道路交通工程系统分析方法汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇道路交通工程系统分析方法范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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系统分析作为决策者的一个有力工具，对决策者改善政策、制定质量以及实施有效领导等方面有重要影响，其基本步骤如下：

（1）明确目标：在进行系统分析时，第一步要做的就是对系统和系统范畴进行明确定义，清楚了解系统的环境以及系统各个组成部分之间的关系等；接着就是对反映系统行为、性能或者性状的数据进行大量采集，选择相应的评价标准和评价指标，对现有系统的性能和状态进行定性描述和定量评价时，通过数据分析的利用加以实现；完成评价后，应该调查并预测现有系统当下和将来的需求，并与现有的系统实际状态和使用系能进行类比，进一步使得现有系统存在问题的内容和范围都有所确定。根据这些分析依据来对现有系统开展价值分析，讨论后确定接受度高且实现性强的系统整改的目标和目的。

（2）可选方案的提出：按照系统的问题和所定的目标及目的对多个可能的方案进行可行性分析和筛选，多次进行系统分析和系统评价，从众多改进法方案中筛选出可行性较高的方案。

（3）选择方案的分析评价：在上一个步骤中已经完成了各项方案的分析，因此这时应该依据按照表征系统的行为、性状和特征模拟所得到的一个或数个模型细致的技术、经济政治可行性分析，对系统实施后的各种状态进行计算分析。

（4）方案的选择与决策：完成系统分析后，系统分析员需要将结构化分析结果用概述的形式传给决策者，说明评定指标和标准，表明系统目的和目标的确立依据，提供可行的参考方案并对各方案实施的效果进行比较分析，在讨论中系统分析员可以提出自己的一些建议和看法。

（5）方案实施和反馈：系统分析结果的验证是在确定方案实施过程中和结束后需要进行的基本步骤，验证的结果是分析方法和分析选用参数修整完善的基本依据，后期新方案和性政策推荐可以以此为构建基础并适时推出。

1.2城市道路与交通工程系统

道路与交通工程的规划、设计、修建和后期运作管理是城市道路与交通工程系统分析的主要对象。这些问题的基本特征与微观经济概念预测法、系统分析方法论、技术优化、决策理论等相结合就是实现资源优化配置和最佳方案的选择的依据基础。城市道路与交通工程庞大而复杂，投入甚大，各管理部门的资源优化配置和最佳解决方案的选择是工程系统分析工作的主要内容。

2模型的建立与运行

模型是将系统和问题的全貌以立体直观的方式呈现给决策者的一种工具，通过直观的呈现各种问题来加强决策者的决策能力，在城市道路与交通工程系统的分析过程中模型是必不可少的。模型的一个重要作用就是使分析员能够根据具体模型来分析各种各样的变量、因素以及关系之间是如何相互依赖、相互作用的，通过分析来推测可能对系统产生影响的各种行为、性状、性能等，进一步对方案的效果进行评价，对方案进行必要的完善。所以，模型的建立是城市道路与交通系统分析的重中之重，其建立和运行步骤如下：初步设计、根据现有数据初步证实、通过模型预测新情况、根据实际偏差改进模型。

3城市道路与交通系统分析的主要内容

3.1线性规划与图论

线性规划是运筹学中的一个分支，运筹学会通过运用图解法、人工变量法、单纯形法等求解方法来将所分析的问题具体呈现出来。通常情况下，使用线性规划有两个目的：一个目的是根据任务要求，采用最省资源的方式完成工作；第二个目的是根据被限定的资源，采用最佳方案经济有效地完成任务。同时，作为运筹学另一个分支的图论则是以“图”的形式来反映庞大而复杂的工程系统以及管理问题，其最优结果通过数学方法求得。通过情况下，要分析完成某项任务的最少时间、最省费用、最短距离等，都可以通过图论的方法来进行。

3.2网络技术

这里所说的网络技术跟我们日常生活中所理解的网络技术不同，作为图论的一个分支，其主要的表示方法有箭线图和顺序图，主要工作第一步是对承接的工作展开项目分析，并依据分析结果绘制出与预期要求相符的网络图，若通过分析绘制得到的网络没有达到预期要求目标，分析人员就可以结合时间、资源、费用等因素的影响对原图进一步调整优化，以达到最终的满意效果，在施工组织和施工计划管理的过程中往往会用到网络技术。

3.3预测与决策

预测与决策是两个不同的概念，预测是以某件事物的历史资料为依据，采取科学的方法和逻辑推来对该事物的发展趋势进行预测分析，并对估计结果进行客观评价，然后再调对人们的行动进行调节引导；而决策则是指在众多可选方案中选择出可行性最佳的执行方案。

3.4技术经济分析与评价

在道路工程中，在可行性研究阶段需要用到技术经济评价，技术经济评价是对成本和效益动态计算并最终得出定量评价依据的一种手段，所采用的研究方法包括有工程经济学的理论和方法，通过分析来说明某个方案的优劣。

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中图分类号：G42 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）09-0150-01

一、前言

《交通系统工程》是由《运筹学》和《系统工程》两门课整合形成的交通管理工程专业的专业基础课。经过整合后，本门课的内容更加集中反映交通管理专业应具有的系统工程方面的基础知识。因此在这门课程的教学中，应当总结和继承以往教学过程中积累的有益经验，并结合新的形势，进一步对教学内容、教学方法与教学手段进行改革，使学生在掌握系统工程的基本概念、基本理论的基础上，提高将系统工程的思想、方法和原理应用到交通管理实践中的能力。

二、教学内容的整合

《交通系统工程》的教学内容可以分为三个部分：基础知识，应用知识和计算机应用。《交通系统工程》的基础知识是由《运筹学》和《系统工程》两门课整合后形成的。《交通系统工程》也是一门应用学科。通过这门课程的学习，学生不仅要学到系统工程的基础理论，更要具备较强的面对交通问题的建模能力及分析、综合能力。系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按照一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论和方法。

在《交通系统工程》课程的教学中，应当注重培养学生运用计算机解决交通实际问题的能力。通过计算机的应用，使系统工程的理论与交通实践更直观、更有机地结合起来。可以从两方面入手：一是指导学生用所学过的编程语言编写典型算法的计算机程序，提高学生的计算机编程能力；二是在教学中详细介绍多种求解系统工程问题的成熟软件，使学生及时掌握各种软件的使用方法，培养和锻炼学生运用适合的计算机软件解决问题的能力。

