级较低。因此，实现中国机车车辆制造业的发展创新，打造出具有较强国际影响力的中国铁路企业和行业标准，对于提升其国际竞争力进而加强中国铁路产业的整体竞争实力具有重要的现实意义。
（一）明确目标市场
应以全球市场为导向，抓住铁路复兴契机，加强对已有、可能和潜在市场的研究预测。通过采取不同的市场策略，将细分市场的比较优势转化为现实的竞争优势，化潜在需求为现实需求，实现从机车车辆制造大国到制造强国的转变。
北美、西欧、大洋洲以及日本等国为代表的铁路发达国家和地区，基本为世界几大机车车辆制造商所垄断，市场正趋于饱和，且技术壁垒较高，但对普通机车车辆产品和配件存在需要。应从关键零部件生产起步、以普通客货车作为整车出口的切入点，树立品牌形象。以俄、印、韩和一些东欧国家为代表的技术自我配套的国家，其机车车辆工业体系比较完善，产品基本满足本国需要，但缺乏高新技术产品。随着中国铁路客运专线和高速铁路取得重大进展，将会成为潜在的新兴海外市场，当前应加强对该区域市场的追踪调研。东南亚、南亚、中东、非洲、拉美等地区的发展中国家，尚未形成独立的机车车辆工业体系，市场前景广阔。应充分利用中国与其良好的地缘、政治及经济关系，充分发挥性价比和适应性优势，加强售后服务，将此区域的整车市场作为“走出去”的重点。
（二）转变经营模式
与世界机车车辆巨头相比，中国机车车辆企业的企业规模、关键技术、资本运作等差距较大，国际化经营业务模式比较单一，仍以产品出口为主。
应加快资产业务重组和行业资源整合，加大供应链延伸和管理力度，加强与关联产业、支撑机构的前后向联合，充分发挥产业集群效应，实现范围经济；建立健全国际营销网络，着力增强自营营销能力，重点培养国际复合型人才；利用多双边机制，商签政府间协议，推动铁路大项目合作。
应加快建立与国际国内知名制造商、开发商、承包商和勘察、设计、咨询公司的紧密合作，将业务范围向产业链高端和项目源头转移，有效融入世界机车车辆制造体系，提高全球产业分工份额。抓住用好铁路装备制造业向发展中国家转移的机遇期，不断研究、探索境外设厂等业务模式，扩大中国标准的影响力。与中国铁路建设等相关行业的战略联盟，有效发挥铁路产业整体的系统集成和适应性优势，打造中国铁路区位品牌，是提升中国机车车辆制造业国际竞争力、增强中国铁路产业竞争实力的现实抉择。
（三）自主技术创新
机车车辆工业是制造业的重要组成部分，是中国轨道交通运载装备的重要载体。产业总体技术能力不高、自主创新能力欠缺已成为制约中国机车车辆工业发展的瓶颈。
中国机车车辆企业应发挥创新主体的职能，积极开展前瞻性和适应性技术研发，加快建立海外研发中心，重点研究开发高速轨道交通控制和调速系统、车辆制造、线路建设和系统集成等关键技术，通过技术引进与原始创新相结合、集成创新与引进消化吸收再创新相结合的战略，对关键零部件和关键技术实现突破，发挥后发优势。对目标市场的市场环境和客户要求重点调研，提高定向开发制造产品的整体技术创新水平。将适应性技术和产品性价比作为参与国际竞争的关键，形成可遵循的、完整的技术标准体系，创造中国铁路产业参与国际竞争的具有自主知识产权的民族品牌，促进民族机车车辆制造业的发展。
政府应以积极的产业、金融政策为保障，继续协调科技、财政、金融、税收、保险等相关部门，在技术研究开发、产品结构优化、国际市场开拓、信息化建设等多个方面进一步加大对机车车辆企业“走出去”的支持力度。
参考文献
欧洲铁路工业联合会(UNIFE)：《全球铁路市场研究——现状与2015年展望》，2007年。
《2006中国北车年鉴》，中国铁道出版社2006年。
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国家统计局：《中国铁道年鉴》（2002—2006年），中国年鉴社。
《铁路“十一五”规划》，。
科学技术部专题研究组：《我国产业自主创新能力调研报告》，科学出版社2006年。
科学技术部专题研究组：《主要创新型国家科技创新发展的历程及经验》，2006年全国科技大会资料。
蔡毓国：世界铁路设备市场年增长百分之四，《国外内燃机车》，2005年第1期。