三、教学应用案例的编写

着重编写系统工程理论在交通中应用的案例，内容有利用系统工程的有关算法研究高速公路交通控制、交通分配、路径诱导、交通量预测、交通事故预测、道路交通管理评价、交通安全管理评价、智能交通系统评价等问题，使学生掌握解决交通问题的数学方法，培养学生对各种简单和复杂的交通现象正确建立数学模型的能力；同时指导学生运用系统工程的思路和方法研究交通系统、交通管理、智能交通、交通管理规划、交通安全管理规划、交通设计等问题，以提高学生的分析和综合能力。同时，还整理完成了目前常用的、较成熟的求解线性规划问题的软件的使用方法，这些软件包括：EXCEL、MATLAB、MATHEMATICA和LINDO等。

四、教学内容和应用案例的应用

研究成果已在本科《交通系统工程》教学中得到应用，促进了本门课教学内容和教学方法的更新。不仅如次,为了更好地推广上述研究成果,我们还综合采用了几种新的教学方法：

（一）案例教学法

案例教学法是把案例作为一种教学工具，把学生引导到实际问题中去，通过分析与互相讨论，调动学生的主动性和积极性，并提出解决问题的基本方法和途径的一种教学方法。它是连接理论与实践的桥梁。结合《交通系统工程》应用性较强的特点，在教学中结合各章节的基础理论，讲授了一些相关的道路交通问题的实际案例，如用系统观点分析交通系统、高速公路多匝道整体定时控制的调节率计算、利用最短路算法进行交通分配、城市交通管理评价体系、城市交通安全管理评价、层次分析法应用等，通过实际案例讲解理论、计算步骤和计算过程，将理论教学与实际案例有机地结合起来，使得教学内容更加生动清晰，收到良好的教学效果。

（二）小组讨论法

小组讨论法是将学生分为几个小组，对教学内容进行讨论和交流的方法。通过成立兴趣小组，开展小组讨论、全班交流，有利于使学生更多地参与到课堂教学中来。在小组讨论过程中，学生们通过查阅文献、收集资料、分析并解决交通实际问题，达到学以致用的目的。这种方法可以充分调动学生的主动性和创造精神，培养学生自信心、成就感和团队协作精神。教学中要求学生利用系统工程有关原理讨论熟悉的交通问题，如交通事故预防对策研究——以系统工程方法论、高速公路交通安全评价系统、关于北京市未来汽车保有量的预测、城市交通系统的可持续发展、系统方法解决换乘枢纽交通问题、解析结构模型在城市交通分析中的应用等，并要求撰写论文，然后在课堂上做报告。大部分学生都能积极参与，课堂报告及讨论非常热烈，效果比较好。

（三）软件演示法

在传统的教学中，通常只讲授有关算法的原理、解法及应用，并不介绍相关的求解软件。目前，计算机应用已非常普遍，在教学中，注重培养学生运用计算机解决实际问题的能力。

五、结语

作为交通管理专业的一门专业基础课，《交通系统工程》的教学内容和教学方法还有许多需要完善和探讨之处。在这门课程的建设和改革中，整合教学内容及其研究、整理和编写系统工程理论在道路交通中应用的案例是一项非常重要的工作。通过引导学生独立地进行案例分析，将系统工程理论、相关交通知识和计算机应用三者有机地融为一体，可以使学生深入浅出地理解系统工程的基本概念和基础理论，掌握相关的交通专业知识，并学会使用常用的数学软件。

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1.1交通工程的概念 交通工程就是把人、车、路、环境及能源等与交通有关的几个方面综合在道路交通这一统一体中进行研究,以寻求道路通行能力最大、交通事故最少、运行速度最快、运输费用最省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划、建设与管理方案,从而达到安全、迅速、经济、方便、舒适、节能及低公害的目的工程建设。

1.2交通工程的特点

1.2.1规模合理性。交通工程是关系到社会进步和经济发展的重要的工程设施,交通状况的好坏直接关系到人们生活水平的质量,因此交通工程具有建设规模合理性的特征,只有具有了建设规模科学合理的设计以后,才能使建设出来的交通符合社会的发展。

1.2.2 系统性。公路工程交通设施标准体系涉及的范围很大,交通是全人类共同使用的公共资源,交通的建设程度关系到人们的生活质量,可以说交通工程是一个关系到多个社会层次的系统工程,它具有较强的系统性,只有把社会的各个系统调动起来才能实现交通工程的最终目的。

1.2.3 配套性。配套性主要是指交通工程系统的标准,除了在本系统内相互配套以外,还须与公路沿线设施的其他标准配套,如监控、通信、收费等系统与管理机构、房建设计等标准的配套,已有系统功能的发挥。

2我国交通工程的现状

2.1 交通流理论研究

交通流理论是用物理与数学的定理、方法,定量地描述交通流特性,是交通工程学的基础理论之一,对道路交通系统的规划、设计、管理具有指导作用。国内对交通流理论的研究,没有从纯数学、物理学 角度入手,而是结合具体交通 问题开展工作,取得 了一些成果。

东南大学用穿插理论研究环形交叉路口的通行能力。同济大学用冲突点法研究十字路一口的通行能力。交通部公路研究所结合路口信号控制,建立了交通平滑离散模型。北京工业大学在研究灯管路口通行能力的过程中,研究了路口直行车队的车辆跟驰模型、路口自行车行驶状态的流体力学模型与通行能力计算公式。近年来,研究了高速公路交通流特性,开发了高速公路交通仿真程序。

2.2交通规划理论与方法的研究

交通规划是研究在一定土地使用条件下的交通需求与交通供应的平衡关系。我国过去编制交通规划,实际上是拟定道路网规划,且以定性分析为主。自引进 了交通工程学以后,编制交通规划,名符其实的是拟定包括场站在 内的各种交通方式的综合交通规划,且以大量占有数据的定量分析 为主。自80年代初开始,应用美国50年代提出的UTPS,先后对天津、徐州、上海、北京等30多个城市进行了大规模居民出行调查,编制交通规划方案。在这个过程中,各地根据实际情况,对模型做某些修改、

标定参数、编写计算程序。值得一提的是东南大学对非平衡交通分配模型做了有益的改进,并提出了动态多通路交通分配模型。北京工业大学对交通预测提出多角度预测理论与方法,提高了中、长期预测的可信度。

与此同时,北京工业大学开辟了交通枢纽规划新领域,提出了客运枢纽规划原理与选址方法 货运枢纽规划原理与选址方法。西安公路学院提出了用总量控制法编制公路网规划。

2.3道路交通系统安全理论研究

交通安全是涉及人身生命和国民经济损失的重要问题,一直受到各部门的重视。北京工业大学交通工程专业,自1979年成立以来,把道路交通安全做为自己恒定的研究方向。多年来,他们以人的因素为主体,综合分析影响交通安全的道路条件,用路者的条件,车辆条件和交通环境等诸多因素,揭示了一些产生交通事故的机理和规律。所见到的成果有 交通安全灰色评价方法道路交通安全模糊综合评价方法 道路交通事故成因分析城市道路交通事故的特性研究危险路段的判定与改善交通工程心理学多角度预测交通事故的方法等。

2.4交通系统分析与交通管理技术

在交通管理的实践中,逐步形成了使交通渠化、交通 管理需双向控制的思想,并明确提出交通综合治理的口号。渠化是变无序交通为有序交通的一种技术双向控制是指在最大限度地发挥现有交通设施的功能的同时,兼控交通需求,否则交通管理无法奏效交通综合治理是指运用系统工程、交通工程的理论科学地治理交通。在这种思想的指导下,做了如下工作。

2.4.1 自1979年起,在全国公路上建立 了11 262个间隙式交通调查点和183个连续式交通调查站。系统地观测公路交通量、车速、交通组成等数据。在上海、北京、哈尔滨、福州几个城市盯街道上建立交通观测站,监测城市道路的交通变化规律。

2.4.2 制定了道路交通标志标线规范修订了道路交通管理条例。

2.4.3 在大中城市和高速公路上,广泛应用标志、标线等交通管理技术。北京、深圳等城市采用了交通 区域控制。

2.4.4 北京、深圳等城市采用了交通区域控制。

2.4.5 在交通管理部门,推广了计算机交通事故管理系统。

2.5 交通设施设计理论与方法

道路是最主要的交通设施,如何使道路符合行车规律,如何使道路 满足用路者的旅行需求,如何使道路勘测设计自动化,一向是广大道路交通工程人员追求的目标。

“ 七五 ” 期间,国家做为重点攻关课题研究了公路设计CAD,取得了一批成果。目前,交通部公路勘察设计院和 部分省市交通设计院,以及有关院校都有公路设CAD软件,可用计算机从事道路设计。

在设计理论方面,北京工业大学提出了道路线形设计新理论。旧理论以满足汽车行驶要求为出发点,静止地分析 问题,孤立地设计新理论是以满足用路者的出行需求为出发点,动态的分析问题,强调协调设计。

3交通工程的管理措施

3.1 利用科技手段促进公路养护管理现代化

首先,通过功能强大的软件,使数据管理便捷高效,为公路养护和运营提供大量、及时、准确的数据信息,为公路交通的发展提供了有效依据。其次,通过高科技手段,实现人工检测向自动化检测发展,使公路质量的检测、评估分析更加快捷、准确。另外,学习使用国外高等级公路养护适用新技术,延长公路使用寿命,实现公路交通可持续发展的目标。

3.2建设专业化的养护队伍,加强监管力度

为了社会主义市场经济要求,公路养护管理养护工程要建立竞争机制,要求养护人员要有竞争意识,具备全方位养护能力,建立一支训练有素???机械配套、安全措施完备的专业化养护队伍。加强政府对公路行业的监管力度。政府要快组织制定相应的运营高等级公路的养护技术标准、操作规程和规范,养护作业实行社会监理、政府监督。

3.3建立完善的交通工程监督制度

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0048-02

南通大学是江苏省和交通运输部共建的地方综合性大学。为了推进省部共建工作，我校近年来非常重视交通教学和科研，其中，智能交通综合训练中心于2013年被遴选为江苏高校实验教学与实践教育中心建设点。该中心面向交通、计算机和自动化等所有交通主干专业学生，构建以智能交通为工程背景的多层次、多方位的多个实训平台，除了要求学生掌握扎实的软硬件能力之外，还需要学生熟悉常见的智能交通设备，包括交通流检测器、电子警察、信号机、信号灯等，通过交通设计、交通管理与控制等相关交通基础理论课程学习，根据智能交通施工规范，将不同设备安装在正确位置上，实现从交通数据采集、传输、处理和控制的全过程。这决定了智能交通综合训练中心以培养学生掌握智能交通的核心技能为目标，不仅要求学生所要掌握的软硬件知识不仅比计算机、自动化多，而且比一般交通专业多，对该智能交通方向的教学管理提出了新的挑战。因此，亟待构建面向交通主干专业学生的智能交通系统集成方向课程群建设。智能交通涉及交通、计算机、电子信息等学科多门课程，若各门课程之间缺少融合，仅按一门课程独立进行方案设计和建设，容易造成教学和实验内容重复、授课学时紧张以及相关知识点的前后衔接混乱等现象，从而造成无法培养学生具备用人单位最看重的工程实践能力的缺憾。为了培养交通系统集成方面应用型人才，以系统的观点充分考虑智能交通多交叉学科的各课程所包含的实践教学环节的共性和特性，合并相同或相近的实验内容，本着体系完整、注重广度与深度的结合、注重新知识的溶入、注重前后课程的衔接，对相互衔接的实验内容进行融合，充分体现工程训练的全程性。因此，依托一个实际项目，将多门课所涉及的相关知识点串联起来，亟待构建相互衔接的智能交通系统集成方向课程群。

一、培养学生智能交通系统集成能力的课程群设置

根据交通设备集成企业对智能交通工程项目等相关岗位的技能要求，依托一个实际道路上的智能交通集成项目，设置不同应用场景，如：单交叉通控制、干线协调控制、违章抓拍等，构建以熟悉整个智能交通数据采集、传输、处理和控制流程为核心的旨在建设专业内多课程大流程管理的项目并付诸实施，即：根据实际项目实施前后顺序，将所需知识点串接起来，整合相关或相近的课程，以智能交通的设备硬件和信息系统集成两条主线为教学重点，围绕智能交通集成系统的方案设计、研发、施工、安装集成和维护，按基础理论类（计算机软件基础、电子技术基础、交通基础理论）、技术类（交通数据采集与处理、交通网络与通信、车辆定位与导航）、实现类（交通控制集成系统）、应用类（智能交通综合实验）为序，分别构建一个结构合理、层次清晰、相互配合、相互渗透、课程间相互连接的递进式的课程群体系。

二、基础理论、技术类、实现和应用四类理论课程的具体内容

基础理论类课程涉及计算机软件基础、电子技术基础、交通基础理论三类，其中：计算机软件基础包括高级语言程序设计、数据结构和算法和数据库三门课程，是通用软件开发的最核心知识；电子技术基础包括电路、数字电路技术、模拟电路技术、单片机原理与接口技术四门课程，是通用集成电路应用开发的灵魂；交通基础理论包括交通工程学、交通管理与控制、交通规划、交通设计四门课，主要用于分析交通现象和规律。技术类课程包括交通数据采集与处理、交通网络与通信、车辆定位与导航，侧重于培养学生学习如何利用软硬件基础知识研发交通设备，如：信号机、交通流检测器、交通警察等，熟练掌握智能交通的数据采集、传输和信息关键技术。交通数据采集与处理侧重如何研究智能交通终端设备，交通网络与通信侧重于将安装道路或车辆上智能交通终端设备、控制中心之间数据传输和通信，车辆定位与导航在城市GIS基础上统计分析交通事件在时间和空间上的分布特征。

实现类课程仅设一门交通控制集成系统，以交叉通控制为例，讲解智能交通系统的总体框架，围绕智能交通数据的采集、传输、处理和控制，介绍各种交通前端设备的原理和使用方法，重点关注其通信协议和二次开发接口，以及如何集交通流检测器、信号机、红绿灯、电子警察于一体。应用类课程也就是智能交通综合实验，针对围绕复杂多变交通环境下实际智能交通系统集成，如：左右转相位，利用主流厂家的真实设备，围绕智能交通系统的方案规划、施工设计、设备选型、安装、信息集成和运行维护等，训练学生将不同设备安装在正确的道路位置上，实现智能交通数据的采集、传输、处理和控制。

三、基础理论、技术类、实现和应用四类课程之间关系

基础理论类课程让学生分别掌握软件开发、硬件设计和交通系统分析的最基本知识，通过技术类课程告诉学生如何利用基础理论类课程所学知识开发智能交通所涉及的相关前端设备，而实现类课程是讲解智能交通系统集成的总体框架、前端设备及其集成关键技术。应用类课程相当于案例教学，根据复杂多变的交通场景，从方案规划、施工设计、设备选型、安装和信息集成等出发，利用真实设备集成一个智能交通大系统。因此，四个课程模块是一个层次清晰、递进式的课程群体系。

在基础理论类课程中，包括计算机软件基础、电子技术基础、交通基础理论三类，每类基础理论类课程相互独立，但它们自身的各门课之间各自成体系、相互融合。计算机软件基础以开发软件信息系统为线索，开设了高级编程语言、数据结构和算法设计、数据库等课程，是通用软件开发的最核心知识；电子技术基础以单片机应用开发为主线，集成了电路设计、电子元器件、传感器于一体；交通基础理论以城市的交通规划、设计、管理与控制为研究对象，开设了交通调查与分析、交通工程系、交通设计、交通系统分析、交通管理与控制、交通规划等。

技术类课程的三门课是智能交通设备集成的核心技术，相对独立、相互配合。在基础理论类课程基础上，交通数据采集与处理解决如何研发交通前端设备，车辆定位与导航解决移动车载设备与道路交通设备和数据中心的位置信息，而交通信息网络与通信是交通前端设备和数据中心通信交互的技术保障。

实现和应用类课程是一门综合课程，结合实际智能交通项目存在的问题，以基础理论和技术类为基础，围绕智能交通的方案设计、施工、安装和集成，介绍常见的智能交通前端设备的原理和使用方法，以及这些交通设备的通讯协议和二次开发接口，实现集成一个智能交通大系统，是锻炼学生实际动手能力的一门课程。

四、落实“课程群”的教学实践

首先，修订培养计划。调研相关智能交通企事业单位，邀请专家学者、交通工程师和专任教师、学生共同进行研讨会的方式，围绕智能交通相关岗位的核心能力所需的核心知识，构建课程体系，包括基础课程、支撑课程和选修课程，确定其教学和实验内容，据此编制培养计划、教学大纲等教学资料。

第二，课程整合与优化。分析课程群的各门课程教学内容之间的相互关系，进行整体规划，突出每门课程的重点和难点，避免课程之间内容的重复，并补充不足的知识点。例如：车辆定位与导航、交通网络与通信这两门课的部分知识重复，补充软件工程、软件测试等部分知识。

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作者简介：吕悦晶（1979-），女，吉林白城人，武汉科技大学汽车与交通工程学院，讲师；李程（1986-），男，山东高密人，武汉科技大学汽车与交通工程学院硕士研究生。（湖北 武汉 430081）

基金项目：本文系武汉科技大学教研基金项目（项目编号：2012X56）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0055-03

交通工程学（Traffic engineering）是从道路工程学中派生出来的一门较年轻的、正在发展的综合性学科，诞生于欧美发达国家，70年代末引入我国。80年代，我国有不足10所高校开设交通工程专业。[1]关于培养方案与课程体，各学校均依据自身所依托学科特点，各自制订风格迥异的学科计划。2000年初，全国有60多所高校开设交通工程专业，各学校的教学重点内容仍各有千秋。目前，全国开设交通工程专业的高校超过100所，行业同仁仍在积极探索完善的、普适性的教学计划和课程体系。学科的蓬勃发展使得毕业生数量激增，就业竞争激烈。同时，学生的就业质量及就业率也成为高校所培养的人才是否被市场接受的一个衡量指标。为此，本文即针对本校学生就业及行业需求，对交通工程学科培养方案及课程体系进行分析，探讨课程教学体系的优化与改革的方法。

一、发展背景与就业形势分析

武汉科技大学交通工程系是在交通运输大专业分化出来的，2003年获教育部批准，2004年开始招第一届本科生，经过近10年的发展已取得了一定成绩，但也暴露出了很多弊端。目前，交通工程专业的公共基础课按照学校要求设置工科类基础课程；专业基础课设置道路工程材料、工程测量、交通控制与管理、交通工程学、路基路面工程、交通系统分析、交通规划、道路勘测设计、交通设计、道路工程CAD及实践、交通工程专业英语、交通信息技术、交通工程实验技术。同时，专业限选课程分为两个模块，专业模块一的课程设置为道路施工组织与概预算、结构力学、道路工程建设与管理、土质学与土力学，专业模块二的课程设置为信号与系统、自动控制原理、智能交通技术应用、复变函数与积分变换；另外，设置了大量的专业选修课，分别为管理信息系统、车辆定位与导航系统、城市道路设计、城市轨道交通、道路交通环境工程、交通工程设施设计、交通枢纽规划设计、施工机械概论、停车场规划设计与管理、道路交通安全工程、智能交通系统、交通系统仿真技术、交通工程机电系统、交通技术经济学、交通地理信息系统及实践、公路景观设计、道路养护与管理、结构设计原理、桥梁工程概论、微机原理与应用。上述课程设置内容表面上是两个大模块，其实质上囊括三大专业内容，即交通规划与管理、交通与地理信息、道桥设计及施工管理。课程设置数目繁多，目的是充分拓展学生知识的广度，但课程课时量均较少，课程设计及实训课程更少，使得课程内容不能深入讲解，学生也只是就基本理论粗浅的学习，实践及动手的机会更是少之又少。例如，像路基路面工程这样的课程也仅仅36课时，尚无课程设计及实训课程。按此课程体系框架所设置的课程在实施过程中发现了不少问题，乃至影响学生的进一步深造及就业。

进一步分析专业发展历程，专业开办初始的专业定位为交通信息与控制，由于就业市场暗淡而搁浅。进一步发展交通工程的过程中，为学生就业需求设置了道路、桥梁类专业课程，但由于道路桥梁类专业课程缺乏必要的基础课程做前导，使得学生学习时吃力、难以融会贯通；考研时知识体系不完善，尤其是考取名校研究生时复试压力大；就业时仍面临道桥岗位对基本功的要求。已有的较成熟的专业基础课程多为建筑机械和车辆工程，使得交通工程的模块设置一直存在传承与创新、特色与发展的双重矛盾。

分析当代交通科学的特点和发展趋势，结合武汉科技大学交通工程专业的实际情况，武汉科技大学交通工程专业的培养目标为：具备交通工程规划设计、施工与管理方面知识，并能在各等级交通规划部门、交通管理部门、交通土建技术部门等从事交通规划与管理、交通工程设施设计及交通土建部门施工建设等方面的高级工程技术人才。但从毕业生就业信息统计来看，从2008年第一届交通工程毕业生毕业至今，除四分之一的学生考取研究生外，剩下学生中60%～70%的人都去了施工单位。[2]另一部分则改行从事其他行业或是继续坚持考研。进校时，学生是优质的高分学生，就业时与该专业当初的培养目标相差较大，致使学生对当前所学课程不投入精力，认为努力学习也只能进入施工单位，就业条件过于艰苦。同时，另外一个观念在绵延，就是大学生毕业即失业的担心。究其原因主要存在两方面的原因：一是现在大学生的就业压力较大，二是在专业课程设置上存在很多的问题。对历年交通工程本科生就业状况进行分析，统计如表1所示。

二、当前教学体系分析

当前教学体系使得学生的学习自觉性明显降低；同时课程的设置不合理也加重了学生的学习及就业负担。对学生来说，一方面花了不少时间学了大量知识，但由于没有知识侧重，对毕业后的就业不利；另一方面，学生学习态度不积极，认为当前课程不能使其很好的就业；翘课现象普遍，课程秩序有待加强。另外，本专业常常需要进一步深造才能找到理想工作，引发学生大规模考研，但对考研的学生来讲，所学专业课程深度应付不了考研难度，很多课程知识仍需从头深入学习，无形中增加了考研学生压力。总之，本专业课程体系主要存在如下问题：

1.专业定位需要进一步明确化

目前所设置的专业课程没有表现出本专业学习的重点及毕业后就业的主体方向。

2.课程设置多而杂，教学模式过于僵化

培养方案没有侧重点，面面俱到，不能协调宽口径就业的广度和交通工程专业就业技能深度的矛盾，学生学习目的茫然，兴趣寡然。

3.专业主干课程有效衔接不足、特色课程过于平淡

课程体系亟待完善，学生知识体系不完善致使其深入学习的动机进一步降低。

4.课时配置不合理

骨干课程课时较少，对知识的讲解深度多数是浅尝辄止，学生领悟不透彻，学习积极性不高，仅仅为通过考试而死记硬背。

三、面向行业需求的教学体系改革

针对出现的问题开始对教学体系进行改革，以期改善当前状况。

1.针对培养层次，优化教学体系

交通工程本科人才更加注重实践动手能力，课程教学体系应充分体现这一特点，课程设置相应的课程设计及实践课时，使得培养出的学生“基础扎实、实践应用能力强”。

2.课程设置科学合理，协调解决“专”与“全”

实行宽基础的课程体系，并视专业特点，结合学科发展及学生就业，设置合理的专业课程并保证学生深入学习的课时量。并在可能的交叉学科方向上积极探索，拓宽学生的就业面。具体表现为，新教学体系按分块模式设置，但在专业课学习阶段可让学生根据兴趣和需求自行选择专业课程学习，改变当前学生被动选课的局面，使学生在有限的学习期间既掌握全面的基础知识又能集中精力深入掌握某方面的内容。这样，学生二次定位专业方向，更能适应市场需求。

3.教学体系与职业特点协调

毕业前学生具有专业基础扎实、实践能力强、综合素质高的特点，毕业后应是具有一张文凭、多张证书的准工程师。毕业生应对国家建筑行业职业注册制度有所了解，并可根据需要提前进入职业角色，使其以后均成为国家注册级别的专门工程技术人才。

4.完善教学方法，提升教学手段

为培养学生自学能力，提高学习积极性，一方面教师应精心组织主讲课程的课堂教学，丰富教学手段，如多媒体的动画模拟、仿真演示、聘请行业专家的讲座等。另一方面，教师在传授理论知识的同时要和实际工程联系起来，如交通规划课程充分利用transCAD软件，尽量采用实际工程案例，提高学生对本专业课程在实际工程中的认识。

5.课程教学体系与实训基地挂钩

由于土建行业实习安全问题的原因，施工现场接受学生实习的动机不足，学生的实习机会往往仅仅依靠实习指导教师通过各种私人关系临时联系道桥工地现场，使得学生的实际动手操作难以施展，严重制约了实习质量的提高。为此，一方面需要加强校内实习基地建设，充分利用学校的设计勘察、施工及监理等部门为学生提供实习场所；另一方面更加积极拓展与企业的互惠合作，建立长期以企业为主体的实践教学基地，使学生的实习真正落到实处。

6.形成合理有效的沟通反馈模式

教学计划应具有开放性和包容性，在相对稳定基础上不断优化更新，以适应行业市场需求。根据学生就业情况对教学体系进行反馈评价，摸清行业对学生的需求情况。责成专门人员每年定期通过对毕业生就业单位进行电话访问、网络咨询、上门问卷调查等形式，获得企业对本校毕业生的满意度，并与企业保持紧密良好的供需合作关系。并依此数据不断优化调整培养计划。例如，自2009年起交通工程本科专业根据用人单位反馈意见积极调整培养计划，删除“公路景观设计”课程，代替开设了“交通信息及设备检测”、“路基路面工程检测”课程。另一方面，设立学生反馈机制，考虑学生的个体性差异性，加强与学生的沟通，在教学大纲制订及执行过程中充分考虑到学生因素。

四、改革效果分析

1.考核指标

由于学生就业反馈信息滞后获取，本文仅对课堂教学效果进行分析。通过对四个学年的学生综合素质指标对比分析来反观新课程教学体系的效果。其中后面两届学生逐步采用新课程教学体系的结果，前面两届学生为依旧是旧教学体系的结果。主要采用以下几个考核指标：[3]

（1）课堂考勤。课堂考勤的出勤率大小反映该课程教学的对学生的吸引力，也反映了学生对当前课程的积极性及兴趣。对每个学年学生不定期抽查考勤15次，四学年学生平均出勤率分别为83.61%、84.26%、92.56%和94.67%。

（2）课堂提问。对课堂提问的问题，记录学生随时口头回答互动、意愿举手回答率和回答问题的准确率三个方面。分别对四学年学生课堂提问10次，其中口头互动比率分别为53.63%、54.22%、80.43%和86.45%。意愿举手回答率分别为7.72%、5.83%、33.37%和28.8%，回答正确率分别为82.63%、88.41%、92.83%和94.3%。

（3）平时作业。平时成绩主要从作业上交率和成绩两个方面进行考查，上交率反映学生课程学习兴趣，成绩主要反映学习效果。分别对四学年学生布置8次作业，其平均上交率分别为94.1%、96.2%、98.5%和99.1%；四学年平时成绩正确率分别为81.5%、81.3%、87.6%和90.8%。[3]

（4） 自学能力考查。考查学生自行通过书籍、网络获得专业知识的比例，对学生随机询问5次，其自行获得知识的人数比率分别为4.61%、5.26%、10.56%和15.67%。

（4）综合考试。综合考试主要以考试成绩为指标，分优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级所占比例进行比较。对比结果如表2所示。[3]

2.对比分析

从以上结果可以看出，新教学体系实施的两学年来，从课堂考勤、课堂提问、平时作业、自学能力、和综合考试5个方面来看，学生学习的积极性、主动性均大大提高，尤其整个课堂教学的学习氛围得到极大改善，学生自学意识明显增强。综合考试优良率有较大幅度上升，不及格率明显降低。实际数据表明，交通工程专业学生的综合能力逐步提高，面向就业市场的基本素质明显上升，可以更好地适应当前行业需求。

五、结论

建立适应行业市场需求的教学体系是交通工程专业教学的必然要求，通过建立一个合理有效的教学体系，提高学生学习的兴趣和进一步深造的积极性才能在提升毕业生专业素质的同时增强学生对行业市场需求的适应能力，提高就业率，进而推动学科的不断发展进步。

参考文献：

篇（6）

1 背景

南水北调西线工程规划从长江上游大渡河、雅砻江、通天河上筑坝建水库，采用隧洞穿过巴颜喀拉山，向黄河上游补水，以补充黄河水资源不足，是解决我国西北地区干旱缺水问题的重大战略措施。同时，南水北调西线工程和东、中线工程共同组成一个有机整体，在一定条件和时间内，三条线可相互补充，尤其可通过适当调整黄河水量分配，使南水北调工程与北方东、中、西部水资源相互补偿，共同实现我国的水资源优化配置， 保证本世纪中叶我国人口高峰时国民经济和人民生活用水安全。

南水北调西线工程大规模的跨流域调水改变了原有水资源的时间、空间分布状况，相应地引起了调水区、受水区的自然环境、生态环境和社会经济发展的变化，并产生诸多有利的和不利的影响；同时，在施工和运行调度管理等方面，西线又是一个复杂、庞大、艰巨的系统工程，存在着许多世界性的难题。如：如何正确评价南水北调西线工程调水后对促进受水区社会经济发展以及生态环境改善的作用、对调水区可能引起的自然环境和生态环境变化？如何评价西线调水对黄河水资源的补偿作用？如何分析不同调水量的供水目标和供水范围？如何优化确定合适的坝高与洞线长度？如何研究远景规划中的后续水源的战略性问题？等等，对工程的规划决策及工程建成后的运行管理都有着重要意义。未雨绸缪，必须认真研究这些问题。

为解决南水北调西线工程实施中的一些世界性难题，通过全数字化数据平台的构建和数字仿真技术的应用，建立全新的数字化研究环境和虚拟调水工程环境，依靠大尺度、高精度情景数字模拟研究和实际验证，构建复杂系统优化决策模型，为回答西线调水中涉及国民经济建设和生态环境建设的重大战略问题以及工程的可行性和科学性问题提供工作平台。

2 目的

南水北调西线工程虚拟仿真及应用研究的目的：为解决南水北调西线工程实施中的一些世界性难题，集成全数字摄影测量、遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机辅助设计、数字三维仿真和多源空间数据无缝集成(Seamless Integration of Multi-source Spatial Data)等高新技术，建设南水北调西线工程勘测设计一体化数字集成平台和虚拟环境，完成多比例尺、多数据类型资料的数字集成，以功能强大的系统软件与模型为支撑，为相关科学家、工程规划设计人员高效的工作提供详实灵活便捷的数字流域研究环境，通过对南水北调西线工程调水区、输水沿线、受水区和后备水源区的数字仿真手段，对调水工程的可行性、有效性及存在的可能方案进一步予以综合分析与论证。可在调水线路沿线依据其地形、地震、工程地质等条件，对不同调水实施方案的投资规模、工程实施条件进行比选，并初步估计其生态环境影响；依据调水前提对受水区社会、经济与生态环境效益做出分析，提出客水分配与利用的优化模式；通过对后备水源区的相关研究，探讨后续扩大调水的可行性及其影响。为水资源跨流域配置方案的优化选择提供全新的高技术支撑工具，加快南水北调西线工程的准备，为规划决策及工程实施提供科学依据。

3 南水北调西线工程虚拟仿真及应用研究主要内容

研究内容主要包括两个方面，第一个方面，针对南水北调西线工程研究多信息源集成的数字平台和虚拟仿真的关键技术，构建一个涵盖调水区、输水沿线、受水区的数字平台和虚拟仿真系统；第二方面，在数字平台和虚拟仿真系统的支持下，对西线调水工程中的不同调水量、供水目标、外调水和内地水分配利用、输水路线以及对生态环境影响等问题进行系统分析和优化研究。

3.1 南水北调西线数字集成系统研究

研究如何以南水北调西线（含后备水源区）跨流域调水工程规划勘测设计准备工作为需求背景，在调水线路区、受水区、水源区构建一体化的数字集成平台，提供数字仿真研究数据基础。主要内容包括：

3.1.l 空间数据库设计及关键技术研究——1)数字化集成平台设计、数据标准规范制定、数据字典和表结构设计。研究数据库应包含的内容、数据项、涵盖范围、组织策略等；2) 海量多数据源、多类型、多要素、多尺度、多时相空间数据库管理系统的研究。在以往工作积累的基础上根据本项目的要求，完善大型空间数据库管理系统，使之能够管理图形数据、影像数据、三维高程数据和属性数据等多类型数据，探讨数据库多源数据逻辑一致性协调与管理方法。完善系统安全管理设计，最大限度地实现空间数据库系统与虚拟现实系统、计算机辅助设计系统的互操作。

3.1.2 南水北调西线数据库集成——开展西线调水环境与工程数据库建设。分别在调水工程线路、受水区和调出区建设多比例尺系列的多要素地理环境空间数据库，作为宏观和典型区域环境虚拟仿真研究的数据本底。在各方面数据条件允许的情况下具体内容为：1) 区域背景影像数据库，覆盖全部区域，配合1/5万、1/25万尺度分析需要，拟采用2000年ETM影像图为基础，对图像时相不佳的图像以2000年以后的夏季影像更替后制作成相应比例尺影像图；在需用1/1万数据的工程线路典型区段，如地图条件不能满足需要的情况下，不排斥使用高分辨率卫星立体对影像数据。2) 区域电子地形图、数字高程模型（DEM）数据库：1/25万数据覆盖全部工作区，1/5万数据覆盖调水区线路两侧、受水区黄河干流两侧300 m高程区间，1/1万数据覆盖工程线路典型区段。3) 区域土地覆盖、土地资源数据库：1/25万土地覆盖数据库覆盖全部工作区域，1/5万土地覆盖数据库覆盖调水区线路两侧、受水区黄河干流两侧200 M高程区间，1/1万土地覆盖数据库覆盖工程线路典型区段。依据影像数据参照2000年1/10万土地利用现状图解译编绘制作。1/100万土地资源数据库覆盖全部工作区域，由已有成果移植修编完成。4) 区域构造地质、水文地质、地勘数据库：1/20万普通地质空间数据库覆盖全部调水水源区;1/20万或更大比例尺普通地质电子地图、水文地质电子地图覆盖调水工程典型地段。5) 区域气象、水文数据库：兼顾受水区、重点在调水区和后备水源区，尽可能长地搜集时间序列基本气象(如气温、地温、降水、风速、蒸发、辐射等参数)、水文（流量、水位、悬移质含量、水质等参数）数据，在展布观测站空间位置的基础上，内插构成各要素的空间等值线分布或沿程分布数据库。6) 区域社会经济、人文综合基础数据库：在全部工作区以县为基本单位的人口、耕地面积、产值等社会经济状况统计数据，工程沿线展布到图斑。将重要文物、重点宗教设施等标定在电子地形图数据基底上构综合数据库层面。7) 区域水资源数据库：以受水区水资源利用三级分区数据库为基础，补充调水区相应分区构成覆盖全部工作区的水资源及利用分区数据库；以地形数据为基底将全部工作区水利工程现状和规划资料展布在二维空间上。8) 生态环境数据库：生物多样性、林草地表覆盖度、土壤类型和质量、土壤侵蚀、人口承载力、荒漠化、盐碱地、主要野生动植物分布等。

3.2 南水北调西线虚拟仿真系统研究

虚拟仿真系统是在数据集成平台软硬件环境的支持下，研制模拟仿真、综合分析的工具。内容包括：

3.2.1 空间分析与仿真基本算法研究及开发 扩展GIS的空间分析功能，研究三维叠置分析、三维缓冲分析、三维最优路径与工程优化分析，为虚拟仿真研究提供基本三维空间分析函数库。

3.2.2 工程沿线可视化的三维虚拟地理环境构建 构建南水北调西线工程沿线可视化的三维虚拟地理环境，模拟地表质地、地表覆盖、道路交通、高程、坡度、气候等地理环境因素为不同调水方案工程实施研究提供三维地理环境。

3.2.3 工程沿线可视化的三维工程施工虚拟环境构建 构建南水北调西线工程沿线可视化的三维工程施工虚拟环境，模拟不同调水方案的各种工程参数，提供进行线路投资空间三维分布的计算手段；以三维工程施工虚拟环境提供解决坝高与洞线长度优化、多库联调输水方式优化等技术问题的工具。

3.2.4 工程沿线可视化的三维地质虚拟环境构建 在三维虚拟地理环境的基础上，结合南水北调西线工程沿线的活动断裂带、地震烈度区划、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害资料，对不同选线方案主要地质灾害危害和风险性进行虚拟研究和评估提供可视化平台和手段。

3.2.5 虚拟系统集成应用 在虚拟系统工具组件开发的基础上，根据调水区、受水区、水源区不同的应用目标，在数据集成平台的支持下，结合各专业模型，使虚拟系统平台将水资源优化配置、调水方案优化、调水线路及联合调度、生态环境影响等仿真模型能够完整地集成在一起，形成一个面向具体应用的虚拟仿真系统。

3.3 南水北调西线水资源合理配置研究

西北地区作为21世纪我国新的经济增长点，在国家粮食安全、能源、原材料工业等方面拥有无可替代的作用，突出的区位优势和相对薄弱的水资源条件，形成了该区域可持续发展的主要矛盾。在西部大开发和西部地区严重缺水的背景下，依据受水区对水资源的内在需求，就水资源开发、利用、配置、保护、管理等问题，进行受水区不同水平年的需水预测和缺水识别；论证南水北调西线外调水与当地水结合利用方式；对不同调水量的供水目标及供水范围进行分析，为确定西线各期调水工程合理的供水范围、供水线路提供决策手段和方法。主要内容包括：

3.3.1 受水区水资源演变内在规律研究 区域产水量变化的趋势，将直接影响水资源危机发生的频次和程度。伴随着工业化和城镇化进程以及不当用水方式，受水区生态环境有继续恶化的趋势。事实上，所研究的受水区的生态退化是水危机即将发生的重大征兆。根据流域水循环演变趋势，利用区域水资源二元演化模型，模拟受水区水资源在一定演变速率情景下流域供水和缺水变化趋势，揭示未来水资源演变对受水区供水和缺水形势的影响。

3.3.2 不同水平年需水与缺水预测 随着人口增加和经济发展，西北地区水资源需求不断上升，而脆弱的生态环境和资源型缺水的自然条件，加剧了城市与农村、工业与农业、经济与生态之间的用水竞争。以经济社会发展的长期态势和生态环境建设的需要为基础，在西部大开发的宏观战略指导下，结合受水区土地功能分区的分析，研究受水区不同水平年的需水预测，进行水资源供需形势和对经济发展影响展望，分析缺水性质以及缺水分布等态势。

3.3.3 供水工程方案研究 利用数字动态模拟系统，对受水区的不同供水线路、供水工程进行虚拟仿真，为确定供水工程的规模指标，分析供水工程的可能性、可行性，提供技术方案和建议。

3.3.4 水资源合理配置研究 根据受水区缺水分布和调水区的不同输出水量方案，利用虚拟研究环境平台，针对不同供水范围和供水目标，进行技术和经济合理性分析，提出不同来水条件下的水资源合理配置方案。

3.3.5 外调水与当地水置换方式研究 基于虚拟仿真环境，对南水北调西线外调水与当地水结合利用方式进行研究，主要内容包括：对黄河流域各支流进行流域水量的综合平衡，合理确定从各支流的引水量，合理确定受水区的用水规模，进一步确定支流向黄河干流的入流减少量，并通过水资源供需分析，合理确定南水北调西线工程需要对黄河干流增加的补水量。

3.3.6 沿线输水方式优化布置及调度研究 西线调水区的蓄水水库分处不同的河流，在同一年份其水量丰枯不同，为满足调水需要，对多库联合调度进行研究。输水方式若采用无压流，则输水隧洞断面大，但衬砌要求相对简单；若采用有压输水则断面可缩小，但衬砌要求高，不同方式的输水能力也不同，通过对输水方式进行优化研究，对合理确定西线工程的输水方式提供技术方案和建议。

3.4 南水北调西线后备水源战略研究

在建立的南水北调西线远景调水区虚拟仿真平台的基础上，重点研究西线调出区自然变化和人类活动影响下的水资源状况，远景调水区调水线路评价以及可调水量分析，主要内容有：

3.4.1 水源区水资源评价。调出区人迹罕至，水文、气象资料极度缺乏通过对时空变异规律的分析，提出不同类型地区水文、水资源仿真模拟模型，从而在过去工作的基础上，进一步摸清调出区不同地区、不同海拔、不同时间水资源的数量与质量，较好地填补这一地区水资源时空分布和垂直变化的空白，为西线调水奠定可靠的物质基础。

3.4.2 远景调水区工程线路与规模研究 根据我国地势西高东低的特点，在大量空间数据支持下，采用地理信息技术，在可预见的时间尺度内，进一步探讨和评价西线调水可能实施的路线和调水路线上各种参数以及配套的工程型式和规模。在综合分析的前提下，客观反映各种调水线路的优缺点和存在的主要问题，为西线南水北调远期决策服务。

3.4.3 远景调水区可调水量研究 可调水量在一定程度上取决于水源区的各种限制条件，通过中长期社会经济发展需水分析、丰平枯不同频率下的影响模拟、流域生态系统用水预测、调水工程系统水量损失仿真以及调水区可能外援的水量，然后结合受水区的实际需要，拟定不同调水线路的调出水量。

3.5 南水北调西线调水对生态环境影响研究

3.5.1 调水对受水区土地利用/覆盖影响研究 在对受水区土地利用和生态环境评价基础上，研究不同调水量对土地利用/覆盖变化和生态环境的影响。进一步分析西线调水对生态建设的影响；研究西线调水对风沙带的影响。

3.5.2 调水对调出区生态环境影响研究 在不同调水方案基础上，研究不同调水量对调出区土地利用和生态环境的影响。分析调水对水源调出区在不同的水量调出方案(包括不同年调水总量和季节分配方案)，对土地利用和生态环境变化的影响。模拟供水量的时空变化对旱涝灾害调节与防灾减灾的影响，并提出综合应对策略。

3.5.3 调水对调水沿线生态环境影响研究 研究不同调水方案对调水沿线土地利用和生态环境的影响，评价沿线淹没损失，提出相应的对策。